Trình bày quá trình quang hợp ở thực vật.

Quang hợp là quá trình tự dưỡng của thực vật (và một số vi sinh vật) chuyển năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học, đồng thời tổng hợp chất hữu cơ từ CO₂ và H₂O, giải phóng O₂. Quá trình này xảy ra chủ yếu ở lục lạp, gồm hai pha chính: 1. Phương trình tổng quát 6 CO₂ + 6 H₂O + ánh sáng → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ 2. Pha ánh sáng (pha phụ thuộc ánh sáng) – Địa điểm: màng tilacoit trong lục lạp. – Thành phần tham gia chính: hệ sắc tố (chlorophyll a, b, carotenoid), quang hệ II (PS II), trung gian truyền điện tử (plastoquinone, cytochrome b₆f, plastocyanin), quang hệ I (PS I), ATP synthase, NADP⁺. – Các bước: a. Hấp thụ photon tại PS II (λ≈680 nm), kích thích e⁻ từ chlorophyll a → chuỗi truyền electron. b. Nước bị phân tách (photolysis): 2 H₂O → O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻; O₂ giải phóng ra ngoài. c. Electron qua plastoquinone → cytochrome b₆f → plastocyanin → PS I; đồng thời vận chuyển H⁺ vào lòng tilacoit, tạo gradient proton. d. Tại PS I (λ≈700 nm), electron được kích thích lại và truyền qua chuỗi truyền đến NADP⁺ reductase, khử NADP⁺ + H⁺ → NADPH. e. Gradient H⁺ quay trở ra chất nền (stroma) qua ATP synthase → tổng hợp ATP từ ADP + Pi (quá trình photophosphorylation). 3. Pha tối (pha độc lập ánh sáng hay chu trình Calvin–Benson) – Địa điểm: chất nền (stroma) của lục lạp. – Nguyên liệu: CO₂, ATP, NADPH (từ pha ánh sáng). – Các giai đoạn chính: a. Cố định CO₂: CO₂ + ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP, 5C) —(Rubisco)→ 2 phân tử 3-phosphoglycerate (PGA, 3C). b. Khử: PGA + ATP + NADPH → glyceraldehyde-3-phosphate (G3P, 3C) + ADP + NADP⁺ + Pi. c. Tái sinh RuBP: Một phần G3P (5/6) qua nhiều bước sử dụng ATP để tái tạo RuBP, chuẩn bị cho vòng tiếp theo; phần còn lại (1/6) chuyển thành đường đơn (như glucose, fructose) và đa đường (như tinh bột) để dự trữ hoặc cấu tạo tế bào. 4. Yếu tố ảnh hưởng – Cường độ và bước sóng ánh sáng (đỏ và xanh lam hiệu quả nhất). – Nồng độ CO₂, nhiệt độ (ảnh hưởng hoạt độ enzyme Rubisco). – Tình trạng mở khí khổng (quản lý trao đổi CO₂ – H₂O). – Hàm lượng nước, chất dinh dưỡng (Mg²⁺, Fe, N, P…). Tóm lại, quang hợp gồm pha ánh sáng tạo ATP, NADPH và O₂; pha tối sử dụng ATP, NADPH để cố định CO₂, tổng hợp đường. Quá trình này giữ vai trò trung tâm trong chu trình cacbon toàn cầu và cung cấp nguyên liệu hữu cơ, oxy cho toàn hệ sinh thái.