Qúa trình quang hợp ở thực vật là quá trình quan trọng đối với thực vật và cả sinh vật trên Trái Đất. Vậy quang hợp là gì? Qúa trình quang hợp diễn ra như thế nào? Dựa vào quá trình quang hợp có những ứng dụng thực tế nào được dùng để nâng cao năng suất cây trồng. Hãy cùng HOC247 tìm hiểu những vấn đề này thông qua nội dung Bài 4: Quang hợp ở thực vật trong chương trình SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức. Mời các em cùng tham khảo nội dung bài học dưới đây!
Tóm tắt lý thuyết
1.1. Khái quát về quang hợp
1.1.1. Khái niệm về quang hợp
Quang hợp ở thực vật là quá trình lục lạp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển hóa CO2 và nước thành các hợp chất hữu cơ C6H12O6 đồng thời giải phóng O2.
1.1.2. Vai trò của quang hợp là gì?
- Cung cấp nguồn chất hữu cơ vô cùng đa dạng và phong phú, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của hầu hết các sinh vật trên Trái Đất.
- Cung cấp nguồn chất hữu cơ là nguyên liệu, nhiên liệu cho các ngành công nghiệp, xây dựng, ý dược.
- Cung cấp năng lượng lớn duy trì hoạt động của sinh giới.
- Cân bằng O2/CO2 trong khí quyển.
1.1.3. Hệ sắc tố quang hợp?
- Hệ sắc tố quang hợp của cây xanh gồm hai nhóm chính:
+ Diệp lục: tạo màu xanh, là nhóm sắc tố có vai trò quan trọng nhất trong quang hợp.
+ Carotenoid: tạo màu vàng, cam, đỏ, gồm 2 loại là xanthophyll và carotene
- Vai trò của hệ sắc tố: Phân tử sắc tố hấp thụ photon ánh sáng và chuyển thành trạng thái có electron bị kích động. Năng lượng đã bị hấp thụ được truyền cộng hưởng đến phân tử sắc tố khác rồi đến phân tử diệp lục a → biến đổi quang năng thành hóa năng trong ATP và NADPH.
Hình 4.1. Sơ đồ hấp thụ và truyền năng lượng ánh sáng giữa các sắc tố quang hợp
(*): trạng thái kích động của electron
1.2. Quá trình quang hợp ở thực vật
Quang hợp diễn ra tại lục lạp theo hai pha: pha sáng (màng thylakoid) và pha tối (chất nên lục lạp).
Hình 4.2. Hai pha của quá trình quang hợp
1.2.1. Pha sáng
- Diệp lục hấp thụ ánh sáng và chuyển thành trạng thái kích động electron làm cho 1 số e của diệp lục bật ra khỏi quỹ đạo.
- Dưới tác dụng của ánh sáng nước phân li, giải phóng O2, e và H+ theo sơ đồ:
2H2O → 4H+ + 4e + O2
- Electron sinh ra bù với e của diệp lục a đã bị mất. H+ tham gia tổng hợp ATP, khử NADP+ thành NADPH
→ Như vậy sản phẩm gồm: O2, ATP, NADPH
1.2.2. Pha tối
Pha tối sử dụng ATP và NADPH do pha sáng cung cấp để cố định CO2
- Con đường cố định CO2 ở thực vật C3:
- Con đường cố định CO2 ở thực vật C4:
Hình 4.4. Sơ đồ con đường C4
- Con đường cố định CO2 ở thực vật CAM
Hình 4.5. Sơ đồ quá trình cố định CO2 ở thực vật CAM
1.2.3. Thực vật C4 và CAM thích nghi trong điều kiện bất lợi như thế nào?
Các loài thực vật C4 và CAM có thêm chu trình sơ bộ cố định CO2, đảm bảo nguồn cung cấp CO2 cho quang hợp.
1.2.4. Vai trò của sản phẩm quang hợp
Hình 4.6. Vai trò của sản phẩm quang hợp
1.3. Ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đến quang hợp
- Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến quang hợp ở thực vật là:
+ Ánh sáng
+ Khí CO2
+ Nhiệt độ
- Ngoài ra, nước và chất khoáng cũng ảnh hưởng đến quang hợp.
1.4. Quang hợp và năng suất cây trồng
- Mối quan hệ giữa quang hợp và năng suất cây trồng: Quang hợp là nhân tố chủ yếu quyết định năng suất cây trồng; 5-10% còn lại là do dinh dưỡng khoáng quyết định.
- Một số biện pháp kĩ thuật và công nghệ nâng cao năng suất cây trồng thông qua quang hợp:
+ Biện pháp kĩ thuật nông học: cung cấp đủ nước, gieo trồng đúng thời vụ, ...
+ Công nghệ nâng cao năng suất cây trồng: sử dụng đèn LED
Hình 4.7. Sử dụng đèn LED trong hệ thống thuỷ canh trồng rau diếp (Romaine Lettua)
|
- Quang hợp là quá trình thực vật tổng hợp carbohydrate và giải phóng O2, từ các chất vô cơ đơn giản (CO2, H2O) dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng và sự tham gia của hệ sắc tố quang hợp. - Quang hợp tạo ra chất hữu cơ cung cấp cho cây và các sinh vật dị dưỡng trên Trái Đất; cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp, cung cấp nguồn năng lượng lớn duy trì hoạt động của sinh giới; đảm bảo sự cân bằng O2, CO2 giúp điều hoà khí quyển. - Trong pha sáng của quang hợp, hệ sắc tố quang hợp có vai trò nhận năng lượng ánh sáng và chuyển hoá năng lượng đó (quang năng) thành hoá năng dưới dạng ATP và NADPH. Các sản phẩm này được sử dụng làm nguồn năng lượng để cố định CO2 trong pha tối của quang hợp. Tuỳ từng nhóm thực vật mà pha tối sẽ diễn ra theo chu trình C3 hay con đường C4 hoặc CAM. Sản phẩm quang hợp là nguyên liệu để tổng hợp cáchợp chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể như protein, lipid và carbohydrate. - Các yếu tố bên ngoài như ánh sáng, nhiệt độ và CO2 ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ quang hợp. Hoạt động quang hợp quyết định 90 - 95% năng suất cây trồng. Do vậy, để nâng cao năng suất cây trồng, cần áp dụng các biện pháp kĩ thuật và công nghệ để tăng cường độ quang hợp. |
Bài tập minh họa
Bài 1: Nêu vai trò của các sản phẩm quang hợp đối với sinh giới?
Hướng dẫn giải
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.
Bài 2: Vì sao một số loài thực vật có lá màu đỏ vẫn thực hiện quang hợp được?
Hướng dẫn giải
Một số loài thực vật có lá màu đỏ vẫn có thể thực hiện quang hợp được. Bởi vì:
- Trong cây có nhiều loại sắc tố, có cả diệp lục và các loại carotenoid, tuy nhiên loại sắc tốc nào chiếm ưu thế hơn thì cây sẽ biểu hiện màu sắc theo loại sắc tố đó.
- Cây có lá đỏ vẫn có nhóm sắc tố diệp lục nhưng bị che khuất bởi màu đỏ của nhóm dịch bào. Vì vậy, những cây có màu đỏ vẫn tiến hành quang hợp bình thường, tuy nhiên cường độ quang hợp không cao.
Luyện tập Bài 4 Sinh học 11 Kết nối tri thức
Học xong bài này các em cần biết:
- Trình bày được khái niệm và vai trò của quang hợp.
- Nêu được quá trình quang hợp ở thực vật.
- Trình bày được ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đến quang hợp.
- Nêu được các ứng dụng của quang hợp và năng suất cây trồng vào việc nâng cao năng suất cây trồng.
3.1. Trắc nghiệm Bài 4 Sinh học 11 Kết nối tri thức
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Sinh học 11 Kết nối tri thức Chương 1 Bài 4 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
-
- A. Diệp lục a và diệp lục b
- B. Diệp lục b và caroten
- C. Xanthophyl và diệp lục a
- D. Diệp lục b và carotenoit
-
- A. Khử APG thành AlPG→ cố định CO2→ tái sinh RiDP (ribulôzơ - 1,5 - điP)
- B. Cố định CO2→ tái sinh RiDP (ribulôzơ - 1,5 - điP)→ khử APG thành AlPG
- C. Khử APG thành AlPG → tái sinh RiDP (ribulôzơ - 1,5 - điP)→ cố định CO2
- D. Cố định CO2→ khử APG thành AlPG → tái sinh RiDP (ribulôzơ - 1,5 - điP)→ cố định CO2
-
- A. Là nguyên liệu quang hợp
- B. Điều tiết không khí
- C. Ảnh hưởng đến quang phổ
- D. Đáp án A và B là hai đáp án đúng
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
3.2. Bài tập SGK Bài 4 Sinh học 11 Kết nối tri thức
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Sinh học 11 Kết nối tri thức Chương 1 Bài 4 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Mở đầu trang 26 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 1 trang 27 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 2 trang 27 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 3 trang 27 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 1 trang 30 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 2 trang 30 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 1 trang 32 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 2 trang 32 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 1 trang 33 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 2 trang 33 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 3 trang 33 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Luyện tập 1 trang 34 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Luyện tập 2 trang 34 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Luyện tập 3 trang 34 SGK Sinh học 11 Kết nối tri thức – KNTT
Hỏi đáp Bài 4 Sinh học 11 Kết nối tri thức
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Sinh học HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Sinh Học 11 HỌC247
