Sinh 11 Kết nối tri thức bài 4: Quang hợp ở thực vật
Dừng lại và suy ngẫm trang 27 SGK Sinh 11 Kết nối
Câu 1: Nguyên liệu, năng lượng được sử dụng trong quang hợp có nguồn gốc từ
đâu? Sản phẩm của quang hợp là gì và chúng có vai trò như thế nào đối với sinh giới? Bài làm
- Nguồn gốc của nguyên liệu trong quang hợp: CO2 có nguồn gốc từ khí quyển,
H2O được hấp thụ từ môi trường.
- Nguồn gốc của năng lượng trong quang hợp: năng lượng ánh sáng thường có
nguồn gốc từ Mặt Trời.
- Sản phẩm của quang hợp là chất hữu cơ và khí O2:
+ Vai trò của chất hữu cơ tạo ra từ quang hợp: cung cấp dinh dưỡng và năng lượng
cho hầu hết các sinh vật trên Trái Đất; là nguyên liệu, nhiên liệu cho các ngành công
nghiệp, xây dựng, y dược,...
+ Vai trò của khí O2 tạo ra từ quang hợp: khí O2 được tạo ra có ý nghĩa quan trọng
đối với sự cân bằng O2/CO2 trong khí quyển, giúp đảm bảo nguồn dưỡng khí cho các sinh vật.
Câu 2: Hệ sắc tố ở cây xanh được chia làm mấy nhóm? Cho biết vai trò của các
nhóm sắc tố này trong quang hợp. Bài làm
- Hệ sắc tố quang hợp ở cây xanh gồm hai nhóm chính là diệp lục (chlorophyll) và carotenoid.
- Vai trò của các nhóm sắc tố trong quang hợp: Hệ sắc tố quang hợp trên màng
thylakoid có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và biến đổi năng lượng ánh sáng
thành dạng hóa năng. Trong đó, diệp lục a ở trung tâm trực tiếp đảm nhận nhiệm vụ
biến đổi quang năng thành hóa năng chứa trong ATP và NADPH, còn các sắc tố
khác có vai trò hấp thụ và truyền năng lượng ánh sáng cho diệp lục a ở trung tâm.
Câu 3: Một số loài thực vật có lá màu đỏ thực hiện quang hợp được không? Vì sao? Bài làm
- Một số loài thực vật có lá màu đỏ vẫn có khả năng quang hợp bình thường.
- Giải thích: Trong lá có nhiều loại sắc tố khác nhau, tỉ lệ các loại sắc tố này sẽ quyết
định màu sắc của lá cây. Ở những loài thực vật có lá màu đỏ, hàm lượng nhóm sắc
tố carotenoid sẽ cao hơn hàm lượng nhóm sắc tố diệp lục chứ không phải là không
có chứa diệp lục. Do vẫn có chứa diệp lục nên một số loài thực vật có lá màu đỏ vẫn
có khả năng quang hợp bình thường.
Dừng lại và suy ngẫm trang 30 SGK Sinh 11 Kết nối
Câu 1: Quá trình quang hợp gồm những pha nào? Nguyên liệu và sản phẩm của mỗi pha là gì? Bài làm
- Quá trình quang hợp gồm hai pha là: pha sáng và pha tối.
- Nguyên liệu và sản phẩm của mỗi pha:
Câu 2: Tại sao lại gọi là thực vật C3, thực vật C4 và thực vật CAM? Ba nhóm thực
vật này có quá trình quang hợp thích nghi với điều kiện sống như thế nào? Bài làm
- Giải thích tên gọi của các nhóm thực vật:
+ Gọi là thực vật C3 vì sản phẩm đầu tiên khi cố định CO2 là hợp chất có 3 carbon (3 – PGA).
+ Gọi là thực vật C4 vì sản phẩm đầu tiên khi cố định CO2 là hợp chất có 4 carbon (oxaloacetic acid – OAA).
+ Gọi là thực vật CAM (Crassulacean Acid Metabolism) vì chúng cố định CO2 bằng
con đường CAM (diễn ra gồm 2 giai đoạn tương tự thực vật C4 nhưng diễn ra trên
cùng một tế bào ở hai thời điểm khác nhau) và được đặt tên theo họ thực vật mà cơ
chế này lần đầu tiên được phát hiện ra - họ Crassulacean.
- Sự thích nghi với điều kiện sống trong quá trình quang hợp ở 3 nhóm thực vật:
+ Nhóm thực vật C3 thích nghi với điều kiện khí hậu vùng ôn đới và cận nhiệt đới
(điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, nước,… thường ổn định không quá cao cũng không
quá thấp). Do đó, thực vật C3 chỉ cần tiến hành cố định CO2 theo chu trình C3 (Calvin) khi có ánh sáng.
+ Hai nhóm thực vật C4 và CAM có quá trình quang hợp thích nghi với điều kiện
sống không thuận lợi: nhóm thực vật C4 thích nghi với điều kiện khí hậu vùng nhiệt
đới và cận nhiệt (cường độ ánh sáng cao); nhóm thực vật CAM thích nghi với khí
hậu sa mạc hoặc các điều kiện hạn chế về nước (cường độ ánh sáng cao, thiếu
nước). Do đó, pha tối ở cây C4 và CAM có thêm chu trình sơ bộ cố định CO2 (dưới
tác dụng của enzyme PEP – carboxylase có ái lực cao với CO2, cây C4 và CAM có
thể cố định nhanh CO2 ở nồng độ rất thấp) đảm bảo nguồn cung cấp CO2 cho quang
hợp trong điều kiện khí khổng chủ động đóng một phần để tránh mất nước khi trời nắng, hạn.
Dừng lại và suy ngẫm trang 32 SGK Sinh 11 Kết nối
Câu 1: Những yếu tố ngoại cảnh nào ảnh hưởng đến cường độ quang hợp? Giải thích cơ sở khoa học. Bài làm
Những yếu tố ngoại cảnh chủ yếu ảnh hưởng đến cường độ quang hợp là: ánh
sáng, khí CO2, nhiệt độ, nước, chất khoáng. Yếu tố Cơ sở khoa học ngoại cảnh
Ánh sáng - Ánh sáng là điều kiện cơ bản để cây tiến hành quang hợp, do ảnh
hưởng trực tiếp đến phản ứng phân li nước và mức độ kích thích của
các phân tử diệp lục, đồng thời, ảnh hưởng đến sự đóng mở của khí
khổng nên gián tiếp ảnh hưởng đến hàm lượng CO2 trong tế bào.
- Cường độ ánh sáng, thành phần ánh sáng đều ảnh hưởng đến quá
trình quang hợp ở thực vật:
+ Hiệu quả của quang hợp tăng khi tăng cường độ ánh sáng và đạt
giá trị cực đại ở điểm bão hòa ánh sáng; vượt qua điểm bão hòa ánh
sáng, cường độ quang hợp không tăng mà có thể bị giảm.
+ Ánh sáng đỏ và xanh tím giúp tăng hiệu quả quang hợp. Ngoài ra,
thành phần ánh sáng cũng ảnh hưởng tới sự chuyển hóa sản phẩm
quang hợp: ánh sáng xanh tím kích thích sự tổng hợp các amino acid,
protein; trong khi ánh sáng đỏ lại thức đẩy sự hình thành carbohydrate. Khí CO2
- CO2 là nguyên liệu trong pha tối của quá trình quang hợp → Trong
giới hạn nhất định, khi nồng độ CO2 tăng thì cường độ quang hợp
cũng tăng. Tuy nhiên, nồng độ CO2 tăng quá cao (khoảng 0,2 %) có
thể làm cây chết vì ngộ độc, còn nồng độ CO2 quá thấp, quang hợp sẽ không xảy ra. Nhiệt độ
- Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động của các enzyme xúc tác phản
ứng trong quang hợp của thực vật; ảnh hưởng đến sự hấp thụ nước
và sự đóng mở khí khổng → Khi nhiệt độ tăng thì cường độ quang
hợp tăng nhanh và thường đạt cực đại ở nhiệt độ tối ưu, sau đó giảm dần. Nước
- Nước vừa là nguyên liệu cho quang hợp vừa ảnh hưởng đến sự
đóng mở khí khổng → Khi cây hấp thụ đủ nước thì quang hợp mới diễn ra bình thường. Chất
- Chất khoáng có ảnh hưởng trực tiếp đến bộ máy và cơ chế quang khoáng
hợp: các nguyên tố N, P, S, Mg là những nguyên tố cần thiết để xây
dựng bộ máy quang hợp; Fe, Cl tham gia vào sự tổng hợp diệp lục, K
tham gia điều tiết sự đóng mở khí khổng;… → Cần cung cấp các
nguyên tố khoáng đầy đủ và cân đối để quá trình quang hợp đạt hiệu quả cao.
Câu 2: Tại sao trong sản xuất nông nghiệp, muốn cây sinh trưởng, phát triển tốt và
cho năng suất cao thì không nên trồng với mật độ quá dày? Bài làm
Trong sản xuất nông nghiệp, muốn cây sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất
cao thì không nên trồng với mật độ quá dày vì: Khi trồng ở mật độ quá dày cây sẽ
thu nhận được ít ánh sáng, hạn chế về nguồn nước và chất dinh dưỡng,… dẫn đến
hoạt động quang hợp của cây trồng kém hiệu quả khiến sự tổng hợp và tích lũy chất
hữu cơ của cây sụt giảm. Hậu quả là cây sẽ sinh trưởng, phát triển kém và cho năng suất thấp.
Dừng lại và suy ngẫm trang 33 SGK Sinh 11 Kết nối
Câu 1: Tại sao quang hợp quyết định năng suất cây trồng? Bài làm
Quang hợp quyết định năng suất cây trồng vì khoảng 90 – 95% tổng khối lượng chất
khô của tế bào và cơ thể thực vật chính là các hợp chất hữu cơ do quang hợp tạo ra.
Chính vì vậy, quang hợp là nhân tố quyết định năng suất cây trồng, hiệu quả của
quá trình quang hợp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng.
Câu 2: Các biện pháp kĩ thuật nào có thể tác động tới quang hợp nhằm nâng cao
năng suất cây trồng? Phân tích tác dụng của mỗi biện pháp. Bài làm
- Một số biện pháp kĩ thuật có thể tác động tới quang hợp nhằm nâng cao năng suất
cây trồng: bón phân hợp lí, cung cấp đủ nước, gieo trồng đúng thời vụ, chọn tạo
giống có khả năng quang hợp cao, phòng trừ sâu bệnh hại,…
- Phân tích tác dụng của mỗi biện pháp trên:
+ Bón phân hợp lí: giúp thúc đẩy quá trình vận chuyển sản phẩm đồng hóa về cơ
quan dự trữ, làm tăng năng suất. Phân bón cũng là yếu tố ảnh hưởng đến sự phát
triển đến bộ lá của cây, diện tích lá lớn sẽ nâng cao hiệu quả quang hợp.
+ Cung cấp nước đầy đủ cho cây trồng: Nước quyết định sự vận chuyển vật chất
trong cây về cơ quan dự trữ, đặc biệt là khi cây bắt đầu chuyển sang giai đoạn sinh
sản. Đồng thời, nước là nguyên liệu của quang hợp. Do đó, cung cấp nước đầy đủ
làm tăng hiệu quả quang hợp, từ đó, làm tăng năng suất cây trồng.
+ Gieo trồng đúng thời vụ: giúp tạo điều kiện thuận lợi về các yếu tố thời tiết (nhiệt
độ, cường độ ánh sáng,…) làm tăng cường độ và hiệu suất quang hợp, từ đó, cho năng suất cao.
+ Chọn tạo giống có khả năng quang hợp cao: Những giống cây trồng có diện tích lá
lớn, cường độ quang hợp cao sẽ giúp cây trồng có tiềm năng đạt năng suất cao.
+ Phòng trừ sâu bệnh hại, tiêu diệt cỏ dại: giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển
tốt, loại bỏ sự cạnh tranh dinh dưỡng, từ đó, cho năng suất cao.
Câu 3: Công nghệ trồng cây không cần ánh sáng mặt trời là gì? Hãy kể tên một số
loại cây trồng được áp dụng công nghệ này. Bài làm
- Công nghệ trồng cây không cần ánh sáng mặt trời là công nghệ sử dụng đèn LED
thay thế ánh sáng mặt trời, giúp con người có thể chủ động tạo được nguồn ánh
sáng có cường độ và thành phần quang phổ phù hợp với quá trình quang hợp ở từng loại cây trồng.
- Một số loại cây trồng được áp dụng công nghệ trồng cây không cần ánh sáng mặt
trời: các loại rau xanh như xà lách, rau diếp, rau cải, rau muống, củ cải đỏ, cần
tây,… các loại cây cảnh như hoa hồng, hoa lan, kiềng lá, sen đá,…
Luyện tập và vận dụng trang 34 SGK Sinh 11 Kết nối
Câu 1: Tại sao các cây xương rồng, thuốc bỏng,… thường sinh trưởng và phát triển
chậm hơn so với các cây thuộc nhóm thực vật C3, C4? Bài làm
Cây xương rồng, thuốc bỏng, ... thuộc loại thực vật CAM có khả năng giữ nước rất
tốt, có quá trình quang hợp gần giống với thực vật C4 cũng như rất hiệu quả trong
việc sử dụng nitơ. Tuy nhiên, điều kiện sống của chúng quá khắc nghiệt (nắng nóng,
khô hạn, ít CO2), do vậy chúng là các loại cây phát triển chậm khi so sánh với các
loài thực vật khác. Ngoài ra, thực vật CAM cũng tránh quang hô hấp. Enzyme chịu
trách nhiệm cố định cacbon trong chu trình Calvin, Rubisco, không thể phân biệt
CO2 với oxy. Kết quả là thực vật sử dụng năng lượng để phá vỡ các hợp chất cacbon.
Câu 2: Tại sao trong trồng trọt người ta thường trồng xen cây có điểm bù ánh sáng
thấp với cây có điểm bù ánh sáng cao? Lấy ví dụ. Bài làm
Trong trồng trọt người ta thường trồng xen cây có điểm bù ánh sáng thấp với cây có
điểm bù ánh sáng cao. Bởi vì, điểm bù ánh sáng là cường độ ánh sáng mà tại đó
cường độ quang hợp bằng cường độ hô hấp. Cây ưa bóng có điểm bù ánh sáng
thấp, cây ưa sáng có điểm bù ánh sáng cao. Việc trồng xen cây có điểm bù ánh
sáng thấp với cây có điểm bù ánh sáng cao nhằm mục đích tận dụng triệt để nguồn
ánh sáng và chất dinh dưỡng trên một diện tích trồng trọt mà vẫn đảm bảo năng
suất cây trồng, đảm bảo cả hai loài đều thực hiện được quang hợp.
Câu 3: Trong trồng trọt, muốn tăng năng suất và chất lượng cây trồng như khoai tây,
khoai lang, sắn dây, mía, củ cải đường,… thông qua quang hợp, cần áp dụng các biện pháp kĩ thuật nào? Bài làm
Trong trồng trọt, muốn tăng năng suất và chất lượng cây trồng như khoai tây, khoai
lang, sán dây, mía, cù cải đường, ... thông qua quang hợp, cần áp dụng: Biện pháp
kĩ thuật nông học. Biện pháp này giúp thúc đẩy quá trình vận chuyển sản phẩm
đồng hóa về cơ quan dự trữ, làm tăng năng suất cây trồng. Đồng thời, phân bón
cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của bộ lá. Diện tích lá nhiều
sẽ nâng cao hiệu suất quang hợp. Bên cạnh đó, cũng cần cung cấp nước đầy đủ
cho cây trồng, gieo trồng đúng thời vụ.
---------------------------------