Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến quang hợp, hãy giải thích tại sao “canh tác theo chiều thẳng đứng” (Hình 4.12) được xem là giải pháp tiềm năng trong tương lai để giải quyết các vấn đề về lương thực.  

Thực vật C₄ và thực vật CAM có thêm chu trình cố định tạm CO₂ để đảm bảo nguồn cung cấp CO₂ cho quang hợp trong điều kiện khí khổng chủ động đóng một phần để tránh mất nước:

- Nhóm thực vật C₄ thích nghi với điều kiện khí hậu nóng ẩm kéo dài (cường độ ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao, nồng độ CO₂ thấp và nồng độ O₂ cao). Trong điều kiện này, khí khổng đóng lại để tránh mất nước dẫn đến nồng độ CO₂ trong tế bào thấp. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng hô hấp sáng gây lãng phí sản phẩm của quá trình quang hợp. Tuy nhiên, ở thực vật C₄ nhờ có kho dự trữ CO₂ là malic acid được tạo ra do quá trình cố định tạm CO₂ ở tế bào nhu mô thịt lá mà thực vật C₄ vẫn có thể quang hợp bình thường trong điều kiện bất lợi này.

- Nhóm thực vật CAM thích nghi với khí hậu sa mạc hoặc các điều kiện khô hạn kéo dài (cường độ ánh sáng cao, thiếu nước). Trong điều kiện này, để tránh sự mất nước, các loài thực vật này đóng khí khổng vào ban ngày và mở khí khổng vào ban đêm để lấy CO₂. Tuy nhiên, quang hợp cần diễn ra khi có năng lượng ánh sáng (ban ngày). Do đó, con đường đồng hóa CO₂ ở thực vật CAM sẽ diễn ra theo cách riêng: cố định CO₂ vào ban đêm (dự trữ nguồn CO₂ cho chu trình Calvin), còn chu trình Calvin diễn ra vào ban ngày khi có ánh sáng. Nhờ đó, thực vật CAM vẫn có thể quang hợp bình thường trong điều kiện bất lợi này.

- Nguyên liệu của quá trình quang hợp ở thực vật: CO₂, nước và năng lượng ánh sáng.

- Sản phẩm của quá trình quang hợp là: chất hữu cơ và khí O₂.

- Nguồn gốc của các nguyên liệu của quá trình quang hợp ở thực vật:

+ CO₂ được thực vật lấy từ khí quyển nhờ quá trình trao đổi khí của cây.

+ Nước được hấp thụ từ môi trường chủ yếu nhờ quá trình hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ.

+ Năng lượng ánh sáng có thể sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời hoặc nhân tạo.