1. Khái niệm: là quá trình thu nhận và chuyển hóa năng lượng ánh sáng Mặt trời của thực vật, tảo và một số vi khuẩn để tạo ra hợp chất hữu cơ phục vụ bản thân cũng như làm nguồn thức ăn cho hầu hết các sinh vật trên Trái Đất. Là sự đồng hóa cacbon dioxit thành hợp chất cacbon phức tạp (cacbonhydrat) bởi thực vật xanh và vài vi khuẩn nhờ năng lượng ánh sáng và phóng thích oxygen từ nước. Quang hợp dùng ánh sáng xảy ra trong lục lạp gồm 2 giai đoạn: Pha sáng và pha tối. Lịch sử: Priestley (1773) nhận xét thực vật có khả năng đối với không khí. Ingen - Housz (1779) chất khí giú sự cháy được sinh ra bởi cơ quan xanh dưới ánh sáng. Senebier (1782) cho biết sự thu khí cacbon dioxit xảy ra đồng thời với sự thu khí oxy. De Saussure (1804) xác nhận lượng cacbon dioxit thu vào bằng lượng oxy thoát ra, thực vật tăng trọng lượng khô dưới ánh sáng. Van Niel (1920s) so sánh phương trình tổng quát của quang hợp thực vật với phương trình cacbon dioxit ở vi khuẩn S dưới ánh sáng trong điều kiện kyh khí, không tạo ra khí oxy và kết luận: Oxy do cây xanh nhả ra từ nước chứ không phải từ cacbon dioxit. Thực vật: CO2 + 2H2O -> [CH2O] + H2O + O2 Vi khuẩn S: CO2 + 2H2S -> [CH2O] + H2O + 2S Điều kiện xảy ra quang hợp: Cường độ ánh sáng >= 200 lux. 2. Giai đoạn sáng (pha sáng) Giai đoạn sáng xảy ra dưới ánh sáng, trên màng thylakoid, tạo các hợp chất cao năng: NADPH và ATP. Pha sáng: Quá trình quang giải nước, xảy ra ở màng thylakoid. Gradient H+: Gradient proton sự chênh lệch giữa màng trong và màng ngoài ty thể. Proton khuếch tán qua ATP synthase để quang phosphoryl hóa ADP tạo ATP. ATP synthase: Enzym tạo ATP nhờ hóa thẩm. Nguyên liệu: Sắc tố quang hợp, ánh sáng, nước, NADP+, ADP + Pi. PSII: H2O -> 1/2 O2 + 2H+ PSI: NADP+ + 2H+ -> NADPH + H+ ATP synthase: ADP + Pi -> ATP Sản phẩm của pha sáng: NADPH, O2, ATP. Ánh sáng có bản chất kép: Sóng và hạt. E = h. C / λ H= 6.626 x 10^-34 J/s C (tốc độ ánh sáng) = 3 x 10^8 m/s Hiệu ứng red rop: Năng suất lượng tử Φ số sản phẩm quang hóa O2/ số photon hấp thụ. Φ không đổi, λ 400 - 680nm. Φ giảm, λ > 680nm. R, FR riêng lẽ quang hợp bình thường. Kết hợp => tốc độ quang hợp vượt trội. (Hiệu ứng Emerson) Phản ứng Hill: Không cần CO2 vẫn tạo được O2. Chuỗi chuyển e- quang hợp. Sử dụng oxy hóa nhân tạo làm thuốc thử. Không nhất thiết phải có CO2 để thực hiện phản ứng sáng. Chất nhận điện tử cuối cùng NADP+, cho H+. Giữa 2 PS là vòng e-. 3. Giai đoạn tối (pha tối) Pha tối: Đồng hóa, khử CO2 thành glucid. Sử dụng 2 sản phẩm của pha sáng: NADPH và ATP. Xảy ra ở stroma. Gồm 3 giai đoạn: Cố định cacbondioxit: Được xúc tác bởi rubisco, RuBP. Tạo acid phosphoglyceric, một hợp chất C3. Do đó, chu trình Calvin, chu trình C3, chu trình cacbon quang hợp (C3PCR), hay chu trình pentose phosphate khử. Phosphoryl hóa và khử (tạo triose phosphate). Dưới ánh sáng, acid phosphoglyceric được phosphoryl hóa thành 1, 3 bisphosphoglycerate. Dùng để tạo cacbonhydrate và tái tạo RuBP. Tái tạo RuBP, chất nhận cacbon dioxit. Tái sinh RuBP qua các chất đường trung gian C4, C5, C6 và C7. 4. Nhân tố nội sinh và ngoại sinh Loài thực vật: Cây ưa nắng và cây ưa bóng.. Đặc tính hình thái và cấu trúc của lá. Tình trạng sinh lý của lá. Tích lũy tinh bột. Liên hệ xuất nhập (cho nhận). Ba nhân tố giới hạn ngoại sinh: Nồng độ cacbon dioxit, cường độ ánh sáng và nhiệt độ. Quang hợp tối đa khi các yếu tố giới hạn ở mức tối hảo. Sắc tố quang hợp chính là chl a còn lại là phụ.
