Các quá trình sinh học Tế bào: Phần 2

Tiếp nối phần 1, mời các bạn cùng tham khảo tiếp phần 2 Tài liệu Tế bào và Các quá trình sinh học. Nội dung Tài liệu cung cấp các kiến thức về: Sinh học và tế bào, năng lượng sinh học, di truyền tiến hóa và công nghệ gen. Tài liệu có thể là Tài liệu tham khảo học tập cho sinh viên các ngành sinh học, công nghệ sinh bọc, công nghệ thực phẩm và môi trường, hóa hữu cơ, hóa dầu, nông lâm ngư nghiệp của các trường đại học và cao đẳng công nghệ có liên quan đến việc khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên sinh học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các quá trình sinh học Tế bào: Phần 2 CHƯƠNG 4 DÒNG NẮNG L U Ợ N 6 TRONG CÁC HỆ THỐNC 8Ố N G Các động vật nói chung và con người nói riêng thưòng thu nhận nănglượng từ các sản phẩm diDh dưỡng. Các thực phẩm của con ngiiời như srạo,đậu, khoai táy, táo... thường nhận trực tiếp từ thực vật, các thứ khác nhuthịt ỈỢn, thịt bò, sữa, cá, tôm,... thi lại lấy từ động vật. Nhimg động vật đếniKỢt mình lại nhận n&ng ỉitợng khi ản các thực vật khác nhau. Suy đến cùngthì động vật nhận toàn bộ thức ăn và nủng lượng từ thực vật. Thực vật, đểsinh trưỏng thi cần có nưóc, khí cacbonic, các muối và nitđ nhimg đặc biệtquan trọng đốỉ với chúng ỉà dòng năng lượng dồi dảo có trong tia sáng Mặttrời. Như vậy ánh sáng Mặt trời là toàn bộ nguồn nảng lượng sinh học trênhành tinh chúng ta. Nảng lượng của tia sáng Mặt tròi xuất phát từ nảng lượng hạt nhán:dưới nhiệt độ rấ t cao ỏ trung tâm Mặt trời, các hydro biến thành nguyên tửheli và giải phóng n&ng lượng ỉúc đầu ỉà ỏ dạng tỉa gama (y). Phân ứng xàyra theo phKơng trình; 4H -> He + 2c + h ở đầy h - hằng số Planck (6,6261 X 10®^ J.s); V - độ dài sóng gama . Sau đó, dõ tướng tác cÃa tia gama vđi các điận tử, n&Qg lượng lạigiải phóng diẩới dạng photon của năng ỉượng ánh sáng mà Mật tròi tỏa ra.Nhưng Trái đất chỉ thu nhận được một phần nhỏ năng lượng của ánh sángMặt trời đi tới, bồi ỉẽ trên Trái đất có những khu vực khống có thực vật vàbào thân thực vật trong quá trinh quang hỢp cũng chỉ sử dụng tới gần 3%nảng lượng đến được với chứng để tổng hợp nên các hợp chất hữu cd. Khithực vật bị động vật ăn hoặc bị các vi sinh vật phân giải thi những hợp chấthữu cơ ấy bị oxy hóa và giải phóng ra nảng lượng. Thường sô năng htợng nàytU(mg ứng với số năng ỉượng phải chi dừng để tổng hợp nên các hợp chất hữucơ ấy (định luật thứ nhất của nhiệt động học); nhimg một phần nâng ỉượngđã biến thành nhiệt nghĩa là không có thể sử dụng được vể sau này (địnhluật thứ hai của nhiệt động học). Nếu động vật &n những động vật khác thì98nảng lượng có lợi càng ngày càng bị ít đi. Cuối cùng toàn bộ năng ỉượng củaánh sáng lúc đầu được thực vặt hấp thụ trong quá trình quang hợp biếnthành nhiệt và tỏa ra môi tnròng xung quanh. Những tính toán đơn giàn chỉ ra rằng tổng luợng của gluxit được toàn bộthực vật trên Trái đất sông trên cạn, dưới nưỏc cô định được, chiếm gần 200tý tín trong một nám. Thực vật trên cạn chỉ tổng hợp được gần 1/10 sô ỉượngđó, phần còn lại do thực vật biển, chủ yêu là do ỉoại tảo hiển vỉ ỏ biển tổnghợp. Để tạo thành mỗi mol glucoza (180g) cần phải hấp thụ 680.000 calonảng lượng ánh sáng. Nếu chỉ tính một cách đơn giản: toàn bộ gỉuxit được côđịnh đểu ỏ dạng gỉiicoza thì trong một nàm cần có lo* cal năng ỉượng sinhhọc. Nếu túih cả nhửng mất mát thì đại lượng chung của dòng nảng ỉượngsinh học tảng lên đến 1 0 0 lần hoặc hơn nữa. tức ỉà khoảng 1 0 ^ cal nănglitợng Mặt trời thu nhận điíợc trong một nảm. Tiiy nhiên con số này cũng chỉchiêm khoảng 1/1000 toàn bộ năng lượng Mặt trời (gần 13.10^* cal trong mộtnảm, khoảng 2 triệu tý tỷ calo trong một giây) rơi vào Trái đất trong mộtnàm. Ngưòi ta đã tính ráng nhò hoạt động của cáy xanh khí cacbonic trongkhí quyển và hòa tan trong các thủy vực điíỢc đổi mới trong vòng 300 năm,còn toàn bộ oxy cúa khí quyển thì được đổi mói sau 2 0 0 0 năm.4 .1 . D Ạ N G C H U Y Ể N H Ó A NĂNG L Ư Ợ N G T H Ứ N H Ấ T : Q U A N G H Ợ P4.1.1. Đại cuong vá quang hợp Quang hợp là quá trinh trong đó tế bào cây xanh hấp thụ và biến đổinăng liíỢng ánh sáng Mật trời thành ATP và NADPH2 để tổng hợp nên cácphân tử hữii cđ từ khí cacbonic và lutớc và giải phóng oxy ph&n tử vào khíqiiyển. Do đó ta có thể biển diền quang hỢp bằng phương trình đơn giản sau: C 0 . + 2 H .0 Anh Sàng [CH 2O] + H ịO + O 2 Thụtvật Hydratcacbon Các hydratcacbon do qiiaug hỢp tạo ra chứa nhiều năng lượng hơn so vốiugiij’ên liệu ban đầu là CO2 và H^o. Như vậy, nhờ tiêu thụ năng lượng Mặttròi mà tế bào cây xanh có khả nảng biến đổi các chất nghồo n&ng lượng nhưCO2 và H 2O thành hợp chất nhiều năng lượng: hydratcacbon. Do đó có thểcoi qiiang hợp là quá trình biến năng híợng bức xạ của Mặt tròi thành nángliíợng hóa học trong mô thực vật. 99 • Tầm q u an trọ n g của quang hỢp Trái đất là hành tinh tám mình trong ánh sáng. Tất cà luơng thực,nhiên liệu hóa thạch (dầu UIỎ, than đá, khí đốt) và nhiên liệu sinh học (sinhkhôi) cho đời sốhg con người đểu bát nguồn từ quá trình quang hợp. cá trongquá khứ và hiện tại. Quang hợp hấp thụ chưa đầy 1% năng luợng cùa ánhsáng trong vùng phổ nhìn thấy đến Trái đất mà đã cung cấp hđii 90% nànglượng cho con người sử dụng. Các cơ thể tự dưdng tạo thức ...