Giải bài tập Sinh học lớp 11 Bài 9. Quang hợp ở các nhóm thực vật C3 C4 và CAM
Bài giảng Sinh học 11 Bài 9: Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM
Trả lời câu hỏi giữa bài
Trả lời câu hỏi 1 trang 41 SGK Sinh học 11: Xem hình 9.1 và 9.2 rồi chỉ rõ sản phẩm của pha sáng chuyển cho pha tối là gì?
Trả lời:
Sản phẩm của pha sáng chuyển qua pha tối là ATP và NADPH.
Trả lời câu hỏi 2 trang 41 SGK Sinh học 11: Hãy chỉ ra trên hình 9.2 các điểm mà tại đó sản phẩm của pha sáng đi vào chu trình Canvin.
Trả lời:
Tại 2 điểm ATP và NADPH đi vào pha khử và ATP đi vào pha tái sinh chất nhận CO2.
Trả lời câu hỏi 3 trang 42 SGK Sinh học 11: Quan sát các hình 9.2 và 9.3 rồi rút ra những điểm giống nhau và khác nhau về quang hợp giữa thực vật C3 và C4.
Phương pháp giải:
Chu trình quang hợp của thực vật C4 được thực hiện ở 2 loại tế bào, còn C3 chỉ có 1 loại tế bào.
Trả lời:
– Giống nhau: Có chu trình Canvin tạo APG.
– Khác nhau:
|
Tiêu chí so sánh |
Thực vật C3 |
Thực vật C4 |
|
Chất nhận CO2 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 C3 xảy ra trong các tế bào nhu mô thịt lá. |
Gồm 2 chu trình: chu trình C4 và chu trình C3 + Giai đoạn 1: Chu trình C4 xảy ra trong tế bào nhu mô thịt lá + Giai đoạn 2: chu trình C3 xảy ra trong lục lạp của các tế bào bao bó mạch |
Câu hỏi và bài tập (trang 43 SGK Sinh học 11)
Bài 1 trang 43 SGK Sinh học 11: Nêu khái niệm và điều kiện cần có của pha sáng trong quang hợp?
Trả lời:
Pha ánh sáng của quang hợp là pha chuyển hoá năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH.
Điều kiện: Pha sáng chỉ xảy ra ở tilacôit khi có ánh sáng chiếu vào diệp lục.
Bài 2 trang 43 SGK Sinh học 11: Ôxi trong quang hợp có nguồn gốc từ đâu?
Trả lời:
Ôxi trong quang hợp có nguồn gốc từ nước.
Phản ứng như sau:
2H2O + (Ánh sáng, diệp lục) → 4H+ + 4e- + O2
Bài 3 trang 43 SGK Sinh học 11: Sản phẩm của pha sáng là gì?
Trả lời:
Sản phẩm của pha sáng là: ATP, NADPH, O2
Bài 4 trang 43 SGK Sinh học 11: Những hợp chất nào mang năng lượng ánh sáng vào pha tối để đồng hóa CO2 thành cacbohiđrat?
Trả lời:
Những hợp chất mang năng lượng ánh sáng vào pha tối để đồng hóa CO2 thành cacbohiđrat là: ATP và NADPH.
Bài 5 trang 43 SGK Sinh học 11: Quan sát các hình 9.2. 9.3 và 9.4, nêu sự giống nhau và khác nhau giữa các chu trình C3,C4 và chu trình CAM.
Phương pháp giải:
So sánh về các tiêu chí: chất nhận CO2 đầu tiên, sản phẩm cố định đầu tiên, diễn biến chu trình
Trả lời:
* Giống: Cả hai chu trình đều có chu trình Canvin tạo ra PGA rồi từ đó hình thành nên các hợp chất cacbonhiđrat, axit amin, prôtêin, lipit.
* Khác:
|
Tiêu chí so sánh |
Thực vật C3 |
Thực vật C4 |
Thực vật CAM |
|
Chất nhận CO2 đầu tiên |
Rihulôzơ -1,5-điP |
PEP |
PEP |
|
Sản phẩm đầu tiên của pha tối |
APG (hợp chất 3 cacbon) |
Hợp chất 4 cacbon |
Hợp chất 4 cacbon |
|
Tiến trình |
Chỉ có 1 giai đoạn là chu trình C3xảy ra trong các tế bào nhu mô thịt lá. |
Gồm 2 giai đoạn: + Giai đoạn 1: Chu trình C4 xảy ra trong tế bào nhu mô thịt lá + Giai đoạn 2: chu trình C3 xảy ra trong lục lạp của các tế bào bao bó mạch |
Gồm 2 giai đoạn: + Giai đoạn 1: Chu trình C4 + Giai đoạn 2: chu trình C3 Cả hai giai đoạn cùng diễn ra trong 1 tế bào |
Bài 6 trang 43 SGK Sinh học 11: Pha sáng quang hợp cung cấp cho pha tối
a. CO2 và ATP.
b. Năng lượng ánh sáng,
c. Nước và O2
d. ATP và NADPH.
Trả lời:
Pha sáng quang hợp cung cấp cho pha tối ATP và NADPH.
Đáp án d
Bài 7 trang 43 SGK Sinh học 11: Giai đoạn quang hợp thật sự tạo nên C6H12O6 ở cây mía là:
A. Quang phân li nước.
B. Chu trình Canvin.
C. Pha sáng.
D. Pha tối.
Trả lời:
Giai đoạn quang hợp thật sự tạo nên C6H12 O6 ở cây mía là chu trình Canvin
Đáp án B
Lý thuyết Bài 9: Quang hợp ở các nhóm thực vật C3 C4 và CAM
I. THỰC VẬT C3
Thực vật C3 gồm các loài rêu đến các cây gỗ lớn phân bố rộng khắp mọi nơi trên Trái Đất.
Các pha của quang hợp ở thực vật C3
a. Pha sáng:
– Khái niệm: Pha sáng 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 trong lục lạp tại tilacôit.
– Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được sử dụng để thực hiện quá trình quang phân li nước → Giải phóng oxi, bù lại electron cho diệp lục a, các proton H+ đến khử NADP+ thành NADPH:
2H2O → 4H+ + 4e- + O2
– ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp các hợp chất hữu cơ.
b. Pha tối:
– Pha tối ở thực vật C3 chỉ có chu trình Canvin, diễn ra trong chất nền của lục lạp:
Chu trình Canvin gồm 3 giai đoạn:
* Giai đoạn cố định CO2:
+ Chất nhận CO2 đầu tiên và duy nhất là hợp chất 5C (Ribulozo- 1,5- điphotphat (RiDP))
+ Sản phẩm đầu tiên là hợp chất 3C (Axit photphoglyxeric – APG)
* Giai đoạn khử
+ APG (axit phosphoglixeric) → AlPG (aldehit phosphoglixeric), ATP, NADPH
+ Một phần AlPG tách ra khỏi chu trình và kết hợp với 1 phân tử triozo khác để hình thành C6H12O6 từ đó hình thành tinh bột, axit amin …
* Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu Rib – 1,5 diP (ribulozo- 1,5 diphosphat).
+ Phần lớn AlPG qua nhiều phản ứng cần ATP → tái tạo nên RiDP để khép kín chu trình.
II. THỰC VẬT C4
Gồm một số loài ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như: mía, ngô, cao lương… sống trong điều kiện nóng ẩm kéo dài, nhiệt độ, ánh sáng cao
Chu trình quang hợp ở thực vật C4
– Diễn ra tại 2 loại tế bào là tế bào mô giậu và tế bào bao bó mạch
* Tại tế bào mô giậu diễn ra giai đoạn cố định CO2 đầu tiên
+ Chất nhận CO2 đầu tiên là 1 hợp chất 3C (phosphoenl piruvic – PEP)
+ Sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất 4C ( axit oxaloaxetic – AOA), sau đó AOA chuyển hóa thành 1 hợp chất 4C khác là axit malic (AM) trước khi chuyển vào tế bào bao bó mạch.
* Tại tế bào bao bó mạch diến ra giai đoạn cố định CO2 lần 2
+ AM bị phân hủy để giải phóng CO2 cung cấp cho chu trình Canvin hợp chất 3C là axit piruvic
+ Axit piruvic quay lại tế bào mô giậu để tái tạo lại chất nhận CO2 đầu tiên là PEP.
+ Chu trình Canvin diễn ra như ở thực vật C3
Thực vật C4 ưu việt hơn thực vật C3 :
– Cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO2 thấp hơn, điểm bảo hòa ánh sáng cao hơn, nhu cầu nước thấp → thực vật C4 có năng suất cao hơn thực vật C3
– Chu trình C4 gồm 2 giai đoạn: giai đoạn đầu theo chu trình C4 diễn ra ở lục lạp của tế bào nhu mô lá, giai đoạn 2 theo chu trình Canvin diễn ra trong lục lạp của tế bào bao bó mạch.
III. THỰC VẬT CAM
– Gồm những loài mọng nước, sống ở vùng hoang mạc khô hạn như: xương rồng, dứa, thanh long …
Chu trình quang hợp ở thực vật CAM
– Để tránh mất nước, khí khổng các loài này đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm và cố định CO2 theo con đường CAM.
– Vào ban đêm, nhiệt độ môi trường xuống thấp, tế bào khí khổng mở ra, CO2 khuếch tán qua lá vào
+ Chất nhận CO2 đầu tiên là PEP và sản phẩm ổn định đầu tiên là AOA
+ AOA chuyển hóa thành AM vận chuyển vào các tế bào dự trữ
– Ban ngày, khi tế bào khí khổng đóng lại:
+ AM bị phân hủy giải phóng CO2 cung cấp cho chu trình Canvin và axit piruvic tái sinh chất nhận ban đầu PEP
– Chu trình CAM gần giống với chu trình C4, điểm khác biệt là về thời gian: cả 2 giai đoạn của chu trình C4 đều diễn ra ban ngày; còn chu trình CAM thì phân chia thực hiện vào ban đêm và ban ngày.
Quá trình quang hợp chia thành 2 pha : pha sáng và pha tối.