Quang hợp là quá trình kỳ diệu mà thực vật và một số vi sinh vật sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển đổi khí cacbonic và nước thành đường (cacbohidrat) và oxy. Đây là nền tảng của sự sống trên Trái Đất, đóng vai trò then chốt trong việc duy trì cân bằng sinh thái và cung cấp nguồn năng lượng cho hầu hết các sinh vật.
Khái niệm quang hợp:
Quang hợp là quá trình sinh hóa phức tạp, trong đó năng lượng ánh sáng mặt trời được hấp thụ bởi chất diệp lục (chlorophyll) và sử dụng để tổng hợp các hợp chất hữu cơ, chủ yếu là đường glucose, từ các chất vô cơ là khí cacbonic (CO2) và nước (H2O). Oxy (O2) được giải phóng như một sản phẩm phụ của quá trình này.
Sơ đồ minh họa quá trình quang hợp: Cây xanh hấp thụ ánh sáng mặt trời, CO2 và nước để tổng hợp đường và thải ra oxy.
Vai trò thiết yếu của quang hợp:
Vai trò của quang hợp vô cùng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự tồn tại và phát triển của sinh giới.
-
Cung cấp nguồn thức ăn và năng lượng: Sản phẩm chính của quang hợp là đường glucose, nguồn thức ăn cơ bản cho chính thực vật và là nguồn cung cấp năng lượng cho hầu hết các sinh vật khác trong chuỗi thức ăn. Động vật ăn thực vật, và động vật ăn thịt lại ăn động vật ăn thực vật, do đó, năng lượng từ ánh sáng mặt trời, thông qua quá trình quang hợp, được truyền đến mọi sinh vật. Quang hợp tạo ra các hợp chất hữu cơ, là nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp và chế biến dược phẩm.
-
Duy trì sự sống của sinh giới: Không có quang hợp, không có đủ lượng oxy trong khí quyển để duy trì sự sống của các sinh vật hiếu khí (cần oxy để sống), bao gồm cả con người và hầu hết các loài động vật khác.
-
Điều hòa khí hậu và cân bằng sinh thái:
- Hấp thụ CO2: Quang hợp giúp loại bỏ khí cacbonic (CO2) từ khí quyển, một loại khí nhà kính góp phần vào biến đổi khí hậu toàn cầu.
- Giải phóng O2: Quá trình quang hợp giải phóng oxy (O2) vào khí quyển, duy trì nồng độ oxy cần thiết cho sự hô hấp của sinh vật.
- Ổn định chu trình nước: Thực vật tham gia vào chu trình nước thông qua quá trình thoát hơi nước, giúp duy trì độ ẩm trong không khí và đất.
Cơ quan thực hiện quang hợp:
Lá cây là cơ quan quang hợp chính của thực vật. Trong lá có chứa các tế bào chứa lục lạp, bào quan chứa chất diệp lục. Chất diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sáng cần thiết cho quá trình quang hợp. Lục lạp chứa hệ sắc tố quang hợp, bao gồm diệp lục và carôtenôit, phân bố trong màng tilacôit. Các sắc tố này hấp thụ và truyền năng lượng ánh sáng cho diệp lục a ở trung tâm phản ứng. Tại trung tâm này, năng lượng ánh sáng sẽ được chuyển hóa thành năng lượng hóa học có trong ATP và NADPH, những chất cần thiết cho pha tối của quang hợp (chu trình Calvin).
