Quang phosphoryl hóa hay phosphoryl hóa quang hóa [tiếng Anh: Photophosphorylation] là quá trình tổng hợp ATP bằng cách phosphoryl hóa ADP dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng. Chỉ có hai nguồn năng lượng có sẵn cho sinh vật sống: ánh sáng mặt trời và phản ứng oxy hóa khử. Tất cả các sinh vật đều tạo ra ATP, có thể coi đây là "đồng tiền năng lượng" của sự sống. Trong quá trình quang hợp, quang phosphoryl hóa này thường liên quan đến phản ứng quang phân ly nước và dòng electron liên tục đi từ nước đến PS ||.
Trong quang phosphoryl hóa, năng lượng ánh sáng được sử dụng để tạo ra một chất cho electron giàu năng lượng và một chất nhận electron với năng lượng thấp hơn. Các electron sau đó di chuyển một cách tự nhiên từ chất cho đến chất nhận thông qua một chuỗi vận chuyển điện tử.
Quang phosphoryl hóa vòng[sửa | sửa mã nguồn]
Dạng quang phosphoryl hóa này thường xảy ra trên tấm lamella trong chất nền lục lạp. Trong quang phosphoryl hóa vòng, electron năng lượng cao được "bắn" ra từ trung tâm phản ứng P700 đến ps1 và đi theo một con đường tuần hoàn. Trong dòng electron này, electron bắt đầu trong một phức hợp sắc tố gọi là quang hệ I, đi từ chất nhận sơ cấp tới plastoquinone, sau đó đến cytochrome b6f [một phức hợp tương tự như ở ti thể], và sau đó đến plastocyanin trước khi trở về chính chất diệp lục. Chuỗi vận chuyển này tạo ra một lực đẩy proton, bơm các ion H + xuyên qua màng; điều này tạo ra một gradient điện hóa và có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho ATP synthase trong quá trình hóa thẩm. Con đường này được gọi là quang phosphoryl hóa vòng, và nó không tạo ra O2 cũng như NADPH. Không giống như quang phosphoryl hóa không vòng, NADP+ không phải là chất nhận electron; thay vào đó chúng được đi trở lại về phức hệ phytochrome b6f.
Trong quá trình quang hợp ở vi khuẩn, chỉ có một quang hệ được sử dụng, và do đó liên quan đến quang phosphoryl hóa vòng. Quá trình hay được sử dụng trong điều kiện yếm khí và tạo nên của điểm bù ánh sáng và điểm bù CO2 cao.
Lịch sử nghiên cứu[sửa | sửa mã nguồn]
Năm 1950, bằng chứng thực nghiệm đầu tiên cho sự tồn tại của quang phosphoryl hóa trong cơ thể đã được trình bày bởi Otto Kandler. Ông đã nghiên cứu trên tế bào Chlorella nguyên vẹn và giải thích những phát hiện của mình là phản ứng hình thành ATP phụ thuộc vào ánh sáng. Năm 1954, Daniel I. Arnon cùng cộng sự đã phát hiện ra quang phosphoryl hóa trong ống nghiệm bằng lục lạp được phân lập với sự giúp đỡ của P32. Đánh giá đầu tiên của ông về nghiên cứu ban đầu về quang phosphoryl hóa đã được xuất bản vào năm 1956.
Cây sẽ thực hiện quá trình quang hợp ở các thành phần màu xanh lá của mình bằng cách sử dụng lục lạp. Mục đích của quá trình quang hợp là tạo ra đường [glucose] và ôxy [O2]. Đối với quá trình quang hợp, cây cần có ba thứ: nước lấy qua rễ, carbon dioxide [CO2] thông qua khí khổng và ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo để lấy năng lượng. Tất cả các loài thực vật đều cần ánh sáng cho quá trình quang hợp.
Nước + carbon dioxide + ánh sáng glucose + ôxy
6 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2
Glucose được tạo ra sẽ được chuyển đổi thành các hợp chất khác như cellulose và tinh bột. Các hợp chất này dùng làm thức ăn cho con người và động vật hoặc làm nhiên liệu [gỗ] cho con người.
Cây sẽ dùng chất diệp lục để hấp thụ năng lượng ánh sáng cần thiết cho quá trình quang hợp. Chất diệp lục có thể được tìm thấy trong cái gọi là lục lạp. Chất diệp lục sẽ làm cho lá cây có được màu xanh của chúng. Trong khi tất cả các bộ phận của cây xanh đều chứa lục lạp, cho đến nay, phần lớn năng lượng được tạo ra trong lá của cây.
Chuyển hóa và ôxy hóa ở thực vật [sự dị hóa]
Cũng giống như con người, các loài thực vật đều sử dụng năng lượng. Chúng giải phóng năng lượng này thông qua quá trình ôxy hóa glucose, tạo ra carbon dioxide dưới dạng chất thải. Thực vật, giống như con người, cũng sử dụng ôxy cho quá trình này, được gọi là quá trình ôxy hóa.
Glucose + ôxy nước + carbon dioxide + năng lượng
C6H12O6 + 6 O2 6 H2O + 6 CO2 + năng lượng
Kết quả là, vào ban ngày, khi cây xanh trải qua quá trình ôxy hóa cũng như quá trình quang hợp, ôxy và carbon dioxide sẽ được trao đổi theo cả hai hướng. Vào ban đêm sẽ không xảy ra quang hợp, nhưng quá trình ôxy hóa vẫn tiếp tục. Vì vậy, ban đêm thực vật sẽ hấp thụ ôxy và giải phóng carbon dioxide.
May mắn thay, thực vật sử dụng nhiều carbon dioxide hơn trong quá trình quang hợp so với chúng tạo ra trong quá trình ôxy hóa. Và ngược lại: chúng tạo ra nhiều ôxy trong quá trình quang hợp hơn là khi hấp thụ trong quá trình ôxy hóa.
Tăng trưởng tối ưu và các quá trình ra hoa
Dinh dưỡng qua lá của BAC sẽ cho phép nhanh chóng tạo ra diệp lục tố ở lá cây. Phương thức này cũng giúp cho thực vật khỏe mạnh một cách toàn bộ. Bằng cách này, các loài gây hại như nấm mốc và nấm mạng nhện botrytis sẽ ít có cơ hội làm hư hỏng mùa màng. Nhờ đó, quá trình quang hợp có thể mang lại hiệu quả khả dĩ nhất, dẫn đến sự tăng trưởng và ra hoa tuyệt vời cho cây trồng.
Quý vị có muốn tìm hiểu thêm về ảnh hưởng của quang hợp đối với cây trồng của mình? Chúng tôi hoan nghênh quý vị liên hệ với các cố vấn giàu kinh nghiệm của chúng tôi để được tư vấn riêng.