TIỂU LUẬN CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

Lục lạp của cây hấp thụnăng lượng ánh sáng truyền qua 150 triệu km từ mặt trời và biến nó thành hóanăng dự trữ trong đường và các phân tử hữu cơ khác.. Nhóm sắc tố lục clorophin diệp lục

KHOA SINH

HỌC PHẦN: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

ĐỀ TÀI:

QUANG HỢP – QUÁ TRÌNH NUÔI SỐNG SINH QUYỂN

Giảng viên hướng dẫn: Học viên thực hiện:

PGS TS Nguyễn Bá Lộc Hoàng Tỉnh Vi

Lớp: LL&PPDH Sinh học

Huế, 2018

MỞ ĐẦU……… 1 NỘI DUNG……… 2

I Bộ máy quang hợp 2

1 Lá – cơ quan quang hợp 2

2 Lục lạp – bào quan thực hiện chức năng quang hợp 3

3 Các sắc tố quang hợp và tính chất của chúng 6

4 Các thành phần trong chu trình truyền điện tử của bộ máy quang hợp 13

II Bản chất của quá trình quang hợp 13

1 Bản chất của pha sáng trong quang hợp 13

1.1 Giai đoạn quang vật lý 13

1.2 Giai đoạn quang hóa học 15

2 Pha tối và sự đồng hóa CO2 trong quang hợp 21

2.1 Con đường quang hợp của thực vật C3 22

2.2 Con đường quang hợp của thực vật C4 24

2.3 Con đường quang hợp của thực vật CAM 27

III Quang hô hấp (Hô hấp sáng) 29

1 Khái niệm về hô hấp sáng 29

2 Điều kiện để xảy ra hô hấp sáng 30

3 Bản chất hóa học của quang hô hấp 31

4 Ý nghĩa của quang hô hấp 32

KẾT LUẬN 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

MỞ ĐẦU

Sự sống trên Trái đất dựa vào năng lượng mặt trời Lục lạp của cây hấp thụnăng lượng ánh sáng truyền qua 150 triệu km từ mặt trời và biến nó thành hóanăng dự trữ trong đường và các phân tử hữu cơ khác Quá trình biến đổi này đượcgọi là quang hợp

Trực tiếp hay gián tiếp, quang hợp gần như nuôi dưỡng toàn bộ thế giớisống Sinh vật thu nhận hợp chất hữu cơ để sử dụng năng lượng và khung cacbontheo một trong hai phương thức chủ yếu: dinh dưỡng tự dưỡng hoặc dinh dưỡng dịdưỡng Sinh vật tự dưỡng là sinh vật tự nuôi mình Chúng tự duy trì sự sống màkhông ăn bất kỳ vật gì từ sinh vật sống khác Sinh vật tự dưỡng tạo phân tử hữu cơ

từ CO2 và các nguyên liệu thô vô cơ khác từ môi trường Chúng là nguồn hợp chấthữu cơ chủ yếu cho tất cả các sinh vật không tự dưỡng và vì lý do đó, các nhà sinhhọc coi sinh vật tự dưỡng như là sinh vật sản xuất của sinh quyển

Hầu như tất cả thực vật là sinh vật tự dưỡng: chất dinh dưỡng duy nhấtchúng thu nhận là nước và các chất khoáng từ đất và carbon dioxide từ không khí.Đặc biệt thực vật là sinh vật quang tự dưỡng, sinh vật dùng ánh sáng như mộtnguồn năng lượng để tổng hợp các chất hữu cơ

Sinh vật dị dưỡngthu nhận nguyên liệu hữu cơ theo phương thức dinh dưỡngchủ yếu thứ hai Không có khả năng tạo thức ăn riêng cho mình, chúng sống bằngcác hợp chất do sinh vật khác tạo ra Sinh vật dị dưỡng là sinh vật tiêu thụ của sinhquyển Dạng dễ thấy nhất của kiểu dinh dưỡng này xảy ra khi động vật ăn thực vậthoặc các động vật khác Nhưng dinh dưỡng dị dưỡng có thể tinh vi hơn Một sốsinh vật dị dưỡng tiêu thụ cặn bã của các động vật chết nhờ phân giải và dinhdưỡng trên lớp phủ hữu cơ như xác động vật, phân và lá rụng.Chúng được gọi làsinh vật phân giải.Phần lớn nấm và nhiều loại sinh vật nhân sơ có phương thứcdinh dưỡng này Hầu như tất cả các sinh vật dị dưỡng kể cả con người đều phụthuộc hoàn toàn hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp vào các sinh vật quang tự dưỡng vềthức ăn và cả oxygen – một sản phẩm phụ của quang hợp

Hợp chất hữu cơ do quang hợp tạo ra cung cấp năng lượng và vật liệu xây

dựng cho các hệ sinh thái Hay nói cách khác: “Quang hợp – quá trình nuôi sống

sinh quyển”.

NỘI DUNG

I Bộ máy quang hợp

1 Lá – cơ quan quang hợp

Đến nay, chúng ta biết rằng: cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp ở thực vật chủ yếu

là lá, sau đó đến các phần xanh khác như bông lúc còn xanh, bẹ lá,…Chính vì vậy

lá có những đặc điểm đặc biệt về hình thái, cũng như cấu tạo giải phẫu thích hợpvới chức năng quang hợp

Hình thái lá: Lá thường dạng bản và mang đặc tính hướng quang ngang nên luônluôn vận động sao cho mặt phẳng của lá vuông góc với tiasáng mặt trời để nhậnđược nhiều nhất năng lượng ánh sáng

Về giải phẫu: Các tế bào mô giậu được xếp xít nhau theo từng lớp nhằm hấp thụđược nhiều năng lượng ánh sáng Đây gọi là lớp mô đồng hóa của lá.Sát với lớp

mô đồng hóa là lớp mô xốp có khoảng trống gian bào lớn (nơi chứa CO2 cung cấpcho quá trình quang hợp).Ngoài ra, lá còn có mạng lưới mạch dẫn dày đặc làmnhiệm vụ dẫn nước và muối khoáng cho quá trình quang hợp và dẫn các sản phẩmquang hợp đến các cơ quan khác.Cuối cùng là hệ thống dày đặc các khí khổng ởmặt trên và mặt dưới lá giúp cho CO2, O2, H2O đi vào và đi ra khỏi lá một cách dễdàng

2 Lục lạp – bào quan thực hiện chức năng quang hợp

Để đảm bảo chức năng quang hợp, cũng như lá, lục lạp có những đặc điểm về hìnhthái, giải phẫu thích ứng:

Hình thái lục lạp: Lục lạp rất đa dạng Các loài thực vật bậc thấp, vì không bị ánhsáng mặt trời trực tiếp thiêu đốt quá nóng, nên lục lạp của chúng có nhiều hìnhdạng khác nhau: hình võng, hình cốc, hình sao Ở các thực vật bậc cao, lục lạpthường có hình bầu dục để thuận tiện cho quá trình tiếp nhận ánh sáng mặt trời.Khi ánh sáng mặt trời quá mạnh, lục lạp có khả năng xoay bề mặt tiếp xúc nhỏnhất của mình về phía ánh sáng

Số lượng và kích thước lục lạp: Số lượng lục lạp trong tế bào rất khác nhau ở cácloài thực vật khác nhau Đối với tảo, mỗi tế bào có khi chỉ có một lục lạp.Đối vớithực vật bậc cao, mỗi tế bào của mô đồng hóa có thể có từ 20 đến 100 lục lạp.Ở láthầu dầu, 1mm2 có từ 3.107 – 5.107 lục lạp.Nếu đem cộng diện tích lục lạp lại sẽ códiện tích tổng số lục lạp lớn hơn diện tích lá

Về kích thước: Đường kính trung bình của lục lạp 4 – 6 µm, dày 2 – 3 µm Nhữngcây ưa bóng thường có số lượng, kích thước lục lạp và hàm lượng sắc tố trong lụclạp lớn hơn những cây ưa sáng

Nhìn lục lạp dưới kính hiển vi điện tử, chúng ta thấy: ngoài cùng lục lạp là lớpmàng kép, mỗi màng được cấu tạo bằng hai lớp protein tách biệt nhau bằng mộtlớp lipit ở giữa Trong màng là thể nền (stroma) lỏng nhầy, không màu Đó làprotein hòa tan có chứa nhiều loại enzyme tham gia vào quá trình khử CO2 khiquang hợp Thể nền bao bọc quanh các hạt Mỗi lục lạp có từ 40 đến 50 grana với

đường kính 4 – 6 µm Mỗi grana có từ 5 hoặc 6 đến vài chục cái túi tròn gọi làtilacoit, dày chừng 0,13 µm có màng riêng bao bọc Các tilacoit xếp thànhchồng.Cấu tạo nên tilacoit là các sắc tố, protein, lipoit, trung tâm phản ứng và cácchất truyền điện tử.

Đối với thực vật nhiệt đới (thực vật thuộc nhóm C4), lục lạp có hai loại: lục lạp của

tế bào mô giậu có grana phát triển đầy đủ và lục lạp của tế bào bao bó mạch cógrana phát triển không đầy đủ và phần lớn ở dạng bản mỏng (tilacoit) Trong hạtlục lạp này có chứa nhiều hạt tinh bột lớn

Ngày nay trong mỗi tilacoit, người ta đã phát hiện thấy các tiểu phần rất nhỏ hìnhcầu dẹt, đường kính 160 – 180 Å, dày 100Å, trong đó protein, lipit và sắc tố.Trongsắc tố có 230 phân tử diệp lục (160 diệp lục a, 70 diệp lục b), 48 phân tửcarotenoid Ngoài ra còn có các thành phần chuyển điện tử như xitocrom,plastoquinon, ferredoxin, các nguyên tố kim loại Mn, Cu Khối lượng phân tử củacác tiểu phần này là 2.106 Người ta gọi các tiểu phần này là thể lượng tử(quantoxom) Đây là đơn vị chức năng của lục lạp.

Thành phần hóa học của lục lạp: Thành phần hóa học của lục lạp rất phức tạp:nước chiếm 75%, còn lại là chất khô (chủ yếu là chất hữu cơ chiếm 70 – 72% chấtkhô) và chất khoáng Protein là thành phần cơ bản trong chất hữu cơ (30 – 45%),lipit (20 – 40%) Các nguyên tố khoáng thường gặp trong lục lạp là Fe (80% Fetrong mô lá nằm ở lục lạp), Zn (65 – 70%), Cu (50%), K, Mg, Mn… Trong lục lạp

có chứa nhiều loại vitamin như: A, D, K, E Lục lạp chứa 30 loại enzyme khácnhau Những enzyme này thuộc các nhóm enzyme thủy phân, enzyme của hệ thốngoxi hóa khử.Như vậy qua thành phần hóa học trên, thấy rằng ngoài quá trình quanghợp, lục lạp còn là nơi thực hiện quá trình tổng hợp lipit, photpholipit, các axit béo

và protein Do đó, có thể khẳng định rằng: Lục lạp là trung tâm hoạt động sinh học

và hóa học mà quá trình quang hợp là một trong những quá trình trao đổi chất quantrọng nhất

3 Các sắc tố quang hợp và tính chất của chúng

Bằng các phương pháp sắc kí và quang phổ hiện đại, đến nay đã phân biệt 4 nhómsắc tố chính trong lá xanh: clorophin, carotenoid, phycobilin và sắc tố của dịch tếbào (autoxyan)

a Nhóm sắc tố lục clorophin (diệp lục)

Đây là nhóm sắc tố chiếm vai trò quan trọng nhất đối với quang hợp, vì nó có khảnăng hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời và biến năng lượng hấp thụ ấy thànhdạng năng lượng hóa học, trong khi đó các nhóm sắc tố khác không làm được chứcnăng đầy đủ và trực tiếp như vậy

Người ta đã phân biệt nhiều loại clorophin bởi sự khác nhau giữa chúng về một sốchi tiết cấu tạo và cực đại hấp thụ bức xạ ánh sáng Về cấu tạo chung, clorophin cócác đặc điểm sau: 4 nhân pyron liên kết với nhau bằng các cầu nối metyl ( - CH =)

để tạo nên vòng porphyrin với nguyên tử Mg ở giữa; có liên kết thật và giả với cácnguyên tử N của các nhân pyton, hai nguyên tử H ở nhân pyron thứ 4, vòngxiclopentan và gốc rượu phyton Sau đây là công thức tổng quát và công thức cấutạo của một số loại clorophin:

Clorophin a: C55H72O5N4Mg

Clorophin b: C55H70O6N4Mg

Nhìn vào công thức cấu tạo, ta thấy trong phân tử của clorophin có nhiều nối đôicách đều Đó là kiểu nối đôi cộng đồng, kiểu nối đôi thể hiện khả năng hấp thụmạnh năng lượng ánh sáng

Sự mất màu của clorophin: clorophin ở trong tế bào không bị mất màu vì nằmtrong phức hệ với protein và lipoit Nhưng dung dịch clorophin ngoài ánh sáng vàtrong môi trường có O2 thì sự mất màu xảy ra do nó bị oxi hóa dưới tác dụng củaánh sáng:

và đỏ

Năng lượng của lượng tử ánh sáng được clorophin hấp thụ đã kích thích phân tửclorophin và các dạng của phân tử sắc tố đã truyền năng lượng cho nhau, tạo nêncác hiện tượng huỳnh quang và lân quang.

Cuối cùng các năng lượng tích lũy được bởi các phân tử clorophin đã được chuyểncho các phản ứng quang hóa và được biến thành dạng năng lượng hóa học

b Nhóm sắc tố vàng carotenoid

Đây là nhóm sắc tố vàng đến tím đỏ Chúng được cấu tạo theo mạch nối đôi thẳnggồm 40 nguyên tử cacbon và 56 nguyên tử hiđro Nhóm carotenoid được chiathành hai nhóm nhỏ theo cấu trúc hóa học:

Caroten (C40H56) là một loại cacbuahidro chưa bão hòa, không tan được trong nước

mà chỉ tan trong dung môi hữu cơ Công thức cấu tạo gồm một mạch cacbon dàigồm 8 gốc izopren và hai đầu là một hoặc hai vòng ionon Trong thực vật thường

có ba loại: α, β, γ carotene Cắt đôi β – carotene ta được hai phân tử vitamin A.Bước sóng hấp thụ của carotene ở 446 – 476 nm.

Xantophin: C40H56On (n = 1 – 6) là dẫn xuất của carotene Vì nguyên tử oxi có thể

là 1 đến 6 nên có nhiều loại xantophin: kriptoxanthin (C40H56O), lutein (C40H56O2),

…

Quang phổ hấp thụ của xantophin ở bước sóng: 451 – 481 nm

Người ta còn phân chia nhóm carotenoid thành hai nhóm nhỏ theo tính chất sinhhọc như sau:

 Nhóm carotenoid sơ cấp: làm nhiệm vụ hoạt động quang hợp hoặc bảo vệ

 Nhóm carotenoid thứ cấp: chứa trong các cơ quan như hoa, quả, các cơ quanhóa già hoặc bị bệnh khi thiếu dinh dưỡng khoáng

Vai trò của nhóm carotenoid, cho đến nay người ta mới chỉ biết như sau:

-Lọc ánh sáng, bảo vệ clorophin

- Xantophin tham gia vào quá trình phân li nước và thải oxi thông qua sự biến đổi

từ violaxanthin (C40H56O4) thành lutein (C40H56O2)

- Nhóm carotenoid, tham gia quá trình quang hợp bằng cách tiếp nhận năng lượngánh sáng mặt trời và truyền năng lượng ánh sáng này cho clorophin và nó có mặttrong hệ thống quang hóa II

Người ta đã xác nhận rằng: lượng tử ánh sáng do phycobiliprotein hấp thụ sẽ đượcchuyển đến clorophin để sử dụng cho quá trình quang hợp với hiệu suất cao

d Các sắc tố dịch bào – nhóm antoxyan

Ngoài các sắc tố làm nhiệm vụ quang hợp, trong cây xanh còn có các sắc tố trongdịch bào màu đỏ, xanh, tím,… hợp thành nhóm sắc tố antoxyan Antoxyan là loạiglicozit trong đó gốc glucoz hay gamno liên kết với agliucon màu Nó có cấu tạogiống với flavon và catexin

Trong phần lớn trường hợp, quang phổ hấp thụ của antoxyan bổ sung cho quangphổ hấp thụ của clorophin Khi hấp thụ quang tử ánh sáng, nó biến năng lượngquang tử thành dạng nhiệt năng, sưởi ấm cho cây Điều này giải thích tại saonhững cây vùng lạnh lại có màu sắc sặc sỡ.Hàm lượng antoxyan và clorophin tỷ lệnghịch với nhau, do đó có tác giả cho rằng antoxyan kìm hãm quang hợp Tuynhiên, nhiều công trình nghiên cứu khác lại thấy antoxyan liên quan đến khả nănghoạt động của khí khổng, do đó antoxyan làm tăng quang hợp do tăng hàm lượng

CO2 trong gian bào Người ta còn thấy antoxyan làm tăng khả năng giữ nước của tếbào khi bị hạn và gió khô

4 Các thành phần trong chu trình truyền điện tử của bộ máy quang hợp

a Các chinon của bộ máy quang hợp

Công thức chung:

Tỷ lệ giữa chinon và clorophin trong bộ máy quang hợp khoảng 1/5 Quang phổhấp thụ ở vùng tử ngoại (260 – 300 nm) Trong quá trình phát triển của lá, hàmlượng chinon tăng dần đến cực đại rồi giảm Sự tổng hợp chinon phụ thuộc vào độdài ngày, do đó hàm lượng của nó thay đổi theo mùa.

b Các xitocrom

Cấu tạo các xitocrom (xit.) gần giống với cấu tạo phân tử clorophin, tức là cũng cóvòng porphyrin, nhưng khác clorophin ở chỗ Fe hóa trị 2 thay cho nhân Mg vàthiếu vòng xiclopentan

Các xitocrom quan trọng nhất trong chu trình truyền điện tử của quang hợp làxitocrom dạng b (gồm xitocrom b6 và b3) và dạng c (gồm xitocrom f) Thế năng oxihóa của xitocrom f là + 0,36V, của xitocrom b6 là + 0,06V Quang phổ hấp thụ củaxitocrom trong khoảng 500 – 600 nm Do đó thường viết xitocrom 553, xitocrom

559 Tỉ lệ giữa xitocrom và clorophin trong bộ máy quang hợp khoảng 1/300 –1/400

c Ferredoxin và ferredoxin – NADP – reductaza

Ferredoxin là dạng protein có thể hòa tan trong nước và dễ dàng thu được dướidạng tinh thể Thành phần nhóm này gồm có Fe và nhóm sunfit vô cơ Từ khi pháthiện ra nhóm này (1952), người ta đã đặt cho nó nhiều tên khác nhau: nhân tố khửmethemoglobin, nhân tố khử TPN (triphotphopyridinnucleotit), men quang hợpPNR (triphotphopyridinnucleotitreductaza), nhân tố khử hemoglobin, men đỏ,ferredoxin trong bộ máy quang hợp Tỷ lệ giữa ferredoxin và clorophin trong bộmáy quang hợp khoảng 1/400

Ferredoxin – NADP – reductaza là flavoprotein điển hình với quang phổ hấp thụcực đại 275,385 và 456 nm Khối lượng phân tử 40000 – 45000 Enzyme này rất

dễ tách ra từ đậu

d Plastoxyanin

Plastoxyanin là một protein gồm 2 nguyên tử Cu, liên kết chặt chẽ trong cấu trúccủa lục lạp Plastoxyanin khi ở dạng oxi hóa có màu xanh tím, dạng khử khôngmàu Dạng oxi hóa có quang phổ hấp thụ cực đại ở 597 nm

Tỷ lệ giữa plastoxyanin và clorophin là 1/400

II Bản chất của quá trình quang hợp

Với hai chữ quang hợp, ta có thể lầm tưởng rằng đây là quá trình phụ thuộc hoàntoàn vào ánh sáng và như vậy quang hợp chỉ gồm có các phản ứng quang hóa.Thực ra không phải như vậy Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng: Ánh sáng khôngtrực tiếp ảnh hưởng đến toàn bộ các phản ứng tham gia trong quá trình quang hợp

mà chỉ có vai trò quyết định ở giai đoạn đầu của quá trình, còn sau đó có một giaiđoạn không trực tiếp chịu ảnh hưởng của ánh sáng Đó là giai đoạn bao gồm cácphản ứng enzim gọi là các phản ứng tối

Ngày nay, người ta chia quang hợp thành hai giai đoạn: Giai đoạn 1 có sự tham giacủa ánh sáng bao gồm các quá trình hấp thụ ánh sáng và kích thích sắc tố, cùng với

sự biến đổi năng lượng lượng tử thành các dạng năng lượng hóa học dưới dạng cáchợp chất dự trữ năng lượng ATP và hợp chất khử NADPH2 Giai đoạn này gọi làpha sáng của quang hợp Giai đoạn 2 là giai đoạn không có sự tham gia trực tiếpcủa ánh sáng gồm có quá trình sử dụng ATP và các sản phẩm khác Giai đoạn nàygọi là pha tối của quang hợp

1 Bản chất của pha sáng trong quang hợp

Pha sáng của quang hợp xảy ra trong hệ thống màng tilacoit của lục lạp, nơi chứadiệp lục và carotenoit Pha sáng gồm hai giai đoạn kế tiếp nhau: Giai đoạn quangvật lý và giai đoạn quang hóa học

1.1 Giai đoạn quang vật lý

Giai đoạn này mang bản chất vật lý thuần túy Nó bao gồm quá trình hấp thu nănglượng ánh sáng của phân tử diệp lục và quá trình vận chuyển năng lượng vào trungtâm phản ứng

Sự hấp thu năng lượng ánh sáng của diệp lục

Bản chất sự hấp thu năng lượng ánh sáng của diệp lục cũng tương tự như của cácchất khác Phân tử diệp lục có hệ thống nối đôi cách đều nên nó có khả năng hấpthu ánh sáng rất mạnh Khi hấp thu năng lượng của lượng tử ánh sáng thì phân tửdiệp lục chuyển sáng trạng thái kích thích điện tử Thực chất là khi nhận ánh sáng

đỏ hay xanh tím thì một điện tử rất linh động trong phân tử diệp lục (điện tử π) sẽ) sẽvượt ra ngoài quỹ đạo cơ bản của mình để đến một quỹ đạo xa hơn, tức là đã nângmức năng lượng của nó cao hơn trạng thái cũ

Có hai trạng thái kích thích điện tử của phân tử diệp lục:

 Trạng thái kích thích sơ cấp (trạng thái singlet) với thời gian tồn tại của điện

tử trên quỹ đạo đó rất ngắn (10-9 giây khi hấp thu ánh sáng đỏ - Trạng tháisinglet 2, và 10-12 giây khi hấp thu ánh sáng xanh – Trạng thái singlet 1) Sauthời gian ngắn ngủi đó điện tử quay trở về quỹ đạo cơ bản ban đầu Nănglượng dư thừa khi điện tử quay trở về quỹ đạo xuất phát sẽ chuyển thành cácdạng sau: tỏa nhiệt, phát ra ánh sáng huỳnh quang hoặc kích thích phân tửdiệp lục khác bên cạnh Với thời gian sống quá ngắn ngủi như vậy thì khảnăng sử dụng năng lượng vào quang hợp là rất khó khăn

 Trạng thái kích thích thứ cấp (trạng thái triplet - trạng thái T) với thời giantồn tại của điện tử kích thích lâu hơn nhiều (10-3 giây) nên xác xuất sử dụngnăng lượng kích thích điện tử vào quang hợp cao hơn Nếu sau thời gian đó

mà năng lượng không sử dụng vào phản ứng quang hóa thì điện tử lại quaytrở về quỹ đạo cơ bản và năng lượng thừa có thể chuyển thành: nhiệt, phátánh sáng lân quang hoặc kích thích phân tử sắc tố khác

S0: quỹ đạo cơ bản

S1: trạng thái kích thích singlet khi hấp thu ánh sáng đỏ

S2: trạng thái kích thích singlet khi hấp thu ánh sáng xanh

T: trạng thái kích thích triplet

Quá trình vận chuyển năng lượng

Từ phân tử diệp lục đã được hoạt hóa bởi ánh sáng dưới dạng năng lượng của điện

tử được kích thích vào trung tâm phản ứng Hàng loạt các phân tử diệp lục đượcsắp xếp một cách có trật tự trên màng tilacoit làm phương tiện để chuyển nănglượng vào phân tử diệp lục ở trung tâm phản ứng là phân tử diệp lục P700 (phân tửdiệp lục a hấp thu ánh sáng có bước sóng λ = 700nm) Quá trình vận chuyển nănglượng này cũng mang bản chất vật lý thuần túy theo cơ chế cộng hưởng cảm ứng.Giai đoạn quang vật lý có thể biểu diễn vắn tắt như sau:

Kết thúc giai đoạn quang vật lý là năng lượng ánh sáng dưới dạng các dao độngđiện từ của các hạt photon đã chuyển thành năng lượng kích thích điện tử của phân

tử diệp lục ở trung tâm phản ứng (Pv

700) Đây là quá trình hoàn toàn mang bản chấtvật lý

1.2 Giai đoạn quang hóa học

Quang hóa sơ cấp PSI và PSII

Quang hóa là giai đoạn chuyển hóa năng lượng điện tử của các sắc tố thành nănglượng ATP.Quang hóa được thực hiện tại hai tâm quang hợp

- Tâm quang hợp I: tham gia vào hoạt động của tâm quang hợp I có hệ thống ánhsáng I, là những ánh sáng có bước song dài (λ > 730nm) Hệ sắc tố I gồmcarotenoic, chlorophyll b, chlorophyll a-660, chlorophyll a-670, chlorophyll a-678,chlorophyll a-683, chlorophyll a-690 tham gia vào hoạt động hấp thụ năng lượngánh sáng hệ I và truyền năng lượng đến tâm quang hợp I (P700) Từ P700 thực hiệnchuỗi vận chuyển ē quang hợp nhờ hệ quang hóa I để tạo ATP và NADPH2.Hệ vậnchuyển điện tử của tâm quang hợp I gồm có một số chất oxi hóa, ferredoxin,cytocrom b6, cytocrom f

- Tâm quang hợp II: tham gia vào tâm quang hợp II có hệ ánh sáng II, là những ánhsáng có bước song ngắn hơn hệ ánh sáng I (λ < 700nm) Hệ sắc tố II gồm cóxanthophyll, chlorophyll b, chlorophyll a-660, chlorophyll a-680, chlorophyll a-670,… tiếp nhận ánh sáng hệ II rồi truyền năng lượng cho tâm quang hợp II (P680

hay P690) Từ tâm quang hợp II điện tử được truyền qua hệ quang hóa II là quinon,plastoquinon, cytocrom b559 để sáng tâm quang hợp I (P700) Đặc biệt tham gia vàohoạt động của tâm quang hợp II có H2O với sự quang phân ly nước sẽ cung cấp H+

và ē cho quá trình phosphorin hóa và tổng hợp NADPH2

Mối quan hệ của hai tâm quang hợp được thể hiện ở sơ đồ sau:

Phosphorin hóa

 Phosphorin hóa vòng:

Quá trình phosphorin xảy ra ở hệ quang hóa I Quá trình này xảy ra trong điều kiệnyếm khí với sự có mặt của các chất oxi hóa như vitamin K, ferredoxin,…