A HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1. Khái niệm về quang hợp a. Khái niệm Khái niệm: Quang hợp là quá trình cây xanh hấp thụ năng lượng ánh sáng bằng hệ sắc tố của mình và sử dụng năng lượng này để tổng hợp chất hữu cơ (đường glucôzơ) từ các chất vô cơ (CO2 và H2O). b. Vai trò của quá trình quang hợp Quang hợp tạo ra hầu như toàn bộ các chất hữu cơ trên trái đất. Hầu hết các dạng năng lượng sử dụng cho các quá trình sống của các sinh vật trên trái đất ( năng lượng hoá học tự do ATP) đều được biến đổi từ năng lượng ánh sáng mặt trời (năng lượng lượng tử) do quá trình quang hợp. Quang hợp giữ trong sạch bầu khí quyển: Hàng năm quá trình quang hợp của các cây xanh trên trái đất đã hấp thụ 600 tỉ tấn khí CO2 và giải phóng 400 tỉ tấn khí O2 vào khí quyển. Nhờ đó tỉ lệ CO2 và O trong khí quyển luôn được giữ cân bằng (CO2: 0,03%, O2: 21%), đảm bảo cuộc sống bình thường trên trái đất. c. Bản chất hoá học và khái niệm hai pha của quang hợp: Quang hợp gồm: Quá trình oxy hoá H2O nhờ năng lượng ánh sáng. Đây là giai đoạn gồm các phản ứng cần ánh sáng, phụ thuộc vào ánh sáng, gọi là pha sáng của quang hợp. Pha sáng hình thành ATP, NADPH và giải phóng O2. Quá trình khử CO2 nhờ ATP và NADPH do pha sáng cung cấp. Đây là giai đoạn gồm các phản ứng không cần ánh sáng, nhưng phụ thuộc vào nhiệt độ, gọi là pha tối của quang hợp. Pha tối hình thành các hợp chất hữu cơ, bắt đầu là đường glucôzơ. 2. Bộ máy quang hợp a. Lá cơ quan quang hợp Hình thái, cấu trúc của lá liên quan đến chức năng quang hợp. Lá dạng bản và có đặc tính hướng quang ngang Lá có một hoặc hai lớp mô giậu ở mặt trên và mặt dưới lá ngay sát lớp biểu bì chứa lục lạp thực hiện chức năng quang hợp Lá có lớp mô khuyết với khoảng gian bào lớn,nơi chứa nguyên liệu quang hợp Lá có hệ thống mạch dẫn dày đặc để dẫn sản phẩm quang hợp đi các cơ quan khác Lá có hệ thống khí khổng ở cả mặt trên và mặt dới để trao đổi khí trong quá trình quang hợp. b. Lục lạp bào quan thực hiện chức năng quang hợp Cấu trúc của lục lạp thích ứng với việc thực hiện hai pha của quang hợp: pha sáng thực hiện trên cấu trúc hạt, pha tối thực hiện trên thể nền. c. Hệ sắc tố quang hợp Nhóm sắc tố chính clorophin. Clorophin a: C55 H72 O5 N4 Mg Clorophin b: C55 H70 O6 N4 Mg Nhóm sắc tố phụ Carotenoid Caroten: C40 H56 Xanthophin: C40 H56O(16) Nhóm sắc tố của thực vật bậc thấp phycobilin: Phycoerythrin: C34 H47 N4 O8 Phycoxyanin: C34 H42 N4 O9 Vai trò của các nhóm sắc tố trong quang hợp: Nhóm Clorophin hấp thụ ánh sáng chủ yếu ở vùng đỏ và vùng xanh tím chuyển năng lượng thu được từ các phôton ánh sáng cho quá trình quang phân ly H2O và cho các phản ứng quang hóa để hình thành ATP và NADPH. Nhóm Carotenoit sau khi hấp thụ ánh sáng, đã truyền năng lượng thu được dưới dạng huỳnh quang cho Clorophin. Nhóm Phycobilin hấp thụ ánh sáng ở vùng sóng ngắn, sóng có thể tới được nơi sinh sống của rong, rêu, tảo,…( dưới tán rừng hoặc dưới các lớp nước sâu ) 3. Cơ chế quang hợp a. Pha sáng Trong pha này hệ sắc tố thực vật hấp thụ năng lượng của các phôtôn ánh sáng và sử dụng năng lượng này cho các quá trình: quang hoá sơ cấp, quang phân li nước và photphorin hoá quang hoá. Có thể tóm tắt pha sáng bằng các phản ứng sau: + Phản ứng kích thích chlorophin: chl + h√ = chl = chl (chltrạng thái bình thường, chltrạng thái kích thích, chltrạng thái bền thứ cấp). + Phản ứng quang phân li nước: 4 chl + 2 H2O 4chlH+ + 4e + O2 + Phản ứng quang hoá sơ cấp (được thực hiện bằng hai hệ quang hoá PSI và PSII) và photphorin hoá quang hoá: 12 H2O +18ADP + 18Pv + 12NADP 18ATP + 12NADPH2 +6O2 b. Pha tối Trong pha này ATP và NADPH hình thành từ pha sáng được sử dụng để khử CO2 tạo ra chất hữu cơ đầu tiên đường glucôzơ. Pha tối được thực hiện bằng ba chu trình ở ba nhóm thực vật khác nhau: thực vật C3, thực vật C4 và thực vật CAM (viết tắt từ cụm từ Crassulacean Acid Metabolism trao đổi acit ở họ Thuốc bỏng). Quang hợp ở các nhóm thực vật C3., C4 và CAM đều có một điểm chung là giống nhau ở pha sáng, chúng chỉ khác nhau ở pha tối tức là pha cố định CO2 và tên gọi thực vật C3., C4 là gọi theo sản phẩm cố định CO2 đầu tiên, còn thực vật CAM là gọi theo đối tượng thực vật có con đường cố định CO2 này. 4. Ảnh hưởng của nhân tố môi trường đến quang hợp a. Quang hợp và nồng độ CO2 CO2 trong không khí là nguồn cung cấp cacbon cho quang hợp. Nồng độ CO2 trong không khí quyết định vận tốc của quá trình quang hợp. Điểm bù CO2: Nồng độ CO2 tối thiểu để cường độ quang hợp và cường độ hô hấp bằng nhau. Điểm bão hoà CO2: Nồng độ CO2 tối đa để cường độ quang hợp đạt cao nhất. b. Quang hợp và ánh sáng Cường độ ánh sáng Điểm bù ánh sáng: Cường độ ánh sáng tối thiểu để cường độ quang hợp và hô hấp bằng nhau. Điểm bão hoà ánh sáng: Cường độ ánh sáng cực đại để cường độ quang hợp đạt cực đại. Về thành phần quang phổ ánh sáng: Nếu cùng một cường độ chiếu sáng thì ánh sáng đơn sắc màu đỏ sẽ có hiệu quả quang hợp lớn hơn ánh sáng đơn sắc màu xanh tím. c. Quang hợp và nhiệt độ Hệ số nhiệt Q10 đối với pha sáng là: 1,1 1,4,đối với pha tối là: 23. Cường độ quang hợp phụ thuộc rất chặt chẽ vào nhiệt độ. Sự phụ thuộc giữa nhiệt độ và quang hợp theo chiều hướng như sau: khi nhiệt độ tăng thì cường độ quang hợp tăng rất nhanh và thường đạt cực đại ở 25 350C rồi sau đó giảm mạnh đến 0. d. Quang hợp và nước Hàm lượng nước trong không khí, trong lá ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước,do đó ảnh hưởng đến độ mở khí khổng,tức là ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ CO2 vào lục lạp. Nước ảnh hởng đến tốc độ sinh trưởng và kích thước của bộ máy đồng hoá. Nước ảnh hưởng đến tốc độ vận chuyển các sản phẩm quang hợp Hàm lượng nước trong tế bào ảnh hưởng đến độ hidat hoá của chất nguyên sinh và do đó đến điều kiện làm việc của hệ thống enzim quang hợp Quá trình thoát hơi nước đã điều hoà nhiệt độ của lá,do đó ảnh hưởng đến quang hợp Sau cùng nước là nguyên liệu trực tiếp cho quang hợp với việc cung cấp H+ và e cho phản ứng sáng. 5. Quang hợp và năng suất cây trồng a. Quang hợp quyết định năng suất cây trồng Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định năng suất cây trồng. Phân tích thành phần hoá học trong sản phẩm thu hoạch của cây trồng ta sẽ có các số liệu sau: C: 45%, O: 4245%, H: 6,5% chất khô. Tổng ba nguyên tố này chiếm 9095% khối lượng chất khô. Phần còn lại: 510% là các nguyên tố khoáng. Rõ ràng là 9095% sản phẩm thu hoạch của cây lấy từ CO2 và H2O thông qua hoạt động quang hợp. b. Các biện pháp nâng cao năng suất cây trồng thông qua quang hợp Đã có nhiều nghiên cứu làm sáng tỏ mối quan hệ giữa hoạt động của bộ máy quang hợp và năng suất cây trồng. Nhitriporovich nhà Sinh lí thực vật người Nga đã đưa ra biểu thức năng suất cho mối quan hệ này: Nkt = (FCO2.L.Kf .Kkt)n Nkt : năng suất kinh tếphần chất khô tích luỹ trong cơ quan kinh tế FCO2: khả năng quang hợp gồm: cường độ quang hợp (mg CO2dm2 lá.giờ) và hiệu suất quang hợp (gam chất khôm2lá.ngày). L: diện tích quang hợp, gồm chỉ số diện tích lá (m2 lám2 đất) và thế năng quang hợp (m2 lá.ngày). Kf: hệ số hiệu quả quang hợp tỷ số giữa phần chất khô còn lại và tổng số chất khô quang hợp được.
Trang 1QUANG HỢP Ở THỰC VẬT
A - HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
1 Khái niệm về quang hợp
a Khái niệm
- Khái niệm: Quang hợp là quá trình cây xanh hấp thụ năng lượng ánh sáng bằng hệ sắc tố của mình và sử dụng năng lượng này để tổng hợp chất hữu cơ (đường glucôzơ) từ các chất vô cơ (CO2 và H2O)
b Vai trò của quá trình quang hợp
- Quang hợp tạo ra hầu như toàn bộ các chất hữu cơ trên trái đất.
- Hầu hết các dạng năng lượng sử dụng cho các quá trình sống của các sinh vật trên trái đất ( năng lượng hoá học tự do - ATP) đều được biến đổi từ năng lượng ánh sáng mặt trời (năng lượng lượng tử)
do quá trình quang hợp
- Quang hợp giữ trong sạch bầu khí quyển: Hàng năm quá trình quang hợp của các cây xanh trên trái đất đã hấp thụ 600 tỉ tấn khí CO2 và giải phóng 400 tỉ tấn khí O2 vào khí quyển Nhờ đó tỉ lệ CO2
và O trong khí quyển luôn được giữ cân bằng (CO2: 0,03%, O2: 21%), đảm bảo cuộc sống bình thường trên trái đất
c Bản chất hoá học và khái niệm hai pha của quang hợp:
Quang hợp gồm:
- Quá trình oxy hoá H2O nhờ năng lượng ánh sáng Đây là giai đoạn gồm các phản ứng cần ánh sáng, phụ thuộc vào ánh sáng, gọi là pha sáng của quang hợp Pha sáng hình thành ATP, NADPH và giải phóng O2
- Quá trình khử CO2 nhờ ATP và NADPH do pha sáng cung cấp Đây là giai đoạn gồm các phản ứng không cần ánh sáng, nhưng phụ thuộc vào nhiệt độ, gọi là pha tối của quang hợp Pha tối hình thành các hợp chất hữu cơ, bắt đầu là đường glucôzơ
2 Bộ máy quang hợp
a Lá - cơ quan quang hợp
* Hình thái, cấu trúc của lá liên quan đến chức năng quang hợp
- Lá dạng bản và có đặc tính hướng quang ngang
- Lá có một hoặc hai lớp mô giậu ở mặt trên và mặt dưới lá ngay sát lớp biểu bì chứa lục lạp thực hiện chức năng quang hợp
- Lá có lớp mô khuyết với khoảng gian bào lớn,nơi chứa nguyên liệu quang hợp
- Lá có hệ thống mạch dẫn dày đặc để dẫn sản phẩm quang hợp đi các cơ quan khác
- Lá có hệ thống khí khổng ở cả mặt trên và mặt dới để trao đổi khí trong quá trình quang hợp
b Lục lạp - bào quan thực hiện chức năng quang hợp
Cấu trúc của lục lạp thích ứng với việc thực hiện hai pha của quang hợp: pha sáng thực hiện trên cấu trúc hạt, pha tối thực hiện trên thể nền
c Hệ sắc tố quang hợp
- Nhóm sắc tố chính - clorophin
- Clorophin a: C55 H72 O5 N4 Mg
- Clorophin b: C55 H70 O6 N4 Mg
- Nhóm sắc tố phụ - Carotenoid
- Caroten: C40 H56
- Xanthophin: C40 H56O(1-6)
- Nhóm sắc tố của thực vật bậc thấp - phycobilin:
Trang 2- Phycoerythrin: C34 H47 N4 O8
- Phycoxyanin: C34 H42 N4 O9
* Vai trò của các nhóm sắc tố trong quang hợp:
- Nhóm Clorophin hấp thụ ánh sáng chủ yếu ở vùng đỏ và vùng xanh tím chuyển năng lượng thu được từ các phôton ánh sáng cho quá trình quang phân ly H2O và cho các phản ứng quang hóa để hình thành ATP và NADPH
- Nhóm Carotenoit sau khi hấp thụ ánh sáng, đã truyền năng lượng thu được dưới dạng huỳnh quang cho Clorophin
- Nhóm Phycobilin hấp thụ ánh sáng ở vùng sóng ngắn, sóng có thể tới được nơi sinh sống của rong, rêu, tảo,…( dưới tán rừng hoặc dưới các lớp nước sâu )
3 Cơ chế quang hợp
a Pha sáng
- Trong pha này hệ sắc tố thực vật hấp thụ năng lượng của các phôtôn ánh sáng và sử dụng năng lượng này cho các quá trình: quang hoá sơ cấp, quang phân li nước và photphorin hoá quang hoá
- Có thể tóm tắt pha sáng bằng các phản ứng sau:
+ Phản ứng kích thích chlorophin: chl + h√ = chl* = chl
(chl-trạng thái bình thường, chl*-trạng thái kích thích, chl-trạng thái bền thứ cấp)
+ Phản ứng quang phân li nước:
4 chl* + 2 H2O → 4chlH+ + 4e + O2
+ Phản ứng quang hoá sơ cấp (được thực hiện bằng hai hệ quang hoá PSI và PSII) và photphorin hoá quang hoá:
12 H2O +18ADP + 18Pv + 12NADP → 18ATP + 12NADPH2 +6O2
b Pha tối
- Trong pha này ATP và NADPH hình thành từ pha sáng được sử dụng để khử CO2 tạo ra chất hữu cơ đầu tiên - đường glucôzơ Pha tối được thực hiện bằng ba chu trình ở ba nhóm thực vật khác nhau: thực vật C3, thực vật C4 và thực vật CAM (viết tắt từ cụm từ Crassulacean Acid Metabolism - trao đổi acit ở họ Thuốc bỏng)
- Quang hợp ở các nhóm thực vật C3., C4 và CAM đều có một điểm chung là giống nhau ở pha sáng, chúng chỉ khác nhau ở pha tối - tức là pha cố định CO2 và tên gọi thực vật C3., C4 là gọi theo sản phẩm
cố định CO2 đầu tiên, còn thực vật CAM là gọi theo đối tượng thực vật có con đường cố định CO2 này
4 Ảnh hưởng của nhân tố môi trường đến quang hợp
a Quang hợp và nồng độ CO 2
- CO2 trong không khí là nguồn cung cấp cacbon cho quang hợp Nồng độ CO2 trong không khí quyết định vận tốc của quá trình quang hợp
- Điểm bù CO2: Nồng độ CO2 tối thiểu để cường độ quang hợp và cường độ hô hấp bằng nhau
- Điểm bão hoà CO2: Nồng độ CO2 tối đa để cường độ quang hợp đạt cao nhất
b Quang hợp và ánh sáng
* Cường độ ánh sáng
- Điểm bù ánh sáng: Cường độ ánh sáng tối thiểu để cường độ quang hợp và hô hấp bằng nhau
- Điểm bão hoà ánh sáng: Cường độ ánh sáng cực đại để cường độ quang hợp đạt cực đại
* Về thành phần quang phổ ánh sáng:
Nếu cùng một cường độ chiếu sáng thì ánh sáng đơn sắc màu đỏ sẽ có hiệu quả quang hợp lớn hơn ánh sáng đơn sắc màu xanh tím
Trang 3c Quang hợp và nhiệt độ
- Hệ số nhiệt Q10 đối với pha sáng là: 1,1- 1,4,đối với pha tối là: 2-3
- Cường độ quang hợp phụ thuộc rất chặt chẽ vào nhiệt độ Sự phụ thuộc giữa nhiệt độ và quang hợp theo chiều hướng như sau: khi nhiệt độ tăng thì cường độ quang hợp tăng rất nhanh và thường đạt cực đại ở 25 - 350C rồi sau đó giảm mạnh đến 0
d Quang hợp và nước
- Hàm lượng nước trong không khí, trong lá ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước,do đó ảnh hưởng đến độ mở khí khổng,tức là ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ CO2 vào lục lạp
- Nước ảnh hởng đến tốc độ sinh trưởng và kích thước của bộ máy đồng hoá
- Nước ảnh hưởng đến tốc độ vận chuyển các sản phẩm quang hợp
- Hàm lượng nước trong tế bào ảnh hưởng đến độ hidat hoá của chất nguyên sinh và do đó đến điều kiện làm việc của hệ thống enzim quang hợp
- Quá trình thoát hơi nước đã điều hoà nhiệt độ của lá,do đó ảnh hưởng đến quang hợp
- Sau cùng nước là nguyên liệu trực tiếp cho quang hợp với việc cung cấp H+ và e cho
phản ứng sáng
5 Quang hợp và năng suất cây trồng
a Quang hợp quyết định năng suất cây trồng
Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định năng suất cây trồng Phân tích thành phần hoá học trong sản phẩm thu hoạch của cây trồng ta sẽ có các số liệu sau: C: 45%, O: 42-45%, H: 6,5% chất khô Tổng ba nguyên tố này chiếm 90-95% khối lượng chất khô Phần còn lại: 5-10% là các nguyên tố khoáng Rõ ràng là 90-95% sản phẩm thu hoạch của cây lấy từ CO2 và H2O thông qua hoạt động quang hợp
b Các biện pháp nâng cao năng suất cây trồng thông qua quang hợp
Đã có nhiều nghiên cứu làm sáng tỏ mối quan hệ giữa hoạt động của bộ máy quang hợp và năng suất cây trồng Nhitriporovich- nhà Sinh lí thực vật người Nga đã đưa ra biểu thức năng suất cho mối quan hệ này:
Nkt = (FCO2.L.Kf Kkt)n
Nkt : năng suất kinh tế-phần chất khô tích luỹ trong cơ quan kinh tế
FCO2: khả năng quang hợp gồm: cường độ quang hợp (mg CO2/dm2 lá.giờ) và hiệu suất quang hợp (gam chất khô/m2lá.ngày)
L: diện tích quang hợp, gồm chỉ số diện tích lá (m2 lá/m2 đất) và thế năng quang hợp (m2 lá.ngày) Kf: hệ số hiệu quả quang hợp - tỷ số giữa phần chất khô còn lại và tổng số chất khô quang
hợp được
Kkt: hệ số kinh tế - tỷ số giữa số chất khô tích luỹ trong cơ quan kinh tế và tổng số chất khô quang hợp được
n: thời gian hoạt động của bộ máy quang hợp
Từ biểu thức trên chúng ta thấy rằng: năng suất cây trồng phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Khả năng quang hợp của giống cây trồng (FCO2)
- Nhịp điệu sinh trưởng của bộ máy quang hợp (L)
- Khả năng tích luỹ chất khô vào cơ quan kinh tế (Kf, Kkt)
- Thời gian hoạt động của bộ máy quang hợp (n)
c Triển vọng của năng suất cây trồng
Trong tương lai với sự tiến bộ của các phương pháp chọn, lai tạo giống mới , với sự hoàn thiện các biện pháp kĩ thuật canh tác, chắc chắn việc nâng cao năng suất cây trồng ở một đất nước giầu ánh sáng như nước ta sẽ có triển vọng rất to lớn
Trang 4B - HỆ THỐNG CÂU HỎI
Câu 25 Để phân biệt thực vật C3 và C4 người ta làm thí nghiệm sau:
TN1: Đưa cây vào chuông thủy tinh kín và chiếu sáng liên tục
TN2: Trồng cây trong nhà kín có thể điều chỉnh được nồng độ O2
TN3: Đo cường độ quang hợp ở các điều kiện ánh sáng cao, nhiệt độ cao (mgCO2/dm2lá.giờ) Hãy phân tích nguyên tắc của các thí nghiệm nói trên
Trả lời:
* Thí nghiệm 1:
- Nguyên tắc: Dựa vào điểm bù CO2 khác nhau của TVC3 và TVC4 Cây C3 sẽ chết trước do có điểm
bù CO2 cao khoảng 30ppm còn TV C4 có điểm bù CO2 thấp (0-10ppm)
* Thí nghiệm 2:
- Nguyên tắc: Dựa vào hô hấp sáng Hô hấp sáng phụ thuộc vào nồng độ O2; hô hấp sáng chỉ có ở thực vật
C3 không có ở thực vật C4 nên khi điều chỉnh O2 cao thì năng suất quang hợp TV C3 giảm đi
* Thí nghiệm 3:
- Nguyên tắc: Dựa vào điểm bảo hòa ánh sáng Điểm bảo hòa ánh sáng của thực vật C4 cao hơn thực vật C3 nên ở điều kiện ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao do cường độ quang hợp của thực vật C4 cao hơn (thường gấp đôi ) thực vật C3
Câu 26 ( Đề Thi HSG Hà Tĩnh - 2013)
a Điểm bù ánh sáng là gì? Có thể sử dụng điểm bù ánh sáng để xác định cây ưa bóng và cây ưa sáng được không? Giải thích.
a Mặc dù diện tích lỗ khí của toàn bộ khí khổng chỉ gần bằng 1% diện tích của lá, nhưng lượng nước thoát ra khỏi khí khổng lại lớn hơn lượng nước thoát qua bề mặt lá nhiều lần Tại sao vậy?
Trả lời:
a - Điểm bù ánh sáng: Điểm bù ánh sáng là điểm cường độ ánh sáng mà ở đó cường độ quang hợp và
cường độ hô hấp bằng nhau
- Có thể sử dụng để phân biệt cây ưa bóng và cây ưa sáng:
+ Cây ưa sáng có điểm bù ánh sáng cao, cây ưa bóng có điểm bù ánh sáng thấp
+ Nếu ở một cường độ ánh sáng nào đó:
* một cây thải CO2, có nghĩa là cây có điểm bù ánh sáng cao → cây ưa sáng
* còn một cây vẫn hấp thụ CO2, có nghĩa là cây có điểm bù ánh sáng thấp → cây ưa bóng
b Cơ sở vật lý của quá trình bốc hơi nước đã chứng minh rằng: các phân tử nước bốc hơi và thoát vào
không khí ở mép chậu nước dễ dàng hơn nhiều so với các phân tử nước bốc hơi từ giữa chậu nước Như vậy vận tốc thoát hơi nước không chỉ phụ thuộc vào diện tích thoát hơi mà phụ thuộc chặt chẽ vào chu vi của các diện tích đó Rõ ràng là hàng trăm khí khổng trên một milimet vuông lá sẽ có tổng chu
vi lớn hơn rất nhiều so với chu vi lá và đó là lý do tại sao lượng nước thoát qua khí khổng là chính và với vận tốc lớn
Câu 27 (Đề HSG 2009 – 2010):
a Điểm bù ánh sáng quang hợp là gì? Điểm bù ánh sáng của cây ưa sáng và cây ưa bóng khác nhau như thế nào? Giải thích?
b Điểm bão hoà CO 2 là gì? Sự bão hoà CO 2 xảy ra trong điều kiện tự nhiên không?
Trả lời:
* Điểm bù ánh sáng là: Cường độ ánh sáng giúp quang hợp và hô hấp bằng nhau
* Cây ưa bóng có điểm bù ánh sáng thấp hơn cây ưa sáng, vì: Cây ưa bóng có lục lạp to, nhiều hạt diệp lục hơn cây ưa sáng -> hấp thu ánh sáng tích cực, hiệu quả -> có điểm bù ánh sáng thấp, thích nghi với cường độ chiếu sáng tương đối yếu
* Điểm bão hoà CO2: Nồng độ CO2 để quang hợp đạt mức cao nhất
* Trong tự nhiên không xảy ra tình trạng bão hoà CO2, vì: hàm lượng CO2 trong tự nhiên chỉ vào khoảng 0,03% rất thấp so với độ bão hoà CO2( 0,06% - 0,4%)
Trang 5Câu 28 Đặc điểm cấu trúc nào của lục lạp thích ứng với việc thực hiện hai pha của quá trình quang hợp?
Trả lời:
- Ngoài là màng kép, trong là cơ chất (chất nền) có nhiều hạt grana Hạt grana là nơi diễn ra pha sáng, chất nền là nơi diễn ra pha tối
- Hạt grana chứa hệ sắc tố quang hợp (hấp thụ các tia sáng) chứa trung tâm pư và các chất truyền điện
tử giúp pha sáng được thực hiện
- Chất nền có cấu trúc dạng keo, trong suốt, chứa nhiều enzim cacboxil hóa phù hợp với việc thực hiện các phản ứng khử CO2 trong pha tối
Câu 29 Diệp lục và sắc tố phụ của cây xanh có vai trò như thế nào trong quang hợp?
Trả lời:
Diệp lục: clorophyl a: C55H72O5N4Mg, clorophyl b:C55H70O6N4Mg
Caroten: C40H56, Xanthophyl: C40H56On (n:1-6)
- Nhóm clorophyl:
+ Hấp thụ chủ yếu as vùng đỏ, xanh tím( mạnh nhất tia đỏ)
+ Chuyển hóa năng lượng thu được từ photon as->Quang phân li nước giải phóng oxy và các phản ứng quang hóa -> ATP, tạo lực khử NADPH cho pha tối
- Nhóm carotenoit:
+ Sau khi hấp thụ ánh sáng thì chuyển năng lượng cho clorophyl (tia có bước sóng ngắn 440-480 nm) + Tham gia quang phân li nước giải phóng oxy
+ Bảo vệ diệp lục khỏi bị phân hủy lúc cường độ ánh sáng mạnh
Câu 30 a Ánh sáng dưới tán cây khác ánh sáng nơi quang đãng về cường độ hay thành phần quang phổ? Hai loại as nói trên thích hợp với những nhóm thực vật nào? Tại sao?
b Hô hấp sáng có ảnh hưởng gì đối với cây hay không? Tại sao?
c Những cây lá màu đỏ có quang hợp không? Tại sao?
Trả lời:
a Cả về cường độ lẫn thành phần quang phổ
+ Ánh sáng phía dưới tán cây thích hợp cây ưa bóng
+ Ánh sáng phía trên tán cây thích hợp cây ưa sáng
b.- Hô hấp sáng (quang hô hấp) diễn ra đồng thời với quang hợp nhóm C3, gây lãng phí sản phẩm quang hợp
- Xảy ra ở lục lạp, peroxixom và ti thể
c Có.Vì những cây có màu đỏ vẫn có nhóm săc tố màu lục, nhưng bị che khuất bởi màu đỏ của nhóm săc tố dịch bào là antôxianin và carotenoit Vì vậy, những cây này vẫn tiến hành quang hợp bình thường, tuy nhiên cường độ quang hợp thường không cao
Câu 31 Tại sao các biện pháp bảo quản nông sản, thực phẩm, rau quả đều nhằm mục đích giảm thiểu cường đọ hô hấp Có nên giảm cường độ hô hấp đến 0 không? Vì sao?
Trả lời:
* Vì: Hô hấp làm tiêu hao chất hữu cơ
- Hô hấp làm tăng nhiệt độ trong môi trường bảo quản -> tăng cường độ hô hấp của đối tượng đựơc bảo quản
- Làm tăng độ ẩm -> tăng cường độ hh, tạo điều kiện cho vi sinh vật gây hại phá hỏng sản phẩm
- Làm thay đổi thành phần không khí trong môi trường bảo quản -> O2 giảm nhiều -> mt kị khí – sản phẩm sẽ bị phân hủy nhanh chóng
* Không nên, vì đối tượng bảo quản sẽ chết, nhất là hạt giống, củ giống
Câu 32 RQ là gì và nó có ý nghĩa gì? RQ đối với các nhóm chất hữu cơ khác nhau như thế nào?
Trả lời:
- RQ là kí hiệu của hệ số hô hấp: là tỉ lệ giữa số phân tử CO2 thải ra và số phân tử O2 lấy vào khi hô hấp
- RQ cho biết nguyên liệu đang hô hấp là nhóm chất gì và trên cơ sở đó có thể đánh giá tình trạng hô hấp và tình trạng của cây
- RQ của nhóm cacbohidrat = 1, lipit, protein <1, các axit hữu cơ > 1
Câu 33 Nêu sự khác nhau giữa hô hấp hiếu khí và lên men ở thực vật?
Trả lời:
Trang 6Hụ hấp hiếu khớ Lờn men
- xảy ra ở tế bào chất và ti thể - xảy ra ở tế bào chất
- Cú chuổi truyền electron - Khụng cú
- Sản phẩm cuối: hợp chất vụ cơ CO2 và H2O - SP cuối cựng là hợp chất hữu cơ: axit lactic, rượu
- Tạo nhiều năng lượng hơn (36ATP) - Ít năng lượng hơn(2ATP)
Cõu 34 Hụ hấp sỏng là gỡ? Hụ hấp sỏng xảy ra ở nhúm thực vật nào, ở cỏc cơ quan nào? Nguồn gốc nguyờn liệu và sản phẩm cuối cựng của hụ hấp sỏng?
Trả lời:
- Hụ hấp sỏng: là quỏ trỡnh hụ hấp xảy ra ở ngoài ỏnh sỏng
- Hụ hấp sỏng xảy ra ở nhúm TV C3,, ở 3 loại bào quan: lục lạp, peroxixom và ti thể
- Nguồn gốc nguyờn liệu: RiDP trong quang hợp, sản phẩm cuối cựng tạo thành là: CO2 và Serin
Cõu 35 Ở cõy mớa cú những loại lục lạp nào? Phõn tớch chức năng của mỗi loại lục lạp đú trong quỏ trỡnh cố định CO 2 ?
Trả lời:
Mớa thuộc nhúm TV C4 nờn cú 2 loại lục lạp:
+ Lục lạp ở tế bào mụ giậu: cú enzim PEP – cacboxilaza cố định CO2 tạo AOA, dự trữ CO2
+ Lục lạp ở tế bào bao bú mạch: cú enzim RiDP cacboxilaza cố dịnh CO2 trong cỏc hợp chỏt hữu cơ
Cõu 36 - Tại sao núi quỏ trinh đồng hoỏ CO 2 ở thực vật C 3 , C 4 , CAM đều phải trải qua chu trỡnh Canvin?
- Sự điều hoà chu trỡnh Canvin cú ý nghĩ như thế nào?
- Loại enzim nào quan trọng nhất trong việc điều hoà chu trỡnh Canvin?
Trả lời:
- Vỡ: Chu trỡnh Canvin mang tớnh phổ biến: tất cả cỏc loài thực vật khi đồng hoỏ CO2 đều phải trải qua chu trỡnh Canvin để tổng hợp đường, từ đú tổng hợp cỏc CHC khỏc
- í nghĩa: Đảm bảo quỏ trỡnh đồng hoỏ CO2 xảy ra thuận lợi, phự hợp với nhu cầu cơ thể
- Chu trỡnh Canvin được điều hoà bởi enzim Ri1,5DP – cacboxilaza vỡ nú quyết định phản ứng đầu tiờn quan trọng của chu trỡnh => ảnh hưởng tới việc tổng hợp ớt hay nhiều enzim sẽ ảnh hưởng tới tốc độ chu trỡnh Canvin
Cõu 37 Tại sao giữa trưa nắng, ỏnh sỏng dồi dào nhưng cường độ quang hợp lại giảm?
Trả lời:
- Do vào trưa năng, cường độ THN mạnh nờn tế bào lỗ khớ mất nước => lỗ khớ đúng làm quỏ trỡnh trao đổi khớ ngưng trệ
- Vào buổi trưa, mặc dự AS dồi dào nhưng tỉ lệ cỏc bước súng ngắn tăng nờn cỏc sắc tố quang hợp ớt hấp thu
- Khi AS mạnh => Nhiệt độ cao làm ảnh hưởng đến hoạt động của hệ enzim
Cõu 38 Vỡ sao phải bún CO 2 cho cõy trong nhà lưới phủ nilon trước khi mặt trời lặn và sau khi mặt trời mọc?
Trả lời:
- Trong khu vực cú che phủ nilon mỏng, sự lưu thụng khớ bị cản trở, lượng CO2 bị hao hụt sau khi cõy quang hợp Do đú nồng độ CO2 sẽ giảm xuống thấp
- Ban đờm cõy khụng quang hợp, tăng hụ hấp cõy lấy O2, thải CO2
=> Phải bún CO2 cho cõy sau khi mặt trời mọc khoảng 30 phỳt và ngừng bún khi mặt trời lặn khoảng 1-2h Ban đờm khụng bún CO2 vỡ khi nụng độ CO2 quỏ cao sẽ làm ức chế hụ hấp
Cõu 39 Trong màng thylacoit của lục lạp có 2 hệ thống quang hoá: PS I và
PS II
a PS I hay PS II hoặc cả hai chứa sắc tố hấp thụ ánh sáng Đó là những nhóm sắc tố nào ?
b Quang phân ly H 2 O xảy ra ở đâu,sản phẩm của chúng là gì ? Sản phẩm nào đợc sử dụng cho phản ứng sáng ?
c Một số vi khuẩn quang hợp không có quá trình quang phân ly H 2 O mà phân huỷ các hợp chất khác Hãy chọn một hợp chất đúng trong các hợp chất sau đây : H2S, CH4, Na2SO4, C2H4
Trả lời:
Trang 7a) Cả hai hệ thống quang hoá đều chứa sắc tố Đó là các nhóm sắc tố : clorophin và carotenoit
b) Quang phân li H2O xảy ra ở pha sáng ( PS II ) Sản phẩm của quá trình này là NADPH và O2 Sản phẩm NADPH đợc sử dụng cho phản ứng tối
c) Hợp chất đúng là H2S
Cõu 40 Cây cối có thể điều chỉnh số lợng và chất lợng ánh sáng chiếu vào nó đợc không ? Bằng cách nào?
Trả lời:
.Có Bằng cách :
- Sắp xếp các tầng lá trên cây
- Xoay bề mặt lá vuông góc hoặc song song với tia sáng
- Thay đổi bề mặt chiếu sáng hoặc vị trí của lục lạp
- Thay đổi hàm lợng và tỉ lệ các nhóm sắc tố