Vai trò: Carotenoid có nhiệm vụ bảo vệ hệ sắc tố khỏi sự phá hủy do ánh sáng mạnh, ngăn ngừa hiện tượng quang oxy hóa. Ngoài ra, chúng còn hấp thụ ánh sáng ở những vùng mà diệp lục hấp thụ kém, rồi truyền năng lượng đó cho diệp lục a để tăng hiệu quả quang hợp.

Giải thích vì sao lá màu xanh: Diệp lục (đặc biệt là diệp lục a và b) hấp thụ mạnh ánh sáng ở vùng đỏ và xanh tím để thực hiện quang hợp, nhưng lại hấp thụ rất kém ánh sáng xanh lục. Do đó phần lớn ánh sáng xanh lục bị phản xạ hoặc truyền qua, khiến mắt ta nhìn thấy lá cây có màu xanh.

★Nhiệm vụ là cố định CO2 từ không khí dùng năng lượng ATP và NADPH để tạo hợp chất hữu cơ -> chủ yếu là glucose.

★Chu trình Calvin gồm 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Cố định CO2

  Co2 gắn vào RuBP(5C) nhờ enzyme Rubisco -> tạo thành 2 phân tử 3C( 3 PGA)

• Giai đoạn 2: Pha khử

  3C tiếp tục nhận năng lượng từ ATP và ANDPH -> tạo thành G3P.

  Một chu trình Calvin hoàn chỉnh cần 3CO2 cho ra 6 G3P. 1 G3P được lấy ra để tế bào cây sử dụng,phần còn lại tái tạo thành hợp chất 5C để tiếp tục chu trình Calvin.

• Giai đoạn 3: Mỗi chu trình Calvin sẽ tiêu thụ 6 phân tử CO2->tạo ra glucose.

★ Enzyme Rubisci: Là enzyme quan trọng trong quá trình quang hợp -> giúp cố định CO2 và RuBP, phổ biến nhất thế giới vì có ở mọi cây xanh.

★ Sản phẩm(glucose): Glucose được tạo ra từ 6 phân tử CO2, là nguồn năng lượng và vật liệu quan trọng của thực vật. Có thể chuyển hóa thành các chất tinh bột, xenluloza,...

• Đặc điểm:

  + CO₂ được cố định tạm thời ở tế bào mô giậu thành hợp chất 4C (axit oxaloaxetic), sau đó chuyển vào tế bào bao bó mạch để cố định lại theo chu trình Calvin.

  + Tách riêng nơi cố định CO₂ ban đầu và nơi diễn ra chu trình Calvin.

• Ưu thế:
  + Quang hợp hiệu quả hơn trong điều kiện ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao, nồng độ CO₂ thấp.

  + Giảm hiện tượng quang hô hấp → năng suất cao.

• Ví dụ: Ngô, mía, cao lương.

- Con đường CAM:

• Đặc điểm:

  + Ban đêm, khí khổng mở, CO₂ được cố định thành axit hữu cơ (4C) và tích trữ trong không bào.

  + Ban ngày, khí khổng đóng, CO₂ từ axit hữu cơ được giải phóng ra để đi vào chu trình Calvin.

  + Thích nghi với môi trường khô hạn, khan hiếm nước.

• Ưu thế:
  + Hạn chế thoát hơi nước vì khí khổng chỉ mở ban đêm.

  + Quang hợp được trong điều kiện khô hạn.

Ví dụ: Dứa, xương rồng, thanh long.

*Tóm lại:

- C₄: thích nghi với nhiệt độ, ánh sáng cao.

- CAM: thích nghi với môi trường khô hạn, thiếu nước.

• Cường độ ánh sáng tăng → tốc độ quang hợp tăng, đến khi đạt giới hạn bão hòa thì không tăng thêm.

• Ánh sáng quá mạnh có thể làm hỏng diệp lục, giảm quang hợp.

• Ánh sáng đỏ và xanh lam là hiệu quả nhất cho quang hợp, còn ánh sáng xanh lá yếu nhất.

2.Nhiệt độ điều khiển tốc độ phản ứng enzyme trong quang hợp.

• Khi nhiệt độ tăng dần, tốc độ quang hợp tăng theo đến mức tối ưu.

• Vượt quá nhiệt độ tối ưu, enzyme bị biến tính, quang hợp giảm hoặc ngừng.

• Cây ôn đới: tối ưu khoảng 20–25°C; cây nhiệt đới: khoảng 30–35°C.

-Tăng cường độ và hiệu suất quang hợp bằng cách thực hiện các biện pháp kỹ thuật;tuyển chọn và tạo các giống cây trồng có cường độ quang hợp cao.

-Tăng hệ số kinh tế:

  + Chọn giống cây có sự phân bố sản phẩm quang hợp vào các bộ phận có giá trị kinh tế (hạt, củ,…) với tỉ lệ cao.

+ Bón phân hợp lí.

-Áp dụng công nghệ cao trong trồng trọt như xây dựng hệ thống nhà kính, sử dụng thiết bị hiện đại ,sử dụng nước thải trong chăn nuôi đã qua xử lý để tưới cho cây.

Electron từ PSII được truyền qua chuỗi vận chuyển electron (gồm PQ, Cyt b6f, PC) đến PSI.

Quá trình này bơm H⁺ vào lòng thylakoid, tạo chênh lệch nồng độ H⁺.

4. Tổng hợp ATP (quang phosphoryl hóa):

H⁺ khuếch tán ngược qua ATP synthase, giúp enzyme này tạo ATP từ ADP và Pi.

5. Tạo NADPH:

Electron từ PSI giúp khử NADP⁺ thành NADPH, cung cấp năng lượng cho pha tối.

• Thích hợp: 0.03%.

• Tối thiểu: 0,008-0,01%.

• <0,008-0,01%: quang hợp rất yếu hoặc ko xảy ra.

• Quá cao(khoảng 0,2%): có thể làm cây chết vì ngộ độc CO_2.

Điểm bù CO₂ của thực vật C₄ < thực vật C_3.

• Điểm bù CO₂: Nồng độ CO₂ mà tại đó cường độ quang hợp = cường độ hô hấp.

• Điểm bảo hoà CO₂: Nồng độ CO₂ mà tại đó cường độ quang hợp đạt cực đại. Nếu vượt quá trị số bão hoà-> cường độ quang hợp ko tăng thêm.

Nước & Chất Khoáng (thông tin bên ngoài):

a. Nước:

• Nguyên liệu của quá trình quang hợp.

• Yếu tố giúp điều hoà sự đóng mở khí khổng để hấp thụ CO₂ (-> nước sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình quang hợp của cây).

VD: Khi đủ nước, khí khổng mở ra để cây hấp thụ CO2 -> quang hợp đạt hiệu quả cao.

Khi thiếu nước từ 40 – 60%, khí khổng đóng lại để hạn chế thoát hơi nước -> giảm lượng CO₂ vào lá-> quang hợp giảm mạnh và có thể dẫn đến ngừng quang hợp.

• Ngoài ra, còn có vai trò trong việc dẫn truyền các sản phẩm quang hợp đến các cơ quan khác của cây.

b. Chất Khoáng:

• Tham gia cấu tạo chất diệp lục- sắc tố quang trọng hấp thụ ánh sáng cho quang hợp( N, Mg)

• Điều hoà khí khổng (K)

• Tham gia vào quá trình quang phân li nước - 1 bước thiết yếu trong pha sáng của quang hợp( Mn, Cl)

• Tham gia cấu tạo enzyme - xúc tác các PƯHH trong quá trình quang hợp(S, N, P)

Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp là: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

Quang hợp có vai trò rất quan trọng đối với khí quyển, sinh vật và con người. Quá trình này giúp hấp thụ Co2 và thải ra O2 giữ cho không khí trong lành và cân bằng. Đối với sinh vật, quang hợp cung cấp thức ăn và oxy cần thiết cho sự sống. Còn với con người, quang hợp tạo ra lương thực, nguyên liệu và góp phần giảm ô nhiễm môi trường, giúp duy trì cuộc sống và khí hậu ổn định trên TĐ

• Đặc điểm:
  

  • Diễn ra theo chu trình Calvin.

  • Sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất 3 cacbon (APG – axit photphoglixêric).

  • Xảy ra ở tế bào mô giậu.

  • Enzim chủ yếu: Rubisco.

• 
  

• Ưu điểm:
  

  • Phổ biến ở đa số loài thực vật (chiếm ~85%).

  • Hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ, ánh sáng trung bình.

• 
  

• Nhược điểm:
  

  • Trong điều kiện ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao, nồng độ CO₂ thấp, Rubisco dễ bắt nhầm O₂ → xảy ra quang hô hấp → lãng phí sản phẩm quang hợp, giảm năng suất.

• cây C3 thích hợp khí hậu ôn hoà, mát mẻ. Ví dụ cây C3: Lúa, đậu, lúa mì, khoai tây, cà chua…

1. Khái niệm

Hệ sắc tố quang hợp là tập hợp các loại sắc tố có trong lục lạp (ở thực vật và tảo), có nhiệm vụ hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời và truyền năng lượng đó đến trung tâm phản ứng quang hợp để thực hiện chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.

---

CÁC LOẠI DIỆP LỤC (CHLOROPHYLL)

1. Diệp lục a (Chlorophyll a)

Công thức hóa học: C₅₅H₇₂O₅N₄Mg

Màu: Xanh lam (xanh lục hơi sẫm)

Vai trò:

Là sắc tố quang hợp chủ yếu, có mặt trong mọi sinh vật quang hợp (thực vật, tảo, vi khuẩn lam).

Trực tiếp tham gia vào các phản ứng quang hóa trong quang hợp (ở trung tâm phản ứng).

Vùng hấp thụ ánh sáng mạnh:

Vùng đỏ (~660 nm)

Vùng xanh tím (~430 nm)

2. Diệp lục b (Chlorophyll b)

Công thức hóa học: C₅₅H₇₀O₆N₄Mg

Màu: Xanh lục vàng nhạt hơn diệp lục a

Vai trò:

Là sắc tố phụ, hỗ trợ diệp lục a bằng cách mở rộng vùng hấp thụ ánh sáng.

Truyền năng lượng hấp thụ được cho diệp lục a tại trung tâm phản ứng.

Vùng hấp thụ ánh sáng mạnh:

Vùng xanh lam (~455 nm)

Vùng cam đỏ (~640 nm)

🌞 Đặc điểm của sự hấp thụ ánh sáng trong quang hợp

Các sắc tố quang hợp không hấp thụ đều mọi bước sóng ánh sáng.

Hấp thụ mạnh nhất ở vùng ánh sáng đỏ và xanh tím.

Phản xạ và truyền qua ánh sáng xanh lục, nên lá cây có màu xanh.

Nhờ có nhiều loại sắc tố (diệp lục a, b và sắc tố phụ) → cây tận dụng được năng lượng ở nhiều vùng ánh sáng khác nhau, giúp quang hợp hiệu quả hơn.

4. Phát – Pha sáng (phần 1)

Nơi diễn ra: Trong tilacoit (màng tilacoit của lục lạp).

Diễn biến chính: Quang phân li nước, tạo ra O₂ (oxi được giải phóng).

👉 Tóm gọn lại:

Pha sáng diễn ra ở màng tilacoit, tại đây năng lượng ánh sáng được dùng để phân li nước, giải phóng oxi và tạo năng lượng (ATP, NADPH) cho pha tối.