Giải SBT Sinh học 11 Chân trời Bài 4: Quang hợp ở thực vật

Bài 4.1: Phân tử O$_{2}$ giải phóng từ quang hợp có nguồn gốc từ

A. CO$_{2}$.

B. RuBP.

C. H$_{2}$O.

D. PGA.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Phân tử O$_{2}$ giải phóng từ quang hợp có nguồn gốc từ H$_{2}$O (quá trình quang phân li nước).

Bài 4.2: Chất hữu cơ được tạo ra từ quang hợp được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống thông qua quá trình hô hấp tế bào chiếm bao nhiêu phần trăm tổng sản phẩm được hình thành?

A. 20 %.

B. 30 %.

C. 40 %.

D. 50 %.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Khoảng 50 % chất hữu cơ được tạo ra từ quang hợp được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống thông qua quá trình hô hấp tế bào trong các ti thể của tế bào thực vật.

Bài 4.3: Quang hợp quyết định bao nhiêu phần trăm năng suất cây trồng?

A. 90 – 100 %.

B. 90 – 95 %.

C. 40 – 50 %.

D. 50 – 70 %.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Khi phân tích thành phần hoá học trong sản phẩm thu hoạch của cây trồng, người ta thấy rằng tổng tỉ lệ các nguyên tố C, H, O chiếm khoảng 90 – 95 % khối lượng chất khô; các nguyên tố còn lại chiếm khoảng 5 – 10 %. Điều này chứng tỏ quang hợp quyết định 90 – 95 % năng suất cây trồng.

Bài 4.4: Hệ sắc tố thực vật có thể hấp thụ ánh sáng ở những vùng nào trong phổ ánh sáng nhìn thấy?

A. Vàng cam.

B. Đỏ và xanh tím.

C. Đỏ và xanh lục.

D. Cam và tím.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Hệ sắc tố thực vật có thể hấp thụ ánh sáng chủ yếu ở những vùng ánh sáng đỏ và xanh tím. Trong đó, carotenoid hấp thụ ánh sáng chủ yếu ở vùng xanh tím, chlorophyll hấp thụ ánh sáng chủ yếu cả ở vùng xanh tím và đỏ.

Bài 4.5: Có bao nhiêu phát biểu sau đây là đúng khi nói về hệ sắc tố quang hợp ở thực vật?

(1) Hệ sắc tố quang hợp ở thực vật nằm trên màng thylakoid.

(2) Hệ sắc tố quang hợp gồm có chlorophyll (diệp lục) và carotenoid. Trong đó, carotenoid có vai trò chuyển hoá năng lượng.

(3) Có hai loại chlorophyll chủ yếu là chlorophyll a và chlorophyll b.

(4) Carotenoid là nhóm sắc tố chính gồm có carotene và xanthophyll.

(5) Chỉ có chlorophyll a ở trung tâm phản ứng mới có khả năng chuyển hoá năng lượng.

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Các phát biểu đúng là: (1), (3), (5).

(2) Sai. Hệ sắc tố quang hợp của thực vật gồm có chlorophyll (diệp lục) và carotenoid. Trong đó, chỉ có chlorophyll a ở trung tâm phản ứng mới có khả năng chuyển hoá năng lượng, còn các loại chlorophyll khác và carotenoid có vai trò truyền năng lượng ánh sáng hấp thụ được cho chlorophyll a ở trung tâm.

(4) Sai. Carotenoid là nhóm sắc tố phụ gồm có carotene và xanthophyll.

Bài 4.6: Cho các phát biểu sau:

(1) Pha sáng của quang hợp là pha chuyển hoá năng lượng ánh sáng được chlorophyll hấp thụ thành năng lượng hoá học trong ATP và NADPH.

(2) Pha tối là quá trình khử CO$_{2}$ diễn ra ở thylakoid.

(3) Trong chu trình Calvin, chất nhận CO$_{2}$ đầu tiên là PGA.

(4) Trong chu trình C$_{4}$ sản phẩm ổn định đầu tiên là malic acid có bốn carbon.

(5) Phân tử G3P được tạo thành trong chu trình Calvin là chất khởi đầu để tổng hợp glucose.

Có bao nhiêu phát biểu sai khi nói về hai pha của quá trình quang hợp?

A. 2.

B. 3. 

C. 4.

D. 5.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Các phát biểu đúng là: (1), (5).

(2) Sai. Pha tối là quá trình đồng hoá CO$_{2}$ diễn ra ở chất nền lục lạp.

(3) Sai. Trong chu trình Calvin, chất nhận CO$_{2}$ đầu tiên là RuBP, còn PGA là sản phẩm cố định CO$_{2}$ đầu tiên.

(4) Sai. Trong chu trình C$_{4}$, sản phẩm ổn định đầu tiên là OAA (4C).

Bài 4.7: Các sắc tố quang hợp hấp thụ và truyền năng lượng ánh sáng theo sơ đồ nào sau đây?

A. Carotenoid → Chlorophyll b → Chlorophyll a → Chlorophyll a ở trung tâm phản ứng.

B. Carotenoid → Chlorophyll a → Chlorophyll b → Chlorophyll a ở trung tâm phản ứng.

C. Carotenoid → Chlorophyll b → Chlorophyll a → Chlorophyll b ở trung tâm phản ứng.

D. Carotenoid → Chlorophyll a → Chlorophyll b → Chlorophyll b ở trung tâm phản ứng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Các sắc tố quang hợp hấp thụ và truyền năng lượng ánh sáng theo sơ đồ: Carotenoid → Chlorophyll b → Chlorophyll a → Chlorophyll a ở trung tâm phản ứng.

Bài 4.8: Cho một cây C$_{3}$ và một cây C$_{4}$ vào chuông thuỷ tinh kín được cung cấp đủ CO$_{2}$, nước và đặt ngoài sáng. Theo lí thuyết, sau một thời gian khi nồng độ CO$_{2}$ trong chuông thuỷ tinh giảm dần thì kết quả sẽ như thế nào?

A. Cây C$_{3}$ sẽ chết trước.

B. Hai cây vẫn sống bình thường.

C. Cây C$_{4}$ sẽ chết trước.

D. Cả hai cây đều chết.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Thực vật C$_{4}$ có điểm bù CO$_{2}$ thấp hơn thực vật C$_{3}$ → Sau một thời gian, khi nồng độ CO$_{2}$ trong chuông thuỷ tinh giảm dần thì cây C$_{3}$ sẽ chết trước.

Bài 4.9: Để nâng cao hiệu quả quang hợp và năng suất ở cây trồng, một số nhà công nghệ sinh học cho rằng cần nâng cao hiệu quả của quá trình cố định CO$_{2}$ ở cây trồng. Để đạt được điều đó, định hướng nghiên cứu nào dưới đây là phù hợp nhất? Giải thích.

A. Cải biến enzyme RuBP carboxylase nhằm làm tăng hiệu suất đồng hoá CO$_{2}$.

B. Tạo ra các giống cây có hoạt động hô hấp giảm đi.

C. Tạo các cây C$_{4}$ cố định CO$_{2}$ theo con đường C$_{3}$.

D. Tạo ra các giống cây trồng có hoạt động hô hấp được tăng cường.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Cải biến enzyme RuBP carboxylase nhằm làm tăng hiệu suất đồng hoá CO$_{2}$ là định hướng nghiên cứu phù hợp nhất trong trường hợp này.

B, D. Sai. Việc tăng hay giảm hoạt động hô hấp không giúp nâng cao hiệu quả của quá trình cố định CO$_{2}$ ở cây trồng.

C. Sai. Thực vật C$_{4}$ có hiệu quả quang hợp cao hơn thực vật C$_{3}$.

Bài 4.10: Biện pháp nào sau đây không được dùng để điều khiển quang hợp nhằm tăng năng suất cây trồng?

A. Tăng diện tích bề mặt lá bằng các kĩ thuật chăm sóc phù hợp.

B. Dùng đèn LED để chiếu sáng.

C. Bón thật nhiều phân bón và tưới thật nhiều nước cho cây.

D. Tuyển chọn các giống cây trồng có sự tích lũy tối đa sản phẩm quang hợp vào các cơ quan có giá trị kinh tế.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

C. Sai. Việc bón phân và tưới nước phải phù hợp với cây trồng, nếu bón quá nhiều phân bón và tưới quá nhiều nước sẽ làm ảnh hưởng tiêu cực đến sự sinh trưởng và phát triển của cây, thậm chí khiến cho cây bị chết.

Bài 4.11: Cho các phát biểu sau đây:

(1) Quang hợp là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ là CO$_{2}$ và H2O dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng và sự tham gia của hệ sắc tố diệp lục.

(2) Chỉ những sinh vật chứa sắc tố quang hợp mới có khả năng biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng của các liên kết hoá học tích luỹ trong các hợp chất hữu cơ.

(3) Trong quá trình quang hợp, CO$_{2}$ được oxi hoá thành sản phẩm quang hợp.

(4) Quang hợp ở cây xanh có vai trò quan trọng đối với hoạt động sống của mọi sinh vật trên Trái Đất.

(5) Quá trình quang hợp kèm theo sự giải phóng oxygen phân tử.

Có bao nhiêu phát biểu không đúng khi nói về quá trình quang hợp?

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Các phát biểu đúng là: (2), (4), (5).

(1) Sai. Quang hợp là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ là CO$_{2}$ và H$_{2}$O dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng và sự tham gia của hệ sắc tố quang hợp (gồm carotene và xanthophyll).

(3) Sai. Trong quá trình quang hợp, CO$_{2}$ được khử thành sản phẩm quang hợp.

Bài 4.12: Khi nói về các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, có bao nhiêu phát biểu sau đây là đúng?

(1) Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình quang hợp thông qua sự ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme xúc tác các phản ứng trong pha sáng và pha tối.

(2) Thực vật C$_{4}$ có điểm bù CO$_{2}$ cao hơn thực vật C$_{3}$.

(3) Nồng độ CO$_{2}$ thích hợp cho cây quang hợp là 0,3 %.

(4) Các tia sáng đỏ kích thích quá trình tổng hợp amino acid, protein; các tia sáng xanh tím kích thích quá trình tổng hợp carbohydrate.

A. 4.

B. 3.

C. 2.

D. 1.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Các phát biểu đúng là: (1).

(2) Sai. Thực vật C$_{4}$ có điểm bù CO$_{2}$ thấp hơn thực vật C$_{3}$.

(3) Sai. Nồng độ CO$_{2}$ thích hợp cho cây quang hợp là 0,03 %.

(4) Sai. Các tia sáng xanh tím kích thích quá trình tổng hợp amino acid, protein; các tia sáng đỏ kích thích quá trình tổng hợp carbohydrate.

Bài 4.13: Khi nói về con đường cố định CO$_{2}$ ở thực vật CAM, có bao nhiêu phát biểu dưới đây là không đúng?

(1) Vào ban đêm, độ pH của tế bào tăng lên do sự tích luỹ malic acid tạm thời.

(2) Sự tái tạo chất nhận PEP diễn ra vào ban ngày.

(3) Chất nhận CO$_{2}$ đầu tiên là PEP và sản phẩm cố định đầu tiên là OAA như thực vật C$_{4}$.

(4) Pha sáng của quang hợp diễn ra vào ban đêm, kết quả hình thành ATP, NADPH và giải phóng O$_{2}$.

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Các phát biểu đúng là: (2), (3).

(1) Sai. Vào ban đêm, độ pH của tế bào giảm đi do sự tích luỹ malic acid tạm thời.

(4) Sai. Pha sáng của quang hợp diễn ra vào ban ngày (khi có ánh sáng), kết quả hình thành ATP, NADPH và giải phóng O$_{2}$.

Bài 4.14: Hình 4.1 mô tả một giai đoạn trong quá trình quang hợp ở thực vật. Hãy cho biết:

a) Giai đoạn này thuộc pha nào của quá trình quang hợp? Giải thích.

b) Các chú thích (1) và (2) là chất gì?

c) Tên gọi của quá trình (3). Quá trình này có vai trò gì?

Lời giải:

a) Hình 4.1 mô tả chuỗi phản ứng sáng diễn ra trong pha sáng của quang hợp do có sự tham gia của ánh sáng.

b) Chú thích (1) và (2) là: (1) ATP, (2) NADPH.

c) (3) là quá trình quang phân li nước. Quá trình này có vai trò giải phóng electron để bù lại cho electron bị mất của chlorophyll a ở trung tâm phản ứng.

Bài 4.15: Trong điều kiện có đủ ánh sáng, chất dinh dưỡng, khoáng, nước. Nếu tiến hành loại bỏ hết tinh bột ra khỏi lục lạp thì quá trình cố định CO$_{2}$ ở các nhóm thực vật C$_{3}$, C$_{4}$, CAM có tiếp tục diễn ra hay không? Giải thích.

Lời giải:

Thực vật C$_{4}$ và C$_{3}$ vẫn quang hợp bình thường vì pha tối ở thực vật C$_{3}$ và C$_{4}$ không sử dụng tinh bột làm nguyên liệu để tái tạo chất nhận CO$_{2}$ đầu tiên. Thực vật CAM không tiếp tục quá trình cố định CO$_{2}$ vì thực vật CAM sử dụng tinh bột để chuyển thành PEP để cố định CO$_{2}$ nhằm dự trữ nguồn CO$_{2}$ cung cấp cho quang hợp.

Bài 4.16: Tại sao thực vật C$_{4}$ có năng suất cao hơn so với thực vật C$_{3}$?

Lời giải:

Thực vật C$_{4}$ có năng suất cao hơn so với thực vật C$_{3}$ vì thực vật C$_{4}$ có cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO$_{2}$ thấp hơn, điểm bão hoà ánh sáng cao hơn, nhu cầu nước cũng như tốc độ thoát hơi nước thấp hơn.

Bài 4.17: Điểm bão hoà ánh sáng là gì? Có thể sử dụng điểm bão hoà ánh sáng để phân biệt thực vật C$_{3}$ và thực vật C$_{4}$ không? Tại sao?

Lời giải:

- Điểm bão hoà ánh sáng là cường độ ánh sáng mà tại đó cường độ quang hợp đạt cực đại.

- Có thể dùng điểm bão hoà ánh sáng để phân biệt thực vật C$_{3}$ và thực vật C$_{4}$ vì điểm bão hoà ánh sáng của thực vật C$_{4}$ cao hơn điểm bão hoà ánh sáng của thực vật C$_{3}$, do đó, thực vật C$_{4}$ có thể quang hợp trong điều kiện có cường độ ánh sáng mạnh hơn.

Bài 4.18: Trong quang hợp ở thực vật C$_{4}$:

a) Quá trình carboxyl hóa xảy ra ở đâu?

b) Nguồn CO$_{2}$ và các enzyme cho các quá trình carboxyl hoá đó là gì?

c) Thực vật C$_{4}$ thực hiện quá trình carboxyl hóa trong điều kiện môi trường nào?

Lời giải:

a) Quá trình carboxyl hóa hợp ở thực vật C$_{4}$ xảy ra ở cả hai loại lục lạp: lục lạp của tế bào mô giậu và lục lạp của tế bào bao bó mạch.

b) Quá trình carboxyl hoá ở lục lạp tế bào mô giậu lấy CO$_{2}$ từ không khí và enzyme thực hiện là PEP – carboxylase. Quá trình carboxyl hoá trong tế bào bao bó mạch lấy CO$_{2}$ từ quá trình decarboxyl hoá malic acid và enzyme thực hiện quá trình carboxyl hoá là rubisco.

c) Thực vật C$_{4}$ thực hiện quá trình carboxyl hoá trong điều kiện nóng ẩm kéo dài: cường độ ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao, nồng độ CO$_{2}$ thấp và nồng độ O$_{2}$ cao.

Bài 4.19: Vì sao để tổng hợp một phân tử glucose trong pha tối, thực vật C$_{4}$ cần nhiều ATP hơn so với thực vật C$_{3}$?

Lời giải:

Để tổng hợp một phân tử glucose trong pha tối, thực vật C$_{4}$ cần nhiều ATP hơn so với thực vật C$_{3}$ vì: Ở thực vật C$_{3}$, pha cố định CO$_{2}$ chỉ diễn ra theo chu trình Calvin và cần 18 ATP để tổng hợp một phân tử glucose. Ở thực vật C$_{4}$, ngoài tiêu tốn 18 ATP trong chu trình Calvin còn cần thêm 6 ATP trong chu trình C$_{4}$ để hoạt hoá tái tạo PEP.

Bài 4.20*: Tảo đơn bào Chlorella được sử dụng để nghiên cứu sự có mặt của carbon đồng vị phóng xạ ($^{14}$C) có trong hai hợp chất hữu cơ X và Y thuộc chu trình Calvin bằng cách bổ sung $^{14}$CO$_{2}$ vào môi trường nuôi cấy Chlorella và đo tín hiệu phóng xạ trong hai thí nghiệm sau:

- Thí nghiệm 1: Chlorella được nuôi cấy trong điều kiện chiếu sáng và được cung cấp một lượng CO$_{2}$ (không chứa $^{14}$C) nhất định. Ngay khi CO$_{2}$ bị tiêu thụ hết, nguồn sáng bị tắt và $^{14}$CO$_{2}$ được bổ sung vào môi trường của Chlorella (thời điểm thể hiện bằng đường nét đứt ở hình a).

- Thí nghiệm 2: Chlorella được nuôi cấy trong điều kiện chiếu sáng liên tục và được cung cấp một lượng $^{14}$CO$_{2}$ nhất định. Khi $^{14}$CO$_{2}$ bị tiêu thụ hết (thời điểm thể hiện bằng nét đứt ở hình b) không bổ sung thêm bất kì nguồn CO$_{2}$ nào.

a) Cho biết tên của chất X và chất Y trong thí nghiệm này. Giải thích.

b) Nồng độ chất Y chứa phóng xạ và không chứa phóng xạ thay đổi như thế nào sau khi tắt nguồn sáng trong thí nghiệm 1?

c) Tại sao tín hiệu phóng xạ của chất X luôn lớn hơn chất Y trong điều kiện có cả ánh sáng và $^{14}$CO$_{2}$ ở thí nghiệm 2?

Lời giải: 

a) Chất X là PGA, chất Y là RuBP. Giải thích:

- Ở thí nghiệm 1: Khi $^{14}$CO$_{2}$ được bổ sung vào môi trường nuôi cấy sẽ xảy ra phản ứng carboxyl hoá RuBP và tạo thành PGA (chứa $^{14}$C). Khi không có ánh sáng nên pha sáng không xảy ra, pha tối không được cung cấp ATP và NADPH dẫn đến PGA không bị chuyển hoá thành các chất khác trong chu trình Calvin → chất này tích luỹ làm tăng tín hiệu phóng xạ, tương ứng với chất X trên hình a → X là PGA.

- Ở thí nghiệm 2: Khi $^{14}$CO$_{2}$ bị tiêu thụ hết, phản ứng chuyển hoá RuBP thành PGA bị dừng lại, gây tích luỹ RuBP (chứa $^{14}$C). Mặt khác, trong điều kiện có ánh sáng, pha sáng cung cấp ATP và NADPH cho các phản ứng chuyển hoá PGA (chứa $^{14}$C) theo chu trình Calvin và tái tạo RuBP → RuBP có đánh dấu phóng xạ tăng lên, tương ứng với chất Y trên hình b → Y là RuBP.

b) Nồng độ của chất Y (RuBP) không đánh dấu phóng xạ giảm đi sau khi tắt ánh sáng. Còn chất Y có đánh dấu phóng xạ không được sinh ra nên không có sự thay đổi.

c) Trong điều kiện có ánh sáng và 14CO$_{2}$, Chlorella thực hiện cả pha sáng và pha tối làm tăng lượng PGA và RuBP có đánh dấu phóng xạ. Chỉ có 5/6 phân tử G3P sinh ra từ PGA được dùng để tái tạo RuBP. Do đó, tín hiệu của PGA luôn lớn hơn RuBP trong điều kiện này.