MENU

Gốc > Bài viết > KIẾN THỨC SINH HỌC > SINH HỌC 11 >

CÂU 52. TRÌNH BÀY VỀ BỘ MÁY QUANG HỢP Ở THỰC VẬT ?

Bộ máy quang hợp ở thực vật bao gồm :

1. Lá - cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp

        Đến nay, chúng ta đã biết rằng: cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp ở thực vật chủ yếu là lá, sau đó đến các phần xanh khác như bông lúc còn xanh, bẹ lá… Ch ính vì vậy lá có những đặc điểm đặc biệt về  hình thái, cũng như cấu tạo giải phẫu thích hợp với chức năng quang hợp.

        - Hình thái lá: Là thường dạng bản và mang đặc tính hướng sang ngang, nên luôn luôn vận động sao cho mặt phẳng của lá vuông góc với tia sáng Mặt Trời để nhận được nhiều nhất năng lượng ánh sáng.

        - Về giải phẫu : Trước hết phải kể đến lớp mô giậu dày chứa nhiều lục lạp nằm sát ngay mặt trên lá dưới lớp biểu bì trên. Các tế bào mô giậu được xếp xít nhau theo từng lớp nhằm hấp thụ được nhiều năng lượng ánh sáng. Đây gọi là lớp mô đồng hóa của lá. Sát với lớp mô đồng hóa của lá là lớp mô xốp có các khoảng trống gian bào lớn (nơi chứa CO2 cung cấp cho quá trình quang hợp). Ngoài ra lá còn có mạng lưới mạch dẫn dày đặc làm nhiệm vụ dẫn nước và muối khoáng cho quá trình quang hợp và dẫn các sản phẩm quang hợp đến các cơ quan khác. Cuối cùng là hệ thống dày đặc các khí khổng ở mặt trên và mặt dưới lá giúp cho CO2, O2, H2O đi vào và đi ra khỏi lá một cách dễ dàng

         2. Lục lạp (chloroplast) - bào quan thực hiện chức năng quang hợp.

          Để đảm bảo chức năng quang hợp, cũng như lá lục lạp có những đặc điểm về hình thái, giải phẫu thích ứng:

          - Hình thái lục lạp: Lục lạp rất đa dạng. Các loài thực vật bậc thấp, vì không bị ánh sáng Mặt Trời trực tiếp thiêu đốt quá nóng, nên lục lạp của chúng có nhiều hình dạng khác nhau : hình vơng, hình cốc, hình sao. Ở các thực vật bậc cao, lục lạp thường có hình bầu dục để thuận tiện cho quá trình tiếp nhận ánh sáng Mặt Trời. Khi ánh sáng Mặt Trời quá mạnh, lục lạp có khả năng xoay bề mặt tiếp xúc nhỏ nhất của mình về phía ánh sáng.

          - Số lượng và kích thước lục lạp: Số lượng lục lạp trong tế bào rất khác nhau các loài thực vật khác nhau. Đối với tảo mỗi tế bào có khi chỉ có một lục lạp. Đối với thực vật bậc cao, mỗi tế bào của mô đồng hóa có thể có từ 20 đến 100 lục lạp. Ở lá thầu dầu, 1mm2 có từ 3.107 - 5.107 lục lạp. Nếu đem cộng diện tích lục lạp lại, sẽ có diện tích tổng số lục lạp lớn hơn diện tích lá.

          Nhìn lục lạp dưới kính hiển vi điện tử, chúng ta thấy : ngoài cùng lục lạp là lớp màng kép, mỗi màng được cấu tạo bằng hai lớp protein tách biệt nhau bằng một lớp lipit ở giữa. Trong màng là thể nền (stroma) lỏng nhày, không màu. Đó là protein hòa tan có chứa nhiều loại enzim tham gia vào quá trình khử CO2 khi quang hợp. Thể nền bao bọc quanh các hạt. Mỗi lục lạp có từ 40 đến 50 grana với đường kính 4 - 6m.

          Mỗi grana có từ 5 hoặc 6 đến vài chục cái túi tròn gọi là tilacoit dày chừng 0,13mm có màng riêng bao bọc. Các tilacoit xếp thành chồng. Cấu tạo nên các tilaeoit là các sắc tố, protein, lipoit.

          Đối với một số thực vật nhiệt đới (thực vật thuộc nhóm C4) lục .lạp có hai loại: Lục lạp của tế bào mô giậu có grana phát triển đầy dủ và lục lạp của tế bào bao bó mạch có grana phát triển không đẩy đủ và phần lớn ở dạng bản mỏng (tilacoit). Trong hạt lục lạp này có chứa nhiều hạt tinh bột lớn.

         Ngày nay trong mỗi tilacoit, người ta đã phát hiện thấy các tiểu phần rất nhỏ hình cầu dẹt, đường kính 160 - 180 A, dày 100 A trong đó có protein, lipit và sắc tố. Trong sắc tố có 230 phân từ diệp lục (160 diệp lục a, 70 diệp lục b), 48 phân tử carotenoit. Ngoài ra còn có các thành phần chuyển điện tử như xitocrom, plastoquinon, ferredoxin, các nguyên tố kim loại Mn, Cu. Khối lượng phân tử của các tiểu phần này là 2.106. Người ta gọi các tiểu phần này là thể lượng tử (quantoxom). Đây là đơn vị chức năng của lục lạp.

        - Thành phần hóa học của lục lạp : Thành phần hóa học của lục lạp rất phức tạp: nước chiếm 75%, còn lại là chất khô (chủ yếu là chất hữu cơ chiếm 70 - 72% chất khô), và chất khoáng. Protein là thành phần cơ bản trong chất hữu cơ (30 - 45%), lipit (20 - 40o/o). Các nguyên tố khoáng thường gặp trong lục lạp là Fe (80% Fe trong mô lá nằm ở lục lạp), Zn (65 - 70%), Cu (50%), K, Mg, Mn... Trong lục lạp có chứa nhiều loại vitamin như : A, D, K, E. Lục lạp chứa trên 30 loại enzim khác nhau. Những enzim này thuộc các nhóm enzim thủy phân, enzim của hệ thống oxi hóa khử

         Như vậy qua thành phần hóa học trên, thấy rằng ngoài quá trình quang hợp, lục lạp còn là nơi thực hiện quá trình tổng hợp lipit, photpholipit, các axit béo và protein. Do đó có thể khẳng định rằng: lục lạp là trung tâm hoạt động sinh học và hóa học mà quá trình quang hợp là một trong những quá trình trao đổi chất quan trọng nhất.

           3. Các sắc tố quang hợp và tính chất của chúng .

         Bằng các phương pháp sắc kí và quang phổ hiện đại, đến nay đã phân biệt 4 nhóm sắc tố chính trong lá xanh : clorophin, carotennoit, phycobilin và sắc tố của dịch tế bào (antoxyan).

        a) Nhóm sắcc tố lục clorophin (diệp lục)

        Đây là nhóm sắc tố chiếm vai trò quan trọng nhất dối với quang hợp, vì nó có khả năng hấp thụ năng lượng ánh sáng Mặt Trời và biến năng lượng hấp thụ ấy thành dạng năng lượng hóa học, trong khi đó các nhóm sắc tố khác không làm được chức năng này đẩy đủ và trực tiếp như vậy.

        Người ta đã phân biệt nhiều loại clorophin bởi sự khác nhau giữa chúng về một số chi tiết cấu tạo và cực đại hấp thụ bức xạ ánh sáng. Về cấu tạo chung của clorophin, ta chú ý đến các đặc điểm sau : 4 nhân pyron liên kết với nhau bằng các cầu nối metyl (-CH = ) để tạo nên vòng porphyrin với nguyên từ Mg ở giữa ; có liên kết thật và giả với các nguyên tử N của các nhân pyron hai nguyên tử H ở nhân pyron vòng xiclopentan và gốc rượu phyton. Sau đây là công thức tổng quát và công thức cấu tạo của một số loại clorophin :

clorophin a : C55H72O5N4Mg

clorophin b : C55H70O6N4Mg

         Nhìn vào công thức cấu tạo, ta thấy trong phân tử của clorophin có nhiều nối đôi cách đều. Đó là kiểu nối đôi cộng đồng, kiểu nối đôi thể hiện khả năng hấp thụ mạnh năng lượng ánh sáng.

        b) Nhóm carotenoit được chia thành hai nhóm nhỏ theo cấu trúc hoá học:

       -Caroten ( C10 H56 ) là một loại cacsbuahiđro chưa bão hoà, không tan đựơc trong nước mà chỉ tan trong dung môi hữu cơ. Công thức cấu tạo gồm một mạch cacbon dài gồm 8 gốc izopren và hai đầu là một hoặc hai vòng ionon.

      Trong  thực vật thường có ba loại: a, b, y caroten. Cắt đôi b caroten ta đựơc hai phân tử vitamin A. Bước sóng hấp thụ của caroten ở 446- 476 nm.

       - Xantophin: C40H56On ( n= 1-6) là dẫn xuất của caroten. Vì nguyên tử  oxi có thể là 1 đến 6 nên có nhiều loại xantophin : kriptxanthin : (C40H56O), luteni (C40H56O2), violaxanthin (C40H56O2), …Các nguyên tử oxi liên kết trong các nhóm: hiđroxi, keto, epoxi, cacbonxi, axetoxi, hoặc metoxi,…

        Người ta còn phân chia nhóm carotenoit thành hai nhóm .nhỏ theo tính chất sinh học như sau:

       - Nhóm carotenoit sơ cấp: làm nhiệm vụ hoạt động quang hợp hoặc bảo vệ.

       -Nhóm carotenoit thứ cấp : chứa trong các cơ quan như hoa, quả, các cơ quan hốa già hoặc bị bệnh khi thiếu dinh dưỡng khoáng.

         Vai trò của nhóm carotenoit, cho đến nay người ta mới chỉ biết như sau :

         + Lọc ánh sáng, bảo vệ clorophin

         + Xantophin tham gia vào quá trình phân li H2O và thải O2 thông qua sự biến đổi từ violaxanthin (C40H56O4) thành lutein (C40H56O2).

         + Nhóm carotenoit tham gia vào quá trình quang hợp bằng cách tiếp nhận năng lượng ánh sáng Mặt Trời và truyền năng lượng ánh sáng này cho clorophin và nó có mặt trong hệ thống quang hóa II.

          Về sự hình thành nhóm carotenoit, có giả thuyết cho rằng: có sự hình thành nhóm carotenoit từ các sản phẩm phân hủy của clorophin (ở những cơ quan già hoặc thiếu dinh dưỡng khoáng). . .

         c. Nhóm sắc tố xanh ở Tảo: phycobilin

         Nhóm sắc tố này rất quan trọng đối với tảo và các nhóm thực vật sống ở nước. Nhóm sắc tố này thích nước, trong tế bào chúng liên kết với protein, nên có tên gọi là biliprotein hay phycobihprotein, gồm phycoerythrin (C34H47N4O8) và phycoxyanin (C34H42N4O9).

          Công thức cấu tạo của nhóm sắc tố này gốm 4 vòng pyron xếp thẳng  (không khép kín), nối với nhau bằng các cầu nối metyl (= CH-)


Bùi Đình Đường @ 09:17 18/08/2009
Số lượt xem: 2272
Số lượt thích: 0 người
 
Gửi ý kiến
print