Oxi trong quang hợp có nguồn gốc từ đâu?

1. Oxi trong quang hợp có nguồn gốc từ đâu?

Câu hỏi: Oxi trong quang hợp có nguồn gốc từ đâu?

Trả lời:

Oxy được giải phóng thải ra môi trường từ phản ứng tổng hợp có nguồn gốc từ nước. Điều này giải thích tại sao quá trình quang hợp ở thực vật lại rất hữu ích cho con người và các sinh vật khác. Chúng nhận CO2 từ không khí và trả lại O2 cho môi trường.

Oxi trong quang hợp có nguồn gốc từ nước, theo phản ứng sau:

2H20 (Ánh sáng,diệp lục) → 4H+ + 4e- + O2

2. Quang hợp xảy ra ở đâu?

Quang hợp là quá trình thu nhận và chuyển đổi năng lượng mặt trời để tổng hợp chất hữu cơ của thực vật, tảo và một số vi khuẩn. Chất này được dùng để nuôi dưỡng thực vật và là nguồn thức ăn cho hầu hết các sinh vật trên Trái đất.

Ở thực vật, quá trình quang hợp được thực hiện nhờ chất diệp lục, trong đó có lục lạp. Và năng lượng ánh sáng mặt trời được hấp thụ để tổng hợp carbohydrate và giải phóng oxy từ nước và carbon dioxide.

Quang hợp chủ yếu diễn ra ở lá. Vì lá là cơ quan quang hợp chuyên biệt nên chúng có các đặc tính bên trong và bên ngoài giúp đảm bảo hiệu suất quang hợp có lợi nhất. Cụ thể:

Đặc điểm bên ngoài của lá:

• Lá có diện tích bề mặt lớn giúp hấp thụ nhiều tia sáng hơn
• Phiến lá mỏng tạo điều kiện thuận lợi cho khí khuếch tán ra vào dễ dàng hơn
• Trong lớp biểu bì của lá có các tế bào không khí cung cấp CO2 để khuếch tán vào lá cho đến khi lá chuyển sang màu xanh.

Đặc điểm bên trong của lá:

• Bên trong lá có các tế bào mô giậu chứa nhiều diệp lục và phân bố ngay dưới lớp biểu bì trên mặt trên của lá, thúc đẩy sự hấp thụ trực tiếp ánh sáng chiếu lên mặt trên của lá.
• Tế bào mô xốp chứa ít diệp lục hơn tế bào trung diệp ở mặt dưới lá. Trong mô xốp có nhiều khoảng trống để oxy có thể dễ dàng khuếch tán đến các tế bào chứa sắc tố quang hợp.
• Hệ thống gân lá có các bao mạch bao gồm mạch rây và mạch gỗ. Và nó tạo ra mô từ các bó mạch ở cuống lá đến từng tế bào lá cần nước và ion khoáng ở phía trước tế bào để thực hiện quá trình quang hợp và vận chuyển các sản phẩm quang hợp ra khỏi lá.
• Trong lá có nhiều tế bào diệp lục và trong đó có các bào quan quang hợp.

3. Vai trò của quang hợp:

Quá trình quang hợp đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với sự sống của các sinh vật trên Trái đất. Cụ thể như: 

Tổng hợp các hợp chất hữu cơ: Quá trình quang hợp sẽ tạo ra các hợp chất hữu cơ và đây sẽ là nguồn thức ăn cho nhiều sinh vật. Ngoài ra, chất hữu cơ còn là nguyên liệu cho công nghiệp và phục vụ cho việc sản xuất thuốc chữa bệnh cho con người.

Tích lũy năng lượng: Quá trình quang hợp chuyển đổi năng lượng từ mặt trời và tạo ra các liên kết hóa học. Từ đó, cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của sinh vật trên Trái đất.

Điều hòa không khí: Quá trình quang hợp ở thực vật sẽ giúp hấp thụ CO2 và giải phóng oxy, từ đó giúp điều hòa không khí. Hơn nữa, nó còn làm giảm hiệu ứng nhà kính và mang lại không khí trong lành cho Trái đất.

4. Ý nghĩa của quang hợp:

Trong chuỗi thức ăn tự nhiên, các sinh vật sử dụng sản phẩm của quá trình quang hợp để phục vụ nhu cầu dinh dưỡng của mình. Vì vậy, quang hợp là chuỗi phản ứng hóa học quan trọng nhất và có vai trò tạo ra năng lượng cho sự sống trong sinh học.

Và cũng nhờ quá trình quang hợp tạo ra oxy mà bầu khí quyển chứa rất nhiều oxy cho Trái Đất. Vào thời điểm đó, bầu khí quyển chỉ bị chi phối bởi carbon dioxide và nitơ.

5. Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng tới quá trình quang hợp:

Quá trình quang hợp của cây xanh là quá trình diễn ra một cách tự nhiên và nó còn bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các yếu tố bên ngoài khác như:

Nước

Nước là nguyên tố có vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình quang hợp. Nó là nguyên liệu và phương tiện của quá trình quang hợp; Đồng thời, nước tham gia vào quá trình điều hòa khí, điều hòa nhiệt độ bề mặt lá và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình quang hợp diễn ra.

Khi cây thiếu nước từ 40 – 60%, quá trình quang hợp sẽ giảm mạnh và có thể ngừng quá trình quang hợp.

Khi thiếu nước cây sẽ hạn chế và duy trì khả năng quang hợp ổn định hơn cây ưa ẩm và cây trung sinh

Ánh sáng

Yếu tố ánh sáng có đủ khả năng để tiến hành quá trình quang hợp. Thông thường, nó bị ảnh hưởng bởi 2 khía cạnh: phổ quang ánh sáng và cường độ ánh sáng.

Cường độ ánh sáng: Khi cường độ ánh sáng tăng thì cường độ quang hợp tăng cho đến khi đạt đến điểm bão hòa ánh sáng.

Điểm bão hòa ánh sáng: là giá trị ánh sáng tại đó cường độ quang hợp đạt giá trị cực đại.

Điểm bù ánh sáng: Là giá trị ánh sáng tại đó cường độ quang hợp = cường độ hô hấp.

Quang phổ ánh sáng: Thường xuất hiện mạnh ở tia xanh tím và đỏ.

Tia xanh tím kích thích quá trình tổng hợp protein và AA

Tia đỏ sẽ đẩy nhanh quá trình hình thành carbohydrate.

Nồng độ CO2

Khi nồng độ CO2 tăng thì cường độ cũng tăng dần rồi chậm lại để đạt đến lượng CO2 hòa tan. Độ bão hòa CO2 là giá trị tuyệt đối của quá trình chuyển hóa quang hợp và phụ thuộc vào cường độ ánh sáng, nhiệt độ và các điều kiện khác. Nếu cường độ ánh sáng cao, nồng độ CO2 cao sẽ giúp quá trình quang hợp có lợi hơn rất nhiều.

Nhiệt độ

Nhiệt độ có tác động khác nhau đến từng loài thực vật và ở hầu hết các loài thực vật, quá trình quang hợp sẽ tăng nhiệt độ để đạt giá trị tối ưu tùy theo loại và trên ngưỡng đó quá trình quang hợp sẽ giảm.

Khoáng

Các nguyên tố tự do có nhiều tác dụng đối với quá trình quang hợp. Nó tham gia vào quá trình hình thành các enzyme quang hợp S, P, N và diệp lục N, Mg. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa sự giãn nở của CO2 vào trong lá (K) hay sự quang phân li nước Cl, Mn,…

Ngoài ra, ánh sáng nhân tạo cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình quang hợp. Vì vậy, người ta có thể sử dụng ánh sáng của đèn thay vì ánh sáng mặt trời để trồng cây dưới mái che. Phương pháp này giúp giải quyết các điều kiện môi trường bất lợi.

6. So sánh sự giống và khác nhau giữa hô hấp với quang hợp:

Giống nhau giữa hô hấp với quang hợp là :

Hô hấp và quang hợp đều là quá trình trao đổi chất và năng lượng tự nhiên của thực vật

Quá trình trao đổi chất đều diễn ra ở bào quan

Tham gia vào quá trình nuôi dưỡng giúp cây trồng phát triển

Khác nhau giữa hô hấp với quang hợp là:

Tiêu chí	Quang hợp	Hô hấp
Nhiệm vụ	– Tạo ra thức thức ăn bổ dưỡng cho cây trồng bằng cách chuyển hóa chất thành glucose	– Giúp phân giải thức ăn và giải phóng năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của thực vật.
Phương trình hóa học	6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2	C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 6H2O + Năng lượng
Chất xúc tác	– Ánh sáng cần thiết để tạo ra glucose, enzyme quang hợp và hệ thống sắc tố	– Cần oxy để phân hủy glucose
Sản phẩm tạo ra	– Đường glucose và khí oxy	– Khí CO2, nước và năng lượng ATP
Nơi diễn ra quá trình	– Lục lạp	– Tế bào và các ti thể của tế bào sống
Cơ chế hoạt động	– Trải qua 2 giai đoạn là pha tối và sáng	– Trải qua 4 giai đoạn là phân giải, hô hấp yếm khí, chu trình crep và chuỗi truyền điện tử