Bài 15: Tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng

Thực vật có khả năng sử dụng \(CO_2 \) để tổng hợp glucose, đây là cơ sở của biện pháp bảo vệ rừng, trồng nhiều cây xanh nhằm giảm hàm lượng CO, trong khí quyền.

Một số ví dụ về quá trình tổng hợp các chất trong tế bào

Nói quá trình tổng hợp các chất song song với tích lũy năng lượng vì trong quá trình tổng hợp có sự hình thành liên kết hoá học giữa các chất phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm. Như vậy, năng lượng có trong liên kết hoá học của các chất phản ứng được tích lũy trong liên kết hoá học của sản phẩm.

Những người bị ức chế quá trình tổng hợp insulin của tuyến tụy sẽ không có khả năng chuyển hóa đường thành glycogen khi lượng đường trong máu tăng, do đó những người này có nguy cơ mắc bệnh tiểu đường.

Nguyên liệu của quang hợp: \(CO_2, H_2O\)

Sản phẩm của quang hợp: \(C_6H_{12}O_6, O_2\)

Phân biệt pha sáng và pha tối:

Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi các sắc tố năng lượng và được chuyển cho trung tâm phản ứng. Trung tâm phản ứng tiếp nhận năng lượng và trở thành dạng kích động và truyền electron cho các chất trong chuỗi truyền electron để tổng hợp ATP và NADPH.

Chu trình Calvin gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Cố định CO2

Trong giai đoạn này RuBP (ribulose bisphosphate)được chuyển hóa thành APG (Phosphoglyceric acid) và có sự tham gia của CO2 đồng thời ATP được chuyển hóa thành ADP và NADPH bị chuyển thành NADP+

Giai đoạn 2: Khử

APG bị khử thành AlPG (Aldehyde phosphoglyceric) và tạo ra glucose, glucose liên kết với các phân tử đường khác để tạo thành các polysaccharide như tinh bột, saccharose.

Giai đoạn 3: Tái tạo chất nhận

Giai đoạn này có sự tham gia của ATP, năng lượng từ ATP chuyển hóa AlPG (Aldehyde phosphoglyceric) thành RuBP (ribulose bisphosphate) để tiếp tục tổng hợp các polysaccharide mới.

Nếu không có ánh sáng, pha sáng sẽ không được diễn ra, nên sẽ không cung cấp được các nguyên liệu cho pha tối. Vậy nếu không có ánh sáng, pha tối sẽ không diễn ra.

Quang hợp có sự tham gia của \(H_2O \) làm chất cho electron và có giải phóng khí \(O_2\), trong khi quang khử không sử dụng \(H_2O \) mà sử dụng \(H_2S \) hoặc \(H_ 2 \)để làm chất cho electron.

Quá trình quang tổng hợp ở vi khuẩn có vai trò giống với ở thực vật vì cả hai quá trình đều có vai trò cung cấp nguồn chất hữu cơ cho các loài sinh vật dị dưỡng, góp phần điều hoà khí quyển và làm giảm ô nhiễm môi trường, cung cấp các nguyên liệu cho các hoạt động sản xuất của con người.

Quá trình quang khử ở vi khuẩn giúp góp phần làm sạch môi trường nước vì trong nguồn nước bị ô nhiễm có thể chứa các chất gây ô nhiễm như H2S, sử dụng vi khuẩn lưu huỳnh lục và tía có thể giúp loại bỏ chất này ra khỏi nguồn nước.

Các vi khuẩn oxi hóa nitrogen có khả năng biến đổi nitơ trong đất và không khí thành các dạng mà thực vật có thể hấp thu được. Vậy, hoạt động của vi khuẩn oxi hoá nitrogen cung cấp đạm cho các hoạt động trong quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật.

- Các sinh vật có khả năng quang hợp tạo ra carbohydrate, các chất hữu cơ khác cung cấp cho các sinh vật dị dưỡng, đóng vai trò là nguồn thức ăn.

- Các sinh vật có khả năng quang hợp hấp thụ \(CO_2 \) và thải \(O_2\), duy trì ổn định nồng độ 2 khí này trong khí quyển, đảm bảo cho hoạt động sống (hô hấp) của sinh vật.

Như vật, quang hợp có vai trò cung cấp nguồn năng lượng và cung cấp khí \(O_ 2 \) cho hoạt động hô hấp của các sinh vật trên Trái Đất. Do đó, tất cả sự sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào quang hợp.

Chúng ta có thể thực hiện thí nghiệm để kiểm chứng ý kiến đúng. Thí nghiệm này thực hiện với 2 mẫu vật thực vật: một mẫu thiếu khí \(CO_2 \)(trồng trong hộp kín) và mẫu thiếu nước (không tưới cây, đất khô) và kiểm tra xem mẫu vật nào sản sinh ra khí \(O_2\).

Trong trồng trọt, người ta thường trồng xen canh các cây ưa sáng và cây ưa bóng để có thể thu hoạch được tối đa sản phẩm từ thực vật vì nhu cầu ánh sáng ở hai loại cây này khác nhau, nên việc trồng xen canh sẽ giúp cả hai loài đều thực hiện được quang hợp.