Giải SGK Sinh Học 11 KNTT Bài 4: Quang hợp ở thực vật có đáp án

Nguồn thức ăn và nguồn oxygen góp phần duy trì sự sống trên Trái Đất bắt nguồn chủ yếu từ quá trình quang hợp của các sinh vật quang tự dưỡng:

- Quang hợp 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.

- Khí oxygen được tạo ra trong quang hợp có ý nghĩa quan trọng đối với sự cân bằng O₂/CO₂ trong khí quyển.

- Nguồn gốc của nguyên liệu trong quang hợp: CO₂ có nguồn gốc từ khí quyển, H₂O được hấp thụ từ môi trường.

- Nguồn gốc của năng lượng trong quang hợp: năng lượng ánh sáng thường có nguồn gốc từ Mặt Trời.

- 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.

- Hệ sắc tố quang hợp ở cây xanh gồm hai nhóm chính là diệp lục (chlorophyll) và carotenoid.

- Vai trò của các nhóm sắc tố trong quang hợp: Hệ sắc tố quang hợp trên màng thylakoid có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và biến đổi năng lượng ánh sáng thành dạng hóa năng. Trong đó, diệp lục a ở trung tâm trực tiếp đảm nhận nhiệm vụ biến đổi quang năng thành hóa năng chứa trong ATP và NADPH, còn các sắc tố khác có vai trò hấp thụ và truyền năng lượng ánh sáng cho diệp lục a ở trung tâm.

- Một số loài thực vật có lá màu đỏ vẫn có khả năng quang hợp bình thường.

- Giải thích: Trong lá có nhiều loại sắc tố khác nhau, tỉ lệ các loại sắc tố này sẽ quyết định màu sắc của lá cây. Ở những loài thực vật có lá màu đỏ, hàm lượng nhóm sắc tố carotenoid sẽ cao hơn hàm lượng nhóm sắc tố diệp lục chứ không phải là không có chứa diệp lục. Do vẫn có chứa diệp lục nên một số loài thực vật có lá màu đỏ vẫn có khả năng quang hợp bình thường.

- Quá trình quang hợp gồm hai pha là: pha sáng và pha tối.

- Nguyên liệu và sản phẩm của mỗi pha:

- Giải thích tên gọi của các nhóm thực vật:

+ Gọi là thực vật C₃ vì sản phẩm đầu tiên khi cố định CO₂ là hợp chất có 3 carbon (3 – PGA).

+ Gọi là thực vật C₄ vì sản phẩm đầu tiên khi cố định CO₂ là hợp chất có 4 carbon (oxaloacetic acid – OAA).

+ Gọi là thực vật CAM (Crassulacean Acid Metabolism) vì chúng cố định CO₂ bằng con đường CAM (diễn ra gồm 2 giai đoạn tương tự thực vật C₄ nhưng diễn ra trên cùng một tế bào ở hai thời điểm khác nhau) và được đặt tên theo họ thực vật mà cơ chế này lần đầu tiên được phát hiện ra - họ Crassulacean.

- Sự thích nghi với điều kiện sống trong quá trình quang hợp ở 3 nhóm thực vật:

+ Nhóm thực vật C₃ thích nghi với điều kiện khí hậu vùng ôn đới và cận nhiệt đới (điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, nước,… thường ổn định không quá cao cũng không quá thấp). Do đó, thực vật C₃ chỉ cần tiến hành cố định CO₂ theo chu trình C₃ (Calvin) khi có ánh sáng.

+ Hai nhóm thực vật C₄ và CAM có quá trình quang hợp thích nghi với điều kiện sống không thuận lợi: nhóm thực vật C₄ thích nghi với điều kiện khí hậu vùng nhiệt đới và cận nhiệt (cường độ ánh sáng cao); nhóm thực vật CAM thích nghi với khí hậu sa mạc hoặc các điều kiện hạn chế về nước (cường độ ánh sáng cao, thiếu nước). Do đó, pha tối ở cây C₄ và CAM có thêm chu trình sơ bộ cố định CO₂ (dưới tác dụng của enzyme PEP – carboxylase có ái lực cao với CO₂, cây C₄ và CAM có thể cố định nhanh CO₂ ở nồng độ rất thấp) đảm bảo nguồn cung cấp CO₂ cho quang hợp trong điều kiện khí khổng chủ động đóng một phần để tránh mất nước khi trời nắng, hạn.