Quang hợp xảy ra trong cấu trúc tế bào nhân chuẩn được gọi là lục lạp. Lục lạp là một loại cơ quan tế bào thực vật được gọi là plastid. Plastid giúp lưu trữ và thu thập các chất cần thiết để sản xuất năng lượng. Một lục lạp chứa một sắc tố màu xanh lá cây được gọi là chất diệp lục , hấp thụ năng lượng ánh sáng để quang hợp. Do đó, tên lục lạp chỉ ra rằng các cấu trúc này là các lạp thể chứa chất diệp lục.
Giống như ty thể , lục lạp có DNA riêng , chịu trách nhiệm sản xuất năng lượng và sinh sản độc lập với phần còn lại của tế bào thông qua quá trình phân chia tương tự như quá trình phân hạch nhị phân của vi khuẩn . Lục lạp còn chịu trách nhiệm sản xuất các axit amin và các thành phần lipid cần thiết cho việc sản xuất màng lục lạp. Lục lạp cũng có thể được tìm thấy trong các sinh vật quang hợp khác , chẳng hạn như tảo và vi khuẩn lam.
lục lạp thực vật
:max_bytes(150000):strip_icc()/cross-section-chloroplast-58d2e3815f9b5846830a7186.jpg)
Lục lạp thực vật thường được tìm thấy trong các tế bào bảo vệ nằm trên lá cây . Các tế bào bảo vệ bao quanh các lỗ nhỏ gọi là khí khổng , mở và đóng chúng để cho phép trao đổi khí cần thiết cho quá trình quang hợp. Lục lạp và các lạp thể khác phát triển từ các tế bào gọi là lạp thể. Proplastids là những tế bào chưa trưởng thành, chưa phân biệt, phát triển thành các loại plastid khác nhau. Một prolastid trở thành lục lạp chỉ làm như vậy khi có ánh sáng. Lục lạp chứa một số cấu trúc khác nhau, mỗi cấu trúc có chức năng chuyên biệt.
Cấu trúc lục lạp bao gồm:
- Màng bao: chứa các màng kép lipid bên trong và bên ngoài đóng vai trò là lớp vỏ bảo vệ và giữ cho các cấu trúc lục lạp được bao bọc. Màng bên trong ngăn cách stroma với không gian liên màng và điều chỉnh sự di chuyển của các phân tử vào và ra khỏi lục lạp.
- Không gian liên màng: không gian giữa màng ngoài và màng trong.
- Hệ thống thylakoid: Hệ thống màng bên trong bao gồm các cấu trúc màng phẳng, giống như túi được gọi là thylakoid đóng vai trò là nơi chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.
- Thylakoid Lumen: ngăn bên trong mỗi thylakoid.
- Grana (granum số ít): Các chồng túi thylakoid xếp lớp dày đặc (10 đến 20) đóng vai trò là nơi chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.
- Chất nền: Chất lỏng đậm đặc bên trong lục lạp nằm trong lớp vỏ nhưng bên ngoài màng thylakoid. Đây là nơi chuyển đổi carbon dioxide thành carbohydrate (đường).
- Chất diệp lục: một sắc tố quang hợp màu xanh lá cây trong grana của lục lạp hấp thụ năng lượng ánh sáng.
Vai trò của lục lạp trong quang hợp
:max_bytes(150000):strip_icc()/plant_chloroplast-5b635935c9e77c002575c839.jpg)
Robert Markus/Thư viện ảnh Khoa học/Hình ảnh Getty
Trong quang hợp, năng lượng mặt trời từ mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng hóa học. Năng lượng hóa học được lưu trữ dưới dạng glucose (đường). Carbon dioxide, nước và ánh sáng mặt trời được sử dụng để tạo ra glucose, oxy và nước. Quang hợp xảy ra trong hai giai đoạn. Các giai đoạn này được gọi là giai đoạn phản ứng sáng và giai đoạn phản ứng tối.
Giai đoạn phản ứng ánh sáng diễn ra với sự hiện diện của ánh sáng và xảy ra trong grana của lục lạp. Sắc tố chính được sử dụng để chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học là chất diệp lục a . Các sắc tố khác tham gia vào quá trình hấp thụ ánh sáng bao gồm diệp lục b, xanthophyll và caroten. Trong giai đoạn phản ứng ánh sáng, ánh sáng mặt trời được chuyển hóa thành năng lượng hóa học dưới dạng ATP (phân tử chứa năng lượng tự do) và NADPH (phân tử mang điện tử năng lượng cao).Các phức hợp protein trong màng thylakoid, được gọi là hệ thống quang điện I và hệ thống quang điện tử II, làm trung gian chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học. Cả ATP và NADPH đều được sử dụng trong giai đoạn phản ứng tối để tạo ra đường.
Giai đoạn phản ứng tối còn được gọi là giai đoạn cố định carbon hoặc chu trình Calvin . Phản ứng tối xảy ra trong stroma. Chất nền chứa các enzym tạo điều kiện thuận lợi cho một loạt phản ứng sử dụng ATP, NADPH và carbon dioxide để tạo ra đường. Đường có thể được lưu trữ dưới dạng tinh bột, được sử dụng trong quá trình hô hấp hoặc được sử dụng trong quá trình sản xuất xenlulô.
Các điểm chính của chức năng lục lạp
- Lục lạp là bào quan chứa chất diệp lục được tìm thấy trong thực vật, tảo và vi khuẩn lam. Quang hợp xảy ra trong lục lạp.
- Chất diệp lục là một sắc tố quang hợp màu xanh lá cây trong grana của lục lạp hấp thụ năng lượng ánh sáng để quang hợp.
- Lục lạp được tìm thấy trong lá cây được bao quanh bởi các tế bào bảo vệ. Các tế bào này mở và đóng các lỗ nhỏ cho phép trao đổi khí cần thiết cho quá trình quang hợp.
- Quá trình quang hợp xảy ra qua hai giai đoạn: giai đoạn phản ứng sáng và giai đoạn phản ứng tối.
- ATP và NADPH được tạo ra trong bước phản ứng sáng xảy ra trong lục lạp grana.
- Trong giai đoạn phản ứng tối hoặc chu trình Calvin, ATP và NADPH được tạo ra trong giai đoạn phản ứng sáng được sử dụng để tạo ra đường. Giai đoạn này xảy ra trong chất nền của cây.
Đài phun nước
Cooper, Geoffrey M. ” Lục lạp và các lạp thể khác .” Tế bào: Cách tiếp cận phân tử , tái bản lần 2, Sunderland: Sinauer Associates, 2000,
