Chuyên đề quang hợp- Lã Thị Luyến - The first knowledge sharing application in Vietnam

Chuyên đề quang hợp- Lã Thị Luyến

CHUYÊN ĐỀ QUANG HỢP Ở THỰC VẬT

A- LÝ
THUYẾT CẦN GHI NHỚ

1. Bộ máy quang hợp

1.1. Lá – cơ quan quang hợp

* Hình thái: Thường có dạng bản, có tính hướng quang ngang

* Giải phẫu:

– Lớp mô giậu: nằm sát ngay dưới lớp biểu bì trên, dày chứa nhiều lục lạp

– Lớp mô xốp: sát lớp mô giậu, có các khoảng trống gian bào lớn
(nơi chứa CO2 cung cấp cho
quá trình quang hợp)

– Hệ thống mạch dẫn làm nhiệm vụ dẫn truyền

1.2. Lục lạp – bào quan quang
hợp

* Hình thái: thường có hình bầu dục nên
thuận tiện cho quá trình tiếp nhận ánh sáng

* Cấu tạo: ngoài cùng
là lớp màng kép, trong màng là chất nền (strôma) lỏng, nhầy, không màu. Chất nền
bao quanh các hạt grana. Mỗi grana có 5 đến 6 túi tilacôit xếp thành chồng. Cấu
tạo nên các tilacôit là các sắc tố, prôtêin, lipit.

* Thành phần hoá học:
nước- 75%, prôtêin, muối khoáng

1.3. Sắc
tố quang hợp

* Nhóm sắc tố lục
clorophyl (diệp lục)

– Cấu tạo chung: 4 nhân pyron liên kết với nhau bằng các cầu nối mêtyl tạo
nên vòng porphyrin với nguyên tử Mg ở giữa có liên kết thật và giả với các
nguyên tử N của nhân pyron; hai nguyên tử H ở nhân pyron thứ 4; vòng
xiclopentan và gốc rượu phyton có các nối đôi cách đều nhau

– Quang phổ hấp thụ: xanh lam (430nm) và đỏ (662nm)

* Nhóm sắc tố vàng
carôtenôit

– Carôten (C40H56) là một loại cacbuahiđrô chưa
bão hoà, không tan trong nước, chỉ tan trong dung môi hữu cơ

– Xantôphyl (C40H56On(1-6) ) là dẫn xuất của
carôten

– Quang phổ hấp thụ: 451 – 481 nm

* Nhóm sắc tố xanh
phycôbilin

– Có vai trò quan trọng đối với tảo và các nhóm thực vật sống ở nước, gồm
phicôerythrin và phicôxyanin

– Quang phổ hấp thụ: 550nm và 612 nm

2. Cơ chế quang hợp.

2.1. Pha sáng

2.1.1. Giai đoạn quang lí

Bao gồm qúa trình hấp thụ
năng lượng và sự di trú tạm thời năng lượng trong cấu trúc của phân tử diệp lục

2.1.2. Giai đoạn quang hoá

* Quá trình quang hoá sơ cấp

– Quang khử diệp lục và ôxi hoá chất cho êlectron

– Diệp lục chuyển êlectron cho chất nhận và trở về trạng thái ban đầu

Sự chuyền êlectron và hiđrô được tiến hành với sự tham gia của một hệ thống
các chất chuyền êlectron phức tạp. Đó là những chất chứa Fe dạng hem như:
xitôcrôm và dạng không hem như: feređôxin, plastoxianin… Chuỗi chuyền này nằm
trong hai hệ thống quang hoá PSI và PSII và thông qua hai phản ứng là phản ứng
sáng 1 và phản ứng sáng 2.

Sự chuyền êlectron có thể thực hiện theo hai con đường: con đường vòng với
P700 là trung tâm phản ứng và con đường không vòng với P680
là trung tâm phản ứng.

* Quá trình quang phân li H2O

4Clhl + 4hγ → 4 Chl*

4Chl*
+ 2H2O → 4Chl + 4e + O2

* Quá trình phôtphorin hoá quang hoá

Quá trình biến đổi
năng lượng trong quang hợp ở cây xanh chủ yếu được tiến hành do hai phản ứng phôtphorin hoá vòng
và không vòng. Hai phản ứng này được phân biệt nhau ở một số điểm:

– Con đường đi của
êlectron

– Sản phẩm của quá
trình

– Hệ sắc tố tham
gia

2.2. Pha tối quang
hợp

2.2.1. Chu trình
Canvin- chu trình C3

Chu trình Canvin gồm
ba giai đoạn:

– Giai đoạn cacboxi
hoá

– Giai đoạn khử

– Giai đoạn phục hồi
chất nhận RiDP

2.2.2. Chu trình Hatch – Slack- Chu trình C4

Ở những
thực vật C4, trong lục lạp enzim Rubisco hoạt động rất yếu hoặc không hoạt động,
thay vào đó phôtphoênolpiruvat cacboxilaza lại hoạt động mạnh. Vì vậy sản phẩm
cố định CO2 đầu tiên là axit có 4C. Chu trình C4 không có quá trình
cacboxi hoá RiDP nhưng có nối tiếp với chu trình Canvin và có quá trình tổng hợp
mônôsacarit như trong chu trình Canvin.

Thực
vật C4 có hai dạng lục lạp với cấu trúc và chức năng khác nhau: lục lạp của tế
bào mô giậu và lục lạp của tế bào bao bó mạch.

2.2.3. Con đường cacbon ở thực vật CAM

Bên cạnh
các thực vật C4 còn tồn tại một dạng thực vật khác là dạng CAM thích ứng rất tốt
với khí hậu khô nóng kéo dài. Những thực vật này thích nghi với khí hậu đó bằng
cách giảm đến mức tối thiểu sự mất nước. Tuy nhiên, đồng thời với sự giảm diện
tích tiếp xúc thì cũng giảm cả sự trao đổi khí giữa thực vật với môi trường.
Mâu thuẫn này đã được giải quyết bằng cách thay đổi con đường cố định CO2 trong
quang hợp. Khác với thực vật C4, con đường cố định CO2 ở thực vật
CAM được phân biệt về mặt thời gian: quá trình cacboxi hoá sơ cấp xảy ra vào
ban đêm, khi các khí khổng mở; quá trình tổng hợp đường xảy ra vào ban ngày.

2.2.4. Các tiêu chuẩn xác định hai nhóm thực vật C3 và C4

* Tiêu chuẩn giải phẫu, hình thái

* Tiêu chuẩn sinh lí

* Tiêu chuẩn sinh hoá

2.2.5. Quang hợp và các nhân tố môi trường.

* Quang hợp và nồng độ CO2

* Quang hợp và cường độ, thành phần quang phổ ánh sáng

* Quang hợp và nhiệt độ

* quang hợp và dinh dưỡng khoáng

B- CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI

1. Ở thực
vật, hoạt động của enzim Rubisco diễn ra như thế nào trong điều kiện đầy đủ CO2
và thiếu CO2?

Hướng dẫn:

+ Khi đầy đủ CO2: Rubisco xúc tác cho RiDP kết hợp với CO2
trong chu trình Canvin tạo sản phẩm đầu tiên của pha tối là APG và tiếp tục tạo
nên đường nhờ ATP và NADPH.

+ Khi thiếu CO2: Rubisco xúc tác cho RiDP kết hợp với O2
trong hô hấp sáng, không tạo ra ATP và làm giảm lượng đường.

2.
Enzim nào đóng vai trò quan trọng nhất trong chu trình C3? giải
thích.

Tính hệ số hô hấp trong 2 axit
béo sau khi tiến hành oxi hoá hoàn toàn: C17H35COOH và C17H31COOH?
Sự
khác nhau căn bản của 2 chất trên là gì? Rút ra nhận xét?

Hướng dẫn:

– Enzim quan trọng nhất trong chu trình C3
là Ribulozơ 1,5 DP

– Enzim này qui định tốc dộ và chiều hướng của chu
trình….

– Viết pt oxi hoá hoàn toàn 2 axit béo…

C17H35COOH
có RQ = 0,68; C17H31COOH có RQ = 0,71

– Sự khác nhau cơ bản:
C17H35COOH là axit bào no, C17H31COOH
là axit béo không no.

– Xét trên cùng số nguyên tử C, axit éo no sẽ có RQ thấp hơn axit béo
không no.Vì ở axit béo no sẽ chứa nhiều H nên cần nhiều oxi để oxi hoá.

3. Nêu điểm giống nhau trong quá trình cố định CO2
của quang hợp ở các thực vật C3, C4 và CAM. Sản phẩm
giống nhau nào có vai trò quan trọng nhất? Tại sao?

Hướng dẫn:

a) Điểm giống nhau là chu trình Calvin.

Chu trình Calvin gồm 4 giai đoạn cơ bản:

1. Cacboxyl hoá: 6 RiDP + 6CO2 →
12 APG

2. Khử: 12APG → 12AlPG (12 ATP + 12NADPH2)

3. Tái tạo chất nhận RiDP từ AlDP

10AlPG → 6Ri5P → 6RiDP (6ATP)

4. Tạo thành đường và các chất hữu cơ khác

2AlPG → 1C6 → Đường đa

Chất hữu cơ khác

b) Sản phẩm có vai trò quan trọng nhất là AlPG.

– Vì từ AlPG tái tạo được chất nhận CO2

– AlPG là
nguyên liêụ tạo thành đường và chất hữu cơ khác.

4. Ở quang hợp của thực vật C4, để tổng hợp được 720g glucôzơ
thì cần ít nhất bao nhiêu phôtôn ánh sáng?

Hướng dẫn:

– ở quang hợp của thực vật C4, để
tổng hợp được 1 phân tử glucôzơ thì cần 12 phân tử NADPH, 24 phân tử ATP.

– ở phôtphoril hoá không vòng, để
tổng hợp 12 NADPH và 12ATP thì cần ít nhất 48 phôtôn ánh sáng. ở phôtphoril hoá
vòng, để tổng hợp 12ATP thì cần ít nhất 12 phôtôn ánh sáng. Tổng số phôtôn ánh
sáng cần dùng để tổng hợp 1 phân tử glucôzơ là 12 + 48 = 60.

– 720g glucôzơ tương ứng với 4 mol
glucôzơ thì cần ít nhất số phôtôn ánh sáng là:

60.4.6,02.1023 =
240.6,02.1023 (phôtôn).

5. Cây xanh sẽ sinh
trưởng thế nào nếu trồng trong nhà kính màu xanh lục?

Giải thích?

Hướng dẫn:

– Cây xanh trồng trong nhà kính màu xanh lục sinh trưởng, phát triển kém,
chậm lớn, để lâu có thể bị chết

– Vì:

+ Cây xanh quang hợp tốt với ánh sáng màu đỏ và xanh tím, do clorofill a,
b hấp thụ chủ yếu ánh sáng có bước sóng 680 nm, và ánh sáng xanh tím có bước
sóng 460 nm.

+ Nhà kính màu xanh lục chỉ cho ánh sáng xanh lục đi qua là chủ yếu, hấp
thụ hoặc phản xạ phần quang phổ có bước sóng khác. Nên trong nhà kính màu xanh
lục ánh sáng sử dụng cho quang hợp ít, cây quang hợp kém không đủ chất hữu cơ
cung cấp cho cây sinh trưởng.

+ Để lâu trong nhà kính cây thiếu dinh dưỡng
trầm trọng, nên có thể chết
6. Những nguyên nhân nào để cây C4 có năng suất cao hơn cây C3
?

Hướng dẫn:

Nguyên nhân làm cho cây C4 thường có năng suất cao hơn cây C3:

– Cây C3 có hô hấp sáng : Trong điều kiện ánh sáng cao, tại lục
lạp CO2 cạn kiệt, O2 tích lũy nhiều. Enzym cacboxilaza
chuyển thành enzym oxigenaza oxyhóa Ri-
1,5 di Phôtphát. Làm giảm lượng chất hữu cơ tích lũy. Còn cây C4
không có hô hấp sáng

– Cây C4 tránh được hô hấp sáng do quá trình tổng hợp chất hữu
cơ xảy ra trong lục lạp bao bó mạch

– Cây C4 có cường độ
quang hợp cao hơn cây C3 , do điểm bão hòa ánh sáng cao hơn, quang hợp
được trong điều kiện ánh sáng mạnh.

– Cây C4
có điểm bù CO2 thấp hơn cây C3, quang hợp được trong điều
kiện nồng độ CO2 thấp. Cây C4 có nhu cầu nước thấp hơn,
thoát hơi nước thấp hơn cây C3.

7. Khi chiếu
tia sáng mặt trời qua lăng kính vào một sợi tảo dài trong dung dịch có các vi
khuẩn hiếu khí, quan sát dưới kính hiển vi, nhận thấy:

a.Vi khuẩn
tập trung ở hai đầu của sợi tảo. Hãy giải thích hiện tượng này.

b. Số lượng
vi khuẩn tập trung ở hai đầu sợi tảo khác nhau rõ rệt.

Hãy giải
thích vì sao.

Hướng dẫn:

a)
Khi chiếu tia sáng mặt trời qua lăng kính, tia sáng
sẽ phân thành 7 màu: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Các tia sáng đơn
sắc này sẽ rơi trên sợi tảo theo thứ tự từ đỏ đến tim từ đầu này đến đầu kia.
Như vậy, một đầu của sợi tảo sẽ hấp thụ ánh sáng đỏ, đầu kia sẽ hấp thụ ánh
sáng tím và ở hai đầu của sợi tảo, quang hợp sẽ xảy ra mạnh nhất, thải nhiều
ôxi nhất và vi khuẩn hiếu khí sẽ tập trung ở đây.

b)
Vi khuẩn tập trung với số lượng khác nhau ở hai đầu
sợi tảo. Cụ thể là ở đầu sợi tảo hấp thụ ánh sáng đỏ vi khuẩn tập trung nhiều
hơn, vì ánh sáng đỏ có hiệu quả quang hợp hơn ánh sáng tím. Cường độ quang hợp
chỉ phụ thuộc vào số lượng photôn, không phụ thuộc vào năng lượng photôn. Lại
biết rằng với cùng một cường độ chiếu sáng thì số lượng phôtôn của ánh sáng đỏ
nhiều gấp đôi ánh sáng tím.

8. Về quá trình quang hợp:

a. ở thực vật C3, khi tắt ánh sáng hoặc giảm CO2
thì chất nào tăng, chất nào giảm ? Giải thích.

b. Giải thích tại sao khi nồng độ CO2 trong dung
dịch nuôi tảo tăng thì bọt khí ôxi lại nổi lên nhiều hơn.

Hướng dẫn:

a) Khi tắt ánh sáng thì APG tăng, RiDP giảm, vì vẫn còn
CO2 để cố định RiDP thành APG. Khi giảm nồng độ CO2 thì
RiDP tăng, APG giảm, vì không còn CO2 để cố định RiDP thành APG.

b) Khi tăng nồng độ CO2 trong dung dịch nuôi
tảo là ta đã kích thích pha tối của quang hợp hoạt động tốt hơn. Pha tối hoạt
động tốt hơn sẽ cần nhiều sản phẩm của pha sáng (ATP và NADPH) do đó pha sáng
phải hoạt động tốt hơn, quá trình quang phân ly H2O xảy ra mạnh hơn,
ôxi thải ra nhiều hơn.

9 .Đặc điểm quang hợp của bốn cây I, II, III và
IV được biểu diễn ở hình dưới đây:

Hãy cho biết những cây này (I
đến IV) thuộc các nhóm thực vật nào?

Hướng dẫn:

I. C4 II.C3 III.
C4 IV: C3

10. Điểm bù CO2 đối với quá trình quang hợp là gì?
Hai đặc điểm: Không có hiện tượng quang hô hấp và có điểm bù CO2
thấp ở thực vật C4 đó quyết định nên hiệu suất quang hợp rất cao ở các
loài cây này. Nguyên nhân dẫn đến hình thành hai đặc điểm quan trọng đó là gì?

HD:

+ Điểm bù CO2 : Nồng độ tối thiểu của CO2
trong gian bào giúp thực hiện quá trình quang hợp.

+ Nguyên nhân hình thành hai đặc điểm trên ở thực vật
C4 :

– Có 2 loại lục
lạp có cấu trúc và chức năng khác nhau. Loại lục lạp ở mô dậu thực hiện chu
trình Hatch- Slack ( nhận CO2 trực tiếp từ môi trường àaxit malic ) và loại lục lạp của các tế bào bao bó mạch
thực hiện chu trình Calvin ( vốn khó xảy ra trong điều kiện ánh sáng và nồng độ
oxy cao) bằng cách nhận CO2 do axit malic chuyển hóa để tạo ta
gluco.

– Nhờ có sự
cách ly về mặt không gian giữa khâu cố định CO2 ( ở tế bào mô dậu)
và khử CO2 ( ở tế bào bao quanh bó mạch có nồng độ oxy thấp) do đó
ngăn chặn được hiện tượng hô hấp sáng.

– PEP cacsboxilaz ( khác với Rubico) không cố
định O2 , nên có thể cố định CO2 dù tỷ lệ CO2/O2 giảm
khi nhiệt độ tăng nên điểm bù CO2 thấp.

11.Có hai cây cà chua giống hệt nhau, trồng trong một
điều kiện hoàn toàn như nhau, chỉ khác nhau về chế độ chiếu sáng. Sau 2 tuần, một
cây có khối lượng tăng gấp đôi, một cây khối lượng không thay đổi. Giải thích
vì sao ?

Hướng dẫn:

Sau hai tuần, một cây cà chua
có khối lượng tăng gấp đôi, vì cây này được trồng trong điều kiện cường độ ánh
sáng cao hơn cường độ ánh sáng ở điểm bù ánh sáng. Còn cây cà chua sau hai tuần
có khối lượng không thay đổi, vì cây này được trồng trong điều kiện chiếu sáng
có cường độ đúng bằng cường độ ánh sáng của điểm bù.

12. Người ta đo cường độ quang hợp của một cành
lá theo phương pháp sau : Đặt cành lá vào trong bình thuỷ tinh kín và đem chiếu
sáng 20 phút. Sau đó lấy cành lá ra khỏi bình và cho vào bình 20 ml Ba(OH)2, lắc
đều để dung dịch kiềm này hấp thụ hết CO2 trong bình. Sau đó trung hoà Ba(OH)2
còn lại bằng HCL. Cũng làm như vậy với bình kiểm tra (Bình không chứa cành lá).
Kết quả như sau: Bình thí nghiệm dùng hết 16 ml HCL, bình kiểm tra hết 10 ml

Cũng làm như vậy với bình kiểm tra (Bình không chứa
cành lá). Kết quả như sau: Bình thí nghiệm dùng hết 16 ml HCL, bình kiểm tra hết
10 ml HCL. Hãy giải thích nguyên tắc của phương pháp đo cường độ quang hợp nói
trên và tính cường độ quang hợp của cành lá (mg CO2 / dm2 lá. giờ). Biết rằng :
1ml HCL tương ứng với 0,6 mg CO2, diện tích cành lá: 80 cm2.

Hướng dẫn:

Nguyên tắc của phương pháp
xác định hàm lượng CO2 trong bình:

CO2 + Ba(OH)2 —->
BaCO3 + H2O

Ba(OH)2 +
HCL —-> BaCl2 + H2O

Từ lượng HCl sẽ tính được lượng
CO2 trong bình.

Gọi cường độ quang hợp là Pn ta có công thức tính như sau:

( 16 – 10 ) . 0,6 .
100 . 60

Pn =
———————————–
= 13,5 mg CO2 / dm2.giờ

20 . 80

13.Trong quang hợp : Để hình
thành 1 phân tử Glucôzơ :

Cần bao nhiêu ATP và NADPH ?

Hãy chứng minh điều đó ở thực vật C3.

Hướng dẫn:

Cần 18 ATP và 12 NADPH

b) Một vòng của chu trình Canvin tạo được 1/2
phân tử Glucôzơ và sử dụng 9 ATP với 6 NADPH. Vẽ chu trình và chỉ được nơi sử dụng
ATP và NADPH.

14.Cho một lọ axit ascocbic
(AH) dạng tinh thể (một chất khử mạnh), một lọ dung dịch methyl đỏ (MR – một chất
oxi hoá mạnh), một lọ dung dịch clorophin vừa rút từ lá. Hãy bố trí một thí
nghiệm để chứng minh vai trò quang hoá của clorphin.

Hướng dẫn:

Có 6 thí nghiệm được bố
trí trong 6 ống nghiệm :

AH + MR + chiếu sáng

AH + MR + Clorophin + chiếu
sáng

MR + Clorophin + chiếu sáng

AH + MR + tối

AH + MR + Clorophin + tối

MR + Clorophin + tối

Tất cả 6 ống nghiệm này đều có màu
đỏ- màu của methyl dạng oxi hoá.

Kết quả là sau một thời gian, khoảng 10
– 15 phút, chỉ có ống nghiệm thứ 2 màu đỏ sẽ chuyển sang màu lục, màu của
clorophin, do methyl mất màu vì bị khử bởi electơron từ AH, do clorophin được
chiếu sáng đã làm được nhiệm vụ quang hoá, tức là làm chất truyền electơron
trung gian. Thí nghiệm 1,

AH không thể khử được MR vì
thế năng khử và thế năng oxi hoá cách nhau rất xa. Các thí nghiệm còn lại, hoặc
vì không có chất cho electơron, hoặc vì clorophin không được chiếu sáng, nên
methyl không bị khử.

15.Trong chu trình Canvin:

Khi tắt
ánh sáng : một chất tăng, một chất giảm. Đó là những chất nào ?

Khi
giảm nồng độ CO2: một chất tăng, một chất giảm. Đó là những chất nào ?

Giải thích ?

Hướng dẫn:

Chất tăng là APG, chất giảm
là RiDP

Chất tăng là RiDP, chất giảm
là APG

Sử dụng chu trình Canvin để
giải thích

16.Dung dịch phenol có màu đỏ khi trong môi trường
không có CO2 và có màu vàng khi trong môi trường có CO2.

Hãy bố trí thí nghiệm để chứng minh điều trên, khi có:

một cốc
miệng rộng chứa dung dịch phenol

một
chậu cây nhỏ

một
chuông thuỷ tinh kín

Để
thí nghiệm cho kết quả tốt nên sử dụng cây trong chậu là cây thuộc nhóm thực vật
nào?

Có
nên sử dụng thực vật CAM để làm thí nghiệm này không? Vì sao?

Hướng dẫn:

Vì dung dịch phenol đựng trong cốc miệng rộng, dễ tiếp
xúc với CO2 trong không khí, nên dung dịch phenol cho có màu vàng. Do đó ta phải
bố trí thí

nghiệm về quang hợp để làm giảm
CO2 trong chuông thuỷ tinh và phenol sẽ chuyển từ màu vàng sang màu đỏ.

Nên dùng thực vật thuộc nhóm C4, vì khi quang hợp , thực
vật C4 sẽ hấp thụ CO2 đến 0 ppm và kết quả thí nghiệm sẽ rõ hơn.

Có thể sử dụng thực vật CAM làm thí nghiệm này, nhưng phải
làm ban đêm, hoặc che tối hoàn toàn ánh sáng. Nhưng không nên sử dụng thực vật
CAM làm thí nghiệm này, vì rất khó quan sát kết quả chuyển màu của phenol.

17. Cấu tạo giải phẫu lá liên quan đến chức năng quang
hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM. Hãy chứng minh điều trên ?

Hướng dẫn:

Lá cây C3 chỉ có lớp mô giậu chứa lục lạp và quá trình
quang hợp tiến hành tại đây, tinh bột cũng được dự trữ tạm thời tại đây. Lá của
cây C4 có hai lớp mô chứa lục lạp : mô giậu và các tế bào bao bó mạch. Như vậy
là lá của cây C4 có hai loại lục lạp và quang hợp tiến hành ở hai nơi. Tinh bột
được hình thành ở lục lạp bao bó mạch và được dự trữ tạm thời tại đó. Lá của
cây CAM thường dày và mọng nước, chỉ có lớp mô giậu chứa lục lạp và quang hợp tại
lớp mô giậu này. Cần lưu ý khi nói về lá của cây CAM : Trong nhiều trường hợp
lá cây này biến thành gai, hoặc các khí khổng trên lá thường đóng vào ban ngày,
để tránh thoát hơi nước.

18. Về quá trình quang hợp: Hãy trình bày tóm tắt 1 thí nghiệm: ánh sáng
cần thiết cho quang hợp, 1 thí nghiệm: CO2 cần thiết cho quang hợp

Hãy chứng minh: ánh sáng đỏ có hiệu quả quang hợp hơn
ánh sáng xanh tím

Khi tắt ánh sáng hoặc giảm CO2, thì trong quang hợp ở
thực vật C3, chất nào tăng, chất nào giảm ?

Hãy giả
thích điều trên ?

Giải thích tại sao khi tăng nồng độ CO2 trong dung dịch
nuôi tảo, bọt khí Oxi lại nổi lên nhiều hơn?

Hướng dẫn:

a.Thí nghiệm 1. Chứng minh
ánh sáng cần thiết cho quang hợp. Có thể trình bày tóm tắt thí nghiệm về quang
hợp của cây rong trong hai bình nước, một bình chiếu sáng, một bình che tối.
Bình chiếu sáng có bọt khí thải ra, bình
che tối thì không có bọt khí thải ra. Cũng có thể làm với các lá cây hoặc cành
cây, chiếu sáng và che tối, rồi xác định hàm lượng tinh bột bằng cách nhuộm mầu
với iot.

Thí nghiệm 2. Chứng minh CO2
cần thiết cho quang hợp. Cũng trình bày các thí nghiệm tương tự, tuy nhiên cần
phải có chất hấp thụ CO2. Thay cho điều kiện sáng, tối.

b. Chứng minh trên cơ sở lí thuyết như sau: – Quang hợp
chỉ phụ thuộc vào số lượng photon (48 photon

hình thành được 1 phân tử
Glucôzơ), không phụ thuộc vào năng lượng photon.

– Trên cùng một cường độ chiếu
sáng (cùng một mức năng lượng) thì số lượng photon của ánh sáng đỏ lớn gần gấp
đôi số lượng photon của ánh sáng xanh tím, vì năng lượng photon của ánh sáng đỏ
chỉ bằng hơn một nửa năng lượng photon
cuả ánh sáng xanh tím.

c. Khi tắt ánh sáng thì APG tăng, RiDP giảm, vì vẫn còn
CO2 để cố định RiDP thành APG. Khi giảm nồng độ CO2 thì RiDP tăng, APG giảm, vì
không còn CO2 để cố định RiDP thành APG. Cần vận dụng Chu trình Canvin để giải
thích đầy đủ hơn.

d. Khi tăng nồng độ CO2 trong dung dịch nuôi tảo
là ta đã kích thích pha tối của quang hợp hoạt động tốt hơn. Pha tối hoạt động
tốt sẽ cần nhiều sản phẩm của pha sáng ( ATP và NADPH ), do đó pha sáng phải hoạt
động tốt hơn, quá trình quang phân li H2O xảy ra mạnh hơn, Oxi thải ra nhiều
hơn.

19.Về ATP và NADH :

ATP được tổng hợp ở đâu trong tế bào ?Điều kiện nào dẫn
đến quá trình tổng hợp ATP ?

Có gì khác nhau trong vai trò của NADH trong hô hấp và
lên men ?

Hướng dẫn:

a. Trong lục lạp và ti thể

Khi có sự chênh lệch nồng độ ion H giữa hai phía của
màng.

Trong hô hấp NADH được hình thành để dự trữ năng lượng và
sau đó năng lượng này được giải phóng để
tổng hợp ATP. Trong quá trình lên men, NADH là một chất khử nguyên liệu lên men
( axit pyruvic ) để tạo ra rượu etilic hoặc axit lắctíc.

20. Trong môi
trường dinh dưỡng có glucôzơ phóng xạ 14C. Nhận thấy cứ 1 ptg glucôzơ được oxy
hoá hoàn toàn cần 6 ptg O2 và tạo được 36 pt ATP.

a. Độ phóng xạ của hợp chất nào phải đo để khẳng định
glucôzơ đã bị oxy hoá hoàn toàn

b. Quá trình đó
có tên là gì?

c. Khi đưa nấm men sang môi trường yếm khí thì thu được
2 pt ATP cho mỗi ptg glucôzơ. Quá trình đó có tên là gì và hợp chất nào có 14C?

Hướng dẫn:

CO2, Hô hấp hiếu khí, Lên men,
CO2

21. Giữ ty thể ở 37oC trong đệm đẳng trương và xử lý:

1.Tăng 30oC

2.Giảm 30oC

3.Cho bột giặt vào

4.Cho lysozym vào

5.Cho proteaza vào

6.Cho cyanit vào

7.Cho ATP vào

8.Cho pyruvat vào

Sẽ có các hiện tượng xảy ra sau :

a) Màng bị phá
huỷ

Màng
rắn chắc lại.

Ức chế
chuyển đến O2

Được
hấp thụ và bị oxi hoá

Không xảy ra gì cả.

Hãy
ghép cấc hiện tượng với các biện pháp xử lý cho chính xác.

Hướng dẫn:

1.Màng bị phá huỷ

2.Màng rắn chắc lại

3.Màng bị phá huỷ

4.Không xảy ra gì

5.Không xảy ra gì

6.ức chế chuyển đến O2

7.Không xảy ra gì

8.Được hấp thụ và bị oxi hoá

22. Xanh methyl
là một chất oxi hoá, có khả năng nhận H+ và điện tử ( e- ). Khi ở trạng thái
oxi hoá thì có màu xanh, khi bị khử ( nhận H+ và e- ) thì mất màu.

Methyl ( xanh )
+ H ———–> Methyl (không màu)

Một học sinh đã làm thí nghiệm
sau:

Các ống nghiệm A, B, C, D được bố trí như sau :

A B C D

H2O cất – 2ml 2ml 2ml

Nước đường
2ml 2ml – 2ml

Methyl
xanh 1ml 1ml 1ml –

Nấm men 2ml – 2ml 2ml

Các ống nghiệm được đặt trong tủ ấm 30oC.
Màu của ống nghiệm được ghi lúc bắt đầu làm thí nghiệm và sau 5 phút, 15 phút.
Kết quả ghi ở bảng sau :

Màu A B C D

Bắt đầu TN xanh xanh xanh không màu

Sau 5 ph mất màu xanh xanh mất màu

Sau 15 ph mất mau xanh xanh nhạt mất màu

Hỏi:

a. Ống nghiệm nào là ống nghiệm kiểm tra ( đối
chứng )?

b. Ống nghiệm nào là không cần
thiết ?

Hướng dẫn:

a.
A

b.
D

23.Các phản ứng phân giải
glucose trong điều kiện hiếu khí và kị khí ở nấm men có thể tóm tắt như sau:

C6H12O6 + 6O2 à 6CO2 + 6H2O

C6H12O6 à 2C2H5OH +
2CO2

Trong một thí nghiệm, việc sử
dụng hoàn toàn 0,5 mole Glucôzơ, trong điều kiện hiếu khí một phần và kị khí một
phần, thu được 1,8 mole CO2.

Hãy tính tỉ lệ phần trăm
glucose được dựng trong phản ứng hiếu khí.

Hướng dẫn:

Hãy tính Hệ số Hô hấp được định nghĩa là tỉ số giữa số mole CO2 hỡnh
thành trờn số mole O2 tiêu thụ.

24.Cho một lọ glucôzơ, một lọ
axit pyruvic, một lọ chứa dịch nghiền tế bào, một lọ chứa dịch nghiền tế bào
không có các bào quan, một lọ chứa ti thể.

Hỏi: Có thể bố trí được bao nhiêu thí nghiệm về hô hấp tế bào ?

Số thí nghiệm có CO2 bay ra ?

HD:

Có thể bố trí được 6 thí nghiệm

Có 3 thí nghiệm có CO2 bay ra.

25.. Cho các lọ thuỷ tinh chứa đầy nước và có nút kín,
một thực vật thuỷ sinh, một động vật thuỷ sinh.
Hãy bố trí các thí nghiệm để có được:

lọ
cho nhiều CO2 nhất

lọ
cho nhiều O2 nhất

lọ
sinh vật sống được lâu nhất

lọ sinh vật sống ngắn nhất

lọ
sinh vật sống như nhau

HD:

Lọ cho nhiều CO2 nhất là lọ
chứa TVTS +ĐVTS + tối

Lọ cho nhiều O2 nhất là lọ chứa
TVTS + sáng

Lọ sinh vật sống lâu nhất là
lọ chứa TVTS + ĐVTS + sáng

Lọ sinh vật sống ngắn nhất là
lọ chứa TVTS + ĐVTS + tối

Lọ sinh vật sống như nhau là
lọ chứa ĐVTS + sáng và lọ chứa ĐVTS + tối.

26.Sự đồng
hóa cácbon trong quang hợp ở các loài thực vật CAM thể hiện đặc điểm thích nghi
với môi trường sống như thế nào?

HD:

–
Quá trình ở thực vật CAM xảy ra trong
pha tối của quá trình quang hợp, trong đó có sử dụng các sản phẩm của pha sáng
là ATP, NADPH2 để khử CO2 tạo thành các chất hữu cơ.

– Thực vật CAM là nhóm mọng nước, sống nơi hoang mạc (khô hạn). Để tiết
kiệm nước (giảm sự mất nước do thoát hơi nước) và dinh dưỡng khí (quang hợp) ở
nhóm thực vật này có sự phân chia thời gian cố định CO2 như sau:

+ Giai đoạn
cố định CO2 đầu tiên diễn ra vào ban đêm khi khí khổng mở.

+ Giai đoạn
tái cố định CO2 theo chu trình Calvin diễn ra vào ban ngày khi khí
khổng đóng.

–
Kết luận: Do
đặc điểm thích nghi với điều kiện sinh thái như vậy, nên đảm bảo đủ lượng CO2
ngay cả khi thiếu nước và ban ngày lỗ khí khổng đóng lại.

27.Dựa trên
đặc điểm hụ hấp ở thực vật, hóy nờu cơ sở khoa học của các phương pháp bảo quản
nụng sản: bảo quản lạnh, bảo quản khụ và bảo quản ở nồng độ CO2 cao.

HD:

Mục đích của bảo quản nông
sản là giữ nông sản ít thay đổi về số lượng và chất lượng. Vì vậy, phải khống
chế hô hấp của nông sản ở mức tối thiểu

+ Cường độ hô hấp tăng hoặc
giảm tương ứng với nhiệt độ, độ ẩm và tỷ lệ nghịch với nồng độ CO2.

+ Trong điều kiện nhiệt độ
thấp (bảo quản lạnh) và điều kiện khô (bảo quản khô), và/hoặc trong điều kiện
nồng độ CO2 cao (bảo quản nồng độ CO2 cao), hô hấp thực
vật sẽ được hạn chế ở mức tối thiểu nên thời gian bảo quản được kéo dài

28. Hoạt động của coenzim NAD+ trong hụ hấp tế bào và quỏ
trỡnh lờn men cú gỡ khỏc nh HD:

– Trong hụ hấp tế bào, NADH đi vào chuỗi
truyền e để tổng hợp ATP. Chất nhận H+ và e- cuối cựng là oxi
khụng khớ.

–
Trong quỏ trỡnh lờn men, NADH khụng đi vào chuỗi truyền e mà nhường H+
và e‑ để hỡnh thành axit lăctic hoặc rượu. Chất nhận H+ và e‑ cuối
cựng là axit lăctic hoặc rượu vỡ khụng cú oxi khụng khớ

29. Sự tạo
thành ATP trong hô hấp ở thực vật diễn ra theo những con đường nào? ATP được sử
dụng vào những quá trình sinh lý nào ở cây?

Hướng
dẫn:

– ATP được hình thành do sự kết hợp ADP và gốc
photphat (vô cơ)

ADP + P ® ATP

–
Có 2 con đường tạo thành ATP trong hô hấp ở thực vật :

+ Photphorin hoá ở mức độ
nguyên liệu: như từ APEP tới axit pyruvic (ở đường phân) hay sucxinyl CoA (chu
trình Krebs).

+ Photphorin hoá ở mức độ
enzim oxi hoá khử: H+ và e– vận chuyển qua
chuỗi chuyển điện tử từ NADPH2 , FADH2 tới
ôxi khí trời.

Trong 38 ATP thu được trong hô hấp hiếu khí ở thực vật có 4
ATP ở mức độ nguyên liệu, 34 ATP ở mức độ enzim.

–
ATP dùng cho mọi quá trình sinh lý ở cây (như quá trình phân
chia tế bào, hút nước, hút khoáng, sinh trưởng, phát triển)

30. Rubisco là gì? Trong điều kiện đầy đủ CO2
hoặc thiếu (nghèo) CO2 thì hoạt động của Rubisco như thế nào?

Hướng dẫn :

–
Rubisco là
tên enzym ribuloso-1,5 biphosphat cacboxylaza-oxygenaza, xúc tác cho phản ứng
chuyển hóa ribuloso-1,5 biphosphat (RuBP hay RuDP) là sản phẩm quan trọng của
chu trình Calvin. Enzym này có hai khả năng: kết hợp RuBP với CO2
(cacboxylaza) hoặc kết hợp RuBP với O2 (oxygenaza) tùy vào điều kiện
môi trường.

–
Khi CO2 đầy đủ: rubisco xúc tác cho RuBP kết hợp với
CO2 trong chu trình Calvin tạo sản phẩm đầu tiên của pha enzym (pha
tối) APG và tiếp tục tạo nên đường nhờ sự có mặt của ATP và NADPH

–
Khi thiếu hay nghèo CO2 (do khí khổng đóng khi
ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao) Rubisco xúc tác RuBP kết hợp với O2
trong hô hấp ánh sáng, không tạo được ATP và làm giảm lượng đường, nên giảm
năng suất – chỉ xảy ra ở cây C3.

31.

a. Hệ sắc tố quang hợp của thực
vật bậc cao gồm những nhóm sắc tố nào?

b. Sự khác nhau giữa diệp lục
a và diệp lục b về phổ hấp thụ.

c. Vì sao nhóm thực vật bậc thấp
lạo có nhóm sắc tố quang hợp phicobilin?

d. Tại sao những cây vùng lạnh
lại thường có màu sắc sặc sỡ? Vì sao lá của một số loại cây cảnh có màu tím đỏ
mà vẫn quang hợp được bình thường?

Hướng dẫn :

a. 2 nhóm: diệp lục và carotenoit.

b. dla: hấp thu ánh sáng có bước sóng dài chủ yếu ở vùng đỏ. Dlb hấp thu
ánh sáng có bước sóng ngắn hơn chủ yếu ở vùng xanh tím.

c. Thực vật bậc thấp thường sống ở dưới tán rừng hoặc lớp nước sâu. Nhóm
sắc tố phicobilin cần thiết cho sự hấp thụ các bước sóng ngắn.

d. Màu sắc sặc sỡ do có hàm lượng lớn nhóm sắc tố antoxyan trong dịch
bào (đỏ, tím…). Khi hấp thụ ánh sáng, antoxyan biến năng lượng ánh sáng thành
nhiệt năng để sưởi ấm cho cây.

màu đỏ do sắc tố autoxian nhiều nên át màu xanh của diệp lục.

chứng minh: cho lá vào nước sôi, sắc tố autoxian tan trong nước nóng, diệp
lục không tan trong nước (chỉ tan trong dung môi hữu cơ như cồn, axeton…) nên
giữ lại ở lá, lúc này lá có màu xanh.

Những cây lá màu tím đỏ vẫn quang hợp bình thường (do có diệp lục) song
hiệu quả quang hợp không cao.

32.

Chiếu tia sáng môi
trường lăng kính vào sợi tảo trong điều kiện có vi khuẩn hiếu khí thấy

a.
tập trung ở 2 đầu
nào?

b.
sự tập trung ở 2 đầu
khác nhau.

Hướng dẫn :

a. Chiếu tia sáng qua lăng kính: tia sáng phân thành 7 tia đơn sắc: đỏ,
da cam, vàng, lục, lam, tràm, tím. Các tia này sẽ rơi trên sợi tảo theo thứ tự từ đỏ à tím từ đầu này
sang đầu kia. Như vậy, 1 đầu sợi tảo sẽ hấp thụ ánh sáng đỏ, đầu kia hấp thụ
ánh sáng xanh tím và ở 2 đầu sợi tảo quang hợp xảy ra mạnh nhất (diệp lục a háp
thụ mạnh ánh sáng 2 đầu), thải nhiều O2, vi khuẩn hiếu khí sẽ tập trung nhiều ở đây.

b. Cụ thể là đầu sợi tảo hấp thụ ánh sáng đỏ có nhiều vi khuẩn hiếu khí
hơn do hiệu quả quang hợp ánh sáng đỏ hơn tím.

– Nguyên nhân:

+ Cường độ quang hợp phụ thuộc số lượng photon (48phonton/glucozo) mà
không phụ thuộc chất lượng photon

+ trên cùng 1 cường độ chiếu sáng, lượng photon ánh sáng đỏ hơn ánh sáng
tím (do năng lượng trong 1 phôton thấp) cùng 1 mức năng lượng.

33. Từ thí
nghiệm sau

· Chiết rút
sắc tố:

Lấy khoảng
2-3g lá tươi, cắt nhỏ, cho vào cối sứ, nghiền với 1 ít axeton 80% cho thật
nhuyễn, thêm axeton, khuấy đều, lọc qua phễu lọc vào bình chiết, ta thu được
hỗn hợp các sắc tố màu xanh lục.

· Tách các sắc
tố thành phần

Lấy một
lượng benzen gấp đôi lượng dung dịch vừa chiết, đổ vào bình chiết, lắc đều rồi
để yên. Vài phút sau quan sát bình chiết sẽ thấy dung dịch màu phân thành 2
lớp: lớp dưới có màu vàng là màu của carotenoit hòa tan trong benzen. Lớp trên
có màu xanh lục là màu của clorophyl hòa tan trong axeton.

a. Vì sao phải tách chiết sắc tố bằng dung môi hữu cơ?

b. Dựa vào nguyên tắc nào để tách được các sắc tố ra khỏi
hỗn hợp sắc tố?

Hướng dẫn :

a. Vì sắc tố chỉ tan trong dung môi hữu cơ, không tan
trong nước.

b. Mỗi loại sắc tố có khả năng tan trong dung môi hữu cơ
khác nhau.

Ví dụ: diệp lục tan trong axeton, carotenoit tan trong
benzen.

34. Lục lạp
có đặc điểm hình thái thích nghi với chức năng quang hợp.

Hình thái lục lạp rất đa dạng.

Ở các loài thực vật bậc thấp,
vì không chịu ánh sáng mặt trời trực tiếp thiêu đột quá nóng nên lục lạp có nhiều
hình dạng khác nhau: hình võng, hình cốc, hình sao.

Ở các thực vật bậc cao, lục lạp
thường có hình bầu dục để thuận tiện cho quá trình tiếp nhận ánh sáng mặt trời.

Khi ánh sáng quá mạnh, lục lạp
có khả năng xoay bề mặt tiếp xúc nhỏ nhất của mình về phía ánh sáng.

35.

Các loài tảo biển có nhiều màu sắc khác nhau: tảo lục,
tảo lam, tảo nâu, tảo đỏ, tảo vàng ánh,… Hãy cho biết

a.
Loại tảo nào có
chứa diệp lục, loại tảo nào không?

b.
Sự khác nhau về
màu sắc này có ý nghĩa gì?

c.
Hãy sắp xếp thứ tự
có thể gặp các loài tảo từ trên mặt biển xuống dưới đáy biển sâu. Giải thích vì
sao lại sắp xếp như vậy.

Hướng dẫn :

a.
Tất cả các loài tảo
đều có chứa chất diệp lục vì diệp lục là sắc tố quang hợp thực hiện quá trình tổng
hợp các chất hữu cơ. Các sắc tố phụ lấn át màu của diệp lục làm cho tảo có nhiều
màu sắc khác nhau.

b.
Sự khác nhau về
màu sắc có ý nghĩa thích nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau. Thực vật sống
gần mặt nước biển có hàm lượng diệp lục cao, càng xuống sâu hàm lượng diệp lục
càng thấp.

Thành phần quang phổ của ánh
sáng mặt trời trong vùng nhìn thấy được có độ dài sóng khác nhau nên khả năng
xuyên sâu cũng khác nhau. Ánh sáng đỏ chỉ chiếu đến lớp nước biển trên mặt, ánh
sáng cam xuống sâu hơnàvàngàlụcàlamàtím.

c.
Tảo lụcàlamànâuàvàng ánhàđỏ.

Do thích nghi với khả năng hấp
thu ánh sáng mạnh, các loài tảo lục chiếm ưa thế ở tầng nước nông, nó dễ dàng hấp
thu ánh sáng đỏ. Tảo lam hấp thu ánh sáng cam sống ở nơi tương đối sâu. Tảo nâu
hấp thụ ánh sáng lục, vàng nên có thể sống ở tầng sâu hơn. Tảo đỏ hấp thụ được
ánh sáng lục nên sống ở tầng sâu nhất.

36. Vì sao nói màu xanh lục của lá cây không
liên quan trực tiếp với chức năng quang hợp của nó?

Hướng dẫn :

Màu xanh diệp lục của lá cây
không liên quan trực tiếp tới quang hợp của cây vì: Trong giải bức xạ mặt trời
chỉ có ánh sáng trắng (400 – 700 nm) được sử dụng trong quang hợp. Ánh sáng trắng
này gồm 7 màu: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, tràm, tím. Khi rơi vào lá cây, lá
cây chỉ hấp thụ chủ yếu ở 2 vùng ánh sáng: đỏ và xanh tím. Màu lục là màu không
được lá hấp thụ, nghĩa là màu lục này hoặc là phản xạ hoặc xuyên qua lá. Màu lục
đập vào mắt ta làm ta nhìn vào lá thấy có màu lục. Như vậy rõ ràng màu lục
không tham gia trực tiếp vào quang hợp của lá.

37.

Về quang hợp của thực vật :

a.
Hãy viết phương trình pha sáng, pha tối và phương
trình chung.

b.
Giải thích tại sao lại viết như vậy.

c.
H2O hình thành trong quang hợp ở pha sáng
hay pha tối ?

Hướng dẫn :

a. Phương trình :

* Phương trình pha sáng :

12H2O + 12NADP + 18ADP +18Pv → 12 NADPH + 18ATP + 6 O2

* Phương trình pha tối :

6CO2 + 12NADPH + 18ATP→C6H12O6 +
6H2O + 12NADP + 18ADP + 18Pv

* Phương trình chung :

6CO2 +12 H2O → C6H12O6
+ 6 H2O + 6O2

b. Viết như vậy thể hiện được bản chất của pha sáng là pha ôxi hoá H2O
để hình thành ATP và NADPH, và pha tối là pha khử CO2 bằng sản phẩm
của pha sáng (ATP và NADPH) để hình thành C6H12O6.

Về số lượng : 12 NADPH và 18 ATP là xuất phát từ nhu cầu ATP và NADPH
cho việc hình thành 1 phân tử glucôzơ (tính từ chu trình Canvin).

c. Nước hình thành trong pha tối.

6CO2 +12 H2O → C6H12O6
+ 6 H2O + 6O2

Giải thích: Sử dụng phương trình chung của quang hợp để
chứng minh.

Sử dụng O* đánh dấu ở CO2 àxuất hiện trong H2O
giải phóng ra có O* àchỉ có CO2
tham gia vào pha tốiàH2O sinh
ra trong pha tối.

38. Oxi được sinh ra từ pha
nào của quang hợp? Viết phương trình giải phóng ra oxi từ quá trình đó? Hãy biểu
thị đường đi của oxi qua các lớp màng để đi ra khỏi tế bào từ nơi nó sinh ra.

Hướng dẫn :

Oxi được sinh ra từ pha sáng của quang hợp.

Oxi giải phóng ra có nguồn gốc từ nước. Quá trình quang phân li nước xảy
ra tại xoang tilacoit.

2H2Oàasà4H+ + 4e-
+O2

Đường đi của oxi: từ màng tilacoitàmàng trong lục lạpàmàng ngoài lục lạpàmàng sinh chấtà ra ngoài khí quyển.

39. Để tổng hợp 1 phân tử
glucozo cần bao nhiêu phân tử ATP, NADPH, CO2? ATP được hình thành theo những
con đường nào trong quang hợp? Phân biệt các con đường đó.

Hướng dẫn :

Cần 18ATP, 12NADPH, 6CO2.

ATP được hình thành theo 2con đường trong quang hợp:

Quang photphoril hóa vòng

Quang photphoril hóa không vòng

Không tạo NADPH

Có

Không quang phân li nước.

Có

Không có sự tham gia của các sắc tố phụ

Có

Điện tử trả lại cho diệp lục là của diệp lục

Là của nước

Có 1 hệ thống quang hóa.

Có 2 hệ thống quang hóa.

40. Nêu sự khác nhau về đồng hoá
CO2 của thực vật C3 với thực vật CAM .

Sự khác nhau giữa thực vật C4 và thực vật CAM

Đặc điểm

Thực vật C4

Thực vật CAM

+ Đồng hoá CO2

ở 2 loại tế bào

ở 2 thời điểm (đêm – ngày)

+ Lỗ khí mở thu CO2

Ban ngày

Ban đêm

+ Năng suất SV

Cao

Thấp

41. Các cây như: lúa miến, ngô, rau rền, mía, cỏ gà
thuộc nhóm thực vật có “hiệu suất cao”. Nêu một số đặc điểm giải phẫu
và sinh lý của nhóm thực vật đó.

Hướng dẫn :

Đó là nhóm thực vật đồng
hoá CO2 theo chu trình C4.

*Đặc điểm giải phẫu và sinh
lý:

– Các bó mạch ở lá xếp xít
nhau, tế bào nhu mô bao bó mạch phát triển, thành tế bào dày, có ít không bào.
Lục lạp lớn, cơ chất đậm đặc có nhiều hạt tinh bột. Có thể phân biệt đặc tính bằng
mắt thường: cây C4

tế bào gồm gân chính và gân phụ có màu xanh thẫm còn nền lá sáng hơn,
cây C3 bó mạch sáng và nền lá thẫm hơn. Cấu trúc lá cây C4
tạo điều kiện tốt cho quá trình khuyếch tán khí từ tế bào thịt lá sang tế bào
bao bó mạch.Tế bào nhu mô bó mạch cản trở việc thải CO2 ra khỏi lá
là nơi biến đổi các sản phẩm quang hợp, là kho dự trữ tinh bột. Tế bào chứa nhiều
nước dẫn đến sự vận chuyển chất đồng hoá nhanh.

Quá trình quang hợp diễn ra ở
hai loại lục lạp ở tế bào thịt lá và tế bào bao bó mạch.

+ Tỷ lệ diệp lục a/b lớn hơn C3 .

+Cường độ quang hợp cao, không có hô hấp sáng, sự bão hoà ánh sáng của
quang hợp ở mức độ bức xạ cao? gọi nhóm C4 là nhóm thực vật
có”hiệu suất cao” vì không có hô hấp sáng.

+Điểm bù CO2 rất thấp. Nhu cầu ánh sáng thực vật C4
đạt được độ no ánh sáng trong quang hợp cao hơn C3 ; có thể hấp thụ
CO2 tăng liên tục khi cường độ ánh sáng gần bằng ánh sáng toàn phần,
ánh sáng có cường độ cao gần bão hoà thì thực vật C4 vẫn tiến hành quang hợp khi thực vật C3 bị ức chế.

+Nhu cầu nhiệt độ: Có nhiều cây có thể quang hợp trong giới hạn nhiệt độ
30o- 40o c.

+ Nhu cầu nước: để tạo cùng một lượng năng lượng khô thực vật C4
cần lượng nước bằng 1/2 so với C3 . Cường độ thoát hơi nước cũng thấp
hơn thực vật C3. Từ các đặc điểm sinh lý, sinh hoá nêu trên chứng tỏ
cây thuộc nhóm C4 có nhiều ưu điểm về hoạt động sinh lý trong tập hợp
các điều kiện của môi trường như: ánh sáng, chế độ cung cấp C02 , chế
độ nước, nhiệt độ…. Và cho năng lượng cao.

Câu 42. Hãy trả lời các câu hỏi sau đây liên quan đến
hai nhóm thực vật C3 và C4:

a. So sánh sự khác nhau giữa chúng về cấu trúc cơ quan
quang hợp.

b. So sánh sự khác nhau về cấu trúc lục lạp mô giậu và
lục lạp bao bó mạch ở thực vật C4.

c. Vì sao nói: “Hô hấp sáng gắn liền với nhóm thực vật
C3” ?

Hướng dẫn :

a. Lá
của thực vật C3 chỉ có một hoặc hai lớp mô giậu, chứa lục lạp; lá của
thực vật C4, ngoài lớp mô giậu còn lớp tế bào quanh bó mạch cũng chứa
lục lạp ” C3 có 1 loại lục lạp,
còn thực vật C4 có 2 loại lục lạp.

b. Sự khác nhau về 2 loại lục lạp ở thực vật C4 là:

+ lục lạp tế bào mô giậu có hạt
phát triển, vì chủ yếu thực hiện pha sáng; còn lục lạp tế bào bao bó mạch không
phát triển, vì không thực hiện pha sáng.

+ lục lạp tế bào bao bó mạch
có chất nền phát triển hơn và chứa nhiều tinh bột, vì tham gia vào chu trình
Calvin.

c. Nói hô hấp sáng gắn
liền với thực vật C3, bởi vì:

+ Nhóm này khi sống trong điều kiện ánh
sáng mạnh, nhiệt độ cao, phải tiết kiệm nước bằng cách giảm độ mở của khí khổng,
làm O2 khó thoát ra ngoài, CO2 khó đi từ ngoài vào
trong.

+ Nồng độ O2 cao, CO2
thấp trong khoảng gian bào kích thích hoạt động của enzym RuBisCO theo hướng
oxy hóa (hoạt tính oxidaza), làm oxy hóa RiDP (C5) thành APG (C3)
và axit glycolic (C2). Axit glycolic chính là nguyên liệu của quá
trình hô hấp sáng.

43. Tại sao thực vật C4 thường có năng suất
cao gấp đôi so với thực vật C3?

Hướng dẫn :

Vì thực vật C4
có nhiều lợi thế như:

* Lợi thế trong quá trình cố định
CO2 trong quang hợp:

– Có thể quang hợp được ở nồng
độ CO2 thấp hơn. (điểm bù CO2
thấp hơn)

– Sử dụng nước tiết kiệm và
kinh tế hơn.

– có 2 loại enzym tham gia cố
định CO2.

– Quang hợp xảy ra ở 2 không gian
khác nhau: Cố định CO2 lần đầu ở TB mô giậu tạo kho dự trữ tạm thời
CO2 biến đổi thành chất có 2 nhóm COOH → hạn chế cạn kiệt CO2,
tái cố định CO2 theo chu trình Canvin xảy ra ở TB bao bó mạch (tế
bào bào bó mạch phát triển mạnh, lục lạp lớn, cấu trúc hạt kém phát triển, chứa
nhiều tinh bột, chủ yếu thực hiện pha tối của quang hợp).

– Trong điều kiện CO2 bình thường
và cường độ ánh sáng phù hợp, thực vật C4 có cường độ quang hợp cao hơn.

– Điểm bão hòa ánh sáng cao.

– Quang hợp được ở nhiệt độ
cao từ 30-400C.

* Lợi thế trong quá trình hô hấp:

– –
Không có hô hấp sáng nên không tiêu tốn 30-50% sản phẩm quang hợp.

– Sản phẩm của quang hợp là nguyên liệu cho hô hấp; năng
lượng tích lũy trong QH được giải phóng thành năng lượng ATP trong HH

Câu 44. Rubisco là gì? Trong điều kiện đầy đủ CO2
hoặc thiếu (nghèo) CO2 thì hoạt động của Rubisco như thế nào?

Hướng dẫn :

– Enzym này có hai khả năng: kết
hợp RuBP với CO2 (cacboxylaza) hoặc kết hợp RuBP với O2
(oxygenaza) tùy vào điều kiện môi trường.

– Khi CO2 đầy đủ: rubisco xúc tác cho RuBP kết hợp với
CO2 trong chu trình Calvin tạo sản phẩm đầu tiên của pha enzym (pha
tối) APG và tiếp tục tạo nên đường nhờ sự có mặt của ATP và NADPH

– Khi thiếu hay nghèo CO2
(do khí khổng đóng khi ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao) Rubisco xúc tác RuBP kết hợp
với O2 trong hô hấp ánh sáng, không tạo được ATP và làm giảm lượng
đường, nên giảm năng suất – chỉ xảy ra ở cây C3.

Câu 9.

a. Nêu những lợi thế về khả
năng cố định đạm của thực vật C4 so với thực vật C3.

b. Cho 2 cây: một cây C3
và một cây C4. Lấy 2 chuông thủy tinh cùng kích cỡ úp lên 2 cây. Hãy
xác định cây C3 và cây C4 và giải thích?

a.
Lợi thế của thực
vật C4 so với thực vật C3:

* Lợi thế trong quá trình cố định
CO2 trong quang hợp:

– Xảy ra ở nồng độ CO2 thấp hơn

– Sử dụng nước tiết kiệm và kinh tế hơn

– Có 2 loại enzym tham gia cố định CO2

– Xảy ra ở 2 không gian khác nhau: Cố định
CO2 lần đầu ở TB mô giậu , tái cố định CO2 theo chu trình
Canvin xảy ra ở TB bao bó mạch.

– Tạo kho dự trữ tạm thời CO2 biến
đổi thành chất có 2 nhóm COOH → hạn chế cạn kiệt

* Lợi thế trong quá trình hô hấp:

– Sản phẩm của quang hợp là nguyên liệu cho
hô hấp

– Năng lượng tích lũy trong QH được giải
phóng thành năng lượng ATP trong HH

* Lợi thế trong quá trình cố định
N:

– Cung cấp ATP, lực khử → cho quá trình cố định
N

– Tạo áp suất thẩm thấu → rễ dễ dàng nhận N

– Cung cấp các axit amin: axit pyruvic, axit
glutamic, axit fumaric, AOA → biến đổi N

b. Cách xác định: Cây chết trước
là cây C3

– Xét lượng CO2: nhóm thực vật C4
có điểm bù CO2 thấp hơn nhóm thực vật C3 → ưu thế sống
hơn

– Xét lượng O2 : tất cả các cây
thuộc nhóm thực vật C3 thì cường độ quang hợp đều bị ức chế bởi lượng
O2 thay đổi trong khi đó nhóm thực vật C4 cường độ quang
hợp không hề bị ảnh hưởng khi nồng độ O2 thay đổi .

– Lượng nước ban đầu trong cây: C4
sử dụng nước tiết kiệm hơn → ưu thế hơn.

45. Về quá trình quang hợp:

a. Ở thực vật C3, khi tắt ánh sáng hoặc giảm
CO2 thì chất nào tăng, chất nào giảm? Giải thích.

b. Giải thích tại sao khi nồng độ CO2 trong
dung dịch nuôi tảo tăng thì bọt khí ôxi lại nổi lên nhiều hơn.

Hướng dẫn :

a. Khi tắt ánh sáng
thì APG tăng, RiDP giảm, vì vẫn còn CO2 để cố định RiDP thành APG.
Khi giảm nồng độ CO2 thì RiDP tăng, APG giảm, vì không còn CO2
để cố định RiDP thành APG.

b. Khi tăng nồng độ
CO2 trong dung dịch nuôi tảo là ta đã kích thích pha tối của quang hợp
hoạt động tốt hơn. Pha tối hoạt động tốt hơn sẽ cần nhiều sản phẩm của pha sáng
(ATP và NADPH) do đó pha sáng phải hoạt động tốt hơn, quá trình quang phân ly H2O
xảy ra mạnh hơn, ôxi thải ra nhiều hơn.

46. Ở chu trình C3, enzim nào quan trọng nhất? Vì
sao? Hãy tính hiệu quả năng lượng của chu trình C3( 1ATP = 7,3 Kcal, 1NADPH =
52,7 Kcal), cho biết khi oxi hoá hoàn toàn 1 phân tử C6H12O6
= 674 Kcal.

Hướng dẫn :

– Emzim quan trọng nhất trong
C3 là enzim Ribulozơ 1,5 DP Cacbonxylaza vì enzim này quyết định tốc độ vận
hành và chiều hướng của chu trình, nó quyết định phản ứng đầu tiên- phản ứng
cacboxy hoá Ri-1,5DP

– Hiệu quả năng lượng của chu
trình C3 là:

+ Để tổng hợp được 1 phân tử C6H12O6,
chu trình phải sử dụng 12 NADPH, 18 ATP tương đương với 764 Kcal( Vì 12 NADPH x
52,7 Kcal + 18ATP x 7,3 Kcal = 764 Kcal)

+ 1 phân tử C6H12O6
với dự trữ năng lượng là 764Kcal

Nên hiệu suất năng lượng là : 674/764= 88%

47. Sự đồng hoá cacbon trong quang hợp ở
các loài thực vật CAM, C4 thể hiện đặc điểm thích nghi với môi trường sống như
thế nào?

Hướng dẫn :

– Quá trình ở thực vật
CAM xảy ra trong pha tối của quá trình quang hợp, trong đó có sử dụng các sản
phẩm của pha sáng là ATP, NADPH2 để khử CO2 tạo thành các
chất hữu cơ.

– Thực vật CAM là nhóm mọng nước, sống nơi hoang
mạc (khô hạn). Để tiết kiệm nước (giảm sự mất nước do thoát hơi nước) và dinh
dưỡng khí (quang hợp) ở nhóm thực vật này có sự phân chia thời gian cố định CO2
như sau:

+ Giai đoạn cố định CO2 đầu tiên
diễn ra vào ban đêm khi khí khổng mở.

+ Giai đoạn tái cố định CO2 theo
chu trình Calvin diễn ra vào ban ngày khi khí khổng đóng.

– Kết luận: Do đặc điểm thích nghi với điều
kiện sinh thái như vậy, nên đảm bảo đủ lượng CO2 ngay cả khi thiếu
nước và ban ngày lỗ khí khổng đóng lại.

* Ở thực vật C4: sống trong điều kiện ánh
sáng cao, nhiệt độ cao, nồng độ O2 cao và nồng độ CO2 thấp ở vùng nhiệt đới ẩm
kéo dài. Để tránh hô hấp sáng và tận dụng nguồn CO2 thấp thì nhóm thực vật này
phải có quá trình cố định CO2 2 lần. Lần 1 xảy ra ở lục lạp của tế bào mô giậu
để lấy nhanh CO2; lần 2 xảy ra quanh tế bào bao bó mạch để tổng hợp chất hữu
cơ.

48. Về quang hợp

a.
Trình bày thí nghiệm chứng minh: ánh sáng, CO2
cần cho quang hợp

b.
Thí nghiệm giải thích: ánh sáng đỏ có hiệu quả quang hợp
lớn hơn ánh sáng xanh tím.

c.
Tắt ánh sáng, CO2: 1 chất tăng, 1 chất giảm
là chất nào? Có tăng (giảm) à max không?
Vì sao?

d.
C3, C4: sử dụng nồng độ O2?
Nguyên tắc? thí nghiệm?

e.
Giải thích: nuôi tảo: tăng nồng độ CO2 thì
nồng độ O2 cũng tăng?

Hướng dẫn :

a. Nguyên tắc: phát hiện quang
hợp ở cây nhờ sử dụng sản phẩm quang hợp (tinh bột) bằng cách nhuộm I2.

– Chứng minh cần ánh sáng cho
quang hợp:

Cho 2 cây đã quang hợp 1 thời
gian rồi đặt vào 2 điều kiện khác nhau:

+ cây 1: cho vào trong tối.

+ cây 2: cho ra ngoài sáng.

Để một thời gian sau lấy lá cây của 2 cay này cắt ra cho nhuộm với I2.
Cây 2 (có quang hợp nên tạo tế bào) bắt màu à màu xanh dương;
còn cây 1 thì không.

– Chứng minh CO2 cần cho quang hợp:

Tương tự thí nghiệm trên. Đặt
2 cây trong chuông thuỷ tinh kín, chiếu sáng.

+ cây 1: trong chuông đặt
Ca(OH)2 đặc để hấp thụ CO2

+ cây 2: không có.

Để một thời gian lấy lá 2 cây……..

b. Thí nghiệm: chiếu tia sáng qua lăng kính (làm ánh sáng trở thành tia
đơn sắc đỏ à xanh tím) vào sợi tảo dài
trong có vi khuẩn, thấy vi khuẩn tập trung ở 2 đầu (đỏ, xanh tím) nhưng đỏ tập
trung nhiều tảo hơn.

– Giải thích:

+ Quá trình quang hợp phụ thuộc số photon ánh sáng (8photon/1CO2;
48photon/………), không phụ thuộc vào chất lượng tia đơn sắc.

+ Trên cùng một mức năng lượng, số lượng photon đỏ nhiều hơn xanh tím và
năng lượng trong 1photon đỏ nhỏ hơn xanh tím.

c. 2 chất AlPG và RiDP

RiDP
APG

AlPG

Tắt ánh sáng: APG tăng vì RiDP nhận CO2 tạo ra APG, APG không
chuyển tới AlPG vì không có năng lượng.

– Giảm CO2: RiDP tăng vì AlPG à RiDP, không có CO2
cố định tạo APG.

2 chất này có thể tăng giảm tối đa.

– Không có ánh sáng : không có ATP, NADPH à APG không thể tạo
AlPG, trong khi RiDP tiếp tục + CO2 à APG.

– Không có CO2: APG tạo ra nhờ có năng lượng à AlPG à RiDP, trong khi
RiDP lại không thể tạo ra APG vì không có CO2.

d. Nguyên tắc: dựa vào sự khác nhau của 2 cây: hô hấp sáng.

– C3: có hô hấp sáng, hiệu suất quang hợp bị ảnh hưởng bởi nồng
độ O2

– C4: không có hô hấp sáng, hiệu suất quang hợp không bị ảnh
hưởng bởi nồng độ O2

Bố trí thí nghiệm

Cường độ QH

Nồng độ O2

21%

Nhận xét: cường độ quang hợp
cây A trong 2 điều kiện không đổi (không phụ thuộc vào nồng độ O2) à C4

e. – CO2 tăng: tăng
hoạt động pha tối à nhu cầu cao NADPH, ATP sinh ra từ pha sáng à nhu cầy pha sáng tăng. Quang phân li nước (trong phản
ứng sáng) tăng làm tăng giải phóng O2. (Hiện tượng này do mối liên
quan chặt chẽ giữa phản ứng sáng và phản ứng tối của quang hợp )

So sánh chuỗi truyền e vòng và không vòng

Vòng

Không vòng

Hệ sắc tố

Trung tâm phản ứng

Đường đi

Sản phẩm

– Đại diện

Diệp lục a

PSI

Cit b6

Cit f

Pc PSI

2ATP (Hiệu suất thấp)

Có ở VK, thực vật.

Diệp lục a + hệ sắc tố phụ

PSII, I

X Q à Fer

Cit f

PSII PC

PSI

1ATP

2NADPH (hiệu suất cao)

VK không có (trừ VK lam)

49. Lập bảng so sánh các đặc điểm
hình thái giải phẫu, sinh lý, hóa sinh của các nhóm thực vật C3, C4 và CAM. Từ
bảng so sánh đó rút ra nhận xét gì?

Hướng dẫn :

Đặc điểm

CAM

Hình thái giải phẫu

Có một loại lục lạp ở tế bào
mô giậu.

Lá bình thường

Có 2 loại lục lạp ở tế bào
mô giậu và tế bào bao bó mạch.

Lá bình thường.

Có một loại lục lạp ở tế bào
mô giậu.

Lá mọng nước.

Cường độ quang hợp

10-30 mgCO2/dm2.giờ

30-60 mgCO2/dm2.giờ

10-15 mgCO2/dm2.giờ

Điểm bù CO2

30-70 ppm

0-10 ppm

Thấp như C4

Điểm bù ánh sáng

Thấp: 1/3 ánh sáng mặt trời
toàn phần.

Cao, khó xác định.

Nhiệt độ

20-300C

25-350C

30-400C

Nhu cầu nước

Cao

Thấp bằng ½ C3

Thấp

Hô hấp sáng

Có

Không

Năng suất sinh học

Trung bình

Gấp đôi C3

Thấp

Nhận xét:

Mỗi nhóm thực vật có hình thái
giải phẫu khác nhau dẫn tới đặc điểm sinh lý khác nhau giúp chúng thích nghi với
môi trường sống khác nhau.

Hô hấp sáng chỉ có ở thực vật
C3. Đây là một hướng biến đổi sản phẩm quang hợp có ý nghĩa thích nghi.

50. Hô hấp sáng là gì? Tại sao hô hấp sáng làm tiêu
hao sản phẩm quang hợp nhưng là một cơ chế giúp thực vật thích nghi với môi trường?

Hướng dẫn :

Là quá trình hấp thu O2 và giải
phóng CO2 ngoài sáng.

Trong điều kiện cường độ ánh
sáng caoàcây đóng khí khổng hạn
chế thoát hơi nước, tại lục lạp của thực vật C3, lượng CO2 cạn kiệt, O2 tích
lũy lại nhiều (khoảng 10 lần so với CO2). Enzim RUBISCO (Ribulozo 1,5
diphotphat cacboxylaza oxygenaza) chuyển từ hoạt tính cacboxylaza sang
oxygenaza oxi hóa RIDP tạo ra CO2 xảy ra trong 3 bào quan liên tiếp nhau bắt đầu
từ lục lạpàperoxixomàti thể.

Tuy lãng phí sản phẩm quang hợp
nhưng nó tạo CO2 trong điều kiện nghèo CO2 giúp duy trì hoạt động của bộ máy
quang hợp.

(RUBISCO bị hoạt hóa bởi ánh
sáng và bất hoạt trong tối).

51. Những nhận định sau đây đúng hay sai. Hãy giải
thích.

a.
Chỉ có PSI mới có thể thực hiện các phản ứng sáng I
khi vắng mặt PSII.

b.
Cấu trúc cơ quan quang hợp và bào quan quang hợp của
thực vật C3 khác với thực vật C4, do đó quang hợp của 2 nhóm thực vật này có sự
khác nhau.

Hướng dẫn :

a. Đúng.

Giải thích

Phản ứng sáng I là con đường vận
chuyển điện tử vòng bao gồm một chuỗi liên tục các phản ứng oxi hóa khử do hệ sắc
tố 1 thực hiện và có thể xảy ra khả năng vận chuyển e khác.

Ở vi khuẩn, chỉ có các phản ứng
sáng I không có phản ứng sáng II nên PSI hoạt dộng độc lập. Do không có PSII nên
quang hợp của vi khuẩn không thải O2.

b. Đúng.

Giải thích

Cơ quan quang hợp C3: lá chỉ
chứa 1 hoặc 2 lớp mô giậu chứa lục lạp. Thực vật C4 ngoài mô giậu chứa lục lạp
còn có lớp tế bào bao quanh bó mạch chứa lục lạp.

C4 có 2 loại lục lạp: lục lạp
tế bào mô giậu có hạt phát triển chủ yếu thực hiện pha sáng. Lục lạp tế bào bao
bó mạch hạt không phát triển, chứa nhiều chất nền chủ yếu để thực hiện chu
trình Calvin.

Quang hợp ở C3 chỉ xảy ra ở tế
bào mô giậu, C4 xảy ra ở 2 không gian khác nhau: lục lạp tế bào mô giậu và lục
lạp tế bào bao bó mạch. C4 có quá trình cố định CO2 dự trữ.

52. Một số giai đoạn chuyển hóa năng lượng ở cơ
thể thực vật được biểu diễn như sau:

EATP à(1)àE hợp chất hữu
cơ à(2)àEATP

a.
Viết phương trình cho mỗi giai đoạn.

b.
Giai đoạn (1) diễn ra từ bao nhiêu con đường khác
nhau? (1), (2) diễn ra tại đâu?

Hướng dẫn :

(1)
pha tối quang hợp.
Phương trình…

(2)
quá trình hô hấp.
Phương trình…

b. (1) diễn ra theo 3 con đường:
ở thực vật C3, C4 và CAM.

(1) diễn ra tại lục lạp.

(2)
diễn ra tại ti thể.

53. Ở cây Thuốc bỏng, nếu hái lá nhai vào buổi sáng sớm ta thấy có vị chua,
nhưng hái lá nhai vào buổi chiều thì có vị hơi nhạt (vị chua giảm nhiều). Giải
thích.

Hướng dẫn :

Cây
Thuốc bỏng thuộc nhóm thực vật CAM, ban đêm khí khổng mở, thực hiện quá trình cố
định CO2 lần 1 tạo axit malic nên sau một đêm axit malic tích trữ nhiều trong
láàlá có vị chua.

Ban
ngày khí khổng đóng, một lượng lớn axit malic được biến đổi để tái tạo PEP và
chuyển CO2 vào chu trình Calvinà thực hiện quá trình cố định
CO2 lần 2 tạo glucozoàchiều tối lá có vị nhạt.

54. Nêu sự khác nhau về cấu trúc lục lạp tế bào mô giậu và tế bào bao bó mạch.

Lục
lạp mô giậu

Lục
lạp bao bó mạch

Kích thước nhỏ

Lớn

Hạt grana rất phát triển

Kém phát triển thậm chí tiêu biến

Chủ yếu thực hiện pha sáng

Chỉ thực hiện pha tối

Câu 20. Điểm khác biệt về
hình thái lá cây thực vật C3 và C4.

Lá
C3

Lá
C4

Xếp nằm ngang trong không gian

Xếp thẳng đứng trong không gian với gân song song

Thường là cây 2 lá mầm

1 lá mầm

Mặt trên nhu mô giậu đậm hơn mặt dưới nhu mô khuyết và có nhiều khí khổng.

ở phần thịt lá có tế bào bao quanh bó mạch.

55.

a. Biểu diễn sơ đồ quang hợp của
thực vật CAM.

b. Vì sao lấy hết tinh bột
trong lục lạp ở thực vật CAM thì quá trình cố định CO2 ban đêm không tiếp tục nữa?
Axit piruvic được tách ra từ axit malic có quay vòng vào chu trình nữa không?

Hướng dẫn :

Khi lấy hết tinh bột trong lục
lạp ở thực vật CAM thì không tái tạo lại được chất nhận CO2 là PEP nên quá
trình cố định CO2 ban đêm không tiếp tục nữa.

Axit piruvic được tạo thành
khi khử axit malic không đi vào chu trình để tái tạo chất nhận PEP mà đi vào ti
thể tham gia quá trình hô hấp thải CO2.

56.

a. Dung dịch A có khả năng chuyển màu đỏ (môi trường
có CO2) à màu vàng
(môi trường có CO2). Thiết kế thí nghiệm:

– Có dung dịch A, chậu cây, chuông thuỷ tinh.

b. Sao không nên dùng CAM cho thí nghiệm

Hướng dẫn :

a. Bố trí thí nghiệm:

Che tối chậu cây với cốc đựng dung dịch A trong chuông thuỷ
tinh. Ban đầu dung dịch A có màu đỏ vì chuông thuỷ tinh không có CO2.
Sau màu dung dịch A chuyển thành màu vàng vì CO2 tạo ra do cây hô hấp.

b.Không nên dùng CAM vì
CAM cố định CO2 trong tối à không tạo CO2 trong chuông thuỷ tinh, cốc đựng dung dịch A sẽ không thể chuyển từ màu đỏ
à vàng.

57. Giải thích tại sao trong quá trình quang hợp nếu
quá thiếu hay quá thừa CO2 đều làm giảm sút năng suất cây trồng?

Hướng dẫn :

Quá thiếu hay quá thừa CO2
đều làm giảm năng suất cây trồng vì:

* Nếu quá thiếu CO2:
do lỗ khí đóng, hô hấp yếu:

– Ru 15 di.P tăng, APG giảm:
xáo trộn chu trình chu trình Canvin

– Enzim Rubisco tăng, tăng hoạt
tính Oxygenaza làm các sản phẩm đường phôt phat sẽ Oxy hoá tạo các sản phẩm C2
(axit glicolic và axit glyoxylic) của hô hấp sáng làm giảm sút sản phẩm trung
gian của quan hợp. Hô hấp ánh sáng không sinh năng lượng.

* Nếu quá thừa CO2:

– Do sự đốt cháy nguyên liệu,
nhiên liệu, đốt cháy rừng, xe cộ nhiều, hô hấp lên men hay phân giải phân hữa
cơ mạnh, nhiệt độ tăng, làm thủng tầng ozon, làm quá trình phân giải mạnh hơn tổng
hợp diệp lục, enzim Rubisco bị biến tính làm giảm sút quan hợp.

58. Có 2 cây cà chua giống hệt nhau được trồng
cạnh nhau trong nhà kính với các điều kiện giống nhau nhưng chế độ ánh sáng
khác nhau. Sau 4 giờ khối lượng cây A tăng lên, khối lượng cây B không thay đổi.

Cho biết nguyên nhân nào gây ra sự khác biệt về khối
lượng 2 cây? Giải thích sự khác biệt đó.

Hướng dẫn :

NN: Cây A được chiếu sáng mạnh
hơn cây B nên tạo nhiều chất khô hơn.

Giải thích:

Khối lượng của cây do quá
trình quang hợp tạo ra, mất đi một phần do hô hấp.

Cây A được chiếu sáng mạnh hơn
nên lượng chất hữu cơ do quang hợp lớn hơn lượng chất hữu cơ mất đi do hô hấp
nên khối lượng cây tăng.

Cây B do được chiếu sáng yếu
hơn, cường độ quang hợp và hô hấp bằng nhau nên khối lượng cây không đổi.

59. Quan sát đồ thị, hãy cho biết mỗi đường
cong biểu diễn hoạt động quang hợp ứng với loại thực vật nào? Tại sao?

Hướng dẫn :

Đường cong A-thực vật C4

Đường cong B-thực vật C3

Giải thích

–
Điểm bão hòa
ánh sáng của thực vật C4 cao hơn thực vật C3.

–
Khi cường độ
chiếu sáng caoàcường độ quang hợp thực vật C4 cao hơn cường độ
quang hợp thực vật C3 (C4 thích nghi với cường độ ánh sáng cao hơn thực vật
C3)

60.

a.
Điểm bù ánh sáng quang hợp là gì? Điểm bù ánh sáng của
cây ưa sáng và cây ưa bóng khác nhau như thế nào? Giải thích.

b.
Điểm bù và điểm bão hòa CO2 là gì? Sự bão hòa CO2 có xảy ra trong điều
kiện tự nhiên không?

Điểm bù CO2 và hiện tượng quang hô hấp của thực vật có
liên quan với nhau như thế nào? Giải thích.

Hướng dẫn :

a.
Điểm bù ánh sáng
quang hợp: cường độ ánh sáng giúp quang hợp và hô hấp bằng nhau.

Cây ưa bóng có điểm bù ánh
sáng thấp hơn cây ưa sáng.

Nguyên nhân: cây ưa bóng có lục
lạp to, nhiều hạt diệp lục hơn cây ưa sáng nên hấp thu ánh sáng tích cực, hiệu
quảàđiểm bù ánh sáng thấp,
thích nghi với cường độ chiếu sáng tương đối yếu.

b.
– Điểm bù CO2: nồng
độ CO2 giúp cho cường độ quang hợp và hô hấp bằng nhau.

– Điểm bão hòa CO2: nồng độ
CO2 để quang hợp đạt mức cao nhất.

– Trong tự nhiên không xảy ra
tình trạng bão hòa CO2 do hàm lượng CO2 trong tự nhiên chỉ khoảng 0,03%, rất thấp
so với độ bão hòa CO2 (0,06-0,4%).

– Cây có điểm bù CO2 thấp là
cây không có hiện tượng hô hấp sáng.

Cây có điểm bù CO2 thấp nhờ có
enzim photphoenolpyruvat cacboxylaza nên sẽ có khả năng quang hợp trong điều kiện
hàm lượng CO2 thấp, tránh hiện tượng enzim Rubisco thể hiện vai trò oxy hóa đường
RiDP tạo ra axit glicolic là nguyên liệu cho hô hấp sángàkhông xảy ra hiện tượng hô hấp sáng.

của hai cây đem nghiền trong
dung dịch đệm thích hợp để tách chiết enzim ra khỏi lá. Sau đó cho một lượng nhất
định axit glycolic vào mỗi dịch chiết.

– Sau một thời gian xác định,
nếu hàm lượng axit này không đổi thì dịch chiết không có mặt enzim glycolat
oxidaza, vậy dịch chiết đó lấy từ cây C4.

– Nếu hàm lượng axit glycolic
giảm thì dịch chiết đó có enzim glycolat oxidaza, dịch chiết này là của cây C3.

Giải thích thí nghiệm:

– Enzim glycolat oxidaza chỉ
có mặt trong thực vật C3. Do đó nếu phát hiện enzim này có mặt ở thực
vật nào thì đó là cây C3.

Phản ứng: axit glycolic + Oxi à glicolat + H2O2 (enzim xúc tác
glycolat oxidaza)