Cấu tạo của lá và chức năng quang hợp ở thực vật

1. Khái niệm quang hợp

- Là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời đã được diệp lục hấp thụ để tổng hợp cacbonhidrat và giải phóng ôxi từ khí cacbonic và nước.

- Phương trình tổng quát của quang hợp: 

2. Vai trò của quang hợp

- Toàn bộ sự sống trên hành tinh chúng ta đều phụ thuộc vào quang hợp:

• Sản phẩm quang hợp là nguồn chất hữu cơ → làm thức ăn cho mọi sinh vật, nguyên liệu cho công nghiệp và thuốc chữa bệnh cho con người.
• Năng lượng ánh sáng mặt trời được hấp thụ và chuyển hóa thành hóa năng trong các liên kết hóa học → nguồn cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của sinh giới.
• Quang hợp hấp thụ CO₂và giải phóng O₂ → giúp điều hòa không khí, giảm hiệu ứng nhà kính, cung cấp dưỡng khí cho các sinh vật khác.

1. Hình thái, giải phẫu của lá thích nghi với chức năng quang hợp

*Đặc điểm hình thái bên ngoài:

- Diện tích bề mặt lớn → hấp thụ được nhiều tia sáng.

- Phiến lá mỏng → thuận lợi cho khí khuếch tán vào và ra được dễ dàng

- Lớp biểu bì của mặt lá có chứa tế bào khí khổng → khí CO₂ khuếch tán vào bên trong lá đến lục lạp.

*Đặc điểm giải phẫu bên trong:

- Tế bào có mô giậu chứa nhiều lục lạp phân bố ngay dưới lớp biểu bì ở mặt trên của lá → trực tiếp hấp thụ ánh sáng chiếu lên lá.

- Tế bào mô xốp chứa ít lục lạp hơn nằm ở phía dưới của mặt lá, trong mô xốp có nhiều khoảng trống rỗng → khí CO₂ dễ dàng khuếch tán đến các tế bào chứa săc tố quang hợp.

- Hệ gân lá có mạch dẫn, phát triển đến tận từng tế bào nhu mô của lá → cho nước và ion khoáng đến được từng tế bào để thực hiện quang hợp và vận chuyển sản phẩm quang hợp ra khỏi lá.

- Trong lá có nhiều nhiều tế bào chứa lục lạp → đó là bào quan quang hợp.

2. Lục lạp là bào quan quang hợp

- Số lượng lục lạp trong tế bào khác nhau, ở thực vật bậc cao, mỗi tế bào có khoảng 20-100 lục lạp.

* Đặc điểm cấu tạo của lục lap thích nghi với chức năng quang hợp:

- Lục lạp có hình bầu dục → có thể xoay bề mặt để tiếp xúc với ánh sáng mạnh yếu khác nhau.

- Lục lạp có màng kép, bên trong là 1 khối cơ chất không màu gọi là chất nền (stroma), có các hạt grana nằm rãi rác.

- 1 hạt grana có dạng các túi dẹt xếp chồng lên nhau gọi là tilacoit:

• Màng tilacoit là nơi phân bố hệ sắc tố quang hợp (chứa diệp lục, carotenoit, enzim) → nơi xảy ra các phản ứng sáng trong quang hợp.
• Xoang tilacoit → nơi xảy ra các phản ứng quang phân li nước và quá trình tổng hợp ATP trong quang hợp.

- Chất nền stroma chứa các enzim quang hợp → nơi diễn ra các phản ứng của pha tối.

3. Hệ sắc tố quang hợp