CHV

BÀI 4: QUANG HỢP Ở THỰC VẬT
I. Khái quát về quang hợp
II. Quá trình quang hợp
III. Vai trò của quang hợp
IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến
quang hợp
V. Biện pháp kỹ thuật và công
nghệ nâng cao năng suất cây
trồng
VI. Thực hành

I. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP
1. Khái niệm về quang hợp
- Quang hợp ở thực vật là quá trình hấp thụ và sử dụng
năng lượng ánh sáng để chuyển hoá CO2, H2O thành chất
hữu cơ C6H12O6, đồng thời giải phóng O2, xảy ra tại lục lạp.

CHV

I. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP
1. Khái niệm về quang hợp
Phương trình khái quát
ASMT
6CO2 + 12H2O
C6H 12O6 + 6O 6 + 6H2O
Lục lạp
2. Cơ quan quang hợp
Cơ quan quang hợp ở thực vật là lục lạp
- Lục lạp hình trứng, có 2 lớp màng,
- Kích thước 2-4 µm x 4-7 µm
- Bên trong: các hạt grana: gồm 1 chồng các tấm
tilacôit hình đĩa. Màng tilacôit là nơi phân bố sắc
tố quang hợp, là nơi xảy ra phản ứng sáng.
Xoang tilacôit là nơi xảy ra các phản ứng quang
phân ly nước và tổng hợp ATP
- Chất nền là nơi xảy ra phản ứng cố định CO2.
CHV

I. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP
3. Hệ sắc tố quang hợp
- Có hai nhóm là sắc tố chính (diệp lục) và sắc tố
phụ (carôtenôit).
- Hệ sắc tố có vai trò hấp thu và chuyển hoá
quang năng thành hoá năng.
+ Các sắc tố quang hợp hấp thụ năng lượng ánh
sáng và truyền cho diệp lục a ở trung tâm phản
ứng quang hợp theo sơ đồ:
Carôtenôit  Diệp lục b  Diệp lục a  Diệp lục a
trung tâm.
+ Sau đó quang năng được chuyển cho quá trình
quang phân li nước và phản ứng quang hoá để
hình thành ATP và NADPH.

I. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP
3. Hệ sắc tố quang hợp
a- Diệp lục ( Sắc tố xanh): hấp thụ ánh sáng đỏ và xanh tím, không hấp thụ ánh sáng xanh
lục (nên mắt người thấy lá cây màu xanh)
- Diệp lục a- C55H72O5N4Mg: Chuyển hoá năng lượng ánh sánh thành năng lượng hoá học
trong các ATP và NADPH
- Diệp lục b- C55H70O6N4Mg: Hấp thụ ánh sáng và truyền đến DL a( VK không có DL b)
b- Carotenoit ( Sắc tố đỏ, da cam, vàng): hấp thụ ánh sáng xanh tím, xanh lục
- Hấp thụ ánh sáng và truyền đến diệp lục a.
- Lọc ánh sáng, bảo vệ DL khỏi bị phân huỷ khi cường độ chiếu sáng quá mạnh
- Gồm: Caroten( C40H56) và xantophyl (C40H56On)
+ Caroten: gồm: ∝,β,γ-caroten và licopen
+ xantophyl (C40H56On): n=16: Là dẫn xuất của Caroten
c- Phycôbylin ( Sắc tố ở VK lam, tảo đỏ, khuê tảo)

3. Hệ sắc tố quang hợp
a- Diệp lục ( Sắc tố xanh):
- Diệp lục a- C55H72O5N4Mg
- Diệp lục b- C55H70O6N4Mg
b- Carotenoit ( Sắc tố đỏ, da cam,
vàng- Gồm: Caroten( C40H56)
và xantophyl (C40H56On)
+ Caroten: gồm: ∝,β,γ-caroten và
licopen
+ xantophyl (C40H56On)
c- Phycôbylin ( Sắc tố ở VK lam,
tảo đỏ, khuê tảo)

CHV

CHV

CHV

II. QUÁ TRÌNH QUANG HỢP Ở THỰC VẬT
Tiêu chí

Pha tối

Nơi diễn  
ra

 

Nguyên  
liệu

 

Điều
kiện

 

 

Sản
phẩm

 

 

Diễn
biến
CHV

Pha sáng

II. QUÁ TRÌNH QUANG HỢP Ở THỰC VẬT
1. Hai pha của quá trình quang hợp
Tiêu chí
Pha sáng
Nơi diễn ra Màng thylakoid

Pha tối
Chất nền của lục lạp

Nguyên
liệu

H2O, NADP+, ADP, Pi

NADPH, ATP, CO2, enzyme.

Điều kiện
Sản phẩm

Ánh sáng, Diệp lục
ATP, NADPH, O2

ATP, NADPH
Đường, NADP+, ADP

Diễn biến Pha sáng
Các sắc tố quang hợp hấp thụ năng lượng ánh sáng và
truyền cho diệp lục a trung tâm theo sơ đồ:
NLAS
Carôtenôit  Diệp lục b  Diệp lục a  Diệp lục a trung
tâm.
- DL a trung tâm bị kích thích  truyền e cho các chất trong
chuỗi truyền e trên màng Thylakoid. Chất nhận cuối cùng là
NADH  tạo NADPH.
- Năng lượng giải phóng từ chuỗi truyền e được tích luỹ
trong ATP.
- Nước bị quang phân li, giải phóng O2 và e:
4H2O  4H+ + 4e +4OH(4H+ + NADP+  NADPH,
4e: Bù cho e của DL bị mất,
4OH- -4e 4OH O2 +H2O)
Pttq: H2O + ADP + Pi + NADP+ NADPH + ATP + O2

Giai đoạn 1: Cố định CO2
CO2 + RDP  APG (3C)

Diễn biến Pha tối

Giai đoạn 2: Khử
APG  AlPG (3C )

Giai đoạn 3: Phục hồi chất nhận,
Tổng hợp chất hữu cơ
AlPG  RDP ( 5C)
ALPG  C6H12O6)

1 số phân tử AlPG tách khỏi chu
trình hình thành chất hữu cơ

Pttq: CO2+ NADPH + ATPC6H12O6+ADP + Pi + NADP+

14

Diễn biến Pha tối
3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Cố định CO2:
CO2 + RDP  APG (3C)
- Giai đoạn 2: Khử:
APG  AlPG (3C )
Giai đoạn 3: Phục hồi chất nhận, Tổng hợp
chất hữu cơ
AlPG  RDP ( 5C)
ALPG  C6H12O6)
Pttq:
CO2+ NADPH + ATPC6H12O6+ADP + Pi + NADP+

2. Pha đồng hoá CO2 ở các nhóm thực vật khác nhau

Điều kiện sống
-TV C3: Khí hậu ôn hòa: Ánh sáng, nhiệt độ, nồng độ CO2 và O2 bình thường
- TV C4: Vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, t0 cao, ánh sáng cao, khô, nóng, CO2 thấp, cấu trúc lá có
tế bào bao bó mạch.
- TV CAM: Sa mạc nóng, khô. Khí khổng đóng hoàn toàn ban ngày để tránh mất nước, Mở vào

2. Pha đồng hoá CO2 ở các nhóm thực vật khác nhau
Thực vật C3:
- Đại diện: từ rêu đến các loài cây gỗ lớn,
lúa, khoai, sắn, các loại rau, đậu…
- Sống trong điều kiện khí hậu ôn hòa: Ánh
sáng, nhiệt độ, nồng độ CO2 và O2 bình
thường
- Cố định CO2 theo chu trình Canvin (C3)
- Sản phẩm quang hợp đầu tiên là 1 chất có
3C (APG)

CHV

2. Pha đồng hoá CO2 ở các nhóm thực vật khác nhau

CHV

Thực vật C4
Đại diện: mía, rau dền, ngô, cao lương, kê, cỏ lồng vực, cỏ gấu…

-Vùng nhiệt đới, t0 cao, ánh sáng cao, hoặc CO2 thấp của vùng nhiệt đới nóng ẩm kéo
dài.cận nhiệt đới, cấu trúc lá có tế bào bao bó mạch. Có cường độ quang hợp cao điểm bù
CO2 thấp hơn, thoát hơi nước thấp hơn nên có năng suất cao

Con đường cố định CO2: Chu trình C4: 2 giai đoạn:
+ Cố định CO2 tạm thời: CO2 được hấp thụ vào mô giậu kết hợp với PEP, tạo thành
AOA(4C) AM.
+ Chu trình can vin: AM di chuyển sang tế bào bao bó mạch: CO2 tách ra tham gia canvin
tổng hợp C6H12O6 , axit piruvic trở lại tế bào mô giậu.

22

CẤU TRÚC LÁ THỰC VẬT C4

Thực vật CAM

DỨA

-

Đại diện: Cây mọng nước: Xương rồng, Dứa, Thanh long

XƯƠNG RỒNG

THANH LONG

Sa mạc nóng, khô. Khí khổng đóng hoàn toàn ban ngày để tránh mất
nước, Mở vào ban đêm  Hấp thụ CO2 ban đêm.
-

Con đường cố định CO2: Chu trình CAM: 2 giai đoạn:
+ Cố định CO2 tạm thời: Ban đêm khí khổng mở hấp thụ CO2: CO2 vào mô giậu kết hợp với
PEP AOA AM
+ Chu trình canvin: Ban ngày CO2 tách khỏi AM tham gia chu trình canvin tổng hợp C6H12O6
tại mô giậu

Chu trình CAM

2. Pha đồng hoá CO2 ở các nhóm thực vật khác nhau

CHV

2. Pha đồng hoá CO2 ở các nhóm thực vật khác nhau
Tiêu chí
Đại diện
Con đường
cố định CO2
Tế bào cố định

Chất nhận CO2
đầu tiên
Sản phẩm đầu tiên
Thời điểm cố định
Điểm bù CO

Thực vật C3

Thực vật C4

Thực vật CAM

2. Pha đồng hoá CO2 ở các nhóm thực vật khác nhau
Tiêu chí

Thực vật C3

Thực vật C4

Thực vật CAM

Đại diện

Lúa, khoai, sắn, Mía, ngô, kê, cao lương, Thực vật sa mạc, hạn chế
đậu, rau (trừ rau cỏ gấu, rau dền...
nước: xương rồng, dứa, thuốc
dền)...
bỏng

Con đường
cố định CO2

Chu trình Calvin + Cố định tạm thời CO2
(C3)
+ Chu trình Calvin

+ Cố định tạm thời CO2
+ Chu trình Calvin

Tế bào cố định

 + Tế bào bao bó + Tế bào thịt lá
mạch
+ Tế bào bao bó mạch

+ Tế bào thịt lá
+ Tế bào bao bó mạch

Chất nhận CO2
đầu tiên
Sản phẩm đầu tiên
Thời điểm cố định

RuBP

PEP

PEP

3_PGA → G3P

OAA

OAA
Ban đêm

Nhãm TV

Chu tr×nh

C3

Can vin

Ban ngày

Mô giậu

C4

Ban ngày

Mô giậu

Can vin

Ban ngày

Bao bó
mạch

C4

Ban đêm

Mô giậu

C4

CAM

Can vin

Thêi gian

Ban ngày

Lo¹i TB

Mô giậu

ChÊt nhËn
CO2

SP ®Çu tiªn

RDP

APG-3c

PEP

PEP

AOA- 4c

AOA- 4c
29

III. Vai trò của quang hợp
- Đối với cây: khoảng 50% chất hữu cơ được tạo thành để:
+ cung cấp hoạt động sống
+ làm nguyên liệu tổng hợp chất hữu cơ cấu tạo nên tế bào thực vật, nguồn carbon và năng
lượng dự trữ (tinh bột) cho tế bào và cơ thể thực vật.
- Đối với sinh vật:
+ Cung cấp nguồn O2 và chất hữu cơ cho nhiều sinh vật khác.
+ Cung cấp nguồn chất hữu cơ là nguồn nguyên liệu, nhiên liệu cho các ngành công
nghiệp, xây dựng, y dược.
+ Quang hợp là quá trình chuyển hóa quang năng thành hóa năng (ATP) → duy trì các hoạt
động của sinh giới.
- Đối với sinh quyển:
+ Đảm bảo sự cân bằng O2/CO2 trong khí quyển.
+ Nguồn carbohydrate tạo ra là nguồn năng lượng dồi dào để duy trì các hoạt động sống
của sinh giới.
CHV

CHV

Yếu tố

Ảnh hưởng
* Cường độ ánh sáng:
- Điểm bù ánh sáng:cường độ ánh sáng tại đó IQH =IHH
- Điểm bão hòa ánh sáng: cường độ ánh sáng tại đó
IQH đạt cao nhất.
* Thành phần ánh sáng:

Ánh - Quang hợp diễn ra chủ yếu ở miền ánh sáng đỏ và
sáng xanh tím:
+ Ánh sáng đỏ:
 I QH mạnh nhất → hiệu quả quang hợp cao nhất
 Kích thích tổng hợp carbohydrate.
+ Ánh sáng xanh tím: kích thích tổng hợp amino acid,
protein.

CHV

Yếu
tố

Ảnh hưởng

- Điểm bù CO2: nồng độ CO2 tối thiểu mà tại
đó IQH = IHH
- Điểm bão hòa CO2­: là nồng độ CO2 mà tại đó
cường độ quang hợp đạt cực đại.
+ Nếu vượt quá trị số bão hòa, IQH giảm (nằm
Khí trong khoảng 0.06 – 0.1%)
CO2 - Mối quan hệ giữa quang hợp và nồng độ
CO2:
+ Trong giới hạn nhất định, khi nồng độ CO2
tăng thì IQH tăng.
+ Nồng độ CO2 quá cao → IQH giảm (do cây
chết vì ngộ độc)

CHV

Yếu tố

Ảnh hưởng

Nhiệt độ tăng → IQH tăng nhanh và đạt cực
đại ở nhiệt độ tối ưu.
+ Sau ngưỡng tối ưu, tăng nhiệt độ → IQH
Nhiệt giảm.mạnh đến 0.
độ - Nhiệt độ tối ưu khác nhau ở các nhóm thực
vật:
+ TV nhiệt đới: 25 – 30 °C
+ TV ôn đới: 8 – 15 °C

CHV