V LUC LẠP À CHỨC NĂNG QUANG HỢP
A: hình khái quát B: siêu cấu tạo 3 hạt grana.
Diệp lục là sắc tố cơ bản trong tấ t cả những cơ quan quang hợp của cây xanh. Diệp lục có cơng thức hoá học là C55H720 5N,Mg (diệp lục a). Ngồi diệp lục a cịn có diệp lục b C55H70O6N4Mg, diệp lục c, diệp lục d và diệp lục vi khuẩn C55H740 5N4Mg. Trong tế bào xanh có chứa tiền diệp lục C55H-0O5NịMg khơng có hoạt tính quang hợp nhưng được xem như một trong những tiền thân của diệp lục (hình 3.54).
Diệp lục và những hợp chất cùng nguồn gốíc vối nó như hêmơglobin, xitocrom... đều thuộc loại n h ân có vịng pocphirin. Pocphirin gồm có 4 vịng pyron hợp lại thông qua các cầu metyl. Người ta chia pocphirin ra các loại: pocphirin thực (chứa Mg ở nhân), dihiđro pocphirin (chlorin) và tetrahiđro pocphirin. sắc tố quang hợp là magie pocphirin, diệp lục magieclorin, diệp lục vi khuẩn - phức chất magie của tetrahiđro pocphirin vối vị trí đơi của các vịng piron hiđro hố.
Diệp lục a và b là những sắc tô" quang hợp cơ bản ở đa số tảo và tất cả thực vật bậc cao tự dưỡng. Thông thường hai loại diệp lục cùng có mặt trong thực vật xanh. Người ta cũng dùng phương pháp nghiên cứu đặc biệt để tạo nên các thực vật chỉ có diệp lục a khơng có diệp lục b hay ngược lại. Diệp lục là chất không đối xứng: đầu pocphirin-Mg ưa nưốc và đuôi phytol kị nưốc.
Diệp lục a có cực đại hấp thụ ở hai miền có độ dài sóng là 420 và 662nm. Còn diệp lục b trong vùng 455 và 644nm. Diệp lục d có cực đại hấp thụ ở miền 477 và 6 8 8nm. Diệp lục c có cực đại hâp thụ ỏ miền 477 và 628nm. Diệp lục vi khuẩn có cực đại hấp thụ ở miền 464 và 773nm.
Diệp lục trong chlorobium và chloropseudomonas có loại diệp lục chlorobium 660, diệp lục chlorobium 650, diệp lục chlorobium 770.
ơ tảo lam và tảo đỏ khơng có diệp lục b nhưng có phycoxianin phicoeritrin.
COO'cocr CH2 CH*l ĩ 1 CH* CHZ c h3 c h3 P tụ o o e r} t h r i n 1*011 kêl chưiầ no p h y c o ọ lí nin
Hình 3.54. cấu trúc của sác tố: diệp lục a, diệp lục b và bacteri - diệp lục và các sắc tô phụ carotinoid nhưp carotin, và phycoerythrin và
phycocyanin (phycobilin). Các nối đôi và đơn xen kẽ liên kết cho biết khả
nâng to lớn đối với sự hấp thụ ánh sáng nhìn thấy.
Các diệp lục trong tế bào tồn tại trong sự liên kết vối protein. Hàm lượng diệp lục tổng số trong lá cây có khoảng từ 0.008 đến 0,8% chất tươi.
Trong lá cây, ngoài các loại diệp lục cịn có các sắc tố khác như carotinoit. Carotinoit có m àu vàng hay da cam, gồm có 65- 70 sắc tơ' tự nhiên. Trong lá cây hàm lượng của chúng chiếm khoảng 0,07 đến 0,2 % chất lá khô. Tuy không trực tiếp có vai trị trong q trình quang hợp, song chúng là những vệ tinh không thể thiếu được của diệp lục trong các đơn vị quang hợp và có hai chức năng: h ú t bức xạ xanh có bước sóng ngắn và chuyền năng lượng đó cho diệp lục, làm tảng hệ sô' sử dụng ánh sáng. Chúng bảo vệ diệp lục khỏi bị oxi hoá bởi oxi tạo ra trong quang hợp.
Carotin bao gồm nhiều loại: a-caro tin , p-carotin, e-carotin, Ỵ-carotin.
Xantophin thì gồm có lutein, violaxantin, íucoxantin, noexantin... (hình 3.54).
Phân tích hố sinh học các hạt, ngoài diệp lục các loại, carotinoit cịn có rấ t nhiều các yếu tó oxi hố khử quan trọng, nhửng yếu tố oxi hố khử đó đóng vai trò to lớn trong việc chuyển hoá năng lượng ánh sáng th à n h năng lượng hoá học ATP, NADPH+H* (chất năng lượng cao và chất khử mạnh).
Nhừng yếu tơ" đó bao gồm plastoquinon, ubiquinon, xitơcrơm nhóm b, xitơcrơm f, plastocyanin, íerredoxin, NADPH+H+, ATP-aza, ADP...
Cịn trong xtrôma chứa rấ t nhiều các enzym tham gia trong phản ứng khử C 0 2. Ví dụ, photphobulokinaza, triozơphotphat đehiđrogenaza, aldolaza, photphopentoisomeraza, photphotriozơ
- I S O meraza, photphoketopenozơ epimeraza, transketolaza... Xgoài ra ơ đâv cùng có m ặt nhiều các chất cacbonhvdrat. các loại ozơ và tinh bột. axit amin đơn giản, ADN...
Bâng 3.7. Thành phẩn hoá học ở lục lạp thực vật bậc cao
Thành phần % khối lượng khô Các hợp phẩn (%)
Các protein 35 - 55 80% không tan trong nước
Các lipit 2 0 - 3 0 Axit béo 50%
sterin 20%, Cholin 46% Viaxoc 16%, Inositol 22% Photphatit 2-7% Glixerin 22% Etanolamin 8% Các
cacbonhydrat Biến đổi Tinh bột, đường 3 - 7 cacbon
Chlorophin 09 Chlorophin a 75% Chlorophin b 25% Carotinoit 4,5 Xantophin 75% Carotin 25% Axit nucleic ARN 2 - 3 ADN 0,5 Theo s. Gzanick (1961).
ở trên hạt, giai đoạn quang lí và quang hố q trình sáng quang hợp xảy ra. Sự khử C 02 tối để tạo cacbohiđrat xảy ra ở trong xtroma.