Quang hợp là quá trình biến đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học bằng cách lưu trữ nó trong liên kết của glucose hoặc đường. Quá trình này xảy ra ở thực vật, vi khuẩn và một số chất bảo vệ hoặc tảo để sản xuất đường làm thức ăn. Chất diệp lục có trong lá của cây quang hợp thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành carbohydrate. Quang hợp sử dụng carbon dioxide (CO2) và nước làm nguyên liệu để sản xuất đường và giải phóng oxy dưới dạng sản phẩm phụ.
Cấu trúc sinh học
Quang hợp diễn ra chủ yếu ở lá và thân. Lá điển hình bao gồm lớp biểu bì trên và dưới, bó mạch, mesophll và lỗ khí, hoặc lỗ chân lông thực vật. Lớp biểu bì trên và dưới đóng vai trò bảo vệ lá. Các lỗ khí là lỗ chân lông ở lớp biểu bì dưới hoạt động như một lối đi cho CO2 và không khí đi qua. Các bó mạch di chuyển nước, khoáng chất và chất dinh dưỡng xung quanh cây. Các mesophil chứa lục lạp trong màng thylakoid của nó. Đây là nơi xảy ra quang hợp.
Xuất hiện phản ứng hóa học
Phản ứng hóa học tổng thể dưới quá trình quang hợp có thể được viết là "6H2O + 6CO2 -----> C6H12O6 + 6O2." Quá trình xảy ra trong hai giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên là phản ứng của ánh sáng được sử dụng để tạo thành các phân tử năng lượng cao. Năng lượng thu hoạch trong phản ứng ánh sáng được lưu trữ trong các tế bào dưới dạng hóa chất có tên là ATP, hoặc adenosine triphosphate. Giai đoạn thứ hai của quang hợp được gọi là Phản ứng chu trình Calvin.
Phản ứng chu trình Calvin
Trong phần phản ứng này, năng lượng hóa học được lưu trữ tại ATP được sử dụng để sản xuất đường từ CO2 thông qua các phản ứng enzyme hoặc enzyme. Ban đầu, CO2 phản ứng với một hợp chất năm carbon gọi là ribulose bisphosphate (RuBP), được xúc tác bởi enzyme carboxylase oxyase để tạo ra một hợp chất ba carbon ổn định được gọi là phosphoglycerate (PGA). Năng lượng thu được trong ATP chuyển đổi PGA thành glyceraldehyd 3-phosphate (G3P) được chuyển đổi thành các hợp chất hữu cơ khác.
Các yếu tố hạn chế quang hợp
Quang hợp được xác định cao bởi các yếu tố như cường độ ánh sáng, chất dinh dưỡng của đất, nguồn nước, nhiệt độ và nồng độ carbon dioxide trong khí quyển. Giảm mực nước làm giảm độ ẩm từ đất và đóng khí khổng. Điều này hạn chế sự khuếch tán của carbon dioxide và ảnh hưởng đến quá trình quang hợp.
