QUANG HỢP
Quang hợp là quá trình nhờ đó cây xanh hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trờI và biến đổI nó thành năng lượng hoá học tích luỹ trong các phân tử hydratcarbon. Quá trình này trực tiếp hay gián tiếp tạo nên hầu như toàn bộ hợp chất carbon cho cây xanh.
E. as mặt trời
6CO2 +6H2O ---------------------------> C6H12O6 + 6O2
diệp lục tố
CO2 khí quyển được cố định thành các hợp chất carbon nhờ năng lượng ánh sáng mặt trờI và các diệp lục tố.

Quá trình quang hợp diễn ra bên trong lục lạp của tế bào. Trong lục lạp chứa một hệ thống xoang dạng túi gọI là thylakoid, trên bề mặt thylakoid chứa các thành phần để hấp thụ ánh sáng (diệp lục tố) và thực hiện các phản ứng sáng của quanh hợp, còn phản ứng tốI tiến hành trong troma (chất nền của lục lạp). Các glucose tạo thành qua quá trình quang hợp được tích luỹ ở dạng các hạt tinh bột bên trong lục lạp.
Quá trình quang hợp gồm 2 giai đoạn chính: phản ứng sáng và phản ứng tối
+Phản ứng sáng: hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trờI để tạo năng lượng (ATP, NADH) cung cấp cho phản ứng tối.
Các sắc tố cảm quang như diệp lục, carotenoid, xanthophyl trên màng thylakoid có vai trò hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời. Các phân tử diệp lục tập hợp thành từng cụm gọI là các phức hệ anten hấp thu ánh sáng trên toàn bộ bề mặt và chuyển đến phân tử trung tâm hoạt động (diệp lục tố a). Các điện tử cao năng từ trung tâm hoạt động ở trạng thái kích thích sẽ được chuyển theo chuỗI chuyển điện tử và kết quả là tạo ra năng lượng ở dạng hoá năng ATP và NADPH cung cấp cho phản ứng tốI kế tiếp.

+Phản ứng tốI: Phản ứng tốI của quang hợp kết hợp các phân tử khí CO2 và tạo ra glusose, sử dụng NADPH và ATP làm năng lượng.
CO2 ---> qua chu trình Calvin---> fructose 1,6 bisphosphat---> glusose
Glucose có thể dùng cho hô hấp tế bào hay được dự trữ dướI dạng tinh bột.

QUANG HÔ HẤP(Photorespiration):
Khi nồng độ O2 cao hơn nhiều so với CO2 , quá trình cố định CO2 bị ức chế do O2. Thay vi tạo thành glusose, các sản phẩm của chu trình Calvin bị phân huỷ giảI phóng CO2 và không tích luỹ ATP.
Quang hô hấp thường xảy ra trong những ngày nắng nóng, khô và sáng nhiều; và làm giảm năng suất của quang hợp của thực vật (C3) từ 30-40% . Nếu làm giảm quang hô hấp sẽ có thể làm tăng năng suất cây trồng.
Một số thực vật C4 , CAM có cơ chế thích nghi vớI điểu kiện nóng, nhiệt đớI và hạn chế được quang hô hấp.

Mình được biết là các thực vật C4, CAM hình như là có sự khá nhau về quang hợp phải ko? Có thể phân biệt giúp mình sự khác nhau về quang hợp của C4, CAM được ko? Cho mình xem hình minh họa với nhé. À, thế bạn co thể liệt kê được các loại cây nào thuộc cơ chế qh C4, loại nào Cam ko? Khi mình thấy cây đó thì chúng ta có thể biết được ko?
Mình nhớ là có đọc cuốn sách nói rằng: 100% ánh sáng chiếu xuống cây xanh thì cây xanh chỉ hấp thụ được một phần rất nhỏ, còn lại là phản xạ lại. Liệu có cách nào giúp cây xanh hấp thu được hết chăng

lochoc mến!!
Mèo con bận đi nhận giải thưởng rồi (hi hi), sợ bạn đợi lâu, tôi cũng biết chút ít về QH, hy vọng có thể giải đáp phần nào câu hỏi của bạn trước khi mèo con về!!
Trong phản ứng đơn giản của Quang hợp, từ khí carbonic sẽ hình thành các hợp chất có năng lượng cao hơn và có mức độ khử cao hơn. Trong bài viết của Mèo con bạn đã biết rồi, sự khử CO2 sẽ tiến hành trong pha tối, hoàn toàn dựa trên các quá trình sinh hoá thuần túy, sử dụng ATP và NADH2 (các sản phẩm được hình thành trong pha sáng) để làm năng lượng. Vì vậy, đôi khi người ta gọi pha tối là pha khử CO2, được thể hiện qua chu trình Calvin (C3), chu trình Hatch-Slack (C4) và chu trình CAM (Crassulacean acid metabolism).
Chu trình C3 là con đường chủ yếu và phổ biến nhất đồng hoá CO2 ở hầu hết thực vật bậc cao. Calvin và cộng sự đã nghiên cứu con đường biến đổi CO2 trong quang hợp từ năm 1946 và công bố kết quả năm 1954. Ông dùng nhiều phương pháp khác nhau như đồng vị phóng xạ, sắc kí và phóng xạ tự ghi …để theo dõi các giai đoạn liên tục của sự biến đổi CO2 trong pha tối, tách và cố định các chất hữu cơ hình thành. Calvin đã xác định acid 3-phosphoglycerid là sản phẩm đầu tiên được hình thành trong chu trình (vì vậy mới có tên là chu trình C3).
Năm 1966, Hatch và Slack thấy rằng ở cây mía, một số cây hoà thảo nhiệt đới và một số ít cây khác acid 3-phosphoglycerid không phải là sản phẩm đầu tiên của sự cố định CO2 mà là acid oxaloacetid, acid malic và acid aspartic (gọi là chu trình C4, có 4 C trong sản phẩm đầu tiên). Năm 1968 Downton và Tregunna phát hiện thêm các đại diện mới như bắp (ngô), lúa miến, cỏ gà, rau dền… Đến năm 1975, người ta đã tổng kết được ít nhất 13 họ và 117 giống, 485 loài của ngành hạt kín (gồm cả 1 lá mầm và 2 lá mầm) đi theo chu trình này. Có một điều cũng khá thú vị là có thể ngay trong cùng 1 họ cũng có sự khác nhau về con đường đồng hoá, ví dụ như cây kê (Panicum eupanicum) đồng hoá CO2 theo C4 nhưng cây kê (Panicum dichantelium) lại thực hiện theo chu trinh C3
Ở nhiều thực vật mọng nước như xương rồng, dứa (thuộc các họ như Liliaceae, Bromeliaceae, Orchidaceae, Cactaceae…) thường sống trong môi trường khô hạn, để thích nghi lổ khí thường mở về đêm và đóng vào ban ngày để hạn chế thấp nhất sự mất nước. Nó cũng có kiểu cố định CO2 tương tự như C4 (nghĩa là những cây này CO2 được kết hợp với acid phosphoenolpyruvid tạo thành acid malid) . Tuy nhiên, 1 điểm khác biệt quan trong giữa chu trình CAM (của cây mọng nước) và chu trình C4 là có sự phân chia về thời gian (đêm và ngày) ban đêm lổ khí mở, cây thực hiện quá trình cố định CO2 hình thành acid hữu cơ tích luỹ trong dịch bào. Sáng hôm sau ở ngoài sáng các acid này lại vận chuyển từ dịch bào tới lục lạp để tạo thành tinh bột. Như vậy ở thực vật theo chu trình CAM thì ban ngày lục lạp tiến hành các quá trình như cây C3 còn ban đêm tiến hành các quá trình như cây C4 (!!!!) với cơ chế này đảm bảo cho các cây mọng nước đủ CO2 ngay cả khi thiếu nước hoặc lổ khí đóng vào ban ngày.

Về phần hình minh họa, bạn đợi nhé, tôi đang làm một số ảnh động về các quá trình này nhưng chưa xong!! nếu xong tôi sẽ nhờ pmytrung post lên (tôi có 1 niềm đam mê đặc biệt về QH mà !!!). bài cũng dài quá rồi sợ mọi người đọc chán nên phần hấp thu ánh sáng đợi 1 dịp khác nữa, vậy nhé!! mến!

Hi!
Thanks phunghang nhìu nhìu nhe! Giống như phunghang, mình cũng có một niềm đam mê với QH lắm, mình đọc sách nói về QH rất nhiều và chỉ muốn nhìn thấy tận mắt quá trình thực hiện QH đấy.

Mình muốn hỏi bạn về quang hô hấp (photorespiration) một tí, hiện tượng QHH xảy ra khi [CO2]/[O2] giảm nhiệt độ tăng cao, RuBP nhận O2 thay vì CO2 đúg ko? Quá trình QHH này ko hề có lợi đối với thực vật tí nào vì nó ko tạo ra đường và còn thải ra khí CO2 nữa. Có phải quá trình QHH chỉ xảy ra ở C3 thôi fải ko?
Mình đọc trong sách nói rằng "khi nhiệt độ tăng cao, nồng độ CO2 giảm nên RuBP nhận O2 thay vì CO2" nhưng cuối cùng khi nói về hiệu ứng nhà kính, sách bảo "do phát triển CN, CO2 được thải ra qá nhìu nên nhiệt độ tăng cao làm trái đất nóng lên"
Mình cảm giác có gì mâu thuẫn ở đây chăng hay là mình đã hiểu sai vấn đề. Bạn chỉ ra giúp mình với nhe!

Hi!
Locchoc đã tìm ra câu trả lời của mình rồi. Khi trời nóng, khí khẩu đóng lại nên CO2 ko vào được do đó [CO2] trong tế bào bị giảm, do đó quang hô hấp xảy ra.
Ko bít như vậy đúng ko ha phunghang?

Locchoc à!!
Rất lâu rồi tôi mới nghe 1 người nói thích QH và đọc nhiều sách về nó, tôi vui lắm!! nếu nhìn vào công thức đơn giản của QH có lẽ chẳng ai còn bận tâm tới việc trồng cây để làm gì nữa!! chỉ cần có CO2, nước, một ít ánh sáng và cái chất diệp lục gì đó là có thể tạo ra tinh bột để ăn và khí O2 để hít thở rồi. Nhưng thật sự QH chẳng giản đơn chút nào (theo tôi biết thì cho đến hiện tại nó vẫn còn là "độc quyền" của cây xanh mà con người-tự hào là biết nhiều thứ- vẫn chưa thể bắt chước được !!!) nếu thật sự đi sâu vào quá trình QH nhiều khi nó khó đến nổi không thể hiểu hết được !! làm sao có thể làm đơn giản hoá nó để có thể hiểu mà vẫn thấy được cái "siêu phàm" cái hay của nó để người ta yêu thích và thấy được tầm quan trọng của cây xanh thì thật là khó!! nhiều năm tôi đã cố gắng sử dụng powerpoint và frontpage để tạo ra những hình ảnh động để mô hình hoá nó, nhưng cũng chỉ trên không gian 2 chiều, nó vẫn còn rất "cứng" và chưa thể hiện hết "ý đồ" của tôi, nhưng tôi ko đủ tiền để mua phần mềm xử lí không gian 3 chiều và hơi bị dốt về tin học nên bây giờ vẫn chưa cho ra "sản phẩm"!!! bạn, mèo con, tôi và chắc chắn là còn nhiều người khác muốn nhìn thấy sự hoạt động bên trong cái lá nó như thế nào!! vậy thì cùng nhau góp 1 tay nhé, tôi đợi ý kiến của bạn đó!!

Còn về hô hấp sáng đúng như bạn nói nó chỉ xảy ra ở TV C3 thôi và không có lợi cho cây vì vậy trong trồng trọt cần tìm kiếm các biện pháp để hạn chế hay làm giảm quá trình này (chọn giống, lai giống, dùng các chất ức chế...). Tôi nói 1 cách đơn giản nhất nhé!! Trong tế bào ở cây xanh, cũng giống như các tế bào của các Sv khác, ti thể (1 bào quan trong tế bào) sẽ tiến hành quá trình hô hấp (oxi hoá các chất hữu cơ để tạo năng lượng cho cơ thể tồn tại-quá trình dị hoá, ngược lại với quá trình đồng hoá ở QH) đó là hiện tượng hô hấp bình thường! bạn biết rồi đúng không!! Tuy nhiên ở phần xanh của cây còn có quá trình hô hấp ngoài sáng khi quang hợp đang hoạt động, gọi là hô hấp ánh sáng (quang hô hấp) và nó được tiến hành ở lục lạp!!! đáng lí hô hấp tối (ở ti thể) làm giảm sút hàm lượng chất khô thì hô hấp sáng làm giảm cường độ quang hợp!! ở phần không có diệp lục thì không có hô hấp sáng cường độ hô hấp sáng gấp vài lần hô hấp tối, phụ thuộc vào nhiệt độ, hàm lượng oxi trong không khí (tỉ lệ với CO2 giống như bạn nói) (nhưng nếu nồng độ oxi giảm xuống 0% thì hô hấp sáng bị ức chế hoàn toàn), nó không tạo ra ATP, phân giải các sản phẩm sơ cấp vừa hình thành từ chu trình Calvin (làm tiêu hao khoảng 20-50% tổng số chất hữu cơ của quang hợp) vì vậy mà cây C4 sẽ không có hô hấp này, mặt khác ở cây C4 hàm lượng CO2 trong gian bào có giá trị cực tiểu rất thấp 0-5ppm còn ở cây C3 là 15-150ppm... cơ chế của hô hấp sáng thực hiện qua 3 nơi là lục lạp, peroxisome và ti thể !! (sẽ post hình lên sau nhe!!). như vậy hô hấp sáng phân giải các chất trung gian hình thành trong QH ngăn cản chúng ko tham gia vào sự tạo thành glucose!!
còn vấn đề bạn hỏi về "hiệu ứng nhà kính" mâu thuẫn gì đó!!, tôi ko hiểu!! bạn nói rõ hơn đi!! mong sớm nhận được bài của bạn. Mến!!!

Hi phuonghang!
Mình cảm thấy QH rất lạ lùng và có phần bí hiểm nữa. Bởi vậy mình thích nó lắm. Quá trình QH nó rất gắn liền với cuộc sống con người, mình thật ko hiểu tại sao ai ai cũng biết về vai trò quan trọng của nó mà những vụ chạt phá rừng, đốt rừng vẫn diễn ra. Tiếc là mình cũng dốt về tin học quá, chứ thật sự mình rất muốn khám phá bên trong. Ko biết ở một số trang web ở nước ngoài có những hình ảnh động về việc này ko nữa.
Vấn đề về hiệu ứng nhà kính mình dã tìm hiểu được rồi. Do mình đọc ko kỹ lắm đó mà. Mình hỏi hiện tượng hiệu ứng nhà kính do CO2 nhiều làm nhiệt độ tăng cao nhưng tai sao hiện tượng quang hô hấp cũng xảy ra do nhiệt độ tăng cao, khi CO2 ít.. Và cuối cùng mình nhớ ra rằng khi nhiệt độ tăng cao thì khí khẩu là đóng lại vì thế CO2 ko thề xâm nhập vào trong, do đó trong tế bào lá CO2 ít và quang hô hấp xảy ra. Đọc bài của bạn này, mình thấy kiến thức mình về quang hợp vẫn còn ít quá.
Nếu hiện tượng qhh chỉ xảy ra lúc nhiệt độ tăng cao thì ở các xứ ôn đới chắc ko có hiện tượng này nhỉ! 100% ánh sáng chiếu xuống thì cây xanh chỉ hấp thụ được khoảng 10% còn lại là phản xạ lại. Chẳng phải như thế là phung phí quá sao? Liệu có cách nào có thể khắc phục được hiện tượng này ko nhỉ?
À có khi nào bạn nghĩ vai trò của con người và cây xanh trao đổi cho nhau ko? Í mình là chúng ta sẽ thải khí O2 và cây xanh sẽ thải khí CO2. Nghe crazy ghê bạn này nhỉ.

locchoc!!
những câu hỏi của bạn làm tôi rất buồn cười!! đầu tiên tôi ko nghĩ đây là những câu hỏi thật sự nghiêm túc!! (nói thật nhé, nếu bạn là học trò tôi, tôi sẽ đánh đòn bạn đấy!!), nó thật ngớ ngẩn, nhưng ko sao, chẳng phải rất nhiều nhà khoa học nổi tiếng cũng xuất phát từ những nhân vật được xem là ngớ ngẫn hay sao!! . Đào Thế Tuấn, 1 nhà sinh học khá nổi tiếng của Việt Nam cũng từng ước rằng "Chúng ta đều phải sống nhờ vào cây, giá mà chúng ta cũng có khả năng quang hợp thì không phải lo vấn đề lương thực nữa" (Đời sống cây trồng-NXBKHKT-1978) ko riêng bạn đâu rất nhiều người muốn mình là cây!!



Thường thường năng lượng của ánh sáng mặt trời rất dễ biến thành nhiệt!! bạn thử lấy 1 cái kính lúp (kính viễn thị cũng được) thu lấy ánh sáng mặt trời về 1 điểm, ở điểm ấy nếu để 1 mảnh giấy thì có thể sẽ bị cháy ngay điều này chắc bạn biết chứ, vậy thì bạn nghĩ thế nào nếu 100% ánh sáng chiếu xuống và cây xanh hấp thu hết!!! Trời ban cho nhiều quá mà không biết tận dụng, uổng quá hả, phung phí quá hả???Không quá phung phí đâu!! đôi khi chỉ nên nhận những gì đáng nhận thôi, đừng tham lam quá!! phải không locchoc!!

Chào các anh chị!

Người mới như GC vào đọc trang này mê mải quá, thật nhiều điều bổ ích! Biết bao thông tin mới cần phải học, và rất nhiều thông tin đã từng được học thời phổ thông nhưng rồi... quên lãng, nay được nhắc lại, đi sâu hơn... Thật sự rất khâm phục và ngưỡng mộ kiến thức sinh học của các anh chị.

Hi vọng sẽ đọc hết tất cả các topic ở rum này và học hỏi được thật nhiều điều.

Nhân nói về quang hợp, GC xin tặng các anh chị một tấm ảnh về quá trình hô hấp của cây trong bể thủy sinh của GC - một quá trình hô hấp nhả khí O2 rất thú vị mà người chơi thủy sinh nào cũng rất thích ngắm:

Mình có thắc mắc về cây thuỷ sinh.
- Cây thuỷ sinh hô hấp ra sao trong môi trường nước (lấy oxi hoà tan trong nước hay oxy từ nguồn quang hợp? ). Vì rễ cây thuỷ sinh chìm hẳn trong nước nhưng không bị "ngộp" do thiếu oxi như các thực vật trên cạn khi bị ngập nước.

Theo GC được biết: rễ của cây thủy sinh đóng 2 vai trò chính: giúp cây bám vào nền đất dưới nước để vươn thẳng về phía ánh mặt trời và hút chất dinh dưỡng nuôi cây từ chính nền đất này.

Còn nhiệm vụ hô hấp của cây thủy sinh do thân và lá cây đảm nhiệm cơ bản. Môi trường nước luôn có CO2 và O2 để lá cây hấp thụ (cũng như cây trên cạn hấp thu CO2 và O2 từ không khí vậy). Dĩ nhiên ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong việc hít thở của cây.

Ngoài ra, lá và thân cây thủy sinh còn đóng luôn vai trò hút dinh dưỡng cũng y hệt như rễ (dinh dưỡng trong nước). Có lẽ đây là điểm đặc biệt của cây thủy sinh so với các loại cây sống trên cạn (thừong hút dinh dưỡng từ rễ là chính).

Trong hình trên, các bạn có thể thấy những giọt khí O2 do cây "thở ra" sau khi đã "hít vào" CO2 do con người cung cấp trực tiếp vào bể thủy sinh (ai chơi thủy sinh cũng đều cần có hệ thống bình CO2 đưa vào bể). Cộng với quá trình chiếu sáng bằng hệ thống đèn phù hợp để thay thế ánh sáng mặt trời, thì cây thủy sinh đã cho ra cảnh tượng hô hấp như vậy đó. (trong trường hợp không cung ứng CO2 cho cây thủy sinh, đa số cây sẽ phát triển chậm, không tươi tốt như mong đợi. Lí do vì CO2 khó hòa tan trong nước nên lượng CO2 tự nhiên từ không khí hòa vào nước rất ít, không đủ cho cây phát triển mạnh khỏe).

Xin gửi thêm một hình ảnh nữa về sự hô hấp của cây dưới nước. Thật kì diệu khi bằng mắt thường ta có thể quan sát được những bọt khí O2 lấp lánh nổi lên dày đặc từ lá cây, ngọn cây và hiểu rằng cây đang hô hấp - đây là một trong những điều thú vị nhất với người nuôi trồng cây thủy sinh.

Mời các bạn yêu thích cây nói chung và muốn tận mắt chứng kiến tình trạng hô hấp của cây nói riêng cùng thưởng lãm:

chào meo`con, GoldenCanary và mọi người!
Hình của GoldenCanary đẹp quá. cám ơn bạn nhiều nhiều. . tui cũng muốn tham gia trả lời câu hỏi của meo`con nữa , ngoài những gì GoldenCanary đã nói tôi muốn muốn bổ sung thêm 1 chút.

Môi trường nước là một môi trường khá ổn định, ánh sáng phân bố trong nước với những mức độ khác nhau về cường độ và tính chất, cơ chế độ nhiệt của nước không có gì thay đổi lớn, tuy nhiên thành phần và tỉ lệ các chất khí hoà tan thì lại thay đổi theo các điều kiện của môi trường nước vì vậy sống trong môi trường nước thực vật có những đặc điểm thích nghi rõ rệt cả về hình thái lẫn cấu trúc giải phẫu.
Ví dụ, Cây ở nước thiếu oxi trong môi trường vì vậy hệ thống mô khí rất phát triển tạo nhiều khoảng gian bào lớn trong lá, thân và cả rễ, đôi khi chúng chiếm đến 70% thể tích của cây, chính những khoảng gian bào này sẽ là nơi dự trữ khí trao đổi giữa quang hợp và hô hấp. lá của các cây chìm trong nước hoàn toàn không có lổ khí vì chúng có những cấu tạo sinh lí đặc biệt cho phép nước, muối khoáng và các chất khí hoà tan được hấp thu trực tiếp qua bề mặt, do đó mà hệ dẫn của cây ở nước cũng kém phát triển, mô dậu phân hoá yếu hoặc không phân hoá do ánh sáng yếu, mô cơ cũng phát triển yếu vì cơ thể đã được nâng đỡ trong môi trường nước...
Trong môi trường nước, tốc độ thấm của oxi chỉ bằng 1/10.000 so với trong không khí, mô thực vật nói chung có cấu trúc phù hợp cho yêu cầu thấm nhanh chóng oxi cũng như các chất khí khác. Bình thường khoảng 50% khí được thấm qua khẩu như vậy đối với những cây thuỷ sinh như đã nói ở trên, hệ thống lổ khí ở lá gần như không có vì vậy các khoảng gian bào trong mô khuyết hay mô bọng rất có lợi cho quá trình trao đổi khí giữa các phần mô trong cơ thể cây. Đầu rễ là nơi hô hấp cao nhất nên cần được cung cấp oxi nhiều nhất, nhiều nghiên cứu cho rằng có thể oxi cung cấp cho rễ thông qua mô thông khí trong rễ vì vậy các rễ này thường có trang thái xốp (porosity), độ xốp sẽ có lợi cho sự dẫn oxi. Ở các cây thuỷ sinh sẽ phát triển nhiều hệ rễ phụ và hình thành mô xốp trong miến vỏ.
hy vọng với những kiến thức này có thể giúp các bạn hiểu thêm về hô hấp thuỷ sinh .
thân ái!!

Xin cảm ơn bạn phunghang đã trả lời giúp chúng tôi những người đã và đang nuôi trồng cây thuỷ sinh hiểu thêm về vấn đề quang hợp.