các sản phẩm của quang hợp là gì?

Quang hợp là quá trình sinh học bao gồm một tập hợp các phản ứng hóa học trong thực vật mà nhờ đó chúng thu năng lượng mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng hóa học, thành đường để cung cấp cho các quá trình sinh học khác cần thiết cho sự sống. Năng lượng mặt trời được thu thập trong một phản ứng về cơ bản kết hợp carbon dioxide (CO ₂ ) và nước (H ₂ O) để tạo ra glucose (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) và oxy (O ₂ ). Về mặt sơ đồ, phản ứng có thể được tóm tắt là: carbon dioxide + nước + ánh sáng mặt trời, tạo ra glucose + oxy. Phương trình cơ bản của quang hợp như sau.

6 CO ₂ + 6 H ₂ O + năng lượng mặt trời → C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂

Ở thực vật, khí cacbonic từ không khí xâm nhập bằng cách khuếch tán qua khí khổng của lá. Nước được kết hợp từ đất qua rễ và được vận chuyển đến lá qua xylem, tăng lên nhờ mao dẫn. Năng lượng mặt trời được hấp thụ bởi chất diệp lục trong lá. Phản ứng quang hợp xảy ra trong lục lạp của thực vật. Ở vi khuẩn quang hợp, quá trình quang hợp diễn ra ở nơi chất diệp lục hoặc sắc tố liên quan nằm trong màng sinh chất. Oxy được tạo ra bởi quá trình quang hợp được giải phóng vào không khí thông qua khí khổng.

Thực vật sử dụng rất ít glucose. Các phân tử glucose được kết hợp bằng cách tổng hợp khử nước để tạo thành cellulose, được thực vật sử dụng làm vật liệu cấu trúc. Quá trình tổng hợp mất nước cũng được sử dụng để chuyển glucose thành một số tinh bột, hợp chất mà thực vật sử dụng để dự trữ năng lượng.

sản phẩm trung gian của quang hợp

Công thức cơ bản của phương trình hóa học của quang hợp tóm tắt một loạt các quá trình và phản ứng hóa học. Những phản ứng này xảy ra trong hai loại quy trình; các phản ứng cần ánh sáng mặt trời và các phản ứng có thể xảy ra trong bóng tối, không phụ thuộc vào năng lượng ánh sáng đầu vào và được kiểm soát bởi các enzym.

Các phản ứng hấp thụ ánh sáng mặt trời sử dụng năng lượng này để thúc đẩy quá trình chuyển electron trong các phản ứng hóa học; chúng là những phản ứng nội năng và nguồn năng lượng là ánh sáng mặt trời. Hầu hết các sinh vật quang hợp thu được ánh sáng khả kiến, mặc dù có một số sử dụng ánh sáng hồng ngoại. Sản phẩm của các phản ứng này là adenosine triphosphate (ATP; C ₁₀ H ₁₆ N ₅ O ₁₃ P ₃ ) và nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP; C ₂₁ H ₂₉ N ₇ O ₁₇ P ₃). Trong tế bào thực vật, các phản ứng phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời xảy ra trong màng thylakoid của lục lạp. Công thức chung của phản ứng quang hợp phụ thuộc vào ánh sáng là

2 H ₂ O + 2 NADP ⁺   + 3 ADP + 3 P + ánh sáng → 2 NADPH + 2 H ⁺  + 3 ATP + O ₂

trong đó ADP là adenosine diphosphate; C ₁₀ H ₁₅ N ₅ O ₁₀ P ₂ . Những phản ứng này về cơ bản thu năng lượng mặt trời để chuyển đổi ADP thành ATP.

Trong các phản ứng hóa học không có sự tham gia của ánh sáng mặt trời, ATP và NADPH khử khí cacbonic chuyển hóa thành glucôzơ. Ở thực vật, tảo và vi khuẩn lam, những phản ứng này được gọi là chu trình Calvin. Vi khuẩn có thể sử dụng các phản ứng khác nhau, bao gồm cả chu trình Krebs đảo ngược. Công thức chung của phản ứng quang hợp không phụ thuộc ánh sáng ở thực vật (chu trình Calvin) là

3 CO ₂   + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H ⁺   → C ₃ H ₆ O ₃ + 9 ADP + 9 P + 6 NADP ⁺  + 3 H ₂ O

Theo cách này, carbon trong carbon dioxide được chuyển đổi thành carbohydrate thông qua chu trình Calvin.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp

Như trong bất kỳ phản ứng hóa học nào, sự sẵn có của các chất phản ứng quyết định số lượng sản phẩm có thể được tạo thành. Việc hạn chế lượng carbon dioxide hoặc nước có sẵn sẽ làm chậm quá trình sản xuất glucose và oxy. Ngoài ra, tốc độ của các phản ứng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và sự sẵn có của các khoáng chất có thể cần thiết trong các phản ứng trung gian, chẳng hạn như nguồn phốt pho (P) và nitơ (N).

Sức khỏe chung của thực vật, hoặc của bất kỳ sinh vật quang hợp nào khác, cũng đóng một vai trò cơ bản trong quá trình quang hợp. Tốc độ của các phản ứng trao đổi chất được xác định một phần bởi sự trưởng thành của sinh vật và cũng ảnh hưởng đến việc nó đang ra hoa hay kết trái.

nguồn

• Trả giá, JE; Nghiêm khắc, KR; Jansky, S. (2003). Nhập môn Sinh học thực vật  . New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, RE (2014). Cơ chế phân tử của quang hợp  (tái bản lần 2). John Wiley & các con trai. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece JB và cộng sự. (2013). Sinh học Campbell  . Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.