tìm hiểu quang hợp ở thực vật

Ket-noi.com chia se TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT MỤC LỤC A MỞ ĐẦU I - Lí chọn đề tài: II Mục đích nghiên cứu III Đối tượng, phạm vi nghiên cứu IV Giả thuyết khoa học V Nhiệm vụ nghiên cứu VI Phương pháp nghiên cứu VII Dự kiến tính đề tài Vin Dàn ý nội dung kết cấu: B NỘI DUNG ế_ I Khái quát chưng quang họp 1.1 Định nghĩa quang họp 1.2 Phương trình tổng quát quang hợp 1.3 Vai trò quang họp II Cấu trúc chức máy quang hợp 2.1 Lá quan quang hợp 2.2 Lục lạp ! .7 11 2.3 Cấu tạo chức hệ sắc tố: 15 III Cơ chế quang hợp 24 3.1 Pha sáng 24 3.2 Pha tối - đường đồng hóa C0 quang họrp nhóm thực vật Error! Bookmark not definedề 3.2.1 Con đường đồng hóa C02thực vật c 3: 31 3.2.2 Con đường đồng hóa C0 thực vật c 37 3.2.3 Con đường đồng hóa C0 thực vật CAM 42 IV Quang hợp suất trồng 44 4.1 Anh hưởng quang hợp đến suất trồng 44 4.2.Biện pháp nâng cao suất trồng thông qua hoạt động quang họp 47 c KẾT LUẬN ! .7 .,7 „ 54 D: Tài liệu tham khảo 55 Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT Aế MỞ ĐÀU I - Lí chon đề tài: Sự phát triển khoa học-kĩ thuật kết trình nghiên cứu, tìm tòi sáng tạo loài người nhiều lĩnh vực khác toán học, hóa học, lí học, sinh học Sinh học khoa học nghiên cứu giới sinh vật tự nhiên Có nhiều loại sinh vật khác nhau: động vật, thực vật, vi khuẩn, nấm Sinh học chia làm nhiều phân môn như: động vật không xương sống, động vật có xương sống, phân loại thực vật, hình thái giải phẫu, sinh lí thực vật, hóa-sinh, giải phẫu sinh lí người Sinh lí thực vật môn khoa học nghiên cứu hoạt động sinh lí xảy to n g thể thực vật, quan hệ điều kiện sinh thái với hoạt động sinh lí ta khả điều chỉnh thực vật theo hướng có lợi cho người Các hoạt động sinh lí phức tạp, trình quang hợp trình chuyển hóa lượng ánh sáng mặt trời thành lượng hóa học tích lũy to n g hợp chất hữu cung cấp cho hoạt động sống cung cấp lượng lớn cho sống sinh vật trái đất, đảm bảo cân tỉ lệ O2/CO2 khí thuận lợi cho hoạt động sống sinh vật Đối với người quang hợp có vai trò vô cung to lớn cung cấp nguồi lượng, nguyên liệu vô phong phú đa dạng cho nhu càu người trái đất Quang hợp trình độc có khả biến “chất không ăn được” thành “chất ăn được”, trình mà tất hoạt động sống phụ thuộc vào Cơ chế xảy trình quang hợp nào? Ảnh hưởng quang hợp đến suất trồng nào? Nhiều câu hỏi đặt Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT cho nhà khoa học từ đề biện pháp để nâng cao suất trồng thông qua điều chỉnh hoạt dộng quang hợp cay trồng Đặc biệt nghiên cứu đề tài không giúp em trả lời thắc mắc, giải thích số tượng thường gặp Đây sở giúp em hiểu rõ nắm kiến thức làm tảng cho việc giảng dạy sau Xuất phát từ lí nên chọn đề tài “Tìm hiểu quang hợp thực vật ” IIẵMục đích nghiên cứu - Nắm vững sở lí thuyết trình quang hợp - Tìm hiểu biện pháp nâng cao suất ừồng thông qua quang hợp III Đối tượng, phạm vỉ nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Quá trình quang hợp thực vật - Phạm vi nghiên cứu: Sự quang hợp thực vật IV Giả thuyết khoa học Trên sở lí thuyết trình quang hợp thực vật giúp ngườ đọc thấy rõ chế xảy trình quang hợp thực vật biết cách điều chinh hoạt động quang hợp trồng theo hướng có lợi cho người Từ làm tăng hứng thú lòng say mê nghiên cứu khoa học, đặc biệt môn sinh học Đồng thời kích thích sáng tạo, tim tòi kiến thức sinh lí học thực vật kiến thức sinh học nói chung sinh viên, đặc biệt sinh viên chuyên ngành sinh-hóa V Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu chế xảy trình quang hợp thực vật - Tìm hiểu việc điều chỉnh hoạt động quang hợp trồng theo hướng có lợi cho người VI Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu kiến thức lí thuyết thông qua giáo trình sinh lý thực vật, tài liệu sách báo, internet kết hợp với giảng giáo viên Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT v n ế Dự kiến tính mói đề tài Đe tài sâu nghiên cứu trình quang hợp thực vật, tò làm rõ chế xảy trình quang hợp thực vật giúp người đọc dễ hiểu từ giúp người biết cách điều chỉnh trình quang hợp xanh để nâng cao suất trồng v n i ế Dàn ý nội dung kết cấu: Gồm mục: I Khái quát chung quang hợp thực vật II Cấu trúc, chức máy quang hợp III Cơ chế trình quang hợp IV Quang hợp suất trồng Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT B ếNỘI DUNG • I ỆKhái quát chung quang họp 1.1 Định nghĩa quang họp - Định nghĩa quang hợp cách đơn giản sau: Quang hợp trình tổng hợp chất hữu từ chất vô đơn giản CO2 H O tác dụng lượng ảnh sảng Mặt Trời tham gia sẳc tổ diệp lụ c - Xét chất trình biến đổi lượng quang hợp định nghĩa: Quang hợp trình biến đổi quang thành hóa xảy thực vật - Xét chất hóa học quang họp trình oxi hóa khử, C khử thành sản phẩm quang hợp 1.2 Phưomg trình tổng quát quang hợp + Phản ứng tổng quát chung quang họp viết: C + H20 [CH20] + Sản phẩm quan trọng quang hợp đường glucozơ Để tổng hợp phân tử glucozơ phải càn phân tử C phân tử H20 nên ta có phương trình tổng quát quang hợp C 02 + H20 C6H 120 + + Quả trình quang hợp chia làm pha: pha sáng pha tối 12 H2 O CO [ĨỈ2 ] + 12[H2] CO2 + H20 Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa + O2 C6Hi2 Q6 + (pha sáng) H2Q (pha tố i) C6H 120 + GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT 1.3 Vai trò quang họp Quang hợp xanh có vai trò vô to lớn hoạt động sống sinh vật trái đ ấ t, có người + Hoạt động quang hợp cung cấp nguồn chất hữu vô đa dạng phong phú thỏa mãn nhu càu dinh dưỡng moi sinh vật trái đất Thực vật quang hợp sản xuất chất hữu đáp ứng cho càu chình cung cấp cho sinh vật khác khả quang hợp động vật, người Năng lượng ánh sáng tích lũy vào chất hữu lại sinh vật sử dụng cho hoạt động sống + Hoạt động quang họp bảo đảm cân tỉ lệ O2/CO khí thuận lợi cho hoạt động sống sinh vật Tất sinh vật hấp thụ O2 để hô hấp lại thải CO2 vào khí Ngoài ra, hoạt động phân hủy chất hữu vi sinh vật, đốt cháy nhiên liệu nhà máy, phương tiện giao thông thải lượng lớn C đáng kể vào môi trường Ngược lại giới thực vật hoạt động quang hợp hấp thụ CO2 ừong khí thải khí quyển, trao đổi khí C ngược chiều hai trình bảo đảm cân ổn định nồng độ Oxi cacbonic ứong khí quyển: nồng độ ổn định mức 21 % C 0,03% Nếu hoạt động quang hợp giảm sút nồng độ khí CO2 tăng lên nguy hiểm cho sống sinh vật Chính vi vậy, xanh có vai trò quan trọng làm không • Đối với người quang họp có vai trò vô to lớn là: + Vai ừò quang trọng bậc quang hợp chỗ nhờ có trình mà lượng Mặt Trời chuyển thành lượng hóa học dự trữ cần thiết cho tất sinh vật Trái Đất Người ta tính toán thấy thực vật nước cạn thực bì tự nhiên năm tạo gần Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 110 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương tỉ TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở TH ựC VẶT hữu (trong người khai thác sử dụng gần 80 triệu ) tổng sản lượng thực vật trồng trọt năm 10 tì + Cung cấp nguồn nguyên liệu phong phú cho nhu cầu người trái đất Hiện tại, nguồn lượng người sử dụng chủ yếu lấy từ than đá, đầu mỏ, củi, than bùn ẳ Hiện người có sử dụng nguồn lượng nguyên tử ánh sáng, gióề chưa thể thay than đá dầu m ỏ ệ Thực vật quang hợp (Năng lượng Mặt Trời) C + H 20 [CH 20 ] + Hô hấp thực vật, động vật, Vi sinh vật, trình phân giải, đốt cháy Hình - Chu trình CO2 O2 tự nhiên Hình 2: Chu trình CO2 O2 thực vật Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa GVHD: ThS.ĐỈnh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT + Hoạt động quang hợp thực vật cung cấp cho người nguồn nguyên liệu vô phong phú đa dạng cho công nghiệp công nghiệp gỗ, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp thuốc lá, công nghiệp đường Sự phát triển ngành công nghiệp hoàn toàn phụ thuộc vào sản phẩm thực vật, tức sản phẩm quang hợp + Với sản xuất nông nghiệp quang hợp định 90 95% suất trồng Do vậy, muốn trồng đạt suất cao phải điều chỉnh hoạt động quang chúng biện pháp kĩ thuật canh tác họp lí Tóm lại, quang hợp trình độc có khả biến chất không ăn thành chất ăn được, trình mà tất hoạt động sống phụ thuộc vào Hay nói cách khác, nguồn gốc tất văn minh loài người sản sinh từ công thức đơn giản quang hợp IIỆCấu trúc chức máy quang hợp 2.1 Lá quan quang hợp 2.1.1 Hình thải lả - Lá thường có dạng mang đặc tính hướng sáng rõ rệt nên luôn vận động cho mặt phẳng vuông góc với tia sáng Mặt Trời để nhận nhiều lượng ánh sáng - Lá đa số hạt kín gồm phận chính: phiến lá, cuống lá, bẹ + Phiến lá: Là mỏng, rộng, màu lục, gồm tế bào thịt chứa nhiều lạp lục Lá có mặt: mặt mặt dưới, phiến có gân lên làm chức vận chuyển nhựa, vận chuyển nước, khoáng,ễ Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở TH ựC VẶT Hình 9: cấu tạo lả + Gân song song hay gân hình cung: Đặc trưng cho mầm + Gân hình mạng: Đặc trưng cho hai mầm + Gân hình mạng lông chim + Gân hình mạng chân vịt: Các gân từ đầu cuống xòe bàn tay Hinhf gaan las + Cuống lá: Hình trụ, lõm phía trên, phần nối với thân cành Ở số cây, cuống nên gốc đính trực tiếp vào thân( dứã ) + Bẹ lá: Một phần gốc cuống phình to thành bẹ ôm lấy thân Ợá cau, lúa, mía ) Một số họ (như họ lúa, họ hoa tán ễ) cỏ bẹ lá, nhiều bẹ 2ằJằ2ẼGiải phẫu lả - Mồ đồng hóa, nơi xảy trình quang hợp mô giậu mô xốp ( mô khuyết) Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa GVHD: ThS.ĐỈnh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT B iể u bì tfỄn Hình 11: Sơ đồ giải phẫu ỉá + Mô giậu có từ đến lớp tế bào hình chữ nhật dài, chất tế bào có nhiều lạp lục Trong tế bào, hạt diệp lục thường xếp theo chiều dọc tế bào tế bào mô giậu xếp thành hàng theo trục dài thẳng đứng, nhờ chúng hấp thụ ánh sáng cách có hiệu Giữa tế bào mô giậu có khoảng gian bào nhỏ, nơi dự trữ C càn thiết cho quang hợp Đây gọi lớp mô đồng hóa + Mô xốp (mô khuyết): Gồm tế bào đa giác, cạnh tròn, không đều, xếp rời rạc, để hở nhiều khoảng trống chứa khí, khoảng trống thông với phòng chứa khí Với lối cấu tạo này, mô xốp thực chức trao đổi khí với môi trường Tế bào mô xốp có lục lạp tế bào mô giậu nên trình quang hợp mô xốp xảy yếu mô giậu Và vi mà mặt thường có màu sẫm mặt Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 10 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT COOH L c =0 COOH I ch-nh I I ch2 ch2 L COOH COOH Axit aspartic + Phản ứng : Axit malic tác dụng enzim malatdehidrogenaza, xảy trình decacboxi hóa biến đổi thành axit pyruvic: COOH CH3 CHOH c =o ch2 cooh +C0 COOH * Chu trình (chu trình tổng hợp monosaccarit): Chu trình hoàn toàn giống chu thình Calvin - Benson Một điều đáng lưu ý thực vật C4 có hai dạng lục lạp với cấu trúc chức khác nhau: Lục lạp tế bào mô giậu lục lạp tế bào bao bó mạch Hai chu trình chu trình Hatch Slack định vị mặt không gian hai dạng lục lạp Chu trình 1, xẩy lục lạp tế bào mô giậu, chu trình xảy lục lạp tế bào bao bó mạch + - Ỷ nghĩa đường quang hợp thực vật C4 Đã có phân công trách nhiệm rõ ràng việc thực chức quang hợp C4 Một loại lục lạp chuyên trách cố định CO2 cách hiệu loại lục lạp chuyên khử CO2 thành chất hữu cho Do mà hoạt động quang hợp Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 41 C4 mạnh có GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT hiệu thực vật khác Kết suất sinh vật học C4 thường cao - Xét tiến hóa C4 có đường quang họp tiến hóa thực vật C CAM 3ể2ể3ềCon đường đồng hóa CO2 thực vật CAM Bên cạnh thực vật C (v ề hình thái, giải phẫu thích nghi với thay đổi điều kiện môi trường nóng, ẩm thay đổi liên tục) tồn dạng thực vật khác dạng CAM, thích ứng tốt với khí hậu khô nóng kéo dài Những thực vật có xu hướng cho thể tiếp xúc với môi trường bề mặt nhỏ nhất, giảm đến mức tối thiểu nước Tuy nhiên, đồng thời với giảm diện tích tiếp xúc giảm trao đổi khí thực vật với môi trường Đây mâu thuẫn thực vật CAM mâu thuẫn giải cách thay đổi đường cố định C0 quang họp, trường hợp thực vật C4 , nồng độ CO2 môi trường thấp Như bên cạnh đường cacbon thực vật c 3, C4, có đường cacbon thực vật CAM (các nhóm mọng nước dứa, xương rồng, vùng sa mạc, ) - Quá trình cố định C0 thực vào ban đêm Ban đêm, nhiệt độ không khí giảm xuống thi khí khổng mở để thoát nước CO2 xâm nhập vào qua khí khổng mở + Chất nhận C0 PEP sản phẩm AOA C Quá trình diễn lục lạp + AOA chuyển hóa thành malat (cũng CẠ Malat vận chuyển đến dự trữ dịch bào tế bào chất Do mà pH tế bào chuyển từ đến (axit hóa) Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 42 GVHD: ThSẵĐinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT - Quá trình khử CƠ2 diễn ban ngày có ánh sáng hoạt hóa hệ thống quang hóa khí khổng đóng lại Có hoạt động diễn đồng thời vào ban ngày: + Hệ thống quang hóa hoạt động Khi có ánh sáng pha sáng quang hợp diễn kết hình thành nên ATP NADPH2 giải phóng oxi ATP NADPH2 sử dụng cho khử CO2 pha tối + Malat bị phân hủy để giải phóng CO2 cung cấp cho chu trình C3 , axit pyruvic biến đổi thành chất nhận CO2 PEP + Thực chu trình C3 thực vật khác để tổng hợp nên chất hữu cho * Ỷ nghĩa đường quang hợp thực vật CAM - Đây đường quang hợp thích nghi với điều kiện khô hạn thực vật mọng nước Nhờ đường quang hợp mà khả chịu hạn chúng cao, hẳn thực vật chịu hạn khác - Do quang hợp to n g điều kiện khó khăn nên cường độ quang hợp thực vật mọng nước thường thấp, suất sinh học vào loại thấp sinh trưởng chậm thực vật khác Bảng 1: So sánh đặc điểm quang hợp nhóm thực vật ĐẠC ĐIEM THựC VẬT c THựC VẬT c4 THựC VẬT CAM Giải phẫu Kranz Không Có Không Chất nhận CƠ2đàu tiên RDP PEP PEP Sản phẩm APG (C3) AOA (C4) AOA (C4) Enzim cacboxyl hóa RDP- PEP-cacboxylaza PEP-cacboxylaza cacboxylaza RDP- RDP- cacboxylaza cacboxylaza Ngoài sáng Trong tối Rất thấp Rất thấp Thời gian cố định CO2 Quang hô hấp Ngoài sáng ứ c chế quang họp Cao Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 43 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT Có Không Có lên quang hợp(30-40°) Kìm hãm Kích thích Kích thích Điểm bù CO2 Cao(25- Thấp(O-lOppm) Thấp (0-5ppm) Năng suất sinh vật học ìooppm) Cao Thấp Sự thoát nước Thấp đến cao Thấp Rất thấp Hiệu ứng nhiệt độ cao Cao IV Quang họp suất trồng 4.1 Ảnh hưởng quang hợp đến suất trồng Quang hợp tạo 90-95% tổng lượng sinh khối (năng suất sinh học) trồng, phàn lại 5-10% chất dinh dưỡng khoáng + Sản phẩm nông nghiệp thu hoạch đường, tinh bột,protein, chất béo Nếu phân tích thành phàn hóa học sản phẩm thu hoạch thu được: c chiếm 45% chất khô, o khoảng 42-45%, H khoảng 6,5%, tổng cộng nguyên tố sản phẩm 93-95% khối lượng chất khô Phàn lại, chiếm khoảng 10% nguyên tố khoáng Như vậy, khoảng 90-95% sản phẩm thu hoạch lấy từ khí CƠ2 H2O thông qua hoạt động quang hợp Chính mà ta nói quang hợp định 90-95% suất trồng + Ở giai đoạn sinh trưởng mạnh nhất, tích lũy trung bình từ 80150Kg/ha/ngày đêm, cao đạt 300 - 500Kg/ha/ngày đêm Cũng thời gian này, rễ lấy từ đất từ - 2Kg nitơ, 0,25 - 0.5Kg photpho, - 4Kg kali - 4Kg nguyên tố khác, tổng cộng từ - lOKg chất khoáng Nhờ mà đồng hóa từ 150-300Kg, đạt tới 1000 - 1500Kg CO2 để chuyển hóa thành chất hữu tích lũy to n g nhờ trình quang hợp Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 44 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT + Các nguyên tố khoáng (chỉ chiếm 10% sản phẩm) có nhiệm vụ cấu tạo nên máy quang hợp kích thích hoạt động quang hợp để tổng họp nên chất hữu tích lũy vào sản phẩm thu hoạch Vì hoạt động máy quang hợp định 90-95% suất trồng nên tất biện pháp điều chỉnh suất trồng phải thông qua điều chỉnh hoạt động máy quang hợp + Năng suất ừồng gồm loại: suất sinh vật học định trình quang họp suất kinh tế; quang hợp ra, định trình vận chuyển tích lũy chất hữu quan kinh tế a) Năng suất sinh vật học * Định nghĩa: Tổng lượng chất khô mà trồng tích lũy đơn vị diện tích đất trồng trọt thời gian định (vụ, năm, hay chu trình sinh trưởng) gọi suất sinh vật học (NSsvh) Năng suất sinh vật học chủ yếu hoạt động quang hợp tích lũy lại tất quan phận b) Biểu thức tính NSsvh Nếu gọi lượng C trồng đồng hóa đơn vị diện tích lm 2/ngày đêm FC0 (gam), lượng chất khô tạo thành diện tích lm 2/ngày đêm Fk(gam)thì tỉ số Fk /Fco2“ Ke (Ke gọi hệ số hiệu quang hợp) Thông thường giá trị Ke từ 0,3-0,5 điều kiện bất lợi Ke Do lượng chất khô mà trồng tích lũy được/ha/ngày đêm tính công thức: Fco2.Ke.L C (chấtkhô)= -1000 Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 45 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT Trong C: Là tăng trưởng sinh khối khô(kg/ha/ngày đêm) L: m lá/ha Fco2 - Cường độ quang hợp(gam/m2 ỉá/ngày đêm) 1000: Hệ sổ quy đổi từ gam kg Nếu trồng có thời gian sinh trưởng dài n ngày suất sinh vật học tính theo phương trình: n.Fco2.KeL > = - —— 100000 (Tạ/ha) Trong đó: 100000 hệ số quy đổi từ kg tạ Như vậy, tổng tích lũy sinh khối thực vật phụ thuộc vào cường độ quang hợp, hệ số hữu hiệu (bao gồm mát cho trình hô hấp), diện tích bề mặt tổng số ngày chu kỳ sinh dưỡng, c) Năng suất kinh tế *Định nghĩa: Năng suất kinh tế lượng chất khô mà trồng tích lũy phận có giá trị kinh tế lớn người đơn vị diện tích trồng trọt khoảng thời gian (vụ, mùa, năm ) *Biểu thức tính NSkt = NSvshểKkt Kkt: Là hệ sổ kinh tế Từ suy Kkt= NSỈđ NSsvh Tùy theo trồng khác mà hệ số kinh tế khác Các trồng để lấy thân rau cải, phân xanh,cây bèo dâu Kkt = hay gần Các lấy củ, hạt, quả, sợi thi Kkt < 1, chẳng hạn Kkt (sợi bông) khoảng %, hòa thảo trồng, phàn vật chất khô hạt Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 46 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT tổng khối lượng khô quan mặt đất vào thời điểm thu hoạch biến động giới hạn tư 25% (các giống ngô, lúa mỳ đen) đến 50% (cây lúa), đậu: khoảng từ 30% (cây đậu tương) đến 60% (đậu cô ve) 4.2.Biện pháp nâng cao suất trồng thông qua hoạt động quang hợp *Biện pháp nâng cao suất sinh vật học Theo biểu thức tính suất sinh vật học ừồng, NSsvh phụ thuộc vào nhóm tiêu: - L: Diện tích tức bề mặt công tác quần thể trồng - Hoạt động quang hợp quàn thể bao gồm: + Fco2 xem tương đương với cường độ quang hợp + Ke phản ánh khả tích lũy nên tương đương với hiệu suất quang hợp quần thể - Thời gian sinh trưởng trồng tính từ lúc mọc (xuất có khả quang hợp) đến thu hoạch Do vậy, biện pháp nâng cao suất sinh vật học bao gồm: Nâng cao diện tích lá, tăng cường hoạt động quang hợp điều chỉnh thời gian quang họp 1) Biện pháp nâng cao diện tích - Cơ sở khoa học + Bề mặt quan quang họp để tạo chất hữu tích lũy vào quan kinh tế tạo nên suất trồng Vì vậy, nguyên tắc tăng diện tích biện pháp quan trọng để tăng suất trồng + Tuy nhiên, tăng diện tích tốt nhất? Nếu quàn thể có diện tích cao tàng che khuất sáng tầng tầng nhận ánh sáng điểm bù, tức chất hữu tạo quang hợp không bù đắp chất hữu không tiêu hao hô hấp Trong quần thể xuất mâu thuẫn sâu sắc Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 47 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT quang họp hô hấp: Các tầng đóng vai trò sản xuất, tầng chuyên tiêu thụ sản phẩm Nếu số tàng sản xuất hay tầng tiêu thụ quần thể tích lũy, không cho suất trì lâu chết Nếu diện tích thấp lãng phí lượng ánh sáng suất quần thể thấp Diện tích tối ưu quàn thể diện tích cho khả tích lũy cao hay nói cách khác có hiệu suất quang hợp cao Cần xác định diện tích tối ưu để làm sở cho việc điều chỉnh diện tích quàn thể Diện tích tối ưu thay đổi tùy theo giống VD: Các giống lúa cũ có diện tích tối ưu thấp (2-3m2 lá/ lm 2đất), giống lúa có loại hình thâm canh diện tích tối ưu cao (6 m lá/lm 2đất) + Động thái phát triển diện tích quàn thể trồng năm có dạng đường cong đỉnh mà cực đại trùng với giai đoạn hoa kết hạt Vì cần điều khiển cho diện tích sớm đạt cực đại tối ưu trì trạng thái tối ưu lâu tốt - Các tiêu xác định diện tích ỉá quần thể trồng + Chỉ số diện tích (hệ số lá) đo số m2 lá/lm đất trồng Đây tiêu quan trọng làm sở cho việc tăng diện tích + Thế quang hợp đo tổng số m2lá quần thể tính theo tòng ngày suốt đời sống Chỉ tiêu đánh giá khả làm việc quần thể suốt chu kì sinh trưởng Thế quang hợp đạt hàng triệu m 2/ha - Biện pháp nâng cao diện tích lả + Chọn giống có hệ số tối ưu cao hướng quan trọng nhà chọn tạo giống Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 48 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT VD: Như với giống lúa tiêu chuẩn chọn lọc làrthấp cây, góc nhỏ, đứng cứng với giống lúa đó, ta cấy dày bón đạm để tăng diện tích mà không bị lốp đổ + Sử dụng bón phân, đặc biệt phân đạm, để tăng nhanh chóng diện tích Tuy nhiên không nên lạm dụng nhiều phân đạm mà nên bón phân cân p K + Điều chỉnh mật độ biện pháp đơn giản để tăng diện tích Tùy theo giống, mức độ thâm canh, độ màu mỡ đất mà ta xác định mật độ thích hợp, cho phát triển tối đa, quần thể có diện tích tối ưu + Ngoài ra, càn phòng trừ sâu bệnh công vào có biện pháp kéo dài tuổi thọ 2) Điều chỉnh hoạt động quang hợp - Cường độ quang hợp tính lượng CƠ2 hấp thụ lượng thải hay lượng chất hữu tích lũy đơn vị diện tích đơn vị thời gian VD: số mg c o 2/1 dm2 lá/ Cường độ quang hợp đánh giá khả hoạt động quang họp quần thể trồng khác Nó tiêu thay đổi nhiều tùy thuộc vào giống, quan khác nhau, giai đoạn sinhn trưởng, điều kiện ngoại cảnh - Hiệu suẩt quang hợp (HSQH) + HSQH lượng chất khô trồng tích lũy m2 thời gian ngày đêm HSQH tính theo công thức: p _p HSQH = 1/2(L2 +L1).7’ Trong đó: Pj P2 khổi lượng chất khô ban đầu sau T ngày (gam) L]vàL2ỉà diện tích ỉá ban đầu sau T ngày thỉ nghiệm (m2) Nếu tính toàn chu kì sinh trưởng cây, hiệu suất quang hợp trung bình (HSQHTB) tính bằng: Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 49 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT HSQHTP = TNQH Trong đó: NSsvh suất sinh vật học TNQH thể quang hợp + Hiệu suất quang hợp đánh giá khả tích lũy quần thể trồng (lượng chất hữu tạo quang hợp - lượng chất hữu tiêu hao hô hấp) nên phản ánh suất trồng + Hiệu suất quang hợp thay đổi theo giai đoạn sinh trưởng Thường thi giai đoạn có hoạt động quang hợp mạnh nhất, giai đoạn làm đòng - trổ bông, có hiệu suất quang hợp cao - Biện pháp nâng cao cường độ hiệu suất quang hợp + Chọn giống có hoạt động quang hợp tối ưu: cường độ hiệu suất quang hợp cao Đây hướng chọn tạo giống dựa hoạt động sinh lý càn quan tâm nhiều + Tạo điều kiện trồng hoạt động quang hợp tốt nhất, vào giai đoạn hình thành suất kinh tế Các biện pháp áp dụng bố trí thời vụ tốt nhất, bón phân cân đối hợp lí, bảo đảm đày đủ nước giai đoạn hoa, kết hình thành quan dự trữ, phòng trừ sâu bệnh hại ừồng 3) Điều chỉnh thời gian quang hợp Thời gian quang hợp bao gồm thời gian quang hợp ngày, năm tuổi thọ quan quang hợp, chủ yếu tuổi thọ + Thời gian quang hợp ngày nước nhiệt đới thường ngắn nước ôn đới, nên suất trồng ta thường thấp nước ôn đới VD: Năng suất khoai tây nước ôn đới cao (40-60 tấn/ha), ta khoảng -2 tấn/ha Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 50 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT Tuy nhiên thời gian quang hợp năm nước nhiệt đới dài nhiều Các nước ôn đới thường coa vụ trồng trọt năm Các nước nhiệt đới tận dụng thời gian quang hợp suốt quanh năm, cách bố trí nhiều vụ trồng trọt năm xen canh gối vụ để tận dụng lượng ánh sáng phong phú + Tuổi thọ xem thời gian quang hợp trồng Trong thi cuối đòng có ý nghĩa quan trọng vi gàn toàn sản phẩm quang họp chúng vận chuyển tích lũy vào quan kinh tế Vì vậy, nhìn hình thái đòng ta dự đoán suất ruộng lúa Biện pháp kéo dài kéo dài tuổi thọ chủ yếu bón phân đầy đủ cân đối N : p : K, bảo đảm đày đủ nước phòng trừ sâu bệnh hại - Biện pháp nâng cao NSkt trồng Từ công thức: NSkt = NSsvh.Kkt cho thấy, muốn nâng cao suất kinh tế phải nâng cao suất sinh vật học (NSsvh) hệ số kinh tế (Kkt) Năng suất kinh tế định chủ yếu trình vận chuyển tích lũy chất hữu quan kinh tế Trong phàn đề cập đén biện pháp nâng cao suất sinh vật học Sau biện pháp nâng cao hệ số kinh tế (Kkt) trồng - Chọn tạo giống có hệ số kinh tế cao (Kkt) Kkt tiêu phản ánh đặc tính giống Chọn giống có Kkt cao hướng quan trọng nhà chọn tạo giống trồng Ngày nay, có nhiều giống có hệ số kinh tế cao VD: Các giống lúa có Kkt dao động 0,3 -0,5 nên suất chênh lệch nhiều Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 51 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT - Tạo điều kiện thuận lợi để huy động tối đa dòng chất hữu vận chuyển tích lũy quan kinh tế Các biện pháp bao gồm tưới nước, phân bón, bố trí thời vụ, phòng trừ sâu bệnh + Nước yếu tố quang trọng sinh trưởng đặc biệt vận chuyển chất hữu tò thân, quan dự trữ (hạt, củ, quả, bắp ) Do giai đoạn hình thành quan kinh tế thiếu nước trình thụ tinh, kết hạt mà quan ứọng kim hãm tốc độ vận chuyển vật chất quan kinh tế nên hạt lép, lửng, khối lượng hạt nhỏ NSkt giảm Nếu gặp hạn ngừng vận chuyển chất hữu thay đổi chiều hướng dòng vận chuyển Hiện tượng " chảy ngược dòng " chất hữu từ quan dự trữ quan dinh dưỡng ảnh hưởng nghiêm trọng đến NSkt Do đó, việc bảo đảm đủ nước, to n g thời gian hình thành quan kinh tế có ý nghĩa định việc tăng suất kinh tế ừồng + Phân bón có tác dụng tăng cường dòng vận chuyển vật chất quan dự trữ Trong loại phân bón, phân kali có ý nghĩa quan trọng việc huy động dòng chất hữu chảy quan dự trữ Vi K có mặt nhiều mô libe Kali nguyên tố mang lại hiệu cao tất loại trồng, đặc biệt lấy bột, đường (khoai tây, khoai lang, mía, củ cải đường K làm tăng hàm lượng đường, tinh bột, làm củ mẩy, hạt chắc, mía Đối với họ Đậu (lạc, đậu tương, đậu côve, đậu đũa ) thiếu photpho Vì sản xuất nông nghiệp, bón phân lân mang lại hiệu cao họ Đậu Các nguyên tố vi lượng khác như: Cu, Zn, B, Mo, M n tham gia vào cấu trúc kích thích hoạt động hầu hết enzim quang hợp ảnh hưởng tốt đến vận chuyển sản phẩm quang hợp quan kinh tế, làm tăng NSkt trồng Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 52 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT Việc sử dụng phân bón chứa nguyên tố vi lượng chất điều hòa sinh trưởng biện pháp kích thích dòng vận chuyển chất hữu tích lũy quan dự trữ + Ngoài ra, việc bố trí thời vụ cách hợp cho loại trồng để lúc hĩnh thành quan kinh tế có điều kiện sinh thái thuận lợi (nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng ) cho trình thụ phấn, thụ tinh tích lũy vào quan dự trữ Việc phòng trừ sâu bệnh kịp thời tạo điều kiện cho tích lũy tốt, góp phần tăng suất kinh tế Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 53 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT c KẾT LUẬN • Sau tìm hiểu đề tài “ Tim hiểu quang hợp thực vật” giúp em nắm vững sở lí thuyết, hiểu sâu chế quang hợp thực vật ảnh hưởng quang hợp đến suất trồng Từ đề biện pháp để nâng cao suất trồng Tìm hiểu đề tài cho em hội làm quen với việc nghiên cứu khoa học, có tác phong làm việc khoa học Điều có ích cho em, giúp em có thêm kiến thức, hiểu biết sâu trình quang hợp thực vật từ vận dụng điều chỉnh hoạt động quang hợp trồng để cải thiện nâng cao suất trồng, đồng thời tảng vững phục vụ cho công tác giảng dạy sau Trong trình làm đề tài với cố gắng thân em thi em nhận giúp đỡ cô giáo: Ths.ĐINH THỊ THU PHƯƠNG, tận tình giúp đỡ em thực đề tài này, với góp ý bạn sinh viên lớp k31sinh-hóa Thông qua em xin chân thành cảm ơn Hiện em sinh viên ngồi ghế nhà trường kinh nghiệm trình độ hạn chế nên em dã cố gắng nhiều để hoàn thành tốt đề tài không tránh thiếu sót nội dung hình thức Vi em mong góp ý kiến bảo quý thầy cô bạn để đề tài hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn ỉ Sinh viên thực Nguyễn Thị An Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 54 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT D: Tài liêu tham khảo • Giáo trình sinh lí thực vật: Hoàng Minh Tấn - Vũ Quang Sáng Nguyễn Kim Thanh - Nhà xuất Đại Học Sư Phạm Giáo trình sinh lí học thực vật: Hoàng Minh Tấn - Nguyễn Quang Thạch - Trần Văn Phẩm - Nhà xuất nông nghiệp - Hà Nội 1993 Sinh lí học thực vật: Tràn Đăng Kế - Nguyễn Như Khanh Sinh lí học thực vật: Nguyễn Như Khanh - Cao Phi Bằng - Nhà xuất giáo dục Giáo trình sinh lí thực vật: Vũ Văn Vụ - Vũ Thanh Tâm Hoàng Minh Tấn - Nhà xuất giáo dục Các trang web: - http ://www sinhhocvietĩiamỂcom - http://giaoanỂvioletỂvn - http ://contact@bachkhoatoanthu gov Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 55 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương [...]... trình quang hợp cơ bản nhất của thế giới thực vật xảy ra trong tất cả thực vật, dù là thực vật thượng đẳng hay hạ đẳng, dù thực vật C 3 , C4 hay thực vật CAM Đây là chu trình khử CO2 duy nhất để tạo nên các sản phẩm quang họp trong thế giới thực vật - Trong chu trình tạo ra nhiều sản phẩm sơ cấp của quang hợp Đó là các hợp chất C 3, c5, Cô Các hợp chất này là nguyên liệu để tổng hợp nên các sản phẩm quang. .. khử C 0 2 ở pha tối Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 30 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở TH ựC VẶT 3.2 Pha tốỉ - các con đường đồng hóa CƠ2 trong họp ở các nhóm thực vật 3ằ2ằl Con đvòng đồng hỗa CO2 thực vật C3 Các thực vật C 3 chỉ tiến hành một chu trình quang hợp là chu trình C3 hay còn gọi là chu trình Calvin Chu trình cố định do nhà bác học Mĩ Calvin đưa ra từ 1951 Cơ sở của chu trình... tượng huỳnh quang và lân quang là hiên tượng truyền năng lượng giữa các sắc tố Quá trình biến đổi trang thái của sắc tố ở giai đoạn quang vật lí có thể tóm tắt như sau: Chl Clorophin ở trạng thái bình thường thứ cấp + hv Năng lượng ánh sáng Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa Chl* Chl trạng thái kích thích Clorophin ở Clorophin ở 26 trạng thái bền GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT Sau... thụ của antoxyan bổ sung cho quang phổ hấp thụ của clorophin Khi hấp thụ quang tử ánh sáng, nó biến thành năng lượng quang Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 23 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT tử thành dạng nhiệt năng, sưởi ấm cho cây Điều này giải thích tại sao những cây vùng lạnh lại có màu sắc sặc sỡ b, Vai trò của antoxyan - Antoxyan làm tăng quang hợp do tăng hàm lượng CƠ2 trong... của quang hợp và các sản phẩm trung gian của quá trình quang hợp Tại đây, xảy ra các chu trình quang hợp tức là thực hiện pha tối của quang hợp Grana Xoang Ulaeoií M ả i ip Hệ riỡl các gnana / ẳ fi 'ấ M à n * tlla c o it Chết nến Hình 12: Sơ đồ cấu trủc của lục lạp thực vật bậc cao 2.2.2 Hình thái, số lượng, kích thvức của lục lạp - Hình thái của lục lạp: Lục lạp có hình thái rất đa dạngề Ở các loài thực. .. An,K31 Sinh - Hóa 13 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT của tế bào thịt lá của tế bào thực vật C4 lục lạp này thực hiện chu trình C3 quang hợp 2.2.4 thành phần hóa học của lục lạp: Thành phần hóa học của lạp lục rất phức tạp H2O chiếm 75%, còn lại là chất khô (chủ yếu là chất hữu cơ 70-72% chất khô) và khoáng chất - Thành phần hóa học quang trọng nhất trong lạp lục là protein (chiếm... sinh học và hóa học mà quá trình quang hợp là một to n g những quá trình trao đổi chất quang trọng nhất Nguyễn Thị An,K31 Sinh - Hóa 14 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT 2ễ3ễ Cấu tạo và chức năng của các hệ sắc tố: 2 3 1 Cấu tạo và chức năng của nhóm sắc tố xanh- diệp lục a, Cấu trúc của diệp lục - Có 5 loại diệp lục: a, b, c, d, e Ở thực vật thượng đẳng chỉ có hai loại diệp... chia làm hai giai đoạn : Giai đoạn quang vật lí và giai đoạn quang hóa học 3.1.1 Giai đoạn quang vật lí - Giai đoạn quang vật lí của quang hợp bao gồm quá trình hấp thụ năng lượng và sự di trú tạm thời năng lượng trong cấu trúc của phân tử clorophin Theo lí thuyết thi: Tỉ lệ giữa số photon chiếu xuống vật thể và số phàn tử của vật thể bị kích động bằng 1 , nhưng to n g thực tế tỉ lệ này thường lớn hơn...TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT Giữa mô giậu và mô xốp có những tế bào thâu góp, hình đa giác, chứa ít lạp lục hơn các tế bào khác của mô xốp, thực hiện chức năng thâu góp các sản phẩm của quang họp, chuyển tới libe của gân lá Như vậy, mô giậu chủ yếu thực hiện chức năng đồng hóa, còn mô xốp có thể coi là một mô vận chuyển: chuyển các sản phẩm tạo thành trong quang hợp vào khí quyển... An,K31 Sinh - Hóa 29 GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT + Con đường đi điện tử ở chu trình này là e từ clorophinchuyeenr đến khử NADP và e trở về clorophin là e của nước + v ề sản phẩm của chu trình photphorin hóa không vòng là ATP, NADPH2, 0 2 + Hệ sắc tố tham gia là PSII đây là hệ sắc tố sóng ngắn và cả sóng dài (Ằ < 680nm) Ở thực vật, trong hai chu trình photphorin hóa vòng và ... Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở THựC VẬT v n ế Dự kiến tính mói đề tài Đe tài sâu nghiên cứu trình quang hợp thực vật, tò làm rõ chế xảy trình quang hợp thực vật giúp người đọc dễ hiểu từ giúp... chu trình quang hợp giới thực vật xảy tất thực vật, dù thực vật thượng đẳng hay hạ đẳng, dù thực vật C , C4 hay thực vật CAM Đây chu trình khử CO2 để tạo nên sản phẩm quang họp giới thực vật - Trong... GVHD: ThS.Đinh Thị Thu Phương TÌM HIỂU QUANG HỢP Ở TH ựC VẶT Chức thỉlacoỉt thực biến đồi quang thành hóa thực pha sáng quang hợp Đối với số thực vật nhiệt đới (thực vật thuộc ngóm C4), lục lạp