Seminar bo may quang hop

Giảng viên hướng dẫn: TS. Hoàng Thị Kim Hồng
Học viên thực hiện : Trần Thị Mỹ Hằng
Võ Thị Thanh Nhàn
Đoàn Thị Tám
Nguyễn Hạnh Trinh
Lớp: SHTN 2011
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
KHOA SINH HỌC
BỘ MÁY QUANG HỢP
Seminar

NỘI DUNG
TỔNG QUAN VỀ QUANG HỢP
CƠ QUAN QUANG HỢP
BÀO QUAN QUANG HỢP
SẮC TỐ QUANG HỢP
CHUỖI VẬN CHUYỂN ĐIỆN TỬ

O2
CO2
O2
CO2
CO2
CH2O CH2O ATP
I. TỔNG QUAN VỀ QUANG HỢP

Quang hợp là quá trình tổng hợp chất hữu cơ từ các
chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng do hệ sắc tố hấp
thụ.
CO2 + 2H2A [CH2O] + H2A + 2A
Ánh sáng, sắc tố
CO2 + 2H2A [CH2O] + H2A + 2A
Ánh sáng, sắc tố
Khái niệm chung

➢ Tuy nhiên, bằng phương pháp đồng vị phóng xạ O18
người ta xác định Oxy là từ nước chứ không phải CO2
như trước đây quan niệm
hν

Thực vật
bậc cao
Nhóm vk
tía, lam,
lục tảo,...
Quang
hợp
Quang
khử
Hóa
năng
hợp
Nhóm vk
không màu
Beggiatoa,
Nitrococus
Các hình thức tiến hóa của quang hợp

VK tía
NitrosococcusBeggiatoa
Tảo lam

Ý nghĩa của quang hợp
Hình 1.1. Chu trình carbon trong tự nhiên

➢ Chuyển năng lượng ánh sáng thành dạng năng
lượng hóa học.
➢ Tổng hợp các chất hữu cơ quan trọng: cấu trúc cơ
thể, nguyên liệu cho tăng trưởng tế bào, trao đổi
chất, là chất nền cho hô hấp,...
➢ Sản phẩm là nguồn thức ăn cho mọi sinh vật (110 tỉ
tấn chất hữu cơ, tổng sản lượng của thực vật 10 tỉ
tấn/năm).

➢ Tạo ra nguồn năng lượng phục vụ đời sống con người,
Cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, lương thực, thực
phẩm, dược phẩm,...cho nhu cầu của con người
➢ Nhờ có quang hợp mà tỷ lệ CO2/O2 trong không khí ổn
định, nhờ đó sự sống được duy trì. Hàng năm thực vật
đã cố định một lượng cacbon rất lớn: 2.1012 tấn CO2 và
hấu hết O2 (13.1010 tấn) trong khí quyển là do cây xanh
thải ra trong quá trình quang hợp.

II. Cơ quan quang hợp
Tất cả các bộ phận có màu xanh của cây đều là cơ quan
chức năng quang hợp. Trong đó lá là cơ quan quang hợp
chính.

2.1. Hình thái, sinh lý, giải phẫu của lá
thích nghi với chức năng quang hợp

Hình thái lá
- Diện tích bề mặt lớn, giúp
hấp thu được nhiều tia
sáng.
- Lá dạng bản và có đặc
tính hướng quang ngang.
- Phiến lá mỏng và có hệ
khí khổng ở lớp biểu bì
thuận lợi trao đổi khí.
- Phiến lá nối với thân bởi
cuống lá để vận chuyển
nước và các chất dinh
dưỡng.

Cách sắp xếp lá trên cành
• Mọc cách (mọc sole)
• Mọc đối
• Mọc vòng
• Mọc cách vòng
Mục đích là để tận dụng hiệu quả ánh sáng đến lá tối đa

• Lá cây tán dưới nằm ngang, có thể nhận nhiều ánh sáng
tán xạ, lá cây ở tầng trên xếp nghiêng để tránh tia sáng
trực xạ chiếu thẳng góc bề mặt lá

Cây trong rừng lá tập trung ở tầng cao để cạnh tranh
ánh sáng với các cây khác, cây nơi trống trải thì tán rộng
để tận dụng tối đa diện tích có thể thu nhận ánh sáng

2.3. Sinh lý lá
• Hiện nay có đủ số liệu chứng tỏ đặc tính thích nghi vừa
của chính tiến trình đồng hóa cũng như đặc tính của các
hệ sắc tố với các điều kiện chiếu sáng khác nhau.
• V.N. Liubimenko và những người khác đã thấy sự khác
nhau ở những thực vật ưa sáng cũng như chịu bóng về
mặt cấu trúc lá cũng như đặc tính của bộ máy quang
hợp

Cây ưa sáng và cây ưa bóng

Cơ quan quang hợp
Tất cả các bộ phận có màu xanh của cây đều là cơ quan
chức năng quang hợp. Trong đó lá là cơ quan quang hợp
chính.

1. Hình thái, sinh lý, giải phẫu của lá thích
nghi với chức năng quang hợp

Cấu tạo của lá thích nghi
cao với chức năng quang
hợp. Bao gồm:
- Lớp biểu bì và tầng cutin.
- Cấu tạo đặc biệt của khí
khổng nắm giữ vai trò
thoát hơi nước và trao
đổi khí.
- Các lớp tế bào chuyên
hóa.
Có sự khác nhau giữa
cấu tạo lá của cây hai lá
mầm và cây một lá mầm.

Cuống lá
Hai lá mầm
- Cấu tạo cuống lá: biểu bì, mô dày, mô mềm và các bó
dẫn
+ Biểu bì: các tế bào hình chữ nhật xếp theo chiều dài của
cuống lá, phía ngoài có tầng cuticun và lỗ khí, đôi khi có
lông che chở.
+ Mô dày: nằm sát dưới biểu bì, có chức năng nâng đỡ.
+ Mô mềm: các tế bào thường dài theo trục của cuống,
chứa nhiều diệp lục. Ở các cây thủy sinh, trong lớp
mô mềm đồng hóa có nhiều khoang khuyết chứa khí
(sen, súng), các cây khác thì có ống tiết (rau mùi,
trầu không), hay tế bào đá (súng, ngọc lan, trang).
+ Các bó dẫn: nằm trong khối mô mềm, các bó dẫn xếp
thành hình cung, mặt lõm quay về phía trên (lá mã đề),
hoặc thành vòng tròn (cuống lá gạo).

Một lá mầm
Lá thường không có cuống, chỉ có bẹ và phiến lá.
Cấu tạo bẹ lá tương ứng với cấu tạo thân cây, nếu cây
có cuống thì có cấu tạo giống cuống lá cây Hai lá mầm.
Cuống lá là bộ phận gắn lá cây vào thân cây, có các
bó dẫn làm nhiệm vụ dẫn nước từ thân lên lá và dẫn
chất dinh dưỡng được tổng hợp từ lá đến các bộ phận
còn lại của cây. Ngoài ra, chúng còn đóng nhiệm vụ
trong việc cử động thay đổi góc lá với tia sáng mặt trời
nhằm tạo hiệu quả thu nhận ánh sáng cao nhất.
Cấu tạo giải phẫu cuống lá

Phiến lá
Biểu bì
+ Biểu bì của phiến lá được cấu tạo bởi một lớp TB không
màu trong suốt, xếp rất sát nhau, vách ngoài dày, giúp
định hình, bảo vệ phiến lá và cho ánh sáng chiếu vào
những TB bên trong.
+ Trên biểu bì có lỗ khí, thường tập trung ở mặt dưới lá
(trên mặt hầu như không có hoặc rất ít), giúp lá trao đổi
khí & thoát hơi nước.
+ Tầng cuticun: Do tế bào biểu bì của lá tiết ra bao phủ bề
mặt lá (trừ khí khổng).
Tầng cutin và các khí khổng có vai trò quan trọng
trong việc thoát hơi nước của cây.

Hai lá mầm
+ Mặt trên và mặt dưới đều có giới hạn bởi hai lớp biểu bì,
biểu bì không có lục lạp, vách ngoài thường dày hơn và
có cutin hoặc sáp hoặc lông.
+ Biểu bì trên: vách tế bào biểu bì có tầng cutin dày có tác
dụng bảo vệ lá và giảm sự thoát hơi nước, không có
hoặc có ít lỗ khí.
+ Biểu bì dưới: tầng cutin ở biểu bì dưới mỏng hơn so với
biểu bì trên, có nhiều lỗ khí hơn. Số lượng lỗ khí trên
1mm2 thay đổi tùy loài và tùy điều kiện môi trường sống.
Một lá mầm
Cả hai lớp biểu bì trên và biểu bì dưới đều có lỗ khí,
biểu bì cũng có cutin hoặc sáp (lá chuối) hoặc silic (cỏ
tranh). Riêng biểu bì của các cây họ Lúa đôi khi có các
tế bào đặc biệt lơn hơn các tế bào bên cạnh, xếp thành
hinh quạt gọi lá tế bào vận động có vai trò cuộn hay mở
phiến lá.

Tầng cutin và khí khổng-
Vai trò thoát hơi nước của lá
Sự thoát hơi nước
- Tất cả các bộ phận của cây đều có khả năng bay hơi
nước vào khí quyển, nhưng quan trọng nhất và chủ yếu
nhất là sự bay hơi nước qua bề mặt lá, đó là quá trình
thoát hơi nước (THN).
- Sự thoát hơi nước của cây đã mất vào khí quyển một
lượng nước khổng lồ, vượt xa rất nhiều lần so với lượng
nước mà cây cần cho các hoạt động sống và sinh lý
trong cơ thể.
Ví dụ: trong suốt thời gian dinh dưỡng đã bay hơi
mất 20-250kg/m2 lá, trong những ngày nắng to cây gỗ
mất 5-10g nước/m2lá/giờ. Vì vậy, nếu hạn chế được sự
thoát hơi nước của cây thì sẽ giảm lượng nước mà cây
cần hút. Nhưng không thể hạn chế thoát hơi nước tùy
tiện, vì đây là một quá trình sinh lý có ý nghĩa quan trọng
đối với đời sống của cây.
•

Ý nghĩa của sự thoát hơi nước
- Thoát hơi nước là động lực phía trên đảm bảo cho sự
hút nước, vận chuyển nước từ rễ lên các bộ phận phía
trên của cây
- Thoát hơi nước giúp khí khổng mở ra, qua đó CO2 xâm
nhập vào lá để cung cấp cho quá trình quang hợp, tổng
hợp nên chất hữu cơ cho cây. Như vậy, thoát hơi
nước và quang hợp có mối quan hệ mật thiết với
nhau.
Nhà sinh lý thực vật nổi tiếng người Nga Timiriadep đã
nói: “Cây phải chịu thoát hơi nước một cách bất hạnh để
mà dinh dưỡng tốt…”. Stocker đã ví mối quan hệ giữa
hai quá trình đó là sự “đói” và “khát”. Khí khổng của cây
đóng lại thì cây sẽ tránh được “khát” nhưng tự đưa mình
vào chỗ “đói” mà “khát” sẽ được cứu vãn bằng hoạt
động hút nước, còn “đói” CO2 thì không có con đường
nào cứu vãn.

- Sự thoát hơi nước làm giảm nhiệt độ bề mặt lá. Lá
xanh hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời, một phần
cung cấp cho quang hợp, một phần năng lượng ánh
sáng biến thành nhiệt làm tăng nhiệt độ của lá, nhất là
với những ngày nắng to, lá rất có nguy cơ bị chết. thoát
hơi nước làm cho nhiệt độ của lá giảm xuống, thuận lợi
cho hoạt động quang hợp và các hoạt động sinh lý khác
trong cây.
- Sự thoát hơi nước thúc đẩy hoạt động hút khoáng.
Các chất khoáng tan trong dung dịch đất được hút vào
cây cùng dòng nước. Nhờ sự thoát hơi nước mà nước
được vận chuyển lên các cơ quan, các bộ phận trên mặt
đất. Nếu thoát hơi nước mạnh thì lượng chất khoáng đi
vao cây và phân phối cho cây cũng nhiều hơn. Như vậy,
quá trình thoát hơi nước sẽ tạo điều kiện cho sự tuần
hoàn, lưu thông và phân phối vật chất trong cây.
•

1.Lớp cutin
2. Biểu bì trên
3. Biểu bì dưới
4. Tế bào thịt lá
5. Hơi nước
6. Hàm lượng hơi
nước thấp
7. CO2 cao
8. Tế bào bảo vệ
9. Lỗ khí khổng;
10. Xylem.
Hơi nước thoát ra và CO2 khuếch tán vào lá cùng diễn ra qua khí khổng

Hai con đường thoát hơi nước: qua khí khổng và
qua cutin.
- Con đường qua khí khổng (chủ yếu):
+ Khi no nước, vách mỏng của tế bào khí khổng căng ra →
vách dày cong theo → lỗ khí mở ra.
+ Khi mất nước, vách mỏng hết căng → vách dày duỗi →
lỗ khí đóng.
- Con đường qua cutin: Hơi nước từ các khoảng gian bào
của thịt lá qua lớp cutin để ra ngoài.

Cutin
- Trên bề mặt của lá và các phần non của thân, quả
cây…Tế bào biểu bì có phủ lớp cutin mỏng để hạn chế
thoát hơi nước và bảo vệ cho lá. Đây là một tổ hợp giữa
cutin và sáp ngấm vào thành tế bào. Hơi nước có thể
khuếch tán từ các khoảng gian bào của lá, qua lớp cutin
để ra ngoài không khí.
- Lớp cutin càng dày thì sự khuếch tán nước qua cutin
càng nhỏ. Độ dày của lớp cutin phụ thuộc vào giống loài
và đặc biệt là vào tuổi của lá. Lá càng già thì lớp cutin
càng dày. Sự thoát hơi nước qua cutin ở lá non là đáng
kể vì lá non có lớp cutin mỏng, có thể đạt đến 10% tổng
lượng nước thoát ra.

Các loài thực vật khác
nhau có sự thoát hơi
nước qua cutin là khác
nhau.
- Thực vật ưa sáng thoát
hơi nước qua cutin đạt
10-20% lượng nước bay
hơi cực đại.
- Các thực vật trong
bóng râm, các thực
vật thủy sinh thoát hơi
nước qua cutin khoảng
10% lượng nước thoát đi.
- Xương rồng thoát hơi
nước qua cutin chỉ còn
0,05%.
Tế bào biểu bì có phủ lớp cutin mỏng

Khí khổng
Thoát hơi nước qua khí khổng bao gồm 3 giai đoạn:
- Bốc hơi nươc từ bề mặt của tế bào nhu mô lá vào gian
bào.
- Khuếch tán hơi nước qua khe khí khổng.
- Chuyển vận hơi nước từ bề mặt lá ra môi trường xung
quanh.
Sự thoát hơi nước thực sự diễn ra ở gian bào vì diện
tích của các khoảng gian bao lớn gấp nhiều lần so với
diện tích lá. Nhờ đó mà nước chuyển từ trạng thái lỏng
sang trạng thái hơi khá dễ dàng.

Cấu tạo và phân bố khí khổng
Khí khổng phân bố ở hai mặt lá và các phần non của
thân, cành, quả…Thường khí khổng phân bố ở mặt
dưới lá nhiều hơn mặt trên
Khí khổng phân bố nhiều ở mặt dưới của lá là đặc điểm
tiến hóa thích nghi của nhiều loại thực vật (chủ yếu là
cây hai lá mầm). Do hai yếu tố sau:
- Giảm mất nước: Nước từ bên trong lá thoát ra ngoài qua
khí khổng. Khí khổng ở mặt dưới lá thì lượng ánh sáng
mặt trời chiếu trực tiếp vào khí khổng sẽ giảm, lượng
nước thoát ra ngoài ít hơn
- Tối ưu hóa sự quang hợp: Khí khổng không có chức
năng quang hợp. Vì vậy nếu khí khổng tập trung ở mặt
dưới lá thì sẽ nhường diện tích mặt trên lá cho các tế
bào có khả năng quang hợp phân bố, do đó làm tăng
hoạt động quang hợp của cây.

Trên đây là những đặc điểm chủ yếu ở cây hai lá mầm
(lá mọc ngang). Ở cây một lá mầm, lá mọc xiên 45 độ
nên bề mặt nào của lá cũng nhận lượng ánh sáng như
nhau, do đó khí khổng phân bố đều ở cả hai bên mặt lá
của cây một lá mầm.
Ở những cây có lá nổi trên mặt nước (như lá sen, lá
súng) thì khí khổng lại tập trung ở mặt trên nhiều hơn
mặt dưới. Vì mặt dưới lá là nước, khí khổng sẽ không
thực hiện chức năng trao đổi khí ở mặt dưới được.
Những cây thân bụi, thân thảo hay những cây sống
trong điều kiện ẩm ướt, cây phải thoát hơi nước nhiều
nên số lượng khí khổng cũng tăng lên. Trong khi đó, các
thực vật chịu hạn (thực vật CAM) thì cây phải hạn chế
thoát nước tối đa nên lượng khí khổng hạn chế hơn
nhiều.

• Khí khổng được cấu tạo từ hai tế bào bảo vệ có hình
bầu dục như hạt đậu quay vào nhau, để một khe hở nhỏ
liên thông giữa khoảng gian bào lá với không khí gọi là
vi khẩu.
1. Tế bào biểu bì; 2. Tế bào bảo vệ; 3. Lỗ khí.
Cấu tạo của khí khổng

Đặc điểm của tế bào hình hạt đậu
- Mép trong rất dày và mép ngoài rất mỏng, nên khi tế
bào trương nước thì mép ngoài của tế bào dãn nhanh
hơn, làm cho tế bào bảo vệ uốn cong và khe vi khẩu mở
ra để cho nước thoát ra ngoài. Ngược lại khi mất nước
thì tế bào xẹp nhanh hơn và vi khẩu khép lại hạn chế
bay hơi nước.
- Tế bào bảo vệ chứa nhiều lục lạp và các hạt tinh bột,
khác với các tế bào biểu bì khác. Đặc điểm này giúp tế
bào bảo vệ hoạt động quang hợp và làm tăng áp suất
thẩm thấu của khí khổng. Nhịp điệu đóng mở của khí
khổng phụ thuộc vào hàm lượng nước của hai tế bào
bảo vệ ở trạng thái trương nước thì khí khổng mở và
trạng thái thiếu nước thì khí khổng đóng lại.

Sự đóng mở khí khổng
Việc đóng mở khí khổng chủ yếu là do áp suất thẩm
thấu gây ra. Sự biến đổi no nước của tế bào bảo vệ và
điều kiện chiếu sáng là hai nhân tố chủ yếu điều tiết kích
thước vi khẩu.
Ánh sáng là tác nhân chủ yếu điều tiết quá trình chuyển
hóa tinh bột thành đường ở tế bào khí khổng. CO2 của
hô hấp thải ra được dùng cho quang hợp làm giảm
H2CO3 nên pH của tế bào tăng. Khi pH tế bào tăng gần
đến trung tính thì photphorilaza xúc tiến biến tinh bột
thành đường glucoza-1-photphat làm tăng áp suất thẩm
thấu của tế bào bảo vệ, tế bào sẽ hút nước và vi khẩu
mở ra.
Trong tối do CO2 thải ra không được sử dụng nên
H2CO3 tăng làm pH giảm. Khi pH giảm đến 5 thì xúc tiến
phản ứng ngược lại, biến đường thành tinh bột làm giảm
áp suất thẩm thấu, tế bào mất nước làm cho vi khẩu
đóng lại. Đó là phản ứng mở quang chủ động.
•

Mô giậu, mô khuyết (Thịt lá)
Thịt lá gồm rất nhiều TB có vách mỏng, có chứa lục lạp
bên trong
+ Các TB thịt lá chia thành hai lớp khác nhau về cấu tạo và
chức năng, đó là lớp mô giậu và mô khuyết
+ Lớp TB mô giậu xếp dày đặc, sát nhau, giúp cho việc tiếp
nhận ánh sáng tốt hợp (do chất diệp lục tập trung được
nhiều ở mặt trên)
+ Lớp TB mô khuyết xếp thưa hơn, giữa các TB có khoang
chứa không khí. Lớp TB này cũng đảm nhận chức năng
nhận ánh sáng (nhưng ít hơn so với mặt trên), chức
năng chủ yếu là chứa & trao đổi khí
+ Các khoang khí thông với lỗ khí. Lỗ khí có chức năng
trao đổi không khí và thoát hơi nước ở lá cây với môi
trường với ngoài

Mô giậu, mô khuyết (Thịt lá)

Cây hai lá mầm
+ Mô giậu: nằm tiếp với biểu bì trên gồm 1 đến nhiều lớp tế
bào hinh chữ nhật dài, xếp sát nhau chừa các khoảng
gian bào rất nhỏ, các tế bào chứa nhiều lục lạp thích
nghi với quá trình quang hợp.
+ Mô xốp (mô khuyết): nằm dưới mô giậu và tiếp với biểu
bì dưới, gồm các tế bào đa giác cạnh tròn, không đều,
sắp xếp rời rạc tạo nên nhiều khoảng trống chứa khí,
thực hiện chức năng trao đổi khí giữa cây với môi
trường. Ngoài ra trong phần thịt lá, giữa các tế bào mô
giậu và mô xốp còn có các tế bào thực hiện chức năng
thâu góp các sản phẩm quang hợp rồi chuyển vào libe
của gân lá, đó là các tế bào thâu góp.
Cây một lá mầm
Thịt lá có cấu tạo đồng nhất, không phân thành mô giậu
hay mô xốp, gồm các tế bào mô mềm tròn cạnh hay có
cạnh sắp xếp để hở các khoảng trống gian bào.

Các bó dẫn
• Cây hai lá mầm: các bó dẫn của lá nằm trong khối mô
đồng hóa, chỗ tiếp giáp giữa mô giậu và mô xốp làm
thành hệ gân lá. Gân lá gồm có gân chính ở giữa và các
gân con, thực hiện chức năng dẫn truyền. Xung quanh
các bó dẫn có các tế bào thâu góp, ngoài ra xung quanh
bó dẫn còn có vòng mô cơ (mô dày hoặc mô cứng), do
đó gân lá còn có chức năng nâng đỡ.
• Cây một lá mầm: các bó dẫn nằm trong khối mô đồng
hóa, số lượng thường nhiều. Các bó chính xếp song
song nhau, các bó nhỏ xếp thành mạng giữa các bó
chính. Ở đây mô cơ phát triển, xếp thành vòng bao
quanh bó dẫn hoặc kéo dài đến hai lớp biểu bì ở mép lá,
xung quanh bó dẫn có vòng tế bào thâu góp.

Cấu tạo lá cây Hai lá mầm
1. Biểu bì;
2. Mô giậu;
3. Mô xốp;
4. Bó dẫn gân lá
Cấu tạo lá cây Một lá mầm
(cây ngô)
1. Biểu bì trên 2. Biểu bì dưới;
3. Lỗ khí; 4. Tế bào vận động;
5. Thịt lá; 6. Tế bào thâu góp;
7. Bó dẫn nhỏ; 8. Gỗ;
9. Libe; 10. Mô cứng

Sinh lý lá
• Hiện nay có đủ số liệu chứng tỏ đặc tính thích nghi vừa
của chính tiến trình đồng hóa cũng như đặc tính của các
hệ sắc tố với các điều kiện chiếu sáng khác nhau.
• V.N. Liubimenko và những người khác đã thấy sự khác
nhau ở những thực vật ưa sáng cũng như chịu bóng về
mặt cấu trúc lá cũng như đặc tính của bộ máy quang
hợp

Một số đặc điểm khác nhau giữa
C3, C4 và CAM
C3 C4 CAM
CẤU TẠO LÁ
- Một loại tế bào
tham gia quang
hợp (tế bào thịt
lá)
- TB có cấu trúc
xếp lớp
- Hai loại tế bào
tham gia quang
hợp ( TB thịt lá
và TB bao mạch
- TB thịt lá mỏng
hướng tâm, TB
bao mạch xếp
lớp
- Một loại tế bào
tham gia quang
hợp ( TB thịt lá)
- TB có cấu trúc
xếp lớp
HOẠT ĐỘNG
KHÍ KHỔNG
Khí khổng mở ban
ngày
ngày
đêm

III. BÀO QUAN QUANG HỢP
Lục lạp (chloroplast) là bào quan chuyên hóa
thực hiện chức năng quang hợp.
3.1. Đặc điểm của lục lạp:
❖Hình thái: đa dạng
➢ Ở thực vật bậc thấp: võng, cốc, sao.
➢ Ở thực vật bậc cao: bầu dục.
❖Số lượng : khác nhau ở từng loài.
➢ Tảo: 1 lục lạp / tế bào
➢ Thực vật bậc cao 20-100 lục lạp / TB
❖Kích thước: Φ: 4-6µm, dày 2-3µm.

Hình 3.1. Hình thái của lục lạp
III. BÀO QUAN QUANG HỢP

3.2. Thành phần hóa học
➢ Protein: 50 - 55%, khoảng 80% dạng không hoà tan,
liên kết với lipid thành lipoproteide
➢ Lipid: 20-30% (steroid, phospholipid,...).
- Các sắc tố quang hợp.
- Các hệ vận chuyển điện tử trong quang hợp.
- Các enzyme oxy hóa khử, tổng hợp, thủy phân,...
- Các hợp chất cao năng: ATP, ADP,...
- Các nguyên tố khoáng: Fe, Cu, Mn, Zn,...
- Các vitamine K, E...
- Các acid nucleic: ARN từ 2 - 4%, ADN từ 0,2 - 0,5%.
- Glucid

3.2. Cấu tạo của lục lạp
➢ Gồm 2 lớp màng, màng ngoài rất dễ thấm và màng
trong ít thấm, trong đó chứa nhiều protein vận chuyện
đặc biệt và khoảng giữa màng.
➢ Màng trong chứa một vùng không xanh lục được gọi là
stroma, chứa các enzym, ribosom. DNA và RNA.
➢ Màng trong không gấp nếp và không chứa chuỗi truyền
điện tử.
➢ Hệ thống hấp thu ánh sáng, chuỗi điện tử và APT
sythase đều chứa trên màng thylakoid ( gồm các túi dẹp
xếp chồng lên nhau tạo thành cột Grana).

Hình 3.2. Cấu tạo của lục lạp

3.2.1. Màng lục lạp
Chlorophylls are in membranes

➢ Lục lạp được bao bọc bởi màng kép, màng ngoài rất dể
thấm và màng trong có tính thấm chọn lọc. Hai màng
này được phân cách bởi khe gian màng. bên trong là
khối cơ chất.
➢ Cấu tạo của màng quang hợp: lamen chính là màng
quang hợp, nơi xảy ra cơ chế quang hợp. Trên màng
lamen có chứa các quang – toxom. Quang – toxom là
đơn vị cấu trúc cơ sở của Quang hợp. Mỗi quang –
toxom chứa 160 phân tử chla, 70 phân tử chlb, 48 phân
tử chlc, 48 phân tử quinon, 116 phân tử phosphorlipide,
46 phân tử sulfolipide, 12 phân tử Fe, 2 nguyên tử Mn, 6
phân tử
➢ Cứ 10 quang – toxom tham gia hut 10 photon ánh sáng
để khử 1 phân tử CO2 được gọi là một đơn vị chức
năng.
3.2.1. Màng lục lạp

3.2.2. Chất nền lục lạp
Màng trong bao bọc một vùng không có màu xanh lục
được gọi là stroma tượng tự như chất nền matrix của ti
thể.
Stroma chứa các enzyme, các ribosome. RNA, DNA đảm
bảo cung cấp đủ nguyên liệu cho quá trình cố định CO2
thành các hợp chất hữu cơ cho tế bào.

3.3. Đặc điểm sinh lý của lục lạp
➢ Khả năng vận động 0.2 µm/s
➢ Cấu tạo biến đổi trong quá trình phát triển cá thể

3.4. Chức năng của lục lạp
➢ Là bào quan chuyên hóa để thực hiện chức năng
quang hợp ở thực vật.
➢ Tham gia vào quá trình tổng hợp protit, lipit,
photpholipit, các axit béo và nhiều hợp chất khác
hoặc oxy hóa hàng loạt các chất hữu cơ trong tế
bào.

IV. SẮC TỐ QUANG HỢP
• Thực vật chứa các sắc tố quang hợp với chức năng hấp
thụ và chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành hóa năng
trong các liên kết hóa học của các hợp chất hữu cơ.
• Bằng các phương pháp nghiên cứu hiện đại, đến nay đã
phân biệt được 4 nhóm sắc tố chính là: chlorophyll,
carotenoid, phycobilin và các sắc tố dịch bào
(anthocyan).

Cấu trúc phân tử của một số sắc tố quang hợp

1. Chlorophyll
Chlorophyll là nhóm sắc tố quan trọng nhất trong quá trình
quang hợp. Vì:
• Nó có khả năng hấp thụ năng lượng ASMT.
• Di trú tạm thời năng lượng AS hấp thụ trên mức độ điện
tử.
• Biến năng lượng hấp thụ ấy thành năng lượng hóa học.
Các loại sắc tố khác không thể thực hiện đầy đủ qtr hấp
thụ và biến đổi năng lượng AS như vậy được.
Hiện nay đã tìm thấy nhiều loại chlorophyll (a, b, c, d, e).
Các loại khác biệt nhau về một số chi tiết cấu tạo, màu
sắc, cực đại hấp thụ AS, khả năng đồng hóa và sự phân
bố giữa các cơ thể sống.
• Ở TV bậc cao chỉ có Chl a và Chl b, còn Chl c, d, e có ở
các loại rong, tảo, vsv.

Bảng 1. Các dạng chlorophyll tồn tại trong tự nhiên
Dạng Chl. Công thức
hóa học
Khác với Chl a Vị trí cực đại quang phổ (nm) Có mặt ở
Trong dd
hữu cơ
Trong tế bào
invitro
a C55H72O5N4Mg 430 (420), 660
(662)
435,670 - 680 Tất cả các cơ
quan của QH
b C55H70O6N4Mg C3 có CHO 453,643 (642) 480,650 TV bậc cao và
tảo lục
c C55H72O5N4Mg C4 có nhóm vinyl
(CH = CH2)
445 (441), 625
(626)
Vạch đỏ (645) Khuê tảo và tảo
nâu
(Phaeophyta)
d C55H70O6N4Mg C2 có nhóm
aldehyde (CHO)
450 (447), 690
(688)
Vạch đỏ (740) Một vài tảo Đỏ
(Rhodophyta)
Bactetio – Viridine Chưa xác định Hai dạng C2 là
acyl (COCH3)
I: 425, 650
II: 432,660
Vạch đỏ (750
hay 760)
VK màu lục
Vi khuẩn chl. a C55H74O5N4Mg C2 là acyl và
giữa C3 và C4
không có nối đôi
365 (358), 605,
770 (773)
Những vạch đỏ
(800,850, 890)
Khuẩn màu tía
và VK màu lục
Vi khuẩn chl. b 368,582, 795 Vạch đỏ (1017) VK màu tía

1.1. Cấu tạo của chlorophyll
• Chlorophyll là những ester phức tạp của di carboxylic là
chlorophyllic acid, trong đó H của một carboxyl được
thay thế bằng gốc rượu methanol (CH3OH) và H của một
carboxyl khác được thế bằng một gốc rượu phytol
(C20H39OH).

Cấu tạo của chlorophyll a và chlorophyll b

Cấu tạo một số chlorophyll khác

Các chlorophyll đều có:
• Bốn vòng pyrol liên kết
với nhau bằng các cầu
nối methyl (- CH=) để tạo
nên vòng porphyrin với
nhân Mg ở trung tâm.
• Mg có liên kết thật và
liên kết giả với 4 nguyên
tử N của vòng pyrol.
• Nhân porphyrin có hệ
thống nối đôi cách đều
tạo nên phân tử
chlorophyll có khả năng
hấp thụ AS cao và hoạt
tính quang hóa mạnh.
Cấu tạo của chlorophyll

• Khoảng cách giữa các
nguyên tử N của các
vòng pyrol trong nhân
chlorophyll là 0,25nm.
Đường kính của
nguyên tử Mg bằng
0,24nm.
• Như vậy Mg chiếm
lĩnh hầu như toàn bộ
không gian giữa
nguyên tử N của các
vòng pyrol. Điều đó
tạo cho nhân của
chlorophyll bền chắc
hơn.
Nhân Mg – porphyrin

• Có sự tương đồng
về cấu tạo hóa học
của hai sắc tố
quan trọng đối với
sự sống là màu lục
của chlorophyll ở
lá và màu đỏ của
hemoglobin ở
máu.
Chlorophyll thuộc
Mg - porphyrin còn
hemoglobin thuộc
Fe - porphyrin
=> bằng chứng về
nguồn gốc thống
nhất của sự sống.

• Đuôi phân tử chlorophyll
dài, gồm gốc rượu phytol
với 20 nguyên tử carbon.
Đuôi chlorophyll có tính
kỵ nước, ưa lipid nên có
vai trò định vị phân tử
chlorophyll vào màng
thylakoid.
• Ngoài ra trong phân tử
còn có một vòng phụ thứ
5 (cyclopentanol).
Cấu tạo của chlorophyll

1.2. Tính chất hóa học của chlorophyll
• Chl ko tan trong nước, chỉ tan trong dung môi hữu cơ như
ether, rượu hoặc aceton,… vì vậy người ta dùng chúng để
tách chiết chl ra khỏi lá.
• Chl là esther của acid chlorophyllic với hai rượu là phytol
(C20H39OH) và methanol (CH3OH) nên công thức của nó
có thể viết như sau:

• Chl là chất có hoạt tính sinh học cao, nó vừa mang tính acid
vừa mang tính kiềm.
• Tác dụng với acid: Mg bị hai ngtử H thay thế và tạo thành
pheophytin có màu nâu.
• Nếu cho pheophytin
tác dụng với một kim
loại khác thì kim loại đó
sẽ thay thế vị trí của Mg
tạo nên hợp chất có
màu xanh rất bền.

• Tác dụng với kiềm: Chl bị xà phòng hóa tạo thành
chlorophylate có màu xanh.
• Sự mất màu của chlorophyll:
Trong cây, Chl bền vững và khó bị mất màu vì nằm
trong phức hệ với protein và lipid. Khi cường độ AS quá mạnh
hoặc thiếu CO2 hay dưới tác dụng của các chất độc nào đó thì
quang hợp của cây bị kìm hãm sau đó cây vàng và mất màu
dần. Nếu dư thừa nhiều O2 thì cây mất màu càng nhanh.
Cơ chế mất màu của chl có thể khái quát như sau:
Chl + H√ ---------- > Chl*
Chl* + O2 ------------ > ChlO2 (mất màu xanh)

1.3. Tính chất vật lý của chlorophyll
• Quang phổ hấp thụ
của một chất nào
đó là khả năng của
nó hấp thụ ánh
sáng có bước sóng
xác định (có màu
xác định).
của các sắc tố
được thể hiện bằng
đồ thị hấp thụ AS
tại các bước sóng
AS xác định.
❖ Quang phổ hấp thụ của chlorophyll:
Quang phổ hấp thụ của một số sắc tố quang hợp

Quang phổ hấp thụ của chlorophyll
• Chl hấp thụ ánh sáng chọn lọc ở miền quang phổ có độ dài
bước sóng từ 400 tới 700 - 730 (miền ánh sáng nhìn thấy).
• Quang phổ hấp thụ cực đại của Chl là ở vùng AS đỏ (λ: 620
- 700nm) và vùng AS xanh tím (λ: 420 - 460nm).
• Chl ko hấp thụ (rất yếu) tia lục.

• Quang phổ hoạt động là cường độ QH tại các bước sóng
AS xác định.
• Quang phổ hoạt động được biểu hiện bằng đồ thị của
cường độ QH tại các tia sáng khác nhau.
❖ Quang phổ hoạt động:
Đồ thị cho thấy: cường độ
QH xảy ra chính tại các
bước sóng ánh sáng đã
được Chl a hấp thụ.
Tuy nhiên quang phổ hoạt
động ko hoàn toàn trùng
khớp với quang phổ hấp
thụ của Chl a là do hiệu
quả khác biệt trong sự
truyền năng lượng giữa các
sắc tố.
Quang phổ hoạt động
& quang phổ hấp thụ của chlorophyll

• Thực nghiệm của Engelman
• Engelman đã tiến hành thí
nghiệm đầu tiên về quang
phổ hoạt động QH trên VK
hiếu khí di động
Pseudomonas để phát hiện
sự thải O2 khi các sợi tảo lục
Spirogyna được chiếu sáng.
• KQ:
- Khi QH thải ra O2, VK tập
trung tại các bước sóng có
cường độ QH cao.
- Chiếu AS toàn phần và
quan sát sự vận động của
VK: VK tập trung tại hai
miền ánh sáng đỏ & xanh
tím.

Phổ hoạt động và phổ hấp thụ
của một số sắc tố QH
• Phổ hoạt động và phổ hấp
thụ của Chl ko hoàn toàn
giống nhau chứng tỏ Chl a
một mình có hiệu quả NL
thấp tại một số bước sóng
xác định
==> Ko chỉ có Chl a là sắc tố
quan trọng trong QH.
• Chl a tham gia trực tiếp vào
các phản ứng sáng chuyển
hóa NLAS thành NL hóa
học.
• Các sắc tố khác trong màng
thylakoid cũng hấp thụ
NLAS và truyền NL đã hấp
thụ được cho Chl a.
• Một trong các sắc tố phụ

Phổ hấp thụ của Chl a và Chl b
• Chl b khác Chl a rất ít nhưng
phổ hấp thụ của chúng khác
nhau → màu của chúng khác
nhau. Chl a có màu xanh lục,
Chl b có màu vàng lục.
• Chl a có hai đỉnh của phổ hấp
thụ ở miền AS đỏ với λmax≈
662nm và miền AS xanh tím
với λmax≈ 420nm.
• Phổ hấp thụ của Chl b cũng có
hai đỉnh ứng với λmax≈ 643nm
và λmax≈ 454nm.
Cực đại quang phổ hấp thụ
của Chl b tại miền AS đỏ dịch
chuyển về phía các sóng ngắn
hơn, còn tại miền xanh dịch
chuyển về phía các sóng dài
hơn.

• Do sự thích nghi với điều kiện chiếu sáng, lục lạp của cây chịu
bóng to hơn và chứa nhiều chlorophyll hơn cây ưa sáng, tỷ lệ
các sắc tố trong lục lạp ở cây ưa sáng và cây chịu bóng cũng
có sự thay đổi. Lá cây chịu bóng nhận được ánh sáng khuếch
tán giàu tia sóng ngắn nên chứa nhiều chlorophyll b hơn cây
ưa sáng.
Vd: Tảo lục có đặc tính giống cây chịu bóng, hàm lượng chl b
cao, tỷ lệ chl a/chl b = 1,4.
Thực vật núi cao là những cây rất ưa sáng, tỷ lệ chl a/chl b =
5,5.
Tỷ lệ ch a/chl b ở cây trung tính là 3.
• Cây có hàm lượng chlorophyll a càng cao thì cường độ càng
mạnh => tỷ lệ chl a/chl b có ảnh hưởng đến cường độ QH của
cây.
Tỷ lệ chl a/chl b ở cây C3 là ≈ 3, trong khi tỷ lệ này ở cây C4 là
≈ 4 và cây CAM có tỷ lệ chla/chl b < 3.
=> QH ở cây C4 là cao nhất, cây C3 có QH trung bình, và QH ở
cây CAM là thấp nhất.

Trạng thái kích thích của chlorophyll
• Đối chiếu quang phổ hoạt động và quang phổ hấp thụ của
Chl làm sáng tỏ vai trò của quang phổ hấp thụ là chỉ có NL
đã được chl hấp thụ mới tham gia vào quang hợp.
• Nhờ khả năng hấp thụ AS, chl có hoạt tính quang hóa
mạnh. Khi tiếp nhận các lượng tử AS, NL của các lượng tử
làm biến đổi cấu trúc hóa học của Chl → chl có hoạt tính
cao hơn do hình thành trạng thái kích động điện tử của Chl.
➔ Chl dễ tham gia các pư quang hóa tiếp theo.

❖ Tính chất quang học của chlorophyll
• NL của lượng tử AS được Chl hấp thụ đã kích thích phân
tử Chl và các dạng của phân tử sắc tố truyền NL cho nhau,
tạo nên hiện tượng huỳnh quang và lân quang.
• Hiện tượng huỳnh quang (fluorescense): là sự phát sáng
ngắn hạn của một chất khi hấp thụ NL và tắt đi đồng thời
với nguồn sáng kích thích.
Phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang của chlorophyll a

Hiện tượng huỳnh quang
• Cho AS đi qua dd Chl
→ dd có màu xanh
ngọc bích.
• Dưới AS phản xạ → dd
có màu huyết dụ. Đó là
AS huỳnh quang của
chl.
• Thời gian phát huỳnh
quang từ 10-9 - 10-6
giây.
• Hiện tượng lân quang (phosphorescence): là sự phát sáng
dài hơn và tiếp tục phát sáng sau khi nguồn sáng kích thích
đã tắt.
Thời gian phát lân quang từ 10-4 – 10-2 giây.

2. Carotenoid
• Carotenoid là nhóm sắc tố hòa tan trong mỡ.
• Carotenoid luôn đi kèm với Chl nên được gọi là các sắc tố
“vệ tinh” của Chl.
• Hàm lượng carotenoid khoảng 0,1 - 0,3% trọng lượng khô
(ít hơn Chl từ 3 - 6 lần).
• Đây là nhóm sắc tố tạo nên màu vàng, đỏ, da cam của lá,
hoa, quả, củ.
• Chúng được cấu tạo từ 40 nguyên tử C và 56 nguyên tử
H nối thành mạch phân nhánh dài có hệ thống liên kết
đơn và đôi xen kẽ. Chính hệ thống này quy định màu sắc
của chúng.

2.1. Cấu tạo hóa học của carotenoid
• Phần căn bản của carotenoid gồm 4 gốc isopren nối với
nhau thành một chuỗi dài. Hai đầu cuối của mạch nối
liền với vòng ionon.
Cấu tạo hóa học của β caroten

Các carotenoid được chia thành hai nhóm theo cấu tạo hóa
học: caroten và xanthophyll.
2.1.1. Caroten
• CT phân tử: C40H56.
• Đây là một loại hydrocarbon chưa bão hòa, chỉ tan trong
dung môi hữu cơ, không chứa O.
• Trong thực vật thường có 4 loại caroten quan trọng là α, β,
δ caroten và lycopen.
• Chỉ có β caroten có cấu
tạo đối xứng. Khi vào cơ thể
động vật, nó bị thủy phân
thành 2 phân tử vitamin A
(mỗi phân tử caroten khác
chỉ cho 1 vitamin A) nên β
caroten được xem là tiền
vitamin quan trọng.

2.1.2. Xanthophyll
• Đây là nhóm các sắc tố màu vàng sẫm.
• Công thức nguyên: C40HmOn (m: 52 - 58, n: 1 - 6), có
chứa O trong nhóm hydroxyl, ceto, carboxyl,...
• Tùy thuộc số nguyên tử O, ta có các loại xanthophyll
khác nhau: criptoxanthin (C40H56O), lutein (C40H56O2),
violaxanthin (C40H56O4),…
• Xanthophyll có ở tảo, thực vật bậc cao, luôn cùng xuất
hiện với caroten.
• Xanthophyll là dẫn xuất của caroten. Vd:
Lutein là dẫn xuất của α caroten.
Zeaxanthin là dẫn xuất của β caroten.

Cấu tạo của một số sắc tố thuộc nhóm carotenoid

❖ Quang phổ hấp thụ của carotenoid
Quang phổ hấp thụ cực đại của carotenoid nằm trong vùng
bước sóng ngắn (420 - 500nm).

Quang phổ hấp thụ của một số sắc tố QH
cực đại của caroten
nằm trong khoảng 446
- 476nm. β caroten có
cực đại hấp thụ tại λ =
449nm.
của xanthophyll nằm
trong khoảng 450 -
480nm, gần với quang
phổ hấp thụ của
caroten. Lutein có cực
đại hấp thụ tại λ =
445nm.

2.2. Vai trò của carotenoid
2.2.1. Sắc tố phụ quang hợp
• Tham gia vào qtr QH bằng cách hấp thu năng lượng ASMT
rồi truyền NL này cho chlorophyll để chl biến đổi thành NL
hóa học trong sản phẩm của pha sáng QH (NADPH.H và
ATP). Carotenoid ko có khả năng chuyển hóa trực tiếp
NLAS hấp thu được thành hóa năng như chlorophyll.
Carotenoid → Chl b → Chl a.
• NL của carotenoid hấp thụ được truyền cho chl bằng cách
cộng hưởng.
Caroten + h√ → Caroten* + Chl. → Chl* + Caroten
• Carotenoid được coi là sắc tố phụ có mặt trong hệ thống
quang hóa II.

Sơ đồ truyền năng lượng trong hệ thống quang hóa II

2.2.2. Bảo vệ chlorophyll
• Carotenoid như một cái lọc AS, thu bớt NL các tia bức
xạ, đặc biệt là các tia có NL lớn trước khi các tia đó tác
động đến chlorophyll, bảo vệ chl khỏi bị phá hủy do tác
động của các bức xạ quá mạnh.
• Carotenoid đóng vai trò chủ yếu trong bảo vệ bộ máy
QH bằng cách phân tán NL qua cơ chế dập tắt trạng thái
kích động quá cao. Đó là khi NL tích lại trong phân tử chl
ở trạng thái kích động nhanh chóng được phân tán bởi
sự truyền NL kích động hoặc bởi các phản ứng quang
hóa.

• Chl*: Chl. ở trạng thái
kích động mạnh.
• O2*: trạng thái kích
động của Oxi (Oxy
singlet) có hoạt tính cực
mạnh → pư với các
thành phần của tb →
gây hại cấu trúc tb.
Sơ đồ sự dập tắt trạng thái kích động mạnh của chlorophyll nhờ carotenoid

Sự chuyển hóa violaxanthin (đk AS yếu)
thành zeaxanthin (đk AS mạnh)
Sắc tố xanthophyll
tham gia bảo vệ bộ
máy QH bằng qtr dập
tắt ko quang hóa.
Trong đó, xanthophyll
chuyển hóa từ dạng
violaxanthin (ở đk AS
yếu) → zeaxanthin (khi
AS mạnh) qua trung
gian antheraxanthin.
Qtr này có sự tham gia
của ascorbic acid và
NADPH.
Zeaxanthin tham gia
vào sự tiêu tán nhiệt
của NLAS đã được
hấp thụ dư thừa.

• Các carotenoid còn hoạt động như các sắc tố lá chắn che
chở trong dãy ánh sáng lam / cực tím.
• Ngoài ra, nhờ tạo được nhiều màu sắc, nhóm này góp
phần làm cho các cây thụ phấn nhờ sâu bọ tiến hành thụ
phấn thuận lợi.

3. Phycobiline
• Phycobiline là các sắc tố màu đỏ hoặc xanh lam. Trong tb
chúng liên kết chặt chẽ với protein nên có tên là biliprotein
hoặc phycobiliprotein.
• Có ở tảo lục, tảo đỏ, tảo nâu,…
3.1. Cấu tạo của phycobiline
Gồm 2 loại: phycocyanin (C34H42N4O9) và phycoerythrine
(C34H47N4O8).
Sau khi tách protein còn lại nhóm mang màu
phycocyanobiline và phycoerythrobiline.

3.2. Phổ hấp thụ của phycobiline
• Phycoerythrine là sắc tố
màu đỏ với cực đại hấp thụ
từ 498 - 568nm.
• Phycocyanine là sắc tố
màu xanh, cực đại hấp thụ
từ 585 - 630nm.
• Vị trí cực đại hấp thụ của
biliprotein của tảo đỏ và tảo
xanh nằm ở vùng xanh lá
cây và vùng vàng - da cam,
đó là phần quang phổ nằm
giữa 2 đỉnh của quang phổ
hấp thụ của chlorophyll,
nghĩa là miền ánh sáng ko
được cây xanh hấp thụ.

3.3. Vai trò của phycobiline
• Phycobiline là sắc tố phụ trợ về phương diện hấp thụ AS
cho chlorophyll a.
Ở các loài tảo, phycobiline thay thế chức năng của chl b,
thực hiện vai trò của sắc tố phụ QH trong phức hệ sắc tố
thu AS. Khoảng 90% NLAS phycobiline hấp thụ được
truyền cho chl a.
• Ở dưới nước sâu, AS yếu, phycobiline góp phần hấp thụ
thêm tia vàng và xanh lá cây. Phycobiline khi hấp thụ NLAS
làm tăng hoạt tính của chl, đảm bảo cho QH tiến hành trong
đk bất lợi.

4. Sắc tố dịch bào
• Các sắc tố dịch bào có màu đỏ, xanh, tím,… hợp thành một
nhóm lớn mang tên anthocyanin.
• Anthocyanin là một loại glucoside trong đó gốc đường
(glucose) liên kết với aglycon màu.
Cấu tạo chung của anthocyanin

• Các anthocyan hay gặp trong tự nhiên là pelagonidin,
cyanidin, dinphinidin và các dẫn xuất của chúng.
• Trong tb, anthocyan ở dạng glucoside-anthocyanin, nhưng
đôi khi chúng ở dạng tự do. Trong trường hợp đó, chúng
được gọi là các chất mang màu.

Phổ hấp thụ của anthocyan và chlorophyll, hemoglobin
Trong đại đa số trường hợp, quang phổ hấp thụ của
anthocyanin bổ sung cho quang phổ hấp thụ chlorophyll (hấp
thụ những phần quang phổ mà chl ko hấp thụ hoặc hấp thụ
yếu).
❖ Quang phổ hấp thụ của anthocyanin

❖ Vai trò của anthocyan
• Khi hấp thụ năng lượng quang tử, anthocyan biến năng
lượng đó thành dạng nhiệt năng. Điều đó có lợi cho các
cây ở vùng lạnh, ở đó chúng có màu sắc sặc sỡ và những
cây nóng chuyển đến vùng lạnh thì lá của chúng xuất hiện
màu sắc đặc biệt.
• Anthocyan ảnh hưởng đến những phản ứng sinh lý, quang
học và sinh hóa học khác nhau trong cây.
• Anthocyan có tác động tăng cường đóng mở khí khổng,
giúp cho CO2 trong lá tăng lên → tăng quang hợp ở một
mức độ nhất định.
• Anthocyan còn có tác dụng làm tăng cường sức giữ nước
cho cây khi cây bị hạn hay gió khô.

5. Các quang hệ hấp thụ ánh sáng
phân bố trong màng thylakoid
• Trong mỗi quang hệ,
NLAS đã được hấp thụ
được truyền cộng hưởng
đến phân tử chlorophyll
a trong trung tâm PƯ.
• Trung tâm PƯ là những
phức hệ protein gắn
trong màng thylakoid.
• Trung tâm PƯ chứa
phân tử chlorophyll a đặc
hiệu và phân tử chất
nhận điện tử (electron
acceptor).
• Các sắc tố quang hợp liên kết với protein hình thành phức hệ
hấp thu AS phân bố trong màng thylakoid sắp xếp thành các
quang hệ.

• Các sắc tố khác
nhau của quang
hệ hấp thụ NLAS
với các bước
sóng khác nhau
tạo thành một
phức hệ anten,
giúp cho mỗi
trung tâm trở nên
hiệu quả hơn.
• Mỗi quang hệ là
tập hợp có 250
phân tử
chlorophyll gắn
với mỗi TTPƯ.

Cơ sở của sự truyền năng lượng trong quang hợp
• Khi một photon đập vào một phân tử sắc tố, NL truyền từ
sắc tố này đến sắc tố khác bởi cơ chế truyền cộng hưởng
cho đến khi đạt tới phân tử chl a ở TTPƯ.
• Tại TTPƯ, một điện tử ở trạng thái kích động từ chl a ở
TTPƯ được truyền đến chất nhận điện tử sơ cấp.

Quang hệ hấp thụ ánh sáng trong sơ đồ Z của quang hợp
• Có hai quang hệ tồn tại trong màng thylakoid:
• Quang hệ I (PSI) có phân tử chlorophyll a hấp thụ AS tại
bước sóng 700nm → TTPƯ là P700.
• Quang hệ II (PSII) có phân tử chlorophyll a hấp thụ AS tại
bước sóng 680nm → TTPƯ là P680.
• Hai quang hệ phân bố tách biệt nhau trong màng thylakoid,
và gắn kết với nhau theo sơ đồ Z trong quang hợp.

V. Các thành phần tham gia vào
việc truyền điện tử trong bộ máy
quang hợp - Hệ vận chuyển điện tử
trong quang hợp

Hình: Sự chuyền các điện tử và các proton trên màng thylakoid được tiến hành truyền bởi 4 phức hệ
protein.
➢Nước bị oxy hóa và các protonđược giải phóng vào xoang (lumen) bởi PSII.
➢PSI khử NADP+ thành NADPH trong stroma qua hoạt động của feredoxin (Fd) và feredoxin – NADP reductase
(FNR) flavoprotein.
➢Các proton cũng được vận chuyển vào xoang bởi sự hoạt động của phức cytochrom b6f và gây ra gradient
điện hóa proton.
➢Sau đó các proton này được khuyếch tán đến enzyme ATP synthase, nơi mà sự khuyếch tán theo gradient thế
điện hóa của chúng để tổng hợp ATP trong stroma.
➢ Plastoquinon dạng khử (PQH2 ) chuyền điện tử e-
đến cytochrome b6f và plastocyanin (PC) chuyền điện tử e-
đến PSI.
➢Đương đứt miêu tả sự truyền điện tử; đường liền miêu tả sự chuyển động của proton H+ .

5.1. Các quinone
• Lục lạp chứa nhiều hợp chất có bản chất quinon (Q)
• Quan trọng nhất là: Ubiquinone (CoQ), Plastoquinone
(PQ), Naphtoquinone (Vit. K)
• Tỷ lệ chlorophyll/quinone = 5/1
• Quang phổ hấp phụ ở vùng tia tử ngoại: 260-300 nm.
• Trong quá trình phát triển của lá, lượng quinone tăng
dần và giảm xuống vào thời gian cuối. Sinh tổng hợp
quinone ở trong cây phụ thuộc vào độ dài ngày và
hàm lượng của nó thay đổi theo mùa.

Một số dạng quinone tham gia chuyền
điện tử trong quang hợp
Coenzyme Q hoặc Ubiquinone (n = 6 -10) (Theo
Prescott và cs, 2005)

Một số dạng quinone tham gia chuyền
điện tử trong quang hợp
Naphtoquinone (Vitamin K)

5.2. Phức hệ Fe-S-protein
• Phức hệ có chứa Fe, S của protein trong hệ
thống vận chuyển điện tử của quang hợp.
• Trong chuỗi vận chuển điện tử, phức hệ này
liên kết với cytochrome f và cytochrome b6
tạo nên phức ctychrome b6f có khả năng:
➢oxy hóa plastoquinone (PQ) và
➢khử plastocyanine (PC).

5.3. Các cytochrome
➢Cytochrome là hệ vận chuyển điện tử rất quan trọng và rất
phổ biến ở mọi cơ thể sông.
➢Có nhiều loại cytochrome:
−Có loại chỉ có ở thực vật: cytochrome tham gia trong
quang hợp.
−Có loại chỉ có ở động vật.
−Có loại có cả ở thực vật, động vật: cytochrome tham gia
trong hô hấp.
➢Tham gia trong quang hợp có: cytochrome b6, cytochrome
f, cytochrome b559, ở các vị trí khác nhau trong chuỗi chuyền
điện tử.
➢Cấu tạo:
−Cytochrome gần giống với cấu tạo của phân tử chlorophyll:
có vòng porphyrin.
−Khác:
+chlorophyll: nhân Mg, có vòng cyclopentan.
+cytochrome: nhân Fe2+, thiếu vòng cyclopentan, C4 là
_CH=CH2, C6, C7 là _CH2_CH2_COOH.

5.3. Các cytochrome
➢Cấu trúc chủ yếu của cytochrome là nhân Hem _ cấu trúc dạng
càng cua với sự tham gia của nguyên tử Fe là tâm của Hem.
➢Hem có cấu trúc của nguồn gốc với nhân porphyrin của chlorophyll
và nó liên kết với protein.
➢Chức năng chuyền điện tử thực hiện nhờ nguyên tử Fe có khả
năng oxy hóa- khử thuận nghịch:
Fe3+ Fe2+
➢Các cytochrome quan trọng nhất trong chu trình chuyền điện tử
quang hợp là:
₋Cytochrome dạng b: b6 và b3; thế năng oxy hóa của b6 E0=+0,06V.
₋Cytochrome dạng c: cytochrome f, E0= +0,36 V.
➢Quang phổ hấp thụ: 500 – 600 nm. Do đó thường viết cytochrome
b553 hay cytochrome b559......
➢Tỷ lệ cytochrome/chlorophyll = 1/300 -1/400
Cấu trúc của Hem
+e-
-e-

5.4. Plastocyanie (PC).
• Plastocyanine là một protein gồm 2 phân tử Cu liên kết chặt
chẽ trong cấu trúc lục lạp.
• Số lượng của nó tương đương với số lượng phân tử cyt.f.
• Trọng lượng phân tử M= 21.000.
• Khi ở dạng oxy hóa Pc có màu xanh tím, PC có cực đại hấp
thụ chính ở 597 nm, ngoài ra còn có  = 460, 770 nm.
• Còn ở dạng khử thì không màu.
• Trong chuỗi chuyền điện tử quang hợp, PC trực tiếp khử
chlorophyll P700
• Tỷ lệ chlorophyll/ PC = 400/1.

5.5. Các feredoxin (Fd)
Tâm hoạt động của feredoxin
➢ Feredoxine là một dạng protein có thể hòa tan trong nước và dễ dàng
thu được ở dạng tinh thể. Thành phần bao gồm Fe+
nhóm sulphite vô
cơ.
➢ Tỷ lệ giữa Fd/chlorophyll = 1/400.
➢ Chức năng:
₋ Ngoài vai trò chuyển vận điện tử, Fd còn giữ vai trò khác nhau trong
nhiều phản ứng như sự khử ammonium thành nitrite và hydroxylamin
thành ammonium trong vi khuẩn cố định N2 có mặt trong các phản ứng
do hydrogenase xúc tác.
₋ Các Fd của lục lạp cũng có khả năng giải phóng hydrogene trong điều
kiện chiếu sáng, nếu có mặt của hydrogenase tinh khiết trong môi
trường. Hoạt động 2 chiều của Fd được thể hiện:
H2  Fd  ADP
➢ Quang phổ hấp thụ  = 300-660 nm. Dạng oxy hóa có cực đại  = 331,
423và 470 nm. Dạng khử đỉnh cao không rõ.
Hydrogenase
ē
Diệplục
h
Flavoprotein

5.6. Enzyme Fd.NADP-reductase.
• Enzyme Fd.NADP-reductase là một flavoprotein
điển hình của enzyme quan trọng trong phản ứng
sáng.
• Quang phổ hấp thụ cự đại  = 275, 385, 456 nm.
• Trọng lượng phân tử M = 40.000-45.000 được
phân lập rất dễ dàng ở Đậu.

Trong quá trình quang hợp điện tử được vận chuyển qua các thành phần protein vừa nêu trên theo
sơ đồ.
➢Trước hết P700 được ánh sáng kích thích, đặc tính được hình thành sẽ khử NADP thông qua Fd và
Fd-NADP-reductase.
➢Điện tử mất từ P700 lại được bù lại do sự vận chuyển từ quá trình quang phân li nước qua Pc và
cytochrome.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hoàng Thị Kim Hồng. Chuyên đề quang hợp và năng
suất thực vật. 2010. Khoa Sinh, Đại Học Khoa Học,
Đại Học Huế.
2. Võ Thị Mai Hương, Hoàng Thị Kim Hồng. Quang Hợp
và năng suất thực vật. 2012. Khoa Sinh, Đại Học Khoa
Học, Đại Học Huế.
3. Trương Văn Lung. Giáo trình quang hợp và năng suất
ở thực vật. 2009. Đại Học Huế.
4. Trang web
http://www.answers.com/topic/chloroplast
http://thuviensinhhoc.com/Baigiang/SLTV/Chuong1/C1
m2.htm
http://diendankienthuc.net/diendan/giao-an-sinh-hoc-
11/81103-cau-tao-hoat-dong-cua-luc-lap.html

Seminar bo may quang hop

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Seminar bo may quang hop

Similar to Seminar bo may quang hop (20)

More from Nguyen Thanh Tu Collection

More from Nguyen Thanh Tu Collection (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (15)

Seminar bo may quang hop