Hướng dẫn giải nhanh sinh học 11 Cánh diều bài 4: Quang hợp ở thực vật

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: 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 trang 25 đều diễn ra theo cơ chế giống nhau?

Hướng dẫn trả lời:

• Quang hợp có vai trò: tổng hợp chất hữu cơ, cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho các hoạt động sống, cung cấp O₂

• Không phải quá trình quang hợp ở các cây trong hình 4.11 đều diễn ra theo cơ chế giống nhau.

I. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP Ở THỰC VẬT

Câu 1: Dựa vào phương trình tổng quát, hãy nêu bản chất của quá trình quang hợp ở thực vật.

Hướng dẫn trả lời:

Bản chất của quá trình quang hợp: Quang hợp là quá trình lục lạp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng (NLAS) để chuyển CO₂ và H₂O thành hợp chất hữu cơ (C₆H₁₂O₆) đồng thời giải phóng O₂.

Luyện tập: Nên chiếu ánh sáng có bước sóng nào để tăng cường hiệu quả quang hợp ở thực vật?

Hướng dẫn trả lời:

Nên chiếu ánh sáng có bước sóng 430 – 470 nm (vùng màu xanh tím) và 640 – 760 nm (vùng màu đỏ) để tăng cường hiệu quả quang hợp ở thực vật.

II. QUÁ TRÌNH QUANG HỢP Ở THỰC VẬT

Câu 2: Cho biết nguyên liệu và sản phẩm của pha sáng.

Hướng dẫn trả lời:

• Nguyên liệu: Năng lượng ánh sáng

• Sản phẩm: Năng lượng hóa học tích lũy trong NADPH và ATP.

Câu 3: Việc phân chia thực vật thành các nhóm C₃, C₄ và CAM dựa trên cơ sở khoa học nào?

Hướng dẫn trả lời:

Phân chia thực vật thành các nhóm C₃, C₄ và CAM dựa trên cơ sở khoa học về những điểm khác nhau trong diễn biến pha tối của quá trình quang hợp:

• Nhóm thực vật C₃ cố định CO₂ bằng chu trình Calvin.

• Nhóm thực vật C₄ cố định CO₂ bằng con đường C₄.

• Nhóm thực vật CAM cố định CO₂ bằng con đường CAM.

III. VAI TRÒ CỦA QUANG HỢP Ở THỰC VẬT

Câu 4: Giải thích vì sao quang hợp có vai trò quyết định đến năng suất cây trồng?

Hướng dẫn trả lời:

Vì quang hợp tạo ra hợp chất hữu cơ chiếm khoảng 90 – 95% tổng khối lượng vật chất khô của tế bào và cơ thể thực vật.

IV. MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUANG HỢP Ở THỰC VẬT

Câu 5: Phân tích ảnh hưởng của ánh sáng tới hiệu quả quang hợp.

Hướng dẫn trả lời:

• Ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến phản ứng phân li nước và mức độ kích thích của các phân tử diệp lục, sự đóng mở của khí khổng → ảnh hưởng gián tiếp đến hàm lượng CO₂ trong tế bào.

• Hiệu quả của quang hợp tăng khi tăng cường độ ánh sáng và đạt giá trị cực đại ở điểm bão hòa ánh sáng; vượt qua điểm bão hòa ánh sáng, cường độ quang hợp có thể bị giảm. Ánh sáng đỏ và xanh tím giúp tăng hiệu quả quang hợp. 

Câu 6: Phân tích mối quan hệ giữa nồng độ CO₂ và cường độ quang hợp. Điểm bù CO₂ được xác định như thế nào?

Hướng dẫn trả lời:

• Mối quan hệ giữa nồng độ CO₂ với cường độ quang hợp: Tăng nồng độ CO₂ → cường độ quang hợp tăng cho tới khi đến giá trị bão hòa.

• Điểm bù CO₂ là nồng độ CO₂ mà tại đó lượng CO₂ sử dụng cho quá trình quang hợp tương đương với lượng CO₂ tạo ra trong quá trình hô hấp.

Luyện tập: Quan sát hình 4.9 trang 30, so sánh nhu cầu CO₂ giữa thực vât C₃ và C₄.

Hướng dẫn trả lời:

• Nhu cầu CO₂ của thực vât C₃ cao (25 - 100 ppm)

• Nhu cầu CO₂ của thực vât C₄ thấp (0 - 10 ppm)

Câu 7: Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình quang hợp.

Hướng dẫn trả lời:

Nhiệt độ tối ưu cho quá trình quang hợp phụ thuộc vào loài thực vật và môi trường sống chúng sống. Khi các nhân tố môi trường khác ở điều kiện thuận lợi, Nhiệt độ tăng làm cường độ quang hợp tăng. Khi vượt qua ngưỡng nhiệt tối ưu, cường độ quang hợp giảm.

Câu 8: 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.

Hướng dẫn trả lời:

• Cải tạo tiềm năng của cây trồng: Chọn tạo giống có cường độ quang hợp cao, kết hợp với canh tác để sản phẩm quang hợp phân bố chủ yếu vào các bộ phận giá trị kinh tế 

• Tăng diện tích lá: Tưới nước và bón phân hợp lí để lá sinh trưởng tốt, loại bỏ cỏ dại, các sinh gây hại cho lá.

• Sử dụng hiệu quả nguồn sáng: Chọn giống cây có thời gian sinh trưởng phù hợp với thời gian chiếu sáng và nhiệt độ ở các mùa khác nhau. Tăng diện tích tiếp xúc của lá cây với ánh sáng.

• Tăng cường nguồn sáng: Chiếu sáng bổ sung và sử dụng nguồn sáng có bước sóng phù hợp với từng loại 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

Hướng dẫn trả lời:

Cơ sở khoa học: dựa trên những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quang hợp ở thực vật

V. THỰC HÀNH

1. Quan sát được lục lạp trong tế bào thực vật

Câu 1: Học sinh trình bày (hình vẽ hoặc ảnh chụp) và giải thích các kết quả thu được.

Hướng dẫn trả lời:

2. Nhận biết, tách chiết các sắc tố trong lá cây

Câu 2: Học sinh trình bày các kết quả thu được trên từng loại lá và cho nhận xét về màu sắc của các dịch lọc và miếng giấy lọc thu được ở các mẫu thí nghiệm và mẫu đối chứng

Hướng dẫn trả lời:

• Kết quả và thảo luận: Giấy lọc ở cốc đong đựng mẫu thí nghiệm xuất hiện màu xanh, giấy lọc ở cốc đong đựng mẫu đối chứng không có màu

• Kết luận: trong cốc cồn (thí nghiệm) có màu sắc đậm hơn chứng tỏ các sắc tố trong hòa tan trong cồn mạnh hơn hòa tan trong nước

3. Thí nghiệm tìm hiểu sự hình thành tinh bột trong quá trình quang hợp

Câu 3: Học sinh trình bày các kết quả thu được, nhận xét màu sắc của phiến lá bọc giấy màu và không bọc giấy màu

Hướng dẫn trả lời:

• Kết quả sự tạo thành tinh bột: Phần lá bị bịt giấy đen không đổi màu, phần lá không bị bịt giấy đen có đổi màu.

• Giải thích: bịt một phần lá bằng băng giấy màu đen sẽ ngăn cản quá trình quang hợp ở phần lá đó.

• Phần lá bị bịt giấy đen: lá không thể quang hợp, tổng hợp chất hữu cơ nên không tích trữ được tinh bột → không đổi màu.

• Phần lá không bị bịt giấy đen: lá có thể quang hợp, tổng hợp chất hữu cơ, tích trữ được tinh bột → có đổi màu.

4. Thí nghiệm tìm hiểu sự thải oxygen trong quá trình quang hợp

Câu 4: Học sinh trình bày và giải thích các kết quả thu được

Hướng dẫn trả lời:

• Kết quả: Ống nghiệm ngoài sáng xuất hiện bọt khí, ống nghiệm trong tối không có bọt khí

• Giải thích: Chất khí được thải ra là oxygen. Do cốc thuỷ tinh được chiếu ánh sáng nên cành rong đuôi chó có thể quang hợp thải ra oxygen. Oxygen nhẹ hơn nước nên sẽ biến thành bọt khí nổi lên trên.

Vận dụng 1: Ở những vùng có khí hậu nóng và khô nên trồng nhóm thực vật nào? Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

Ở những vùng có khí hậu nóng và khô nên trồng nhóm thực vật C4 và CAM vì các nhóm thực vật này có quá trình cố định tạm CO2, nên cây có đủ CO2 để quang hợp khi khí khổng đóng một phần trong điều kiện nóng và khô.

Vận dụng 2: Ý nghĩa của việc xác định điểm bù ánh sáng và điểm bão hòa ánh sáng đối với cây trồng.

Hướng dẫn trả lời:

Ý nghĩa: giúp chọn cường độ ánh sáng thuận lợi nhất cho quá trình quang hợp, giúp nâng cao năng suất của cây trồng