Pha sáng quang hợp Giai đoạn quang hoá

. Quang hoá sơ cấp PSI và PSII Quang hoá là giai đoạn chuyển hoá năng lượng điện tử của các sắc tố thành năng lượng ATP. Quang hoá được thực hiện tại hai tâm quang hợp. Tâm quang hợp I: tham gia vào hoạt động của tâm quang hợp I có hệ ánh sáng I, là những ánh sáng có bước sóng dài (λ 730nm).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Pha sáng quang hợp Giai đoạn quang hoá Pha sáng quang hợp -Giai đoạn quang hoá1. Quang hoá sơ cấp PSI vàPSIIQuang hoá là giai đoạn chuyểnhoá năng lượng điện tử của cácsắc tố thành năng lượng ATP.Quang hoá được thực hiện tại haitâm quang hợp.- Tâm quang hợp I: tham giavào hoạt động của tâm quanghợp I có hệ ánh sáng I, là nhữngánh sáng có bước sóng dài (λ >730nm). Hệ sắc tố I gồmcarotenoic, chlorophyll b,chlorophyll a- 660, chlorophylla-670, chlorophyll a-678,chlorophyll a-683, chlorophyll a-690 tham gia vào hoạt động hấpthụ năng lượng ánh sáng hệ I vàtruyền năng lượng đến tâm quanghợp I (chlorophyll- P700). TừP700 thực hiện chuỗi vận -chuyển e quang hợp nhờ hệquang hoá I để tạo ATP vàNADPH2. Hệ vận chuyển điệntử của tâm quang hợp I gồmcó một số chất oxi hoá,Feredoxin, xytocrom b6,xytocrom F.- Tâm quang hợp II: tham giavào tâm quang hợp II có hệ ánhsáng II, là những ánh sáng cóbước sóng ngắn hơn hệ ánh sángI (λ < 700nm). Hệ sắc tố II gồmcó xantophyll, chlorophyll b,chlorophyll a-680, chlorophyll a-660, chlorophylla-670 ... tiếpnhận ánh sáng hệ II rồi truyềnnăng lượng cho tâm quang hợp II(P680 hay P690). Từ tâm quanghợp II điện tử được truyền qua hệquang hoá II là quinon,plastoquinon, xytocrom b559 đểsang tâm quang hợp I (P700).Đặc biệt tham gia vào hoạt độngcủa tâm quang hợp II có H2O vớisự quang phân ly nước sẽ cung + -cấp H và e cho quá trìnhphotphoryl hoá và tổng hợpNADPH2.Qua hai hệ quang hoá xảy ra ởhai tâm quang hợp có mối liênquan nhau qua quá trình quangphân ly nước và photphoryl hoákhông vòng. Mối quan hệ giữa 2tâm quang hợp được thực hiệnquasơ đồ sau:2. Quang phân ly nướcQuang phân ly nước là một quátrình rất quan trọng trong phasáng quang hợp đã được Hill vàcộng sự nghiên cứu từ năm 1937.Trong môi trường vô bào tác giảcho H2O, lục lạp tách rời, cácchất oxi hoá như K3Fe (C2O4)3,xytocrom C, NADP .... rồi chiếusáng vào hỗn hợp đó. Phản ứngphân huỷ nước xảy ra theophương trình sau (phản ứng đượcgọi là phản ứng Hill). 4K3Fe (C2O4)3 + 2 H2O + 4 K+ + 4K4Fe (C2O4)3 + 4H + O2Nhờ năng lượng ánh sáng, với sựtham gia của sắc tố và các chấtoxy hoá, nước đã bị phân huỷthành H+, e- và O2Cơ chế quang phân ly nước xảyra qua nhiều phản ứng.Sản phẩm do quang phân ly +nước là O2, H và è O2 thải ramôi trường, è thực hiện chuỗivận chuyển điện tử quang hợp đểtổng hợp ATP và NADPH2, H+kết hợp với NADP - hình thànhNADPH2.Như vậy H2O đóng vai trò chất +cung cấp H và è để tạo chất khửNADPH2 tham gia quá trình khửCO2 trong pha tối. Do vậy việcdùng H2O làm nguyên liệu quanghợp là một bước tiến quan trọngtrong quá trình tiến hoá của cáchình thức tự dưỡng.3. Photphorryl hoáTrong pha sáng quang hợp nănglượng ánh sáng được chuyểnthành năng lượng chứa đựngtrong hợp chất cao năng ATP.Quá trình sử dụng năng lượngánh sáng để tổng hợp ATP trongquang hợp là quá trìnhphotphoryl hoá quang hoá.Năm 1954 Arnon phát hiện rahai hình thức photphoryl hoáquang hoá là photphoryl hoávòng và photphoryl hoákhông vòng. Đến năm 1969ông lại phát hiện thêm mộthình thức photphoryl hoá đặcbiệt ở cây mọng nước làphotphoryl hoá vòng giả.* photphoryl hoá vòng:Quá trình photphoryl hoá xảy raở hệ quang hoá I. Quá trình nàyxảy ra trong điều kiện yếm khívới sự có mặt của các chất oxihoá như vitamin K, Feredoxin ...Ánh sáng hệ I tác động vào hệsắc tố I và điện tử giàu nănglượng do nhận thêm năng lượngánh sáng được chuyển đến tâmquang hợp I(P700). Qua hệ thốngvận chuyển điện tử của hệ quanghoá I, điện tử được di chuyểntheo con đường vòng: xuất pháttừ P700 rồi quay trở lại P700.Điện tử được vận chuyển theo 2chiều ngược nhau: Chiều ngượcgradient năng lượng (từ P700đến chất oxi hoá X), và chiềuthuận gradient năng lượng (từ Xquay trở lại P700). Trong quátrình è di chuyển thuận chiềunăng lượng, năng lượng thải radẫn qua nhiều giai đoạn. Giaiđoạn nào đủ điều kiện sẽ tổnghợp ATP, đó là giai đoạn từxytcrom b đến xytocrom F.Ngoài ra ở một số trường hợpcòn có thể tạo thêm 1 ATP ở giaiđoạn Feredoxin đến xytocromb6. Hiệu quả năng lượng củaphotphoryl hoá vòng hụ thuộcvào năng lượng của foton cungcấp.- Nếu sử dụng foton đó (nănglượng trung bình là 42 Kcalo/M)hiệu quả năng lượng là: (7,3/42.2)100 = 9%- Nếu sử dụng foton xanh (nănglượng trung bình là 65 Kcalo/M)hiệu quả năng lượng là: (7,3/65.2)100 = 6% -Vì để tạo 1 ATP cần có 2e thamgia phản ứng.Như vậy hiệu quả năng lượngcủa photphoryl hoá vòng rất thấp.* Photphoryl hoá không vòng.Photphoryl hoá không vòng thựchiện qua cả hai hệ quang hoá.Tham gia vào photphoryl hoákhông vòng có nước với quátrình quang phân ly nước cungcấp điện tử cho photphoryl hoá.Nước bị oxi hoá bởi hệ thống oxihoá trong lục lạp, sau đó điện tửđến khử P680. Điện tử từ P680tiếp nhận năng lượng do hệ sắc tốII truyền cho sẽ được di chuyểnqua hệ quang hoá II, hệ quanghoá I đến P700. Từ P700 điện tửnhận năng lượng từ hệ sắc tố I đểchuyển đến cho hệ quang hoá I,rồi khử NADP thành NADP-kết hợp với 2H+ tách ra từquang phân ly nước để tạoNADPH2.Trong quá trình di chuyển è từ hệquang hoá II sang hệ quang hoáI, năng lượng è thải ra được dùngđể tổng hợp ATP. Như vậy kếtquả photphoryl hoá vòng cho 2loại sản phẩm ATP và NADPH2. ...