A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. ÁNH SÁNG
1. Cường độ ánh sáng
- Cường độ ánh sáng mà tại đó cường độ quang hợp bằng với cường độ hô hấp được gọi là điểm bù ánh sáng. Cây ưa bóng có điểm bù ánh sáng thấp hơn cây ưa sáng.
- Tăng cường độ ánh sáng cao hơn điểm bù ánh sáng thì cường độ quang hợp tăng cho đến khi đạt tới điểm bão hòa ánh sáng.
- Điểm bão hòa ánh sáng là trị số ánh sáng mà từ đó cường độ quang hợp không tăng thêm dù cho cường độ ánh sáng tiếp tục tăng.
2. Quang phổ của ánh sáng
- Các tia sáng có độ dài bước sóng khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến cường độ quang hợp. Quang hợp chỉ xảy ra tại miền ánh sáng xanh tím và miền ánh sáng đỏ.
- Các tia sáng xanh tím kích thích sự tổng hợp các axit amin, protein. Các tia sáng đỏ xúc tiến quá trình hình thành cacbohidrat.
- Trong môi trường nước, thành phần ánh sáng biến động theo độ sâu
- Thành phần ánh sáng cũng thay đổi theo thời gian của ngày. Vào buổi sáng sớm và buổi chiều, ánh sáng chứa nhiều tia đỏ hơn. Vào buổi trưa, các tia sáng có bước sóng ngắn (tia xanh, tia tím) tăng lên.
- Dưới tán rừng rậm, chủ yếu là ánh sáng khuếch tán, các tia đỏ giảm rõ rệt. Cây mọc dưới tán rừng thường chứa diệp lục b cao giúp hấp thụ được các tia sáng có bước sóng ngắn hơn.
Cường độ hấp thụ ánh sáng của các loại sắc tố quang hợp
II. NỒNG ĐỘ CO2
- Trong tự nhiên, nồng độ CO2 trung bình là 0,03%. Nồng độ CO2 thấp nhất mà cây quang hợp được là 0,008 – 0,01%. Dưới ngưỡng đó, quang hợp rất yếu hoặc không xảy ra.
- Đất là một nguồn cung cấp CO2 , CO2 trong đất chủ yếu là do hô hấp của vi sinh vật và của rễ cây tạo nên.
- Tăng nồng độ CO2 cường độ quang hợp tăng cho tới khi đến trị số bão hòa CO2 . Vượt qua trị số bão hòa, cường độ quang hợp giảm.
- Nồng độ bão hòa CO2 – trị số tuyệt đối của quang hợp biến đổi tùy thuộc vào cường độ chiếu sáng, nhiệt độ,…
III. NƯỚC
- Nước là nguyên liệu của quang hợp và là môi trường diễn ra các phản ứng sinh hóa
- Nước là dung môi hòa tan các chất
- Nước điều tiết sự đóng mở khí khổng và điều hòa nhiệt độ của lá
- Khi cây thiếu nước đến 40 – 60%, quang hợp bị giảm mạnh và có thể ngừng trệ. Khi cây bị thiếu nước, cây chịu hạn có thể duy trì quang hợp ổn định hơn cây trung sinh và cây ưa ẩm.
IV. NHIỆT ĐỘ
- Nhiệt độ ảnh hưởng đến các phản ứng enzim trong pha sáng và pha tối của quang hợp
- Nhiệt độ cực tiểu làm ngừng quang hợp ở những loài cây khác nhau thì khác nhau. Nhiệt độ cực tiểu làm ngừng quang hợp ở thực vật vùng cực, núi cao và ôn đới là – 15oC, ở thực vật á nhiệt đới là 0 - 2 oC, ở thực vật nhiệt đới là 4 – 8oC.
- Nhiệt độ cực đại làm ngừng quang hợp cũng không giống nhau ở các loài cây khác nhau. Đối với các cây ưa nhiệt, quang hợp đã bị hư hại ở nhiệt độ 12 oC. Cây ưa nhiệt ở vùng nhiệt đới vẫn quang hợp ở nhiệt độ 50 oC. Thực vật ở sa mạc có thể quang hợp ở 58oC.
V. NGUYÊN TỐ KHOÁNG
Nguyên tố khoáng ảnh hưởng nhiều mặt đến quang hợp:
- Tham gia cấu thành enzim quang hợp (N, P, S) và diệp lục (Mg, N)
- Điều tiết độ mở khí khổng cho CO2 khuếch tán vào lá (K)
- Liên quan đến quang phân li nước (Mn, Cl),…
VI. TRỒNG CÂY DƯỚI ÁNH SÁNG NHÂN TẠO
- Những tác nhân ngoại cảnh trên có thể được sử dụng để điều khiển cường độ quang hợp của cây trồng ngoài tự nhiên cũng như trong các nhà trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo.
- Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo là sử dụng các loại đèn thay cho ánh sáng mặt trời để trồng cây trong nhà có mái che, trong phòng. Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo giúp con người khắc phục điều kiện bất lợi của môi trường như giá rét, sâu bệnh để sản xuất ra nông phẩm cho con người.
- Ở các nước ôn đới, nhà trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo đảm bảo cung cấp rau quả tươi cho con người cả vào mùa đông băng giá.
- Ở Việt Nam, trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo có thể được áp dụng để sản xuất rau sạch, nhân giống cây trồng bằng phương pháp sinh dưỡng như nuôi cấy mô thực vật, tạo cành giâm trước khi đưa ra trồng ở ngoài thực địa.
Trồng cây trong các nhà kính
CÂU HỎI SÁCH GIÁO KHOA
Câu hỏi in nghiêng trang 44 Sinh 11 Bài 10
Quan sát hình 10.1 và trả lời câu hỏi: Cường độ ánh sáng ảnh hưởng như thế nào đến cường độ quang hợp khi nồng độ CO2 bằng 0,01 và 0,32.
Lời giải:
- Khi nồng độ CO2 bằng 0,01 tăng cường độ ánh sáng, cường độ quang hợp tăng không nhiều, nhưng khi nồng độ CO2; tăng lên thì tăng cường độ ánh sáng, cường độ quang hợp tăng lên rất mạnh
- Khi nồng độ CO2 tăng từ 0,01 → 0,32, tăng cường độ ánh sáng làm tăng cường độ quang hợp.
- Tại điểm no ánh sáng 0,32, nếu tăng cường độ ánh sáng, cường độ quang hợp không tăng.
Câu hỏi in nghiêng trang 45 Sinh 11 Bài 10
Quan sát hình 10.2, cho biết sự phụ thuộc của quang hợp vào nồng độ CO2 có giống nhau ở tất cả các loài cây không.
Lời giải:
Sự phụ thuộc của quang hợp vào nồng độ CO2 ở các cây khác nhau thì khác nhau. Quan sát hình 10.2 ta thấy, hai đường đồ thị biểu diễn phụ thuộc của quang hợp vào nồng độ CO2 là hai đường khác nhau, ở các nồng độ CO2 như nhau, cường độ quang hợp ở các cây là khác nhau tuy nhiên theo một quy luật là cường độ quanh hợp tăng khi nồng độ CO2 tăng, sau đó cường độ quang hợp tăng chậm cho đến trị số bão hòa CO2
Câu hỏi in nghiêng trang 45 Sinh 11 Bài 10
Nước có những vai trò gì đối với quang hợp?
Lời giải:
- Khi cây thiếu nước đến 40 – 60% quang hợp bị giảm mạnh và có thể ngừng trệ. Nước là yếu tố quan trọng đối với quang hợp (nguyên liệu, môi trường, điều tiết khí khổng và nhiệt độ của lá):
+ Hàm lượng nước (không khi, lá, đất) ảnh hưởng đến độ mở khí khổng dẫn tới ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước, tốc độ hấp thụ CO2 vào lục lạp làm ảnh hưởng đến cường độ quang hợp.
+ Nước ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và kích thước của lá, thiếu nước làm giảm diện tích lá, giảm hiệu suất quang hợp
+ Nước ảnh hưởng đến tốc độ vận chuyển các sản phẩm quang hợp, hàm lượng nước trong tế bào ảnh hưởng đến tốc độ hidrat hóa của chất nguyên sinh và ảnh hưởng đến tốc độ hoạt động của hệ thống enzim quang hợp.
- Nước là nguyên liệu trực tiếp cho quang hợp với việc cung cấp H+ và eletctron cho pha sáng.
BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 47 SGK Sinh 11)
Cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến quang hợp như thế nào?
Lời giải:
Cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến quang hợp:
+ Quang hợp bắt đầu ở cường độ ánh sáng thấp và tăng dần cho đến khi đạt cực đại vào thời điểm sáng nhất trong ngày.
+ Khi cường độ ánh sáng tăng, tốc độ quang hợp cũng tăng. Trong cường độ ánh sáng vừa phải, tốc độ quang hợp tỷ lệ thuận với cường độ ánh áng cho đến khi đạt đến điểm bão hòa ánh sáng đây là điểm mà từ đó cường độ quang hợp không tăng thêm dù cường độ ánh sáng tiếp tục tăng.
+ Ở cường độ ánh sáng rất cao, nhiệt độ của cây tăng lên dẫn đến tăng thoát hơi nước trong cây. Điều này dẫn đến việc đóng khí khổng dẫn đến giảm lượng CO2 hoặc chất diệp lục bị phá hủ. Do đó, dẫn đến giảm và cuối cùng là dừng quang hợp.
Bài 2 (trang 47 SGK Sinh 11)
Vai trò của nước trong pha sáng của quang hợp.
Lời giải:
Nước được coi là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình quang hợp. Khi lượng nước giảm, khí khổng bắt đầu đóng lại để tránh mất nước trong quá trình thoát hơi nước. Khi khí khổng đóng, lượng CO2 cũng dừng lại sẽ ảnh hưởng đến quá trình quang hợp.
- Nước là nguyên liệu trực tiếp cho quá trình phân li nước trong pha sáng của quang hợp.
- Nước là môi trường duy trì điều kiện hoạt động bình thường cho toàn bộ bộ máy quang hợp hoạt động (hoạt động của enzyme).
Bài 3 (trang 47 SGK Sinh 11)
Trình bày sự phụ thuộc của quang hợp vào nhiệt độ?
Lời giải:
Nhiệt độ ảnh hường đến các phản ứng enzim trong pha sáng và pha tối trong quang hợp. Có 3 mức nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ quang hợp:
Tối thiểu: Đó là nhiệt độ tối thiểu mà quá trình quang hợp bắt đầu. Các thực vật của vùng lạnh và ôn đới có giá trị thấp hơn so với thực vật vùng á nhiệt đới và nhiệt đới. Nhiệt độ tối thiểu cho địa y là - 20°C. Đó là - 35°C đối với một số cây lá kim. Quang hợp hầu như không bắt đầu ở khoảng 5°C trong các thực vật ở vùng nhiệt đới. Thực vật sa mạc như xương rồng có thể thực hiện quang hợp ngay cả ở 55°C
Tối ưu: Quá trình quang hợp tối đa xảy ra tại thời điểm đó Nhiệt độ tối ưu cũng thay đổi rất nhiều. Quang hợp tăng khi nhiệt độ tăng lên đến 25°C. Sự gia tăng này tuân theo luật Vant Hoffs. Theo luật này, tốc độ phản ứng hóa học tăng gấp đôi khi nhiệt độ tăng 10°C. Điều này chỉ đúng nếu ánh sáng hoặc carbon dioxide không phải là yếu tố hạn chế.
Cực đại: Đây là nhiệt độ cao nhất mà quá trình quang hợp có thể diễn ra. Có sự gia tăng ban đầu về tốc độ quang hợp ở nhiệt độ này tuy nhiên về sau tốc độ quang hợp giảm. Nhiệt độ càng cao thì sự suy giảm càng nhanh. Sự suy giảm có thể là do một hoặc nhiều nguyên nhân sau: tác dụng ức chế của nhiệt độ cao đối với hoạt động của các enzyme, nhiệt độ cao phá hủy thực diệp lục, nhiệt độ cao làm tăng lượng thoát hơi nước dẫn đến khi khổng đóng, không hấp thụ được CO2 dẫn đến quá trình quang hợp ngừng.
Bài 4 (trang 47 SGK Sinh 11)
Cho ví dụ về vai trò của các nguyên tố khoáng trong hệ sắc tố quang hợp.
Lời giải:
Nguyên tố khoáng ảnh hưởng nhiều mặt đến quang hợp: tham gia cấu thành enzyme quang hợp(N, P, S) và diệp lục (Mg, N); điều tiết độ mở khí khổng cho CO2 khuếch tán vào lá (K); liên quan đến quá trình phân li nước (Mn, Cl),…
