1. Lá – cơ quan quang hợp
Cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp ở thực vật chủ yếu là lá, sau đĩ đến các phần khác như bơng lúc cịn xanh, bẹ lá …Lá cĩ những đặc điểm đặc biệt về hình thái, cũng như cấu tạo giải phẩu thích hợp với chức năng quang hợp.
2. Lục nạp (chloroplast) – bào quan thực hiện chức năng quang hợp a) Số lượng a) Số lượng
Số lượng lục lạp trong tế bào rất khác nhau ở các lồi thực vật khác nhau. Ở tảo, mỗi tế bào cĩ khi chỉ cĩ 1 lục lạp. Đối với nhiều thực vật, mối tế bào của mơ đồng hố cĩ thể cĩ từ 20 đến 100 lục nạp. Ở lá thầu dầu, 1mm2 cĩ từ 3.107 – 5.107 lục lạp. Nếu đem cộng diện tích lục lạp lại, sẽ cĩ diẹn tích tổng số lục lạp lớn hơn diện tích lá.
b) Kích thước
Lục nạp cĩ đường kính trung bình bằng 4 – 6 µm, dày 2 – 3 µm. Những cây ưa
bĩng thường cĩ số lượng, kích thước lục lạp và hàm lượng sắc tố trong lục lạp lớn hơn những câu ưa sáng.
c) Cấu tạo của lục lạp (nhìn dưới kính hiển vi điện tử)
Ngồi cùng của lục nạp là lớp màng kép, mỗi màng được cấu tạo bằng 2 lớp prơtêin tác biệt nhau bằng 1 lớp lipit ở giữa. Trong màng là thể nền (strơma) lỏng nhầy, khơng màu. Đĩ là prơtêin hồ tan cĩ chứa nhiều loại enzim tham gia quá trình khử CO2 khi quang hợp. Thể nền bao bọc quanh các hạt. Mỗi lục nạp cĩ từ 40 đến 50 grana với đường kính 4 – 6 µm. Mỗi grana cĩ từ 5 hoặc 6 đến vài chục cái túi dẹt gọi
là tilacơit dày chừng 0,13µm cĩ màng riêng bao bọc. Các tilacơit xếp thành chồng.
Cấu tạo nên các tilacơit là các sắc tố, prơtêin, lipơit.
3. Sắc tố quang hợp và tính chất của chúnga) Nhĩm sắc tố lục: clorophyl (diệp lục) a) Nhĩm sắc tố lục: clorophyl (diệp lục)
Đây là nhĩm sắc tố chiếm vai trị quan trọng nhất đối với quang hợp, vì nĩ cĩ khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và biến năng lượng đĩ thành năng lượng hố học. Các nhĩm sắc tố khác khơng làm được chức năng này đầy đủ và trực tiếp như vậy.
Quang phổ hấp thụ của clorophyl: Trong bước sĩng ánh sáng nhìn thấy (400 – 700nm) cĩ 2 vùng hấp thụ của clorophyl là xanh tím (430nm) và đỏ (662nm). Màu lực đặc trưng của clorophyl là do kết quả của sự hấp thụ vùng quang phổ xanh tím và đỏ. Màu lực là màu clorophyl khơng hấp thụ, nĩ phản xạ hoặc xuyên qua lá, đập vào mắt ta nên chúng ta thấy lá cây cĩ màu xanh.
Năng lượng của lượng tử ánh sáng được clorophyl hấp thụ đã kích thích phân tử clorophyl và các phân tử sắc tố đã truyền năng lượng cho nhau, tạo nên các hiện tượng huỳnh quang và lâm quang.
Ngọc Hải
Cuối cùng, các năng lượng được tích luỹ bởi các phân tử clorophyl đã được chuyền cho các phản ứng quang hố và được biến thành dạng năng lượng hố học.
b) Nhĩm sắc tố vàng: carơtenơit
Đây là nhĩm sắc tố vàng đến tím đỏ. Chúng được cấu tạo theo mạch nối đơi thẳng gồm 40 nguyên tử cacbon và 56 nguyên tử hiđrơ.
Nhĩm carơtenơit được chia thành 2 nhĩm nhỏ theo cấu trúc hố học
- Carơten (C40H56) là một loại hiđrơcacbon chưa bão hồ:, khơng tan được trong nước mà chỉ tan trong dung mơi hữu cơ. Quang phổ hấp thụ của carơten ở bước sĩng 446 – 476nm.
- Xantophin (C40H56On, những = 1 – 6 ) là dẫn xuất của carơten. Quang phổ hấp thụ của xantơphin pử bước sĩng: 451 – 481 nm.
Vai trị của nhĩm carơtenơit, cho đến nay, người ta mới chỉ biết được như sau: - Lọc ánh sáng, bảo vệ clorophyl.
- Xantơphin tham gia vào quá trình phân li H2O và thải O2 thơng qua sự biến đổi từ viơlaxanthin (C40H56O4) thành lutêin (C40H56O2).
- Các nhĩm carơtenơit tham gia vào quá trình quang hợp bằng cách tiếp nhận năng lượng ánh sáng mặt trời chuyền năng lượng ánh sáng này cho clorophyl và nhịm carơtenơit cĩ mặt trong hệ thĩng quang hố II.
c) Nhĩm sắc tố xanh: phicơbilin
Nhĩm sắc tố này rất quan trọng đối với tảo và các nhĩm thực vật sống ở nước. Trong tế bào, chúng liên kết với prơtêin, nên cĩ tên gọi là bilỉpơtêin hay phicơbilprơtêin, gồm phicơerythrin (C34H47N4O8) và phicơxianin (C34H42N4O9).
Quang phổ hấp thụ của nhĩm sắc tố này ở vùng ánh sáng lục và vàng. Quang phổ hấp thụ cực đại trong dung dịch clorofooc của phicơerythrin ở 550 nm và của phicơxianin ở 612 nm.
Người ta đã xác nhận rằng: lượng tử ánh sáng do phicơbiliprơtêin hấp thụ sẽ được chuyển đến clorophyl để sử dụng cho quá trình quang hợp với hiệu suất cao.