A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP Ở THỰC VẬT
1. Quang hợp là gì?
- Quang hợp là quá trình thực vật hấp thu ánh sáng mặt trời để tạo ra cacbohidrat và ôxi từ khí cacbonic và nước.
- Phương trình tổng quát
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
2. Vai trò của quang hợp
Toàn bộ sự sống trên hành tinh của chúng ta phụ thuộc vào quang hợp, do :
- Sản phẩm quang hợp là nguồn chất hữu cơ làm thức ăn cho sinh vật dị dưỡng và là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp, dược liệu chữa bệnh cho con người.
- Năng lượng ánh sáng mặt trời được chuyển hóa thành năng lượng hóa học trong các liên kết hóa học của các sản phẩm quang hợp. Đây là nguồn năng lượng duy trì các hoạt động sống.
- Quang hợp điều hòa không khí : giải phóng ôxi (là dưỡng khí cho sinh vật hiếu khí) và hấp thụ CO2 (góp phần ngăn chặn hiệu ứng nhà kính)
II. LÁ LÀ CƠ QUAN QUANG HỢP
1. Hình thái, giải phẫu của lá thích nghi với chức năng quang hợp
- Đặc điểm giải phẫu hình thái bên ngoài
+ Diện tích bề mặt lá lớn, giúp hấp thụ được nhiều ánh sáng mặt trời
+ Trong lớp biểu bì của mặt lá có khí khổng giúp cho khí CO2 khuếch tán vào bên trong lá đến lục lạp
- Đặc điểm giải phẫu hình thái bên trong
Hệ gân lá có mạch dẫn gồm mạch gỗ và mạch rây, xuất phát từ bó mạch ở cuống lá đi đến tận từng tế bào nhu mô của lá. Nhờ vậy, nước và ion khoáng đến được từng tế bào để thực hiện quang hợp và vận chuyển sản phẩm quang hợp ra khỏi lá.
- Trong lá có nhiều tế bào chứa những hạt màu lục gọi là lục lạp, là “nhà máy quang hợp” của thực vật.
2. Lục lạp là bào quan quang hợp
Để đảm bảo chức năng quang hợp, lục lạp có những đặc điểm phù hợp:
- Lục lạp thường có hình bầu dục thuận lợi cho việc hấp thu ánh sáng.
- Lục lạp có kích thước nhỏ, thuận lợi cho sự trao đổi chất
- Mỗi lục lạp được bao bọc bởi màng kép, bên trong là chất nền không màu và các hạt nhỏ (grana).
- Mỗi grana có dạng như một chồng tiền xu gồm các túi dẹt, gọi là tilacôit :
+ Màng tilacôit là nơi phân bố hệ sắc tố quang hợp, nơi xảy ra các phản ứng sáng
+ Xoang tilacôit là nơi xảy ra các phản ứng quang phân li nước và quá trình tổng hợp ATP trong quang hợp
+ Chất nền là nơi xảy ra các phản ứng tối.
- Trong lục lạp có chứa ADN enzim và ribôxôm nên nó có khả năng tự tổng hợp prôtêin cần thiết cho mình.
- Số lượng lục lạp trong mỗi tế bào không giống nhau, phụ thuộc vào điều kiện chiếu sáng của môi trường sống và đặc điểm của loài.
3. Hệ sắc tố quang hợp
- Hệ sắc tố quang hợp ở cây xanh bao gồm diệp lục và carôtenôit. Diệp lục có 2 loại chủ yếu là diệp lục a và diệp lục b.
- Lá có màu xanh là do có diệp lục. Carôtenôit tạo nên màu đỏ, da cam, vàng của lá, quả, củ.
- Các sắc tố quang hợp hấp thụ và truyền năng lượng ánh sáng trong hệ sắc tố ứng quang hợp theo sơ đồ sau:
- Carôtenôit → Diệp lục b → Diệp lục a → Diệp lục a ở trung tâm phản ứng
Sau đó, quang năng được chuyển thành hóa năng trong ATP và NADPH
CÂU HỎI SÁCH GIÁO KHOA
Câu hỏi in nghiêng trang 36 Sinh 11 Bài 8
Quan sát hình 8.1 và cho biết quang hợp là gì?
Lời giải:
Quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học dưới dạng các hợp chất hữu cơ, biến đôi các chất vô cơ đơn giản thành các chất hữu cơ phức tạp có hoạt tính cao trong cơ thể thực vật dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời và sự tham gia của hệ sắc tố diệp lục
- Phương trình quang hợp tổng quát:
Câu hỏi in nghiêng trang 36 Sinh 11 Bài 8
Quang hợp diễn ra chủ yếu ở cơ quan nào của cây, tại sao?
Lời giải:
Quang hợp diễn ra chủ yếu ở lá cây vì lá có những đặc điểm về hình thái cũng như cấu tạo giải phẫu thích hợp với chức năng quang hợp
- Hình thái lá: Lá thường có dạng bản và mang đặc tính hướng quang ngang, nên luôn luôn vận động sao cho mặt phẳng của lá vuông góc với tia sáng mặt trời để nhận được nhiều năng lượng ánh sáng nhất.
- Giải phẫu: Lớp mô giậu dày, chứa nhiều lục lạp nằm sát ngay mặt bên trên lá dưới lớp biểu bì trên. Các tế bào mô giậu được xếp sít nhau theo từng lớp nhằm hấp thụ được nhiều năng lượng ánh sáng. Đây gọi là lớp mô đồng hóa của lá. Sát với lớp mô đồng hóa của lá là lớp mô xốp có các khoảng trống gian bào lớn, đây là nơi CO2 cung cấp cho quá trình quang hợp. Ngoài ra lá còn có mạng lưới mạch dẫn dày đặc làm nhiệm vụ dẫn nước, muối khoáng cho quá trình quang hợp và dẫn các sản phẩm quang hợp đến các cơ quan khác. Cuối cùng là hệ thống dày dặc các khí khổng ở mặt trên và mặt dưới của lá giúp cho CO2, O2, H2O đi vào và đi ra khỏi lá một cách dễ dàng.
Câu hỏi in nghiêng trang 37 Sinh 11 Bài 8
Quan sát hình 8.2, nêu đặc điểm phân bố và sắp xếp của các tế bào chứa diệp lục trong lá và cho biết điều đó có tác dụng gì đối với quang hợp.
Lời giải:
Đặc điểm phân bố và sắp xếp của các tế bào chứa diệp lục trong lá: Có lớp mô giậu dày và chứa nhiều lục lạp phân bố sát ngay mặt bên trên lá dưới lớp biểu bì trên, chúng được xếp sít nhau, theo từng lớp. Do đó hấp thụ được nhiều ánh nắng mặt trời là xúc tác cho quá trình quang hợp.
Câu hỏi in nghiêng trang 37 Sinh 11 Bài 8
Quan sát hình 8.3 và dựa vào kiến thức về lục lạp trong Sinh học 10, hãy nêu những đặc điểm cấu tạo của lục lạp thích nghi với chức năng quang hợp.
Lời giải:
Đặc điểm cấu tạo của lục lạp thích nghi với chức năng quang hợp:
- Hình thái lục lạp: Lục lạp rất đa dạng và có nhiều hình dạng khác nhau: hình võng, hình cốc, hình sao. Ở một số thực vật bậc cao thì thường có hình bầu dục để thuận tiện cho quá trình tiếp nhận ánh sáng mặt trời: có khả năng xoay bề mặt tiếp xúc nhỏ nhất của mình về phía ánh sáng.
- Số lượng và kích thước lục lạp: Số lượng lục lạp trong TB rất khác nhau ở mỗi loài thực vật. Đối với tảo, mỗi tế bào có khi chỉ có một lục lạp. Đối với thực vật bậc cao, mỗi tế bào của mô đồng hóa có thể có 20-100 lục lạp. Ở lá thầu dầu , 1mm2 có 3.107 – 5.107 lục lạp.
- Cấu tạo: Ngoài cùng là lớp màng kép, mỗi màng được cấu tạo từ 2 lớp protein tách biệt nhau bằng một lớp lipit ở giữa. Trong màng là chất nền stroma lỏng, nhầy, không mà. Đó là protein hòa tan có chứa nhiều loại enzim tham gia vào quá trình khử CO2 khi quang hợp. Chất nền bao bọc quanh các hạt. Mỗi lục lạp có 40-50 grana với đường kính 4-6µm. Mỗi grana có 5,6 đến vài chục cái túi tròn gọi là tilacoit dàu chừng 0,13µm có màng riêng bao bọc. Các tilacoit xếp thành chồng. Cấu tạo nên các tilacoit là các sắc tố, protein, lipit. Trên màng tilacotit chứa nhiều sắc tố trong đó có diệp lục , phức hệ ATP-sintetaza và các ezim quang hợp. ADN giống vi khuẩn.
BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 39 SGK Sinh 11)
Quang hợp ở thực vật là gì? Viết phương trình quang hợp tổng quát.
Lời giải:
Quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học dưới dạng các hợp chất hữu cơ, biến đôi các chất vô cơ đơn giản thành các chất hữu cơ phức tạp có hoạt tính cao trong cơ thể thực vật dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời và sự tham gia của hệ sắc tố diệp lục
Bài 2 (trang 39 SGK Sinh 11)
Vì sao quang hợp có vai trò quyết định đối với sự sống trên Trái Đất?
Lời giải:
Quang hợp có vai trò quyết định đối với sự sống trên trái đất vì:
- Quang hợp tạo ra sản phẩm là nguồn chất hữu cơ làm thức ăn cho sinh vật dị dưỡng, làm nguyên liệu cho công nghiệp, dược liệu,…
- Quang hợp giúp điều hòa không khí và cung cấp oxi cho sự sống vì quang hợp lấy khí CO2 và giải phóng O2.
- Quang hợp giúp duy trì hoạt động của sinh giới (chuyển hóa quang năng thành hóa năng).
Bài 3 (trang 39 SGK Sinh 11)
Nêu đặc điểm của lá cây xanh thích nghi với chức năng quang hợp.
Lời giải:
Đặc điểm của lá cây xanh thích nghi với chức năng quang hợp:
- Hình thái lá: Lá thường có dạng bản và mang đặc tính hướng quang ngang, nên luôn luôn vận động sao cho mặt phẳng của lá vuông góc với tia sáng mặt trời để nhận được nhiều năng lượng ánh sáng nhất. Lá thường có diện tích bề mặt lớn.
- Giải phẫu: Lớp biểu bì chứa nhiều khí khổng. Lớp mô giậu dày, chứa nhiều lục lạp nằm sát ngay mặt bên trên lá dưới lớp biểu bì trên. Các tế bào mô giậu được xếp sít nhau theo từng lớp nhằm hấp thụ được nhiều năng lượng ánh sáng. Đây gọi là lớp mô đồng hóa của lá. Sát với lớp mô đồng hóa của lá là lớp mô xốp có các khoảng trống gian bào lớn, đây là nơi CO2 cung cấp cho quá trình quang hợp. Ngoài ra lá còn có mạng lưới mạch dẫn dày đặc làm nhiệm vụ dẫn nước, muối khoáng cho quá trình quang hợp và dẫn các sản phẩm quang hợp đến các cơ quan khác. Cuối cùng là hệ thống dày dặc các khí khổng ở mặt trên và mặt dưới của lá giúp cho CO2, O2, H2O đi vào và đi ra khỏi lá một cách dễ dàng.
Bài 4 (trang 39 SGK Sinh 11)
Nêu thành phần và chức năng của hệ sắc tố quang hợp trong lá xanh?
Lời giải:
Thành phần của hệ sắc tố quang hợp: Diệp lục và carôtenôit. Diệp lục là sắc tố chủ yếu của quang hợp, carôtenôit là sắc tố phụ quang hợp.
Chức năng của hệ sắc tố quang hợp:
+ Diệp lục
- Diệp lục a: Tham gia trực tiếp vào sự chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học ở các liên kết hóa học trong ATP, NADPH.
- Diệp lục b: Tham gia hấp thụ năng lượng ánh sáng, truyền năng lượng đã hấp thụ cho diệp lục a.
+ Carotenoit (gồm carotem và xantophin, ở tảo còn có phycobilin):
- Tham gia hấp thụ năng lượng ánh sáng và truyền năng lượng đã hấp thụ cho diệp lục b để diệp lục b truyền cho diệp lục a.
- Bảo vệ bố máy quang hợp khỏi bị nắng cháy khi cường độ ánh sáng quá cao.
Bài 5 (trang 39 SGK Sinh 11)
Sắc tố nào sau đây tham gia trực tiếp vào chuyển hóa quang năng thành hóa năng trong sản phẩm quang hợp ở cây xanh?
A. Diệp lục a.
B. Diệp lục b.
C. Diệp lục a, b.
D. Diệp lục a, b và carôtenôit.
Lời giải:
Đáp án: A.
Bài 6 (trang 39 SGK Sinh 11)
Cấu tạo ngoài của lá có những đặc điểm nào sau đây thích nghi với chức năng hấp thụ được nhiều ánh sáng?
A. Có cuống lá.
B. Có diện tích bề mặt lá lớn.
C. Phiến lá mỏng.
D. Các khí khổng tập trung chủ yếu ở mặt dưới của lá để không chiếm mất diện tích hấp thụ ánh sáng.
Lời giải:
Đáp án: B
