Bài giảng Các hình thức tự dưỡng của sinh vật

C¸c h×nh thøc tù d­ìng cña sinh vËt Vai trß cña ¸nh s¸ng ®èi víi sù sèng ¸nh s¸ng lµ nguån n¨ng l­îng s­ëi Êm toµn bé tr¸i ®Êt , cung cÊp n¨ng l­îng cho c¸c sinh vËt cã kh¶ n¨ng hÊp thô ¸nh s¸ng ®Ó thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh sinh tæng hîp c¸c chÊt . C¸c ph­¬ng thøc ®ång ho¸ cacbon cña sinh vËt tù d­ìng Quang tæng h¬p Ho¸ tæng hîp Quang tæng hîp trëvÒ §Þnh nghÜa : quang tæng hîp lµ qu¸ tr×nh tæng hîp c¸c chÊt h÷u c¬ nhê n¨ng l­îng ¸nh s¸ng do c¸c s¾c tè quang hîp hÊp thu Ph­¬ng tr×nh tæng qu¸t : CO2 +2H2O [ CH2O] +H2O +O2 C¬ quan quang hîp vµ c¸c s¾c tè tham gia quang hîp Qu¸ tr×nh quang hîp ë thùc vËt gåm 2 pha : pha s¸ng vµ pha tèi Mèi quan hÖ giữa pha s¸ng víi pha tèi S¬ ®å tæng qu¸t C¸c nh©n tè ¶nh h­ëng ®Õn quang hîp ¸nh s¸ng , diÖp lôc Luc l¹p n¬i x¶y ra qu¸ tr×nh quang hîp : (trë vÒ) la men chÊt nÒn (stroma) grana tilacoit (chøa diÖp lôc) C¸c s¾c tè tham gia quang hîp DiÖp lôc ( clorophin ) : cã nhiÒu lo¹i nh­ dla , dlb . Th­êng cã ë trong lôc l¹p ë thùc vËt , ë t¶o , vµ mét sè vi khuÈn. dl cã kh¶ n¨ng hÊp thô ¸nh s¸ng mÆt trêi C¸c s¾c tè phô : caroten , xantophin , phicobilin ,… c¸c s¾c tè phô nµy cã kh¶ n¨ng vËn chuyÓn ¸nh s¸ng ®Õn dlôc trë vÒ Ph©n biÖt pha s¸ng vµ pha tèi trë vÒ Pha s¸ng : - VÞ trÝ: Grana - DiÔn ra cÇn cã ¸nh s¸ng - N¨ng l­îng : ¸nh s¸ng,ATP - Nguyªn liÖu : H2O , diªp lôc , chÊt truyÒn e , ADP , NADP+ - S¶n phÈm : O2 , ATP , NADPH Pha tèi : -VÞ trÝ: stroma -DiÔn ra kh«ng cÇn ¸nh s¸ng -N¨ng l­îng : ATP , NADPH -Nguyªn liÖu : CO2 -S¶n phÈm : chÊt h÷u c¬ , ADP , ATP Pha s¸ng vµ pha tèi cã mèi quan hÖ chÆt chÏ.Pha s¸ng cung cÊp n¨ng l­îng ,nguyªn liÖu cho pha tèi; ng­îc l¹i,pha tèi cung cÊp n¨ng l­îng cho pha s¸ng.Quang hîp lµ sù thèng nhÊt cña c¶ hai pha nµy… DiÔn biÕn pha tèi trë vÒ Trong pha tèi cacbon sÏ bÞ khö thµnh cacbonhidrat ( goi lµ qu¸ tr×nh cè ®Þnh cacbon) HiÖn nay ng­êi ta ®· biÕt mét vµi con ®­êng kh¸c nhau tuy nhiªn trong c¸c con ®­êng ®ã chu tr×nh C3 lµ phæ biÕn nhÊt ( cßn gäi lµ chu tr×nh CANVIN) Chu tr×nh diÔn ra theo s¬ ®å sau : CO2 Hîp chÊt 6C HC 3C APG(3C) Ru1,5dp(5C) ATP Vµ NADPH ASMT H2O O2 dl H2O e- H+ e- Chu tr×nh CALVIN ATP ADP NADPH NADP- CO2 [C] [C] H2O Pha tèi (stroma) Pha s¸ng(grana) S¬ ®å tæng qu¸t trëvÒ C¸c nh©n tè ¶nh h­ëng ¸nh s¸ng : - Mçi lo¹i ¸nh s¸ng cã phæ hÊp thô kh¸c nhau , c©y hÊp thô tèt nhÊt ¸nh s¸ng ®á - Kh«ng ph¶i c©y quang hîp tèt nhÊt vµo buæi tr­a , khi c­êng ®é ¸nh s¸ng t¨ng th× c­êng ®é quang hîp còng t¨ng , ®Õn mét giíi h¹n nµo ®ã th× dõng l¹i. NhiÖt ®é : - Khi nhiÖt ®é t¨ng 100C th× c­êng ®é quang hîp t¨ng 2 lÇn - NhiÖt ®é thÝch hîp nhÊt cho quang hîp lµ 25 – 300C , nÕu nhiÖt ®é qu¸ coa , qu¸ thÊp th× c­êng ®é quang hîp gi¶m hoÆc dõng h¼n l¹i Nång ®é CO2 : nång ®ä CO2 thÊp nhÊt mµ c©y vÉn cã kh¶ n¨ng quang hîp lµ 0.008 – 0.01% , t¨ng nång ®é CO2 th× c­êng ®é quang hîp t¨ng dÇn vµ ®¹t cùc ®¹i lóc CO2 ë møc 0.06 – 0,4% nÕu nång ®é CO2 tiÕp tôc t¨ng th× sÏ g©y h¹i cho c©y. TrëvÒ Ho¸ tæng hîp §Þnh nghÜa : lµ qu¸ tr×nh tæng hîp c¸c chÊt h÷u c¬ tõ nh÷ng chÊt v« c¬ nhê n¨ng l­îng t¹o ra trong c¸c ph¶n øng ho¸ häc Ph­¬ng tr×nh tæng qu¸t : A(chÊtv«c¬) + O2 AO2 + n¨ng l­îng CO2 + RH2 + n¨ng l­îng chÊt h÷u c¬ Ph­¬ng thøc tù d­ìng nµy th­êng gÆp ë vi khuÈn : vk nitrosomonas , vk nitrobacter , vk l­u huúnh . Vi khuÈn Nitrosomonas Chóng oxh NH3 thµnh axit nitr¬ ®Ó lÊy n¨ng l­îng : 2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + 158kcal 6% n¨ng l­îng ®­îc gi¶i phãng ®Ó tæng hîp glucoz¬ tõ CO2 trëvÒ Vi khuÈn nitrrobacter Chóng oxh HNO2 thµnh HNO3 : 2HNO2 + O2 2HNO3 + 38kcal 7% n¨ng l­îng ®­îc sö dông ®Ó tæng hîp gluc«z¬ tõ CO2 trëvÒ Vi khuÈn l­u huúnh Chóng cã kh¶ n¨ng oxh sunphua hidro thµnh axit sunphuric vµ to¹ ra n¨ng l­îng råi sö dông mét phÇn n¨ng l­îng ®ã ®Ó tæng hîp chÊt h÷u c¬ tõ CO2 : 2H2S + O2 2H2O + 2S + 115kcal 2S + 2H2O + 3O2 2H2SO4 + 283,3kcal Pha s¸ng trëvÒ VÞ trÝ : diÔn ra trªn mµng tilacoit Nguån n¨ng l­îng : ¸nh s¸ng mÆt trêi Nguån nguyªn liÖu : H2O , diÖp lôc , c¸c chÊt truyÒn electeron DiÔn biÕn Ph­¬ng tr×nh tæng qu¸t cua pha s¸ng : H2O + NADP+ +ADP +Pi + NLAS NADPH +ATP +O2 DiÔn biÕn pha s¸ng DiÖp lôc hÊp thô n¨ng l­îng ¸nh s¸ng mÆt trêi bËt mét sè e ra vµ truyÒn cho c¸c chÊt nhËn tæng hîp ATP Cïng lóc ®ã H2O bÞ quang ph©n ly theo ph­¬ng tr×nh : H2O 2H+ +1/2O2 +2e- C¸c e t¹o ra trong qu¸ tr×nh nµy dïng ®Ó bï ®¾p cho diÖp lôc , cßn H+ ®­îc chuyÓn ®Õn chÊt nhËn lµ NADP+ ®Ó t¹o thµnh NADPH lµ nguyªn liÖu chopha tèi. Trë vÒ quang ph©n ly Pha tèi VÞ trÝ : x¶y ra ë xtroma Nguån n¨ng l­îng : ATP , NADPH Nguån nguyªn liÖu : CO2 DiÔn biÕn PTTQ : CO2 + ATP + NADPH [CH2O] + ADP +NADP+ + H2O Pha tèi diÔn ra ®­îc xóc t¸c bëi rÊt nhiÒu lo¹i enzim kh¸c nhau . Cac enzim nµy ®Òu cã trong xtroma Quang hîp cã vai trß rÊt lín trong sù sèng Quang hîp t¹o ra khèi l­îng chÊt h÷u c¬ khæng lå phôc vô cho sù sèng cña chóng ta vµ chiÕm ­u thÕ tuyÖt ®èi so víi ho¸ tæng hîp hiÖn nay. Quang hîp cña sinh vËt mµ chiÕm vÞ trÝ quan träng lµ quang hîp cña c©y xanh cßn mang l¹i nhiÒu gi¸ trÞ h¬n gi¸ trÞ vËt chÊt C©y xanh cã vai trß ®iÒu hoµ kh«ng khÝ, chèng sãi mßn, gi¶m ®éc, giÈm phãng x¹.. C©y xanh t¹o ra cho tr¸I ®Êt c¶nh quan v« cïng t­¬I ®Ñp… Xin c¶m ¬n!