Question

[Lê Thị Diễm Quỳnh]

Lá cây có màu xanh chủ yếu là do sự hiện diện của sắc tố diệp lục, một phân tử quan trọng trong quá trình quang hợp. Tuy nhiên, tại sao diệp lục lại hấp thụ chủ yếu ánh sáng ở vùng đỏ và xanh dương của quang phổ, mà không hấp thụ nhiều ánh sáng xanh lá, khiến lá có màu xanh khi quan sát bằng mắt thường? Trong lục lạp, quá trình quang hợp diễn ra theo những giai đoạn nào, bao gồm pha sáng và pha tối, và mỗi pha đóng vai trò gì trong việc chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học dưới dạng ATP và NADPH? Ngoài ra, trong điều kiện môi trường thay đổi, ví dụ như khi ánh sáng yếu, nhiệt độ cao hoặc thiếu nước, cây điều chỉnh hoạt động quang hợp như thế nào để duy trì sự sống và tối ưu hóa hiệu suất sử dụng năng lượng?

Answer 1

[Lê Thị Diễm Quỳnh]

ai trl nhanh t tick cho

Answer 2

[Trương Hữu Phúc]

1. Tại sao lá có màu xanh?

Lá cây có màu xanh chủ yếu do sự hiện diện của sắc tố diệp lục (chlorophyll), một phân tử quan trọng trong quá trình quang hợp.

• Sự hấp thụ ánh sáng của diệp lục:
• • Diệp lục hấp thụ mạnh ánh sáng đỏ (khoảng 600–700 nm) và ánh sáng xanh dương (khoảng 400–500 nm).
  • Tuy nhiên, nó hấp thụ kém ánh sáng xanh lá (khoảng 500–600 nm), khiến phần lớn ánh sáng xanh lá bị phản xạ hoặc truyền qua.
  • Kết quả là, mắt người nhìn thấy lá có màu xanh.

Lý do diệp lục không hấp thụ mạnh ánh sáng xanh lá có thể liên quan đến quá trình tiến hóa của thực vật. Một số giả thuyết cho rằng tổ tiên của thực vật có thể đã thích nghi để sử dụng tốt nhất các bước sóng có sẵn từ mặt trời, trong khi một số vi khuẩn quang hợp khác có thể đã chiếm lĩnh vùng quang phổ khác.

____________________________________________________________

2. Các giai đoạn của quang hợp trong lục lạp

Quang hợp gồm hai pha chính: pha sáng và pha tối (chu trình Calvin).

Pha sáng (Light-dependent reactions)

• Diễn ra ở màng thylakoid trong lục lạp.
• Mục tiêu chính: Chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học (ATP và NADPH).
• Các bước chính:
• 1. Diệp lục hấp thụ ánh sáng, kích thích electron và truyền vào chuỗi chuyền điện tử.
  2. Phân tách nước (quang phân ly) tạo ra oxy (O₂), proton (H⁺) và electron (e⁻).
  3. Tổng hợp ATP thông qua cơ chế hóa thẩm (chemiosmosis).
  4. Tạo NADPH từ NADP⁺ và H⁺ nhờ enzyme NADP⁺ reductase.

Pha tối (Chu trình Calvin - Light-independent reactions)

• Diễn ra ở chất nền (stroma) của lục lạp.
• Mục tiêu chính: Sử dụng ATP và NADPH từ pha sáng để cố định CO₂ và tổng hợp glucose.
• Các bước chính:
• 1. Cố định CO₂: Enzyme RuBisCO liên kết CO₂ với ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP).
  2. Chuyển hóa thành G3P (glyceraldehyde-3-phosphate): Nhờ ATP và NADPH, tạo ra hợp chất hữu cơ.
  3. Tái tạo RuBP: Một phần G3P được dùng để tạo lại RuBP, phần còn lại có thể tạo glucose và các hợp chất khác.

  ____________________________________________________

  3. Cây thích nghi với điều kiện môi trường thay đổi như thế nào?

  Thực vật có nhiều cơ chế điều chỉnh quang hợp để thích nghi với môi trường khắc nghiệt:

  1. Khi ánh sáng yếu

  • Tăng diện tích lá để hấp thụ nhiều ánh sáng hơn.
  • Tăng lượng diệp lục để tối ưu hóa khả năng hấp thụ ánh sáng.
  • Chuyển đổi quang hợp C3 sang quang hợp C4 hoặc CAM ở một số loài để cải thiện hiệu suất sử dụng CO₂.

  2. Khi nhiệt độ cao

  • Đóng khí khổng để giảm thoát hơi nước, nhưng điều này cũng làm giảm CO₂ đầu vào, có thể dẫn đến hiện tượng quang hô hấp (photorespiration), gây lãng phí năng lượng.
  • Cây C4 (như ngô, mía) có cơ chế tách biệt CO₂ theo không gian, giúp giảm quang hô hấp.

  3. Khi thiếu nước

  • Giảm mở khí khổng để giữ nước.
  • Tăng cường tổng hợp ABA (acid abscisic), một hormone giúp điều chỉnh mở khí khổng.
  • Cây CAM (như xương rồng, dứa) hấp thụ CO₂ vào ban đêm để hạn chế mất nước vào ban ngày.

____________________________________________________________

Tóm tắt

1. Lá có màu xanh vì diệp lục hấp thụ ánh sáng đỏ và xanh dương tốt hơn ánh sáng xanh lá.
2. Quang hợp gồm pha sáng (tạo ATP, NADPH) và pha tối (tổng hợp glucose).
3. Cây điều chỉnh hoạt động quang hợp theo điều kiện môi trường để tối ưu hóa hiệu suất sử dụng năng lượng và nước.