Giải thích quá trình quang hợp ở cây xanh, gồm các giai đoạn chính và ý nghĩa của từng giai đoạn.

Quá trình quang hợp ở cây xanh có thể chia làm hai giai đoạn chính: pha sáng (phụ thuộc ánh sáng) và pha tối (không phụ thuộc trực tiếp ánh sáng, còn gọi là chu trình Calvin). Dưới đây là mô tả chi tiết và ý nghĩa của từng giai đoạn: 1. Pha sáng (trong tilacoit của lục lạp) - Nơi xảy ra: màng tilacoit của lục lạp (grana). - Nguyên liệu: nước (H₂O) và ánh sáng mặt trời. - Sản phẩm chính: ATP, NADPH và O₂. - Các bước chính: a. Hấp thụ ánh sáng: sắc tố (chủ yếu là chlorophyll a, b) hấp thụ photon, kích thích electron lên mức năng lượng cao. b. Chuỗi truyền electron: electron di chuyển qua một loạt protein mang điện tử (Photosystem II → vận chuyển điện tử → Photosystem I), tạo gradient proton qua màng tilacoit. c. Photolysis nước: nước bị phân huỷ, giải phóng electron bù vào Photosystem II, đồng thời tạo O₂ và H⁺. d. Tổng hợp ATP: nhờ chênh lệch nồng độ H⁺ (gradient proton), enzyme ATP synthase ghép ADP + Pi thành ATP. e. Khử NADP⁺: electron từ Photosystem I kết hợp với NADP⁺ và H⁺ tạo NADPH. Ý nghĩa pha sáng: - Chuyển năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học (ATP, NADPH). - Cung cấp O₂ cho môi trường. - Chuẩn bị “nhiên liệu” để pha tối tổng hợp đường. 2. Pha tối (chu trình Calvin, trong chất nền stroma của lục lạp) - Nơi xảy ra: chất nền (stroma) của lục lạp. - Nguyên liệu: CO₂ (từ khí quyển), ATP và NADPH (từ pha sáng). - Sản phẩm chính: đường 3C (G3P), tiền chất để tổng hợp glucose, tinh bột, cellulose… - Các giai đoạn nhỏ: a. Cố định CO₂ (Carboxyl hoá): enzyme Rubisco gắn CO₂ vào Ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP, 5C) → sản phẩm bất ổn 6C phân hủy thành 2 phân tử 3-phosphoglycerate (3-PGA). b. Khử (Reduction): 3-PGA nhận H⁺/electron từ NADPH và năng lượng từ ATP → tạo glyceraldehyde-3-phosphate (G3P, 3C). Một phần G3P sẽ chuyển thành đường (glucose, sucrose), tinh bột… c. Tái tạo RuBP: phần G3P còn lại sử dụng ATP để tái sinh RuBP, duy trì chu trình Calvin liên tục. Ý nghĩa pha tối: - Biến CO₂ vô cơ thành hợp chất hữu cơ (sinh tổng hợp cacbohydrat). - Cung cấp nền tảng nguyên liệu cho sinh trưởng, phát triển cây (tinh bột trong hạt, cellulose thành vách tế bào…). Tóm lại, quang hợp ở cây xanh: - Giúp chuyển năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học, dự trữ dưới dạng đường và tinh bột. - Cung cấp O₂ cho không khí và loại bỏ CO₂, góp phần cân bằng khí quyển. - Đặt nền tảng cho chuỗi thức ăn, duy trì sự sống trên Trái Đất.