Nội dung Bài 9: Quang Hợp Ở Các Nhóm Thực Vật \[\]\[C_3, C_4\] Và Cam thuộc Chương I: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng môn Sinh Học Lớp 11. Mục tiêu bài học giúp bạn phân biệt được pha sáng và pha tối ở các nội dung sau: sản phẩm, nguyên liệu, nơi xảy ra. Phân biệt được các con đường cố định \[CO_2\] trong pha tối ở các nhóm thực vật \[C_3, C_4\] và Cam. Giải thích được phản ứng thích nghi của nhóm thực vật \[C_4\] và Cam đối với môi trường sống ở vùng nhiệt đới và hoang mạc. Mời các bạn theo dõi ngay dưới đây.
Quá trình quang hợp được chia thành 2 pha: pha sáng và pha tối. Quá trình quang hợp ở các nhóm thực vật \[C_3, C_4\] và CAM chỉ khác nhau chủ yếu trong pha tối.
Pha sáng của quang hợp là pha chuyển hoá năng lượng của ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hoá học trong ATP và NADPH. Tilacôit là nơi diễn ra pha sáng.
Trong pha sáng diễn ra quá trình quang phân li nước [phân tử nước bị phân li dưới tác động của năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ]. Quang phân li nước diễn ra trong xoang của tilacôit theo sơ đồ phản ứng như sau:
Sơ đồ phản ứng cho thấy ôxi được giải phóng ra từ phân tử nước. Các êlectron xuất hiện trong quá trình quang phân li nước đến bù lại các êlectron của diệp lục a đã bị mất khi diệp lục này tham gia chuyên êlectron cho các chất khác. Các prôtôn \[[H^+]\] đến khử \[NADP^+\] [nicôtinamit ađênin đinuclêôtit phôtphat dạng ôxi hoá] thành dạng khử [NADPH].
Sản phẩm của pha sáng gồm có: ATP, NADPH và \[O_2\].
Có thể tóm tắt các quá trình của pha sáng theo sơ đồ hình 9.1.
Pha tối [pha cố định \[CO_2\]] diễn ra trong chất nền [strôma] của lục lạp.
Câu hỏi 1 bài 9 trang 41 SGK sinh học lớp 11: Xem hình 9.1 và 9.2 rồi chỉ rõ sản phẩm của pha sáng chuyển cho pha tối là gì.
Giải:
Sản phẩm của pha sáng chuyển qua pha tối là ATP và NADPH.
Có thể chia chu trình Canvin [hình 9.2] thành 3 giai đoạn: giai đoạn cố định \[CO_2\], giai đoạn khử APG [axit photphoglixêric] thành AlPG [Alđêhit phôtphoglixêric – là một triôzơ-P và giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu là Rib-1,5-điP [ribulôzơ-1,5-điphôtphat].
Tại điểm kết thúc giai đoạn khử có phân tử AlPG được tách ra khỏi chu trình. AlPG là chất khởi đầu để tổng hợp nên \[C_2H_{12}O_6\], rồi từ đó tổng hợp nên tinh bột, saccarôzơ, axit amin, lipit trong quang hợp.
Câu hỏi 2 bài 9 trang 41 SGK sinh học lớp 11: Hãy chỉ ra trên hình 9.2 các điểm mà tại đó sản phẩm của pha sáng đi vào chu trình Canvin.
Giải:
Tại 2 điểm ATP và NADPH đi vào pha khử và ATP đi vào pha tái sinh chất nhận \[CO_2\].
Thực vật \[C_3\] gồm từ các loài rêu cho đến các loài cây gỗ cao lớn mọc trong rừng, phân bố hầu khắp mọi nơi trên Trái Đất. Nhóm thực vật này cố định \[CO_2\] theo con đường \[C_3\] [chu trình Canvin].
Tuỳ thuộc vào đặc điểm sinh thái, qua quá trình tiến hoá đã hình thành nên các con đường cố định \[CO_2\] khác nhau. Cho đến nay, ngoài con đường \[C_3\], các nhà sinh lí học thực vật đã phát hiện thêm 2 con đường cố định \[CO_2\] khác: con đường \[C_4\] và con đường CAM. Tương ứng với ba con đường cố định \[CO_2\], người ta phân biệt ba nhóm thực vật: thực vật \[C_3\], thực vật \[C_4\] và thực vật CAM.
Nhóm thực vật \[C_4\] bao gồm một số loài thực vật sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như mía, rau dền, ngô, cao lương, kê,… tiến hành quang hợp theo con đường \[C_4\] [hình 9.3]. Đó là phản ứng thích nghỉ sinh lí đối với cường độ ánh sáng mạnh. Thực vật \[C_4\] có các ưu việt hơi thực vật \[C_3\]: cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù \[CO_2\] thấp hơn, điểm bão hoà ánh sáng cao hơn, nhu cầu nước thấp hơn, thoát hơi nước thấp hơn. Nhờ vậy, thực vật \[C_4\] có năng suất cao hơn thực vật \[C_3\].
Câu hỏi 3 bài 9 trang 41 SGK sinh học lớp 11: Quan sát các hình 9.2 và 9.3, hãy rút ra những điểm giống nhau và khác nhau về quang hợp giữa thực vật \[C_3\] và thực vật \[C_4\].
Giải:
Chu trình quang hợp của thực vật \[C_4\] được thực hiện ở 2 loại tế bào, còn \[C_3\] chỉ có 1 loại tế bào.
– Giống nhau: Có chu trình Canvin tạo APG.
– Khác nhau:
| Tiêu chí so sánh | Thực vật \[C_3\] | Thực vật \[C_4\] |
| Chất nhận \[CO_2\] đầu tiên | Rihulôzơ -1,5-điP | PEP |
| Sản phẩm đầu liên của pha tối. | APG [hợp chất 3 cacbon]. | AOA [hợp chất 4 cacbon]. |
| Tiến trình: | Chỉ có 1giai đoạn là chu trình \[C_3\] xảy ra trong các tế bào nhu mô thịt lá. | Gồm 2 chu trình: chu trình \[C_4\] và chu trình \[C_3\]:
– Giai đoạn 1: Chu trình \[C_4\] xảy ra trong tế bào nhu mô thịt lá. – Giai đoạn 2: chu trình \[C_3\] xảy ra trong lục lạp của các tế bào bao bó mạch. |
Thực vật CAM gồm những loài mọng nước sống ở các vùng hoang mạc khô hạn [ví dụ, cây xương rồng] và các loài cây trồng như cây dứa, thanh long. Để tránh mất nước do thoát hơi nước, khí khổng của các loài cây mọng nước đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm. Do đó, chúng sẽ không quang hợp được. Để thoát khỏi tình trạng ấy, thực vật mọng nước đã chọn được một con đường cố định \[CO_2\] theo cách riêng của mình. Con đường đó gọi là con đường CAM.
Bản chất hoá học của con đường CAM giống với con đường \[C_4\] [chất nhận \[CO_2\], sản phẩm ban đầu và tiến trình gồm 2 giai đoạn…]. Điểm khác biệt rõ nét nhất với con đường \[C_4\] là về thời gian: Cả 2 giai đoạn của con đường \[C_4\] đều diễn ra ban ngày, còn đối với con đường CAM thì: giai đoạn đầu cố định \[CO_2\] được thực hiện vào ban đêm, lúc khí khổng mở; còn giai đoạn tái cố định \[CO_2\] theo chu trình Canvin được thực hiện vào ban ngày, lúc khí không đóng [hình 9.4]. Thực vật CAM không có 2 loại lục lạp [nhu mô và bao bó mạch] như ở thực vật \[C_4\].
Con đường CAM là đặc điểm thích nghi sinh lí của thực vật mọng nước đối với môi trường khô hạn ở sa mạc.
Qua đó ta thấy, chu trình Canyin tồn tại ở mọi loại thực vật. Từ AlPG – sản phẩm trực tiếp của chu trình Canvin – hình thành nên đường glucôzơ. Rồi từ hợp chất này hình thành nên tinh bột, saccarôzơ… [hình 8.1]. Cũng từ AlPG hình thành nên axit amin, prôtêin, lipit.
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 9: Quang Hợp Ở Các Nhóm Thực Vật \[C_3, C_4\] Và Cam thuộc Chương I: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng môn Sinh Học Lớp 11. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Nếu khái niệm và điều kiện cần có của pha sáng trong quang hợp.
Ôxi trong quang hợp có nguồn gốc từ đâu?
Sản phẩm của pha sáng là gì?
Những hợp chất nào mang năng lượng ánh sáng vào pha tối để đồng hóa \[CO_2\] thành cacbohiđrat?
Quan sát các hình 9.2, 9.3 và 9.4, nêu sự giống nhau và khác nhau giữa các con đường \[C_3, C_4\] và con đường CAM.
Pha sáng quang hợp cung cấp cho pha tối sản phẩm nào sau đây?
A. \[CO_2\] và ATP.
B. Năng lượng ánh sáng.
C. Nước và \[O_2\].
D. ATP và NADPH.
Giai đoạn quang hợp thực sự tạo nên \[C_6H_{12}O_6\] ở cây mía là giai đoạn nào sau đây?
A. Quang phân li nước.
B. Chu trình Canvin.
C. Pha sáng.
D. Pha tối.
Lý thuyết Bài 9: Quang hợp ở các nhóm thực vật \[C_3, C_4\] và cam Sách giáo khoa sinh học lớp 11 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu, có sơ đồ tư duy tóm tắt lý thuyết.
– Thực vật \[C_3\] phân bố mọi nơi trên trái đất, gồm các loài rêu cho đến các loài cây gỗ trong rừng.
– Là pha chuyển hóa năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH.
– Pha sáng diễn ra ở tilacôit khi có chiếu sáng.
– Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được sử dụng để thực hiện quá trình quang phân li nước, \[O_2\] được giải phóng là \[O_2\] của nước.
\[2H_2O → 4H^+ + 4e^- + O_2\]
– ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp các hợp chất hữu cơ.
– Pha tối ở thực vật \[C_3\] diễn ra trong chất nền [strôma] của lục lạp.
– Pha tối ở thực vật \[C_3\] chỉ có một chu trình Canvin, được chia thành 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn cố định \[CO_2\].
+ Giai đoạn khử APG [axit phôtphoglixêric] → AllPG [aldehit phosphoglixeric] → tổng hợp nên \[C_6H_{12}O_6\] → tinh bột, axit amin…
+ Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu là Rib – 1,5 điP [ribulôzơ – 1,5 điphôtphat].
– Gồm một số loài sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như: mía, ngô, cao lương…
– Thực vật \[C_4\] sống trong điều kiện nóng ẩm kéo dài, nhiệt độ, ánh sáng cao → tiến hành quang hợp theo con đường \[C_4\].
– Thực vật \[C_4\] ưu việt hơn thực vật \[C_3\]: Cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù \[CO_2\] thấp hơn, điểm bảo hòa ánh sáng cao hơn, nhu cầu nước thấp hơn, thoát hơi nước thấp hơn → thực vật \[C_4\] có năng suất cao hơn thực vật \[C_3\].
– Pha tối của thực vật \[C_4\] gồm 2 chu trình: chu trình cố định \[CO_2\] tạm thời [chu trình \[C_4\]] diễn ra ở lục lạp của tế bào nhu mô lá và chu trình tái cố định \[CO_2\] [chu trình Canvin] diễn ra trong lục lạp của tế bào bao bó mạch. Cả hai chu trình này đều diễn ra vào ban ngày và ở hai nơi khác nhau trên lá.
– Gồm những loài mọng nước, sống ở vùng hoang mạc khô hạn như: xương rồng, dứa, thanh long…
– Để tránh mất nước, khí khổng các loài này đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm → cố định \[CO_2\] theo con đường CAM.
– Pha tối ở thực vật CAM gần giống với pha tối ở thực vật \[C_4\], điểm khác biệt là về thời gian:
+ Ở thực vật \[C_4\], cả 2 chu trình của pha tối đều diễn ra vào ban ngày.
+ Ở thực vật CAM thì chu trình đầu cố định \[CO_2\] tạm thời được thực hiện vào ban đêm khi khí khổng mở và chu trình Canvin tái cố định \[CO_2\] thực hiện vào ban ngày khi khí khổng đóng.
Câu 1: Pha sáng của quang hợp là pha chuyển hóa năng lượng của ánh sáng
A. Đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng trong các liên kết hóa học trong ATP.
B. Đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng trong các liên kết hóa học trong ATP và NADPH.
C. Đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng trong các liên kết hóa học trong NADPH.
D. Thành năng lượng trong các liên kết hó học trong ATP.
Câu 2: Khái niệm pha sáng nào dưới đây của quá trình quang hợp là đầy đủ nhất?
A. Pha chuyển hoá năng lượng của ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng trong các liên kết hoá học trong ATP.
B. Pha chuyển hoá năng lượng của ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng trong các liên kết hoá học trong ATP và NADPH.
C. Pha chuyển hoá năng lượng của ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng trong các liên kết hoá học trong NADPH.
D. Pha chuyển hoá năng lượng của ánh sáng đã được chuyển thành năng lượng trong các liên kết hoá học trong ATP.
Câu 3: Pha sáng của quá trình quang hợp là pha chuyển hoá năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng trong các
A. liên kết hoá học trong ATP.
B. liên kết hoá học trong ATP và NADPH.
C. liên kết hoá học trong NADPH.
D. liên kết hoá học trong ATP, NADPH và \[C_6H_{12}O_6\].
Câu 4: Pha sáng là gì?
A. Là pha cố định \[CO_2\].
B. Là pha chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.
C. Là pha chuyển hóa năng lượng hóa học thành năng lượng ánh sáng
D. Là pha diễn ra trong điều kiện thiếu ánh sáng
Câu 5: Sản phẩm của pha sáng gồm:
A. ATP, NADPH và \[O_2\].
B. ATP, NADPH và \[CO_2\].
C. ATP, \[NADP^+\] VÀ \[O_2\].
D. ATP, NADPH.
Câu 6: Sản phẩm của pha sáng là:
A. \[H_2O, O_2\], ATP
B. \[H_2O\], ATP, NADPH
C. \[O_2\], ATP, NADPH
D. ATP, NADPH, APG.
Câu 7: Chất nào sau đây do pha sáng của quang hợp tạo ra?
A. APG
B. AlPG
C. \[CO_2\]
D. NADPH.
Câu 8: Các hợp chất nào không phải là sản phẩm được tạo ra từ pha sáng quang hợp?
A. ATP
B. \[H_2O\]
C. NADPH
D. \[O_2\]
Câu 9: Sản phẩm của pha sáng gồm
A. ADP, NADPH, \[O_2\]
B. ATP, NADPH, \[O_2\]
C. Cacbohiđrat, \[CO_2\]
D. ATP, NADPH
Câu 10: Pha sáng diễn ra trong lục lạp tại
A. Chất nền.
B. Màng trong
C. Màng ngoài
D. Tilacôit.
Câu 11: Pha sáng xảy ra trong cấu trúc nào của lục lạp?
A. Stroma
B. Màng tilacôit.
C. Chất nền prôtêin
D. Màng lục lạp
Câu 12: Pha sáng diễn ra ở
A. strôma
B. tế bào chất
C. tilacôit
D. nhân
Câu 13: Về bản chất, pha sáng của quang hợp là
A. Quang phân li nước để sử dụng \[H^+, CO_2\] và electron cho việc hình thành ATP, NADPH, đồng thời giải phóng \[O_2\] vào khí quyển.
B. Quang phân li nước để sử dụng \[H^+\] và electron cho việc hình thành ADP, NADPH, đồng thời giải phóng \[O_2\] vào khí quyển.
C. Quang phân li nước để sử dụng \[H^+\] và electron cho việc hình thành ATP, NADPH, đồng thời giải phóng \[O_2\] vào khí quyển.
D. Khử nước để sử dụng \[H^+\] và electron cho việc hình thành ATP, NADPH, đồng thời giải phóng \[O_2\] vào khí quyển.
Câu 14: Về bản chất pha sáng của quá trình quang hợp là:
A. Pha ôxy hoá nước để sử dụng \[H^+, CO_2\] và điện tử cho việc hình thành ATP, NADPH, đồng thời giải phóng \[O_2\] vào khí quyển
B. Pha ôxy hoá nước để sử dụng \[H^+\] và điện tử cho việc hình thành ADP, NADPH, đồng thời giải phóng \[O_2\] vào khí quyển
C. Pha ôxy hoá nước để sử dụng \[H^+\] và điện tử cho việc hình thành ATP, NADPH, đồng thời giải phóng \[O_2\] vào khí quyển
D. Pha khử nước để sử dụng \[H^+\] và điện tử cho việc hình thành ATP, NADPH, đồng thời giải phóng \[O_2\] vào khí quyển
Câu 15: Diễn biến nào dưới đây không có trong pha sáng của quá trình quang hợp?
A. Quá trình tạo ATP, NADPH và giải phóng \[O_2\].
B. Quá trình khử \[CO_2\].
C. Quá trình quang phân li nước.
D. Sự biến đổi trạng thái của diệp lục [từ dạng bình thường sang trạng thái kích thích].
Câu 16: Pha sáng của quang hợp được thực hiện bằng phản ứng
A. kích thích của clorôphyl bới các phôton ánh sáng.
B. quang phân li nước nhờ năng lượng hấp thụ từ các phôtôn này.
C. quang hoá hình thành ATP và NADPH.
D. Cả A, B và C đúng.
Câu 17: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về pha sáng của quá trình quang hợp?
A. Trong pha sáng diễn ra quá trình quang phân li nước
B. Một trong những sản phẩm của pha sáng là NADH
C. Pha sáng là pha chuyển hóa năng lượng của ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH
D. Ở thực vật, pha sáng diễn ra trên màng tilacoit của lục lạp
Câu 18: Nhận xét nào sau đây là không đúng về pha sáng?
A. Cố định \[CO_2\]
B. Diễn ra ở các tilacoit khi có chiếu sáng
C. Giải phóng \[O_2\]
D. Giải phóng \[H_2O\]
Câu 19: Trong lục lạp, pha tối diễn ra ở
A. Màng ngoài
B. Màng trong.
C. Chất nền [strôma].
D. Tilacôit.
Câu 20: Pha tối xảy ra lại cấu trúc nào của lục lạp?
A. Màng lục lạp
B. Stroma.
C. Grana
D. Tilacoit
Ở trên là nội dung Bài 9: Quang Hợp Ở Các Nhóm Thực Vật \[C_3, C_4\] Và Cam thuộc Chương I: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng môn Sinh Học Lớp 11. Trong bài học này các bạn được tìm hiểu quá trình quang hợp ở các nhóm thực vật \[C_3, C_4\] và CAM. Đi theo diễn biến các phản ứng hóa học xảy ra từ pha sáng đến pha tối và làm rõ sự khác nhau giữa các loài thực vật khác nhau. Chúc các bạn học tốt Sinh Học Lớp 11.