Lạp thể

www.themegallery.com
Bài thuyết trình
Bào quan: Lạp thể
Lớp: Y1H
Nguyễn Hoài Thu
Phạm Vũ Thu Trang
Trần Linh Phương
Lê Thị Minh Ngọc
Lạp thể
Lạp thể là bào quan của tế bào thực vật chuyên trách việc tổng hợp gluxid từ các hợp chất vô cơ.
Phân loại lạp thể
Bạch lạp
Lục lạp
Sắc lạp
Bạch lạp
Lạp bột - tổng hợp các tinh bột thứ cấp từ các sản phẩm của quá trình quang hợp thành tinh bột dữ trữ dưới dạng các hạt tinh bột có kích thước lớn.
Lạp dầu - nơi tổng hợp dầu
Lạp đạm - nơi tập trung nhiều protein
1
2
3
Bạch lạp là là loại lạp thể không màu, có hình dạng không xác định,
phân bố trong các bộ phận không màu của thực vật bậc cao,
nhất là ở các mô phôi, ngọn rễ, ngọn thân, cánh hoa màu trắng, nội nhũ của hạt.
www.thmemgallery.com
Company Logo
Sắc lạp
Màu đỏ
Chứa caroten
Sắc lạp
Màu vàng
Chứa xantophyl.
Sắc lạp là loại lạp thể có màu trong các bộ phận có màu của cây, chứa các sắc tố, chủ yếu là Caroten và Xantophyl. Các sắc tố trong sắc lạp có khả năng hấp thụ ánh sáng yếu để chuyển năng lượng ấy vào trong gluxit. Ngoài ra sắc lạp còn có tác dụng tạo màu cho hoa và quả.
Các loại lạp thể có khả năng biến đổi từ loại này sang loại khác trong quá trình phát sinh cá thể. Ví dụ như: sự hóa xanh của mầm khoai, lục lạp ở quả xanh thay bằng sắc lạp khi quả chín…

Theo dõi sự chín của quả, ta có thể thấy rõ quá trình hình thành sắc lạp từ lục lạp. Trong quá trình hình thành sắc lạp, chlorophyl và tinh bột trong lục lạp dần biến mất, đồng thời hàm lượng carotenoic tăng dần và hòa tan trong lipit ở dạng các thể cầu bé. Cấu trúc tấm của lục lạp bị phá hủy, chất nền bị thoái hóa. Như vậy có thể xem sắc lạp là giai đoạn già cỗi và thoái hóa của lục lạp.
Lạp thể
Lục lạp
Thành phần hóa học của lục lạp
Hình thái lục lạp
Lục lạp có hình thái rất đa dạng.
_ Ở thực vật bậc thấp: lục lạp có nhiều dạng khác nhau (võng, cốc, sao…) do không bị ánh sáng mặt trời trực tiếp thiêu đốt.
_ Ở thực vật bậc cao: lục lạp chỉ có 1 dạng duy nhất là hình bầu dục do thích nghi với sự tiếp nhận ánh sáng.
+ Khi ánh sáng mạnh, lục lạp xếp dọc theo vách tế bào, song song với chiều tia sáng -> ít bị tổn thương do bề mặt tiếp xúc ánh sáng nhỏ nhất.
+ Khi ánh sáng yếu, lục lạp xếp vuông góc với chiều tia sáng để tăng bề mặt tiếp xúc với ánh sáng.
Cấu trúc lục lạp
Lục lạp được bao bởi 2 lớp màng lipoprotein trơn nhẵn.
+ Màng ngoài có tính thấm cao.
+ Màng trong kém thấm hơn và mang các protein màng vận tải chuyên trách việc đẩy Glyxeraldehit 3-photphat, sản phẩm gluxit của lục lạp, ra khỏi lục lạp để vào bào tương.
+ Giữa 2 lớp màng này có xoang gian màng hẹp, có pH = 7 như bào tương.
Phần dịch được giới hạn bởi màng trong được gọi là chất nền hay stroma, là thể keo trong suốt không cản ánh sáng, có độ nhớt cao giúp các quá trình hóa học xảy ra thuận lợi. Trong chất nền có chứa các riboxom 70s và các hạt tinh bột, ADN, ARN lục lạp, và các enzim chịu trách nhiệm tổng hợp gluco của chu trình Calvin.
ADN lục lạp là ADN kép, vòng, trần.
Lục lạp có đủ các loại ADN, ARN và riboxom -> có thể tự tổng hợp một số protein cho riêng mình -> lục lạp có thể tự tăng số lượng bằng cách phân chia khi thiếu và tự tiêu biến khi thừa.
Cấu trúc lục lạp
Cấu trúc quan trọng nhất của lục lạp là hệ thống hạt hình mạng lưới nằm trong chất nền. Hệ thống gồm các hạt grana nối với nhau bằng những tấm gian hạt (tilacoit cơ chất). Số hạt có thể thay đổi tùy loại lục lạp. Hạt có đường kính khoảng 0,6 micromet.
Hạt là hệ thống túi dẹp xếp chồng lên nhau hay các tấm tilacoit. Tilacoit có đường kính 0,6 micromet, dày 20 nm và được bao bởi 1 lớp màng lipoprotein giới hạn xoang tilacoit.
Trên màng tilacoit chứa các đơn vị quang hợp (quangtoxom) chứa hệ sắc tố, các nhân tố và enzim của dãy chuyền electron (plastokinon, các citocrom, pheredoxin…) và tổng hợp ATP (ATP-sinteaza) của hệ quang hóa I (P700) và hệ quang hóa II (P680).
Hệ sắc tố
Các nhóm
sắc tố
Gồm 2 nhóm:
Caroten: C40H56
Xantophyl: C40H56O(1-6)
Có ở thực vật bậc thấp, gồm 2 loại:
Phycoerythin: C34H47N4O8
Phycoxyanin: C34H42N4O9
Gồm 10 loại tương tự nhau, trong đó dla và dlb là quan trọng nhất.
Dl a: C55H72O5N4Mg
Dl b: C55H74O6N4Mg
Chlrophyl
Phicobilin
Nhóm sắc tố dịch bào
Carotenoic
Nhóm sắc tố chính: Chlorophyl
Cấu trúc Chlorophyl
Phân tử Chlorophyl có cấu trúc không đối xứng, gồm:
+ Nhân poocpirin ưa nước có Mg ở trung tâm.
_Cho phép electron di chuyển tự do trên bề mặt diệp lục, không cố định 1 chỗ. Khi photon ánh sáng có bước sóng thích hợp đập vào phân tử, electron có thể nhảy, chuyển đến mức năng lượng cao hơn.
_Có nhiều nối đôi cách đều -> nối đôi cộng đồng -> hấp thụ mạnh ánh sáng.
+ Đuôi phiton dài kị nước.
Dl a và dl b phân biệt nhau ở gốc CH3 và CHO.
Cấu trúc phức hệ sắc tố
Các phân tử cholophyl xếp trong màng theo trật tự nhất định, đầu ưa nước liên kết với protein đặc trưng trong màng, đuôi kị nước liên kết với photpholipit.
Các phân tử Chlorophyl tập hợp thành từng phức hệ gồm khoảng 200 phân tử hoạt động như 1 dàn ăng ten thu bắt photon ánh sáng được gọi là phức hệ ăng ten.
Mỗi phức hệ hoạt động như 1 cái phễu dùng để tập trung năng lượng ánh sáng vào 2 phân thử dl a đặc biệt của phức hệ gọi là trung tâm phản ứng. TTPU liên kết với các chất nhận electron và cho electron trong dãy chuyền electron của hệ quang hợp.
Vai trò của các nhóm sắc tố phụ
Truyền năng lượng ánh sáng cho diệp lục.
Tham gia quá trình quang phân ly nước, thải oxi.
Lọc ánh sáng, bảo vệ diệp lục khi cường độ ánh sáng mạnh.
Chức năng của lục lạp
Lục lạp có chức năng quang hợp. Ánh sáng mặt trời ở dạng quang tử được hấp thụ bởi chất dl, các electron được giải phóng và được truyền đi qua dãy chuyền electron, và ATP được tổng hợp nhờ phức hệ ATP-sinteaza.
Lục lạp sử dụng năng lượng ATP và hệ enzim trong cơ chất để tổng hợp cacbohydrat.
PTTQ quang hợp:
6CO2 + 12H2O -> C6H12O6 + 6H2O + 6O2
Quá trình quang hợp
Quá trình quang hợp diễn ra theo 2 pha:
Pha sáng: gồm các phản ứng cần ánh sáng để oxi hóa nước, sử dụng H+ và electron cho việc hình thành ATP , NADPH và giải phóng oxi.
Pha tối: sử dụng năng lượng của pha sáng để khử CO2 tạo chất hữu cơ.
Pha sáng
Pha sáng giống nhau ở mọi nhóm thực vật, gồm 2 quá trình:
Quang lý học
Quang hóa học
+ Quang hóa sơ cấp
+ Photphorin hóa quang hóa
+ Quang phân ly nước.
PTTQ: 12H2O + 18ADP + 18P* + 12NADP -> 18ATP + 12NADPH + 6O2
Quang lý học
Hệ sắc tố hấp thu năng lượng của các photon ánh sáng theo phản ứng kích thích chất dl.

Chdl + NL ás Chdl* Chdl**
(bình thường) (kích thích) (bền thứ cấp)

Năng lượng kích thích dl ở 2 trạng thái Chdl* và Chdl** sử dụng cho quá trình quang hóa.
Quang hóa học
Dl sử dụng năng lượng photon hấp thụ được vào các phản ứng quang hóa tạo ATP và NADPH. Gồm 3 quá trình:
Quang hóa sơ cấp:
+ Quang khử dl và oxi hóa chất cho electron.
+ Chdl chuyển electron cho chất nhận electron và trở về trạng thái ban đầu.
Photphorin hóa quang hóa:
+ Các electron giàu năng lượng ở vòng ngoài của dl bị bắn ra khỏi dl di trú tạm thời tại các trung tâm phản ứng (TTPU) PSI và PSII.
+ Các electron này chuyền qua hệ thống vận chuyển electron để tổng hợp ATP và NADPH theo 2 con đường:
_ Photphorin hóa vòng.
_ Photphorin hóa không vòng.
Quang phân ly nước.
Photphorin hóa quang hóa
Photphorin hóa vòng:
Electron bắn khỏi dl tại PSI, di chuyển qua hệ thống vận chuyển electron gồm các plastokinon, các citocrom, pheredoxin…
Năng lượng phóng từ electron giàu năng lượng dùng để tổng hợp ATP, còn electron trở lại dl khép kín chu trình.
Phương trình:
nADP + nP* -> nATP
Photphorin hóa quang hóa
Photphorin hóa không vòng:
Electron bắn khỏi dl tại PSII, qua chuỗi chuyền e đến PSI, e của PSI bắn ra, qua chuỗi chuyền e rồi được NADP nhận, không khép kín chu trình.
Năng lượng phóng từ electron giàu năng lượng dùng để tổng hợp ATP.
e của PSI được NADP nhận để tạo NADPH.
e của PSII mất được e của PSI bù lại.
e của PSI mất được e của quang phân ly nước bù lại.
Phương trình:
2H2O + 2NADP + 2ADP + 2P* -> 2NADPH + 2ATP + O2
Quang phân ly nước
Là quá trình quan trọng nhất trong pha sáng.
Dưới tác dụng của ánh sáng, các phản ứng diễn ra:
4Chdl + 4hv -> 4Chdl*
4H2O -> 4H+ + 4OH-
4OH- -> 4e- + 4OH
4OH -> 2H2O2
2H2O2 -> 2H2O + O2
=> Như vậy, sau quá trình quang phân ly nước
12H2O  24H+ + 24e- + 6O2
Trong đó:
+ 12H+ được NADP vận chuyển vào pha tối.
+ 12H+ tạo chênh lệch H+ 2 bên màng tilacoit để tổng hợp ATP.
+ 24e- được bù cho PSII.
+ 6O2 là sản phẩm thừa và được thải ra ngoài.
Pha tối
Gồm các phản ứng tối (không cần ánh sáng), được xúc tác bởi một chuỗi các enzim có trong chất nền của lục lạp.
Pha tối sử dụng ATP và NADPH do pha sáng tạo ra để tổng hợp cacbohydrat từ CO2 của khí quyển.
Pha tối khác nhau ở ở nhóm thực vật sống ở các vùng sinh thái khác nhau.
Con đường cố định CO2 ở thực vật C3
– Chu trình Calvin
Chu trình Calvin:
Vị trí: chất nền lục lạp (stroma)
Gồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn Cacboxyl hóa (cố định CO2)
+ Giai đoạn khử
+ Giai đoạn tái sinh

Chu trình Calvin
Giai đoạn cacboxyl hóa: 3CO2 đi vào chu trình được chất nhận electron đầu tiên - Ribulozo 1,5 diphotphat (RiDP – 5C) - cố định tạo ra sản phẩm cố định đầu tiên là Axit photphoglixerit (APG – 3C)
3C5 + 3CO2 + 3H2O -> 6C3
Giai đoạn khử: APG bị khử bởi NADPH nhờ năng lượng ATP tạo ra Andehit photphoglixerit (AlPG – 3C)
6C3 + 6ATP + 6NADPH -> 6C3 + 6NADP + 6ADP + 3H2O

Chu trình Calvin
Giai đoạn tái sinh: trong 6AlPG tạo thành thì 1 AlPG sẽ trải qua 1 vài phản ứng nữa để tạo ra ½ Gluco, 5AlPG còn lại sẽ tham gia quá trình tái sinh chất nhận (RiDP) nhờ năng lượng ATP.
5C3 + 3ATP -> 3C5 + 3ADP
C3 -> ½ C6H12O6
Như vậy, sau 2 vòng chu trình Calvin, 6CO2 sẽ tạo ra được 1 phân tử Gluco.
PTTQ pha tối:
6CO2 + 12NADPH + 18ATP -> C6H12O6 + 18ADP + 12NADP + 6H2O
Nguồn gốc lục lạp
Theo nghiên cứu cho thấy, lục lạp có các đặc điểm:
Kích thước tương đương vi khuẩn.
Trong 2 lớp màng của lục lạp:
+ Màng ngoài là màng của TBNT
+ Màng trong là màng của TBNS
Có ADN kép, vòng, trần, riboxom 70s -> có thể tự nhân đôi, phân đôi, tổng hợp protein.
Có các đơn vị quang hợp định vị trên màng tilacoit.
=> Vì vậy, có thể kết luận rằng, lục lạp có nguồn gốc từ vi khuẩn hiếu khí quang hợp sống tự dưỡng, nội cộng sinh với TBNT.
www.themegallery.com
Thank You!