Pha sang Quang hop pot
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.76 MB, 32 trang )
Pha sáng quang
hợp
N i dung
•
Khái niệm chung về quang hợp
•
Nội dung của pha sáng
–
Giai o n quang v t lí
–
Giai o n quang hóa h c
–
Giai o n photphorin hoá
Nhìn chung v quang h p
•
Quang hợp là quá trình biến đổi năng lựợng ánh sáng
mặt trời thành năng lượng hóa học dưới dạng các hợp
chất hữu cơ.
•
Cây xanh hấp thu năng ánh sáng mặt trời để tổng
hợp chất hữu cơ (glucose) từ các chất vô cơ là CO
2
và H
2
O.
•
Phương trình tổng quát:
6CO
2
+ 6H
2
O C
6
H
12
O
6
+ 6H
2
O
SUN
photons
glucose
•
Ý nghĩa của quang hợp:
–
Ngu n cung c p ch y u các ch t h u c cho m i s
s ng
–
Bi n i ánh sáng thành d ng n ng l ng hóa h c
–
Gi cân b ng n ng CO
2
và O
2
trong khí quy n.
•
Bản chất: là quá trình oxi hóa-khử
–
quá trình oxi hóa thu c pha sáng
–
quá trình kh thu c pha t i
Photosynthesis
includes
of
take place in
takes place in
uses
to produce
to produce
use
Light-
dependent
reactions
Calvin cycle
Thylakoid
membranes
Stroma NADPH
ATP
Energy from
sunlight
ATP NADPH
O
2
Chloroplasts
High-energy
sugars
Pha sáng
•
Xảy ra trên màng
thilakoid
•
Là quá trình oxihóa
(mất điện tử hoặc
nhận oxy)
•
Trong mỗi bước quả
chuỗi vận chuyển
điện tử, electron bị
mất dần năng lượng
Sun
Chlorophyll passes energy down through the
electron transport chain.
for the use in
light-independent
reactions
bonds
P
to ADP
formin
g ATP
oxygen
released
splits
H
2
O
H
+
NADP
+
NADPH
Light energy transfers to chlorophyll.
Energized electrons provide energy that
S c t quang h p
•
Định vị trên màng thylakoid
•
Mọi sinh vật quang hợp đều có Chlorophyll a.
Các sắc tố phụ bao gồm Chl b, c, d; carotenoid;
phycobilin ở thực vật bậc thấp.
•
Chlorophyll bao gồm 4 nhân pyron liên kết với
nhau bằng các cầu nối metyl để tạo vòng
porphyrin với các nguyên tử Mg ở giữa.
•
Quang phổ hấp thu: 2 vùng hấp thu là xanh
lam(430nm) và đỏ(662nm)
•
Chlorophyll a:
C55H72O5N4Mg
•
Chlorophyll b:
C55H70O6N4Mg
Giai o n quang v t lí
Chl + hν Chl
*
Chl
Bao gồm
-Quá trình hấp thụ năng lượng
-Sự di trú tạm thời năng lượng trong cấu trúc của
phân tử chlorophin
Chlorophin ở trạng
thái bình thường
Chlorophin trạng
thái kích thích
Chlorophin ở trạng
thái bền thứ cấp
-Đầu tiên, điện tử được
đẩy tới mức năng lượng
cao hơn do hấp thụ ánh
sáng.
-Sau đó electron đó tác
động vào các chất vận
chuyển e => đi vào giai
đoạn quang hóa học
Quang hệ I (PSI)
Quang hệ I
Quang hệ II
Phức hệ ăng ten
Giai an quang hóa hóa h c
•
Là giai đoạn chlorophin sử dụng năng lượng
photon hấp thụ được vào các phản ứng
quang hóa để hình thành nên các hợp chất
dự trữ năng lượng và các hợp chất khử
•
Bao gồm
–
Quang hóa kh i nguyên
–
Quang phân li n c
–
Photphorin hóa
Quang hóa kh i nguyên
Là quá trình hình thành thuận nghịch chlorophin khử
bởi các phản ứng sáng 1 và phản ứng sáng 2
•
Quang khử Chl và oxi hóa chất cho e
AH
2
+ Chl Ch
-
+ AH
2
+
ChlH + AH A + ChlH
2
•
Chl chuyển e cho chất nhận và trở về trạng thái
ban đầu:
Chl
-
+ B Chl + B
-
(phản ứng nhanh)
ChlH + B Chl + BH (phản ứng chậm)
ChlH
2
+ B Chl + BH
2
(AH
2
: chất cho điện tử và ion; B: chất nhận e)
•
Sự truyền e và H
+
được tiến hành cùng với sự
tham gia của 1 hệ thống các chất truyền e phức
tạp.
–
ch t ch a Fe d ng hem: xitocrom f, xitocrom b6,
xitocrom b3…
–
d ng không hem: ferredoxin, plastoxyanin,
plastoquinon…
•
Chuỗi truyền e này nằm trong 2 hệ thống quang
hóa: hệ thống quang hóa I (PSI) và II (PSII). Quá
trình truyền e được thực hiện bởi hai phản ứng
sáng: phản ứng sáng 1 và phản ứng sáng 2.
Quang hóa kh i nguyên
PSI PSII
H s c t h s c t sóng dài
(Chl a có c c i
h p th λ=680-
700nm)
C h s c t sóng
dài và sóng ng n
(Chl a h p th C
<680nm vá các
s c t ph khác)
Trung tâm ph n
ng
P
700
P
680
Ch t nh n e u
tiên
P
430
C
550
Quang hóa kh i nguyên
Sự tổ chức của phức hệ pr trên màng thylakoid.
PSII định vị một cách tập trung thành cụm trên
màng.
PSI và ATPsynthase được tìm thấy trong các vùng
không tập trung nhô ra chất nền stroma.
Phức hệ cytocrom b6f phân bố đồng đều.
Con đường electron vòng
Chu trình e không vòng
Con đường e không vòng
-P700* oxihóa trung tâm phản
ứng khi e giàu năng lượng được
chuyển tới chất chuyển e đầu
tiên, A
0
, khử nó.
->A
o
lại truyền e cho A
1
và khử
A
1
-> A
1
tiếp tục đẩy e tới phức hệ
Fe-S
-> e chuyển động tới ferredoxin.
-> feredoxin-NADP+ bị khử
bởi e
->e được sử dụng để khử ADP
thành NADPH2.
Quang hóa kh i nguyên
Quang hóa kh i nguyên
•
Sự thiếu hụt e để lại
trong PSI sẽ được bù
lại nhờ e của PSII.
•
e bị kích động trong
trung tâm phản ứng
của P
380
cũng sẽ truyền
xuống qua chuỗi vận
chuyển e để thay thế
cho e của P
700
-e từ trung tâm phản ứng
P
680
được đẩy lên mức năng
lượng cao hơn nhờ hấp thụ
ánh sáng.
-e được chuyển tới
pheophytin và khử nó-> Qa
và khử nó -> Qb -> khử
phức hệ xytocrom bf, các
chất truyền tiếp theo ->
plastocyanin.
-Cuối cùng e đi vào phức hệ
P
700
bù vào sự thiếu hụt e.
Một lỗ hổng e mới lại được tạo ra trong P
680
, được bù bằng
e của nước
=> Xảy ra quang phân ly nước.
Quang phân li n c
•
O
2
giải phóng trong quá trình quang hợp của cây
xanh là O
2
lấy từ H
2
O
2H
2
O 4H
+
+ O
2
•
Cơ chế
- Chl hấp thụ 4 photon ánh sáng để trở thành
trạng thái kích thích:
4Chl + 4hv 4 Chl*
- Chl* tham gia vào quá trình quang phân ly nước:
4 Chl* + 4H
2
O 4 ChlH + 4 OH-
4 OH- 2H
2
O + O
2
Quang phân li n c
Các e trong nước
được tách ra bởi
enzyme phân li
nước, bù vào sự
thiếu hụt e trong
P
680
.
Nước bị oxihóa tạo
ra O
2
, giải phóng
vào khí quyển
Photphorin hóa
Quá trình vận chuyển e này có một tác động nữa, nó
cho phép để bơm H+ qua màng thilakoid từ bên ngoài
chất nền stroma vào bên trong. Hoạt động này tạo ra
một gradient proton .
