Trả lời câu hỏi Sinh học 11 Cánh diều Bài 4: Quang hợp ở thực vật kèm sơ đồ tư duy trực quan, dễ hiểu và luyện tập trắc nghiệm có đáp án
Giải Sinh học 11 Cánh diều Bài 4: Quang hợp ở thực vật
Câu hỏi mở đầu: Quang hợp ở thực vật có vai trò gì đối với thực vật và với các sinh vật khác trên Trái Đất? Có phải quá trình quang hợp ở các cây trong hình 4.1 đều diễn ra theo cơ chế giống nhau?
Lời giải:
– Quang hợp ở thực vật đối với thực vật có vai trò: tạo ra các phân tử đường. Trong quá trình quang hợp một phần hợp chất carbon tạo ra nhằm để sử dụng cung cấp năng lượng cho thực vật thông qua quá trình hô hấp tế bào, phần còn lại sẽ được sử dụng nhằm tổng hợp lại các hợp chất hữu cơ tham gia kiến tạo và đồng thời dự trữ năng lượng cho tế bào, cơ thể thực vật.
– Quang hợp ở thực vật đối với các sinh vật khác trên Trái Đất có vai trò: giải phóng O2 ra ngoài môi trường, cung cấp dưỡng khí cho nhiều sinh vật sống trên Trái Đất, tạo ra được các chất hữu cơ để cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho các sinh vật khác.
– Trong hình trên cơ chế của quá trình quang hợp ở các cây không giống nhau: Pha sáng có diễn biến giống nhau ở tất cả các cây nhưng ở pha tối (pha đồng hóa CO2) thì lúa nước (a)phải thực hiện theo chu trình C3, mía (b) thì thực hiện theo chu trình C4 và cuối cùng thanh long (c) thực hiện theo chu trình CAM.
I. Khái quát về quang hợp ở thực vật
Câu hỏi 1: Dựa vào phương trình tổng quát, hãy nêu bản chất của quá trình quang hợp ở thực vật
Lời giải:
Dựa vào phương trình tổng quát trên quá trình quang hợp ở thực vật mang bản chất : là quá trình lục lạp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng (NLAS) để chuyển hóa CO2 và H2O thành hợp chất hữu cơ (C6H12O6) và đồng thời giải phóng O2. Trong quá trình này thì thực vật chuyển hóa năng lượng ánh sáng để trở thành năng lượng hóa học.
Câu hỏi 2: Nên chiếu ánh sáng có bước sóng nào để tăng cường hiệu quả quang hợp ở thực vật?
Lời giải:
Để chiếu ánh sáng có bước sóng giúp tăng cường hiệu quả quang hợp ở thực vật thì cả hai phân tử diệp lục a và b đều chủ yếu hấp thụ ánh sáng ở vùng màu đỏ ( 640 – 760 nm) và vùng màu xanh tímcó bước sóng từ (430-470 nm)
II. Quá trình quang hợp ở thực vật
Câu hỏi 1: Cho biết nguyên liệu và sản phẩm của pha sáng.
Lời giải:
– Nguyên liệu của pha sáng là H2O, NADP+, ADP, Pi, năng lượng ánh sáng.
– Sản phẩm của pha sáng là O2, ATP và NADPH.
Câu hỏi 2: Phân chia thực vật thành các nhóm C3, C4 và CAM dựa trên cơ sở khoa học nào?
Lời giải:
Dựa trên cơ sở khoa học về những điểm khác nhau trong diễn biến pha tối của quá trình quang hợp thì phân chia thực vật thành các nhóm C3, C4 và CAM:
– Nhóm thực vật C3 bằng chu trình Calvin cố định CO2, sản phẩm ổn định đầu tiên khi cố định được CO2 là hợp chất có 3 carbon (3 – Phosphoglycerate).
– Nhóm thực vật C4 bằng con đường C4 (hai giai đoạn đều diễn ra vào ban ngày trên 2 loại tế bào khác nhau) cố định CO2, có được kết quả ổn định đầu tiên khi cố định CO2 là hợp chất 4 carbon (oxaloacetate).
– Nhóm thực vật CAM bằng con đường CAM (gồm hai giai đoạn giống con đường C4 nhưng diễn ra trên cùng một tế bào ở hai thời điểm khác nhau) cố định CO2 và được đặt tên theo họ thực vật mà cơ chế này lần đầu tiên được phát hiện ra là họ Crassulacean.
III. Vai trò của quang hợp ở thực vật
Câu hỏi: Giải thích vì sao quang hợp có vai trò quyết định đến năng suất cây trồng?
Lời giải:
– Vai trò quyết định đến năng suất cây trồng của quang hợp:
+ Quang hợp tạo nên các phân tử đường. Các phân tử đường được vận chuyển đến tất cả các tế bào trên cơ thể thực vật. Có đến khoảng 50% hợp chất carbon được tạo ra từ quá trình hô hấp tế bào và phần còn lại đực sử dụng để tổng hợp các hợp chất hữu cơ dự trữ năng lượng cho tế bào và kiến tạo nên cơ thể của thực vật.
+ Các hợp chất hữu cơ có tới khoảng 90 – 95% tổng khối lượng vật chất khô của tế bào và cơ thể thực vật, các nguyên tố khoáng chỉ chiếm 5 – 10%.
-> Vì vậy, có thể thấy rằng quang hợp là một nhân tố đóng vai trò quyết định đến năng suất cây trồng và chính hiệu quả của quá trình quang hợp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của cây trồng.
IV. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp ở thực vật
Câu hỏi 1: Phân tích ảnh hưởng của ánh sáng tới hiệu quả quang hợp.
Lời giải:
Hiệu quả quang hợp chịu sự ảnh hưởng của ánh sáng:
– Quá trình quang hợp chịu ảnh hưởng của ánh sáng qua hình thái trực tiếp và gián tiếp: ánh sáng trực tiếp ảnh hưởng đến quá trình phản ứng phân li nước và mức độ kích thích của các phân tử diệp lục, khí khổng cũng chịu ảnh hưởng dẫn đến sự đóng mở nên đã gián tiếp làm ảnh hưởng đến tế bào có chứa hàm lượng CO2.
– Quá trình quang hợp ở thực vật cũng chịu sự ảnh hưởng của cường độ ánh sáng, thành phần quang phổ và thời gian chiếu sáng:
+ Cường độ quang hợp và hô hấp bằng nhau ở trong cường độ ánh sáng thì gọi là điểm bù ánh sáng
+ Khi tăng cường độ ánh sáng thì hiệu quả của quang hợp tăng và đạt đến giá trị cực đại ở điểm bão hòa ánh sáng, nhưng nếu như vượt qua cả điểm bão hòa ánh sáng thì cường độ quang hợp không tăng và có thể bị giảm. Để giúp tăng hiệu quả quang hợp thì có thể sử dụng ánh sáng đỏ và xanh tím. Thời gian chiếu sáng trongn khoảng từ 10 – 12 giờ/ngày thường sẽ phù hợp với đa số thực vật.
Câu hỏi 2: Phân tích mối quan hệ giữa nồng độ CO2 và cường độ quang hợp. Điểm bù CO2 được xác định như thế nào?
Lời giải:
– Quan hệ giữa nồng độ CO2 và cường độ quang hợp: Khi nồng độ CO2 ở trạng thái thấp nhất thì cây quang hợp được sẽ là trong khoảng 0,008 – 0,01 %. Và khi tăng nồng độ CO2 lên thì cường độ quang hợp cũng tăng theo tỉ lệ thuận rồi dần dần tăng chậm cho tới khi đến giá trị bão hòa (CO2 có nồng độ trong khoảng 0,06 – 0,1 %).
– Đối với thực vật thì điểm bù CO2 được xác định là nồng độ CO2 mà ở đó thì lượng CO2 được sử dụng cho quá trình quang hợp tương đương với số lượng CO2 tạo ra trong quá trình hô hấp.
Luyện tập: Quan sát hình 4.9, so sánh nhu cầu CO2 giữa thực vật C3 và C4.
Lời giải:
– Nhu cầu CO2 giữa thực vật C3 và C4:
+ Điểm bù CO2 của thực vật C3 cao hơn thực vật C4.
+ Điểm bão hòa CO2 ở Thực vật C3 cao hơn thực vật C4.
Câu hỏi 3: Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình quang hợp.
Lời giải:
Nhiệt độ có ảnh hưởng đến quá trình quang hợp: Là khi nhiệt độ đã tối ưu cho quá trình quang hợp phụ thuộc vào loài thực vật và môi trường sinh sống của chúng. Ở điều kiện thuận lợi thì các nhân tố trong môi trường khác có cường độ quang hợp tăng khi nhiệt độ tăng. Nhưng khi vượt qua ngưỡng nhiệt độ tối ưu thì cường độ quang hợp bắt đầu giảm dần. Và các nhóm thực vật có nhiệt độ tối ưu cho quá trình quang hợp khác nhau.
Câu hỏi 4: Nêu các biện pháp kĩ thuật và công nghệ nâng cao năng suất cây trồng dựa trên cơ sở cải tạo điều kiện môi trường sống.
Lời giải:
Nâng cao năng suất cây trồng dựa trên cơ sở cải tạo điều kiện môi trường sống thì cần phải có một số biện pháp kĩ thuật và công nghệ:
– Bón phân hợp lí: Bón phân sẽ giúp tăng sự phát triển của bộ lá, nâng cao hiệu suất của quá trình quang hợp thúc đẩy quá trình vận chuyển sản phẩm đồng hóa về cơ quan dự trữ, làm tăng năng suất cây trồng nhưng phải có kĩ thuật tốt, biết cách sử sụng phân bón một cách hợp lý phù hợp với loại cây trồng.
– Tưới nước: Việc cung cấp đầy đủ lượng nước, đặc biệt là trong giai đoạn khi cây bắt đầu chuyển sang sinh sản vì nó sẽ quyết định đến sự vận chuyển vật chất trong cây về cơ quan dự trữ. Đồng thời, quá trình quang hợp cũng cần có nguyên liệu nước, nước được cung cấp đủ sẽ làm tăng hiệu quả quang hợp, từ đó làm tăng năng suất cây trồng.
– Tăng cường nguồn sáng: Tùy vào từng loại cây trồng khi cần thiết có thể chiếu sáng bổ sung và sử dụng nguồn sáng có bước sóng phù hợp.
– Ủ ấm hoặc là chống nóng cho cây trồng, và xới đất tạo độ thoáng khí, diệt cỏ dại xung quanh,… cũng là những biện pháp kĩ thuật giúp cải tạo môi trưởng tăng năng suất cây trồng.
Luyện tập: Giải thích cơ sở khoa học của các biện pháp kĩ thuật và công nghệ nâng cao năng suất cây trồng liên quan đến quá trình quang hợp.
Lời giải:
– Cơ sở khoa học của các biện pháp kĩ thuật và công nghệ nâng cao năng suất cây trồng liên quan đến quá trình quang hợp:
+ Cải tạo tiềm năng của cây trồng: Chọn tạo giống có cường độ quang hợp cao sẽ nhằm tăng hiệu suất quang hợp, lựa chọn tạo giống cây có sự kết hợp cùng các biện pháp canh tác khác để sản phẩm quang hợp được phân bố chủ yếu vào các bộ phận có giá trị kinh tế (hạt, củ, hoặc thân,…).
– Tăng diện tích lá: Lá là cơ quan quang hợp quan trọng, diện tích lá lớn sẽ giúp nâng cao hiệu suất quang hợp và tăng năng suất cây trồng thông qua các biện pháp như tưới nước và bón phân hợp lí để giúp lá sinh trưởng tốt hơn. Kết hợp cùng với việc chăm sóc, loại bỏ cỏ dại, các sinh vật ăn lá hoặc gây bệnh cho lá.
– Sử dụng hiệu quả nguồn sáng: Chọn giống cây có thời gian sinh trưởng thích hợp với thời gian chiếu sáng, nhiệt độ ở mỗi mùa. Diện tích tiếp xúc của lá cây với ánh sáng tăng bằng cách bố trí hàng, luống sao cho phù hợp.
– Tăng cường nguồn sáng: khi cần thiết bổ sung ánh sáng và sử dụng nguồn sáng có bước sóng phù hợp với từng loại cây trồng sẽ giúp tăng cường độ quang hợp.
V. Thực hành
Vận dụng 1: Ở những vùng có khí hậu nóng và khô nên trồng nhóm thực vật nào? Giải thích.
Lời giải:
– Ở những vùng miền có khí hậu nóng và khô thì nên trồng nhóm thực vật C4 và CAM bởi vì các nhóm thực vật này có những đặc điểm phù hợp dễ thích nghi giúp cho quá trình quang hợp hiệu quả trong điều kiện nóng khô này, nhờ đó thì các nhóm thực vật này có thể sinh trưởng và phát triển tốt hơn. Các nhóm thực vật này đều có quá trình cố định tạm CO2, do đó thì cây không bị tình trạng thiếu CO2 để quang hợp như ở nhóm thực vật C3 khi điều kiện nóng và khô thì khí khổng đóng một phần.
Vận dụng 2: Ý nghĩa của việc xác định điểm bù ánh sáng và điểm bão hòa ánh sáng đối với cây trồng.
Lời giải:
Ánh sáng và điểm bão hòa ánh sáng đối với cây trồng có ý nghĩa quan trọng giúp cho con người có thể điều khiển được cường độ ánh sáng sao cho phù hợp, thuận lợi nhất cho quá trình quang hợp (đặc biệt là trong kĩ thuật trồng cây ở nhà kính), giúp tăng năng suất cây trồng
Sơ đồ tư duy Sinh học 11 Cánh diều Bài 4: Quang hợp ở thực vật
Trắc nghiệm Sinh học 11 Cánh diều Bài 4: Quang hợp ở thực vật
Câu 1: Năng lượng cung cấp cho các phản ứng trong pha tối được lấy từ
A. năng lượng ánh sáng mặt trời
B. ATP do môi trường cung cấp.
C. ATP và NADPH từ pha sáng của quang hợp.
D. Tất cả các nguồn năng lượng trên.
Giải thích:
ATP và NADPH từ pha sáng của quang hợp là Nnăng lượng cung cấp cho các phản ứng trong pha tối
Câu 2: Quang hợp có vai trò như thế nào đối với cơ thể thực vật?
A. Cung cấp năng lượng và dự trữ năng lượng cho tế bào và cơ thể thực vật.
B. Cung cấp carbon dioxide là nguồn nguyên liệu trong pha sáng của quá trình quang hợp.
C. Điều hòa trực tiếp lượng nước trong khí quyển.
D. Cung cấp oxygen là nguồn nguyên liệu trong pha tối của quá trình quang hợp.
Giải thích:
Đối với cơ thể thực vật thì quang hợp có vai trò quan trọng cung cấp năng lượng cho thực vật thông qua quá trình hô hấp tế bào và dự trữ năng lượng cho tế bào và cơ thể thực vật.
Câu 3: Vì sao nhiều loại cây trồng trong nhà vẫn có thể sống được bình thường dù không có ánh nắng mặt trời?
A. Vì chúng có cấu tạo thích nghi với khả năng quang hợp trong điều kiện ánh sáng yếu trong nhà hoặc ánh sáng đèn điện.
B. Vì chúng là những cây có lá màu đỏ hoặc tím nên không cần quang hợp mà vẫn có thể phát triển được.
C. Vì chúng không cần quang hợp mà vẫn có thể sinh sản và phát triển như điều kiện bình thường.
D. Vì chúng thích nghi với điều kiện môi trường tốt hơn so với những loài thực vật khác.
Giải thích:
Vì chúng có cấu tạo thích nghi với khả năng quang hợp trong điều kiện ánh sáng yếu trong nhà hoặc ánh sáng đèn điện nên nhiều loại cây trồng trong nhà vẫn có thể sống bình thường dù không có ánh nắng mặt trời chiếu sáng.
Câu 4: Khi quan sát lá trên các cây, Lan nhận thấy các lá trên cây luôn xếp lệch nhau, Lan vô cùng thắc mắc tại sao lại như vậy? Em hãy chọn đáp án đúng để giải thích giúp Lan câu hỏi trên.
A. Để phân biệt các loại lá với nhau.
B. Để phân biệt lá non với lá già.
C. Để các lá đều lấy được ánh sáng.
D. Để các lá chắn được nhiều bụi hơn.
Giải thích:
Các lá trên cây luôn xếp lệch nhau sẽ giúp các lá đều lấy được ánh sáng từ mặt trời để giúp cây thuận lợi cho quá trình quang hợp hơn nên khi quan sát lá trên các cây, Lan nhận thấy sự sắp xếp lệch nhau ấy của lá.
Câu 5: Nên chiếu ánh sáng có bước sóng nào để tăng cường hiệu quả quang hợp ở thực vật?
A. Bước sóng 400 – 700 nm.
B. Bước sóng 280 – 760 nm.
C. Bước sóng 200 – 500 nm.
D. Bước sóng 700 – 900 nm.
Giải thích:
Để tăng cường hiệu quả quang hợp ở thực vật thì nên chiếu ánh sáng có bước sóng từ 400 -700 nm. Vì do cả hai phân tử diệp lục a và b đều chủ yếu hấp thụ ánh sáng ở hai vùng màu đỏ và xanh tím.