V LUC LẠP À CHỨC NĂNG QUANG HỢP
1. Cơ chế của quá trình quang hợp
1.1. Pha sáng quang hợp
Pha sáng có hai giai đoạn: quang lí và quang hố. a. Giai đoạn q u a n g lí
Quang tử ánh sáng bị một phân tử diệp lục đặc trưng hấp thụ. Năng lượng ánh sáng truyền qua electron của diệp lục. Phân tử diệp lục bị kích thích thành diệp lục kích động. Thời gian tồn tại trạng thái này rấ t ngắn (1CT8- 1CT9 giây). Diệp lục có năng lượng dạng singlet. Quỹ đạo của electron thay đổi. Dạng singlet chuyển sang dạng triplet, cũng giàu về năng lượng. Từ
trạng thái singlet trở lại trạng thái gốc thì kèm theo sự phát sáng huỳnh quang, cũng có khi toả nhiệt. Từ trạng thái triplet chuyển sang trạng thái gốc thì phát sáng kiểu lân quang.
Phân tử diệp lục ở trạng thái triplet có hai electron chuyển động trên quỹ đạo không kết đôi gọi là biradical (hai gốc).
Chất nhận electron sư cấp c ' 1 ATP photon Diệp lục p 700 ■ (Hệ ánh sáng I)
Hình 3.56A. Sựphotphorin hố quang hợp vòng
Chất nhận C h âì nhàn ton^x Photon X Diệp lục p 6X0 (Hệ ánh sáng II) Diệp lục p 7 0 0 (H ệ ánh sáng I)
Hình 3.56B. Sựphotphorin hố quang hợp khơng vịng
! Độ dài thời gian tồn tại trạng thái triplet dài so vối singlet
(10 3 giây). Ở độ dài thịi gian đó, năng lượng được gia tăng của diệp lục bị kích thích có thể được sử dụng cho phản ứng quang hợp tiêp theo khi diệp lục nằm bên các thành viên chuyền electron quang hợp. Đó là giai đoạn quang hố (hình 3.56).
b. Giai đoạn quang hố
Trong q trình chuyển năng lượng thông qua chuyển electron, chất hoá học dự trữ năng lượng cao ATP được hình thành ở vị trí nào đó trên chuỗi các chất chuyển electron quang hợp, mà ở đó có th ế oxi hố khử của 2 cặp chất oxi hoá khử, ở
cạnh nhau chênh lệch đủ sức hình th àn h ATP thì ở đó tổng hợp ATP. Sự hình th à n h chất ATP đó gọi là sự photphorin hoá quang hợp. Điều đó xác n h ận rằng giai đoạn quang hố gắn chặt với q trình photphorin hố.
Sự photphorin hoá quang hợp có hai kiểu, kiểu photphorin hoá quang hợp vịng và sự photphorin hố khơng vịng.
• Sự photphorin hố vịng quang hợp
Sự photphorin hố vịng là quá trình hình thành ATP xảy ra trong khi có sự chuyển electron chính trong mạch chuyền khép kín của nó.
ADP + p vơ cơ —> ATP
Khi photphorin hố vịng quang hợp. electron từ diệp lục đi qua hệ thông các chất trong chuỗi chuyền electron quang hợp quay trở về lại chính phân tử diệp lục đó, mà khơng được dùng cho viêc tao ra chất khử m ạnh (NADPH + H+) (hình 3.56A).
• •
• Sự photphorin hố khơng vịng quang hợp
Sự photphorin hoá khơng vịng quang hợp khơng chỉ liên quan tối sự tạo ra ATP mà có thêm sự tạo thành chất khử mạnh NADPH + H + và có mặt sự quang phân li nưốc (phản ứng Hill).
Phương trình tổng quát của sự photphorin hố khơng vịng quang hợp như sau:
NADP+ + ADP + p vô cơ +H20->NADPH + H+ + 1/2 0 2.
Số phận của electron lúc photphorin hố khơng vịng khác
VỚI p h o t p h o r i n h o á v ò n g . E l e c t r o n t ừ t r ạ n g t h á i k í c h t h í c h của
hệ quang hoá II qua các thành viên của chuỗi chuyển electron chuyển đến diệp lục của hệ quang hoá I. Còn electron của diệp lục hệ quang hố I bị kích thích thì chun qua chất trung gian đến chất khử NADP+ đang ở dạng oxi hoá. Electron đến bù lại electron ở diệp lục hệ quang hoá II là electron của nhóm (OH') của nước sau khi bị quang phân li. Các th àn h viên chuỗi chuyền electron là platxtoquinon, ubiquinon, plastoxianin, xitôcrôm b6, xitôcrôm f... (hình 3.56B).