Trường thpt nguyễn Du TÓm tắt lý thuyết cơ BẢn sinh họC 11



tải về 137.03 Kb.
Chuyển đổi dữ liệu30.08.2016
Kích137.03 Kb.
#29029

Trường THPT Nguyễn Du

TÓM TẮT LÝ THUYẾT CƠ BẢN SINH HỌC 11

(Tài liệu ôn tập kiểm tra giữa HKI)



East 2013

Chủ đề 1: CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

A. CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT.

I- Trao đổi nước

- Trao đổi nước diễn ra trong suốt đời sống thực vật, bao gồm 3 quá trình: (1) QT hấp thụ nước ở rễ; (2) QT vận chuyển nước ở thân; (3) QT thoát hơi nước ở lá → Ba QT này liên hệ khăng khít tạo nên trạng thái cân bằng nước cần thiết cho sự sống của thực vật.



1. Cấu tạo của hệ rễ thích nghi với chức năng hấp thụ nước và ion khoáng.

- Bộ rễ PT mạnh về số lượng, kích thước và diện tích. Trên mỗi mm2 bề mặt rễ lại có hàng trăm lông hút, hình thành từ TB biểu bì rễ. Các TB lông hút có đặc điểm cấu tạo và sinh lý phù hợp với chức năng hấp thụ nước và các chất khoáng từ đất: Thành TB mỏng, không thấm cutin; Chỉ có một không bào trung tâm lớn; Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp mạnh của rễ



2. Cơ chế hấp thụ và vận chuyển nước:

Quá trình

Cơ chế

Hấp thu nước


Diễn ra theo cơ chế thụ động (thẩm thấu) do chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa tế bào lông hút và đất

Vận chuyển nước

Theo cơ chế khuyếch tán, do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu.

Nước được vận chuyển từ rể lên lá nhờ sự phối hợp của 3 lực:

+ Lực đẩy của rễ (áp suất rễ): là động lực đầu dưới.

+ Lực hút của lá (do QT thoát hơi nước): là động lực đầu trên → Chủ yếu.

+ Lực trung gian: Lực liên kết giữa các phân tử nước và lực bám giữa các phân tử nước với thành mạch dẫn tạo thành cột nước liên tục → động lực trung gian

=> Sự phối hợp của 3 lực là cơ chế tạo thành một dòng vận chuyển liên tục từ rễ lên lá.


Thoát hơi nước

Theo cơ chế khuyếch tán, được điều chỉnh do cơ chế đóng mở khí khổng

+ Qua khí khổng: Phụ thuộc vào sự đóng - mở của khí khổng.

+ Qua cutin: Phụ thuộc vào độ dày - mỏng của từng cutin


* Con đường trao đổi nước ở thực vật

Quá trình

Các con đường

Hấp thu nước


+ Qua bề mặt các tế bào biểu mô của cây (thủy sinh)

+ Qua bề mặt biểu bì của rễ (thực vật cạn) → Rễ cây trên cạn hấp thụ nước và ion khoáng chủ yếu qua miền lông hút.



Vận chuyển nước

- Nước (và các ion khoáng hòa tan trong nước) đi từ đất qua lông hút được hấp thụ vào mạch gỗ của rễ theo hai con đường:

+ Con đường gian bào (Qua thành tế bào - gian bào): Nước từ đất qua thành TB lông hút → khoảng trống gian bào của các TB biểu bì → đến thành TB nội bì: gặp vòng đai Caspari → nước qua TB nội bì vào trung trụ → mạch gỗ; Đặc điểm: Hấp thụ nhanh và nhiều, nước không được chọn lọc.

+ Con đường tế bào chất (Qua chất nguyên sinh – không bào): Nước từ đất vào lông hút → đến TBC, qua không bào, sợi liên bào → tế bào vỏ → TB nội bì → vào trung trụ → mạch gỗ; Đặc điểm: Hấp thụ chậm và ít, lượng nước và các chất khoáng hòa tan được chọn lọc (do tính thấm chọn lọc của TB sống).


Thoát hơi nước

- Con đường qua khí khổng: Đặc điểm: Vận tốc lớn, được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng → chủ yếu

- Con đường qua bề mặt lá (qua cutin): Vận tốc nhỏ, không được điều chỉnh.

3. Thoát hơi nước qua lá.

3.1. Cấu tạo của lá thích nghi với chức năng thoát hơi nước. Có 2 bộ phận:

a) Khí khổng:

- Cấu tạo: Gồm 2 TB bảo vệ có mép trong dày hơn mép ngoài, tạo nên một khe nhỏ giữa 2 TB (miệng khí khổng). TB khí khổng chủ yếu phân bố ở bề mặt dưới của lá, trung bình 1000 khí khổng/cm2.

- Vai trò: Khí khổng mở ngoài sáng và đóng trong tối, có vai trò chủ yếu là trao đổi khí O2, CO2, H2O khi quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước.

b) Lớp cu tin: Do TB biểu bì lá tiết ra, bao phủ bề mặt lá (trừ khí khổng)

3.2. Con đường thoát hơi nước: Theo 2 con đường:

- Con đường qua khí khổng: Đặc điểm: Vận tốc lớn, được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng → chủ yếu

- Con đường qua bề mặt lá (qua cutin): Vận tốc nhỏ, không được điều chỉnh.

3.3. Cơ chế điều tiết sự thoát hơi nước:

a) Cơ chế đóng, mở khí khổng:

- Độ mở khí khổng phụ thuộc vào lượng nước trong TB khí khổng:

+ Khi TB khí khổng trương nước, thành mỏng căng ra → thành dày cong theo → lỗ khí khổng mở ra rất nhanh.

+ Khi TB khí khổng mất nước, thành mỏng hết căng → thành dày duỗi thẳng→ lỗ khí khổng đóng lại.

- Nguyên nhân:

+ Khi đưa cây ra ngoài sáng, lục lạp trong TB khí khổng quang hợp làm thay đổi nồng độ CO2, độ pH → làm tăng áp suất thẩm thấu → TB khí khổng trương nước và mở.

→ Ánh sáng là ng/nhân gây nên việc mở khí khổng, đó là sự mở chủ động của khí khổng ngoài ánh sáng.

+ Khi cây bị hạn (thiếu nước), mặc dù cây vẫn ở ngoài sáng, hàm lượng axít abxixíc (AAB) trong TB khí khổng tăng đã kích thích các bơm ion hoạt động, dẫn đến các ion K+ rút ra khỏi TB làm giảm áp suất thẩm thấu và sức trương nước → khí khổng đóng để tránh sự thoát hơi nước.

→ Đây là sự đóng chủ động của khí khổng khi thiếu nước.

+ Một số cây sống trong điều kiện thiếu nước, khí khổng đóng hoàn toàn vào ban ngày để tiết kiệm nước đến mức tối đa và chỉ mở khi mặt trời lặn.



b) Điều tiết bởi mức độ PT của lớp cutin trên biểu bì lá: Cutin càng dày, thoát hơi nước càng giảm và ngược lại

3.4. Các tác nhân ảnh hưởng đến QT thoát hơi nước:

a) Ánh sáng: Là tác nhân gây mở khí khổng  ảnh hưởng đến thoát hơi nước ở lá.

b) Nhiệt độ không khí: ảnh hưởng đến độ ẩm không khí và do đó ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước ở lá.

c) Nước và độ ẩm: Điều kiện cung cấp nước đều tiết độ mở của khí khổng. Độ ẩm không khí càng tăng thì sự thoát hơi nước càng giảm và ngược lại.

d) Các ion khoáng: Ion K+ đi vào TB khí khổng sẽ làm tăng lượng nước → tăng độ mở của khí khổng.

3.5. Cân bằng nước và tưới tiêu hợp lí cho cây trồng.

a) Cân bằng nước: Là sự tương quan giữa quá trình hấp thụ nước và quá trình thoát hơi nước, đảm bảo cho cây phát triển bình thường.

- Cân bằng nước được tính bằng sự so sánh lượng nước do rễ hút vào và lượng nước thoát ra. Khi lượng nước lấy vào ít hơn lượng nước mất đi thì cây ở trạng thái thiếu nước, cây bị hạn và cần tưới nước cho cây.



b) Tưới nước hợp lí cho cây trồng:

- Cân bằng nước được duy trì bởi tưới tiêu hợp lí nhằm đạt năng suất cao trong sản xuất. Tưới nước hợp lý là việc thực hiện cùng một lúc 3 nội dung:



+ Tưới đúng lúc (Khi nào cần tưới): Căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lý của cây trồng để chọn thời điểm tưới phù hợp.

+ Tưới đủ lượng (Lượng nước cần tưới là bao nhiêu): Tùy giống cây, loại đất, điều kiện thời tiết và MT cụ thể.

+ Tưới đúng cách (Cách tưới như thế nào): Phụ thuộc vào các nhóm cây trồng khác nhau và tùy từng loại đất: tưới rãnh, tưới ngập nước, tưới phun mưa.

3.6. Vai trò của quá trình thoát hơi nước:

Thoát hơi nước là sự vận động của các phân tử nước từ cơ thể thực vật ra ngoài không khí chủ yếu qua lá. Cứ 1000 g nước hấp thụ từ rễ thì có đến 990 g nước dùng để thoát hơi nước.

+ Tạo ra lực hút rất mạnh để dòng nước và ion khoáng được vận chuyển từ rễ lên thân và lên lá.

+ Giảm nhiệt độ bề mặt lá  tránh cho lá, cây không bị đốt nóng khi nhiệt độ quá cao.

+ Tạo điều kiện để CO2 khuyếch tán vào lá thực hiện quá trình quang hợp, giải phóng O2 điều hoà không khí....

CÂU HỎI VẬN DỤNG

1. Hãy cho biết quản bào và mạch ống khác nhau ở điểm nào.

Tiêu chí so sánh

Quản bào

Mạch ống

Đường kính

Nhỏ

Lớn

Chiều dài

Dài

Ngắn

Cách nối

Gối đầu lên nhau

Đầu kế đầu

2. Nêu điểm khác nhau giữa dòng mạch gỗ và dòng mạch rây

Tiêu chí

Dòng mạch gỗ

Dòng mạch rây

Cấu tạo

- Là những TB chết. Thành TB có chứa linhin.

- Các tế bào nối với nhau thành những ống dài từ rễ lên lá.



- Là những tế bào sống.

- Các ống rây nối đầu với nhau thành ống dài đi từ lá xuống rễ.



Thành phần dịch

- Nước, muối khoáng được hấp thụ ở rễ và các chất hữu cơ được tổng hợp ở rễ

- Là các sản phẩm đổng hóa ở lá:

+ Saccarozo, aa, vitamin…

+ Một số ion khoáng được sử dụng lại.


Động lực

- Là sự phối hợp của 3 lực : + Áp suất rễ.

+ Lực hút do thoát hơi nước ở lá.



+ Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ

- Là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn và cơ quan chứa.

3. Thế nào là áp suất rễ? Có thể quan sát áp suất rễ qua những hiện tượng nào? (Áp suất rễ là lực đẩy của nước từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của thân có thể quan sát thấy ở những cây bụi thấp và cây thân thảo. và được thể hiện ở hai hiện tượng: rỉ nhựa và ứ giọt.

+ rỉ nhựa: là hiện tượng khi cắt ngang than cây ở gần gốc sẽ thấy nước và các chất khoáng hòa tan trong nước rỉ ra ở vết cắt, do áp suất rễ đẩy nước từ gốc lên than. Do áp suất rễ nhỏ nên nước chỉ đẩy lên tới độ cao vài ba mét.

+ Ứ giọt: là hiện tượng các giọt nước ứ ra trên các mép lá trong điều kiện không khí bão hòa hơi nước, trong khi nước vẫn được đẩy từ rễ lên lên lá nhưng không thoát được ra ngoài dưới dạng hơi. Sự ứ giọt là hiện tượng chứng minh ở rễ luôn xuất hiện một lực đẩy nước từ rễ lên lá. Đó chính là áp suất rễ.)

4. Hãy nêu đặc điểm, con đường và cơ chế đảm bảo sự vận chuyển nước trong thân?

+ Đặc điểm: Một chiều, khỏang cách dài, Nước và các chất khoáng hòa tan trong nước được vận chuyển theo một chiều từ rễ lên lá. Chiều dài của cột nước phụ thuộc vào chiều dài của thân cây.

+ Con đường: Nước được vận chuyển chủ yếu qua mạch gỗ. Ngoài ra, nước cũng có thể vận chuyển theo chiều từ trên xuống ở mạch rây hoặc vận chuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rây hay ngược lại.

+ Cơ chế: Do sự phối hợp giữa lực hút của lá (do QT thoát hơi nước), lực đẩy của rễ (do áp suất rễ) và lực trung gian (lực lien kết giữa các phân tử nước và lực bám giữa các phân tử nước với thành mạch dẫn)

5. Phân tích mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau giữa QT hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ với QT vận chuyển theo mạch gỗ. (Rễ hấp thụ nước và các ion khoáng từ đất vào đến mạch gỗ ở trung tâm rễ, tạo khởi đầu cho dòng vận chuyển mạch gỗ. Ngược lại, dòng mạch gỗ thông suốt làm giảm hàm lượng nướ ctrong các TB rễ là nguyên nhân chủ yếu tạo ra dòng nước cùng các ion xâm nhập vào rễ. Rễ hút nước cùng các chất tan, đẩy chúng lên lá và các cơ quan trên mặt đất, tạo độ trương nước cần thiết cho các TB và mô của cây, đặc biệt giúp TB khí khổng mở để hơi nước thoát ra khỏi lá. Thoát hơi nước ở lá là “động lực đầu trên” hút dòng vận chuyển mạch gỗ. Thoát hơi nước gây ra sự thiếu hụt nước, hàm lượng nước trong các TB lá giảm xuống kéo theo sự thiếu hụt nước trong các TB rễ. Nghĩa là, hàm lượng nước trong các TB rễ thấp hơn so với hàm lượng nước trong đất và nước di chuyển từ đất vào rễ, đến mạch gỗ ở trung tâm)

6. Cường độ thoát hơi nước là gì (là đại lượng đo khả năng thoát hơi nước của TV và được tính bằng số mg H2O thoát ra trong đơn vị thời gian và trên một đơn vị diện tích thoát hơi nước.

Cường độ thoát hơi nước T = mg H2O/dm2/giờ)

II- Trao đổi nitơ:

1. Vai trò sinh lí của nguyên tố nitơ:

- Vai trò chung: Nitơ là nguồn dinh dưỡng khoáng thiết yếu của TV và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự ST, PT của cây trồng → Quyết định năng suất và chất lượng thu hoạch.

+ Cây hấp thụ nitơ dưới 2 dạng: NO3- (nitrat) và NH4+ (amôni)



- Vai trò sinh lý:

+ Vai trò cấu trúc: Nitơ là thành phần của hầu hết các hợp chất trong cây (prôtêin, axit nuclêic, các sắc tố QH, các hợp chất dự trữ Q: ADP, ATP, các chất điều hòa ST…) cấu tạo nên tế bào, cơ thể.

+ Vai trò điều tiết: Tham gia thành phần của các enzim, hoocmôn… điều tiết các quá trình sinh lí, hoá sinh trong tế bào, cơ thể.

→ Nitơ có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lí của cây trồng



2. Nguồn cung cấp nitơ tự nhiên cho cây: Trong MT bao quanh TV, nitơ tồn tại dưới hai dạng:

a) Nitơ trong không khí:

- Nitơ phân tử (N2) (trong khí quyển chiếm khoảng 80%) Cây không thể hấp thụ được. Các VSV cố định nitơ phân tử chuyển hóa thành NH3 thì cây mới đồng hóa được.

- Nitơ ở dạng NO, NO2 trong khí quyển là độc hại đối với cơ thể thực vật.

b) Nitơ trong đất:

- Đất là nguồn cung cấp Nitơ chủ yếu cho cây, gồm hai dạng:

+ Nitơ khoáng (nitơ vô cơ): có trong các muối khoáng dưới dạng NO3- và NH4+→ Cây hấp thụ trực tiếp.

+ Nitơ hữu cơ: có trong xác sinh vật. Cây chỉ hấp thụ sau khi được các VSV khoáng hóa.

Tuy nhiên, TV chỉ hấp thụ được 2 dạng nitơ trong đất bằng hệ rễ của mình: nitrat (NO3-) và amôni (NH4+).

- Có 4 nguồn chính cung cấp hai dạng nitơ nói trên:

+ Nguồn vật lý - hóa học: Sự phóng điện trpng cơn giông đã ôxihóa N2 thành nitrát.

+ Quá trình cố định nitơ thực hiện bởi các nhóm vi khuẩn tự do và cộng sinh.

+ Quá trình phân giải các nguồn nitơ hữu cơ trong đất được thực hiện bởi các vi khuẩn đất.

+ Nguồn nitơ do con người trả lại cho đất sau mỗi vụ thu hoạch bằng phân bón.



3. Quá trình cố định nitơ khí quyển:

- QT cố định nitơ là tạo ra sự liên kết N2 với H2 thành NH3 và chuyển đổi sang các dạng hợp chất có nitơ mà cây hấp thụ được.

QT có thể tóm tắt như sau: NN NH = NH NH2NH2 2NH3

+ Nhờ vi khuần: Vi khuẩn tự do (Azotobacter, Anabaena…) và vi khuẩn cộng sinh (Rhizobium, Anabaena azollae…).

+ Thực hiện trong điều kiện: Có các lực khử mạnh, được cung cấp ATP, có sự tham gia của enzim nitrogenaza, thực hiện trong điều kiện kị khí.

- Vai trò: + Góp phần bổ sung nguồn đạm mà cây hấp thụ được cho đất.

+ Về mặt sinh thái, QT này góp phần hạn chế ô nhiễm MT đất và nước.

4. Quá trình biến đổi nitơ trong cây:

cây lấy từ môi trường cả 2 dạng nitơ, nhưng để tổng hợp axit amin cây chỉ sử dụng nhóm amin. nên trong hoạt động sống của cây phải có quá trình chuyển NO  NH.



a) Quá trình khử NO: là làm biến đổi NO3- thành NH4+ .

QT này xảy ra theo sơ đồ sau: NO3­- (nitrát)→ NO2­- (nitrít)→ NH4+ (amôni)

+ QT khử nitrát được thực hiện trong mô rễ và mô lá. Có sự tham gia của các enzim khử reductaza và các nguyên tố vi lượng: Mo, Fe. QT này diễn ra theo sơ đồ sau:

NO3­- + NAD(P)H + H+ + 2e- → NO2­- + NAD(P)+ + H2O

NO2­- + 6 Feređôxin khử + 8H+ + 6e- → NH4+ + 2H2O

- Vai trò: Cây hấp thụ được từ đất cả dạng NO3- (nitơ dạng ôxi hóa) và NH4+ (nitơ dạng khử) nhưng cây chỉ cần dạng NH4+ để hình thành các a.a. Vì vậy, Quá trình này có ý nghĩa làm tăng nguồn tổng hợp a.a để xây dựng TB.



  1. Quá trình đồng hóa NH3 trong cây:

- Tạo a.a từ QT khử amin hóa: Các axít xêtô được tạo ra từ QT hô hấp được khử amin hóa để tạo a.a theo sơ đồ chung: Axit hữu cơ + NH3 + 2H+  axit amin. VD: Axít piruvic + NH3 + 2H+ → Alanin + H2O

- Chuyển amin hóa: Đây là QT chuyển amin từ 1 a.a trong 1 axít xêtô để tạo ra a.a mới và axít xêtô mới: axít xêtô + a.a → a.a mới + axít xêtô mới VD: Axít glutamic + Axít piruvic → Alanin + Axít α-xêto glutaríc



- Hình thành amít: Là phản ứng tạo amít từ NH3 theo sơ đồ sau:

Axit amin đicacbôxilic + NH3 + 2H+  Amit. VD: Axít glutamic + NH3 → Glutamin

+ Hình thành amít là con đường khử độc cho TB khi NH4+ dư thừa, đồng thời tạo ra nguồn dự trữ nhóm amin cho quá trình tổng hợp a.a khi cần thiết.

CÂU HỎI VẬN DỤNG

1. Cơ chế hấp thụ ion khoáng: theo 2 cơ chế:

+ Thụ động: Các ion khoáng khuyếch tán theo sự chênh lệch nồng độ từ cao đến thấp (Cùng chiều gradient nồng độ), không cần năng lượng, có thể cần chất mang.

+ Chủ động: Ngược chiều gradient nồng độ (từ nơi nồng độ thấp đến nơi nồng độ cao), cần năng lượngATPvà chất mang (chất trung gian) do QT hô hấp của rễ cung cấp.

2. Phân biệt hai cơ chế hấp thụ khoáng ở rễ.

Hấp thu

Thụ động

Chủ động

Năng lượng

Không

ATP

Cách vận chuyển

Khuếch tán do chênh lệch nồng độ

Vận chuyển ngược chiều nồng độ (ngược với građien nồng độ).

Tính chất

Hút bám trao đổi

Tính thấm chọn lọc của màng sinh chất.

3. Tính lượng phân bón nitơ cần thiết để có một thu hoạch 150 tạ chất khô/ha. Biết rằng, nhu cầu dinh dưỡng của lúa là: 1,4 kg nitơ/tạ chất khô, lượng chất dinh dưỡng còn lại trong đất bằng 0, hệ số sử dụng phân nitơ là 60%. (Lượng nitơ cần phải bón: (1,4x150x100)/60 = 350 kg nitơ/ha).

III- Quang hợp ở thực vật:

1. Khái niệm: Quang hợp là quá trình trong đó năng lượng ánh sáng mặt trời được lá hấp thụ để tạo ra cacbonhidrat và oxy từ khí CO2 và H2O. QH xảy ra chủ yếu ở TV và một số dạng VK (VK lam), tảo.

- Phương trình tổng quát: 6 CO2 + 12 H2O (Năng lượng ánh sáng và hệ sắc tố) → C6H12O6 +6O2 + 6H2O



- Bản chất quang hợp: Quang hợp diễn ra trong lục lạp, bao gồm 2 pha: Pha sáng và pha tối. Về bản chất, QH là quá trình ôxi hóa khử, trong đó quá trình ôxi hóa thuộc pha sáng và quá trình khử thuộc pha tối.

2. Cơ chế Quang hợp: Gồm hai pha




Pha sáng

Pha tối

1. Khái niệm

Là pha ôxi hóa nước nhờ năng lượng ánh sáng, để sử dụng H+ và điện tử (êlectron) cho việc hình thành ATP và NADPH, đồng thời giải phóng O2 vào khí quyển.

Là pha khử CO2 nhờ ATP và NADPH được hình thành trong pha sáng để tạo hợp chất hữu cơ (đường glucôzơ C6H12O6).

2. Nơi diễn ra

Màng Tilacoit (grana)

Chất nền (Strôma)

3. Điều kiện

Ánh sáng, hệ sắc tố

Enzim Cacbôxy hoá

4. Nguyên liệu

H2O, ADP, NADP

CO2, ATP, NADPH

5. Sản phẩm

O2, ATP, NADPH

Glucôzơ và chất hữu cơ (Cacbôhyđrat)

* Mối liên quan giữa hai pha: + Pha sáng cung cấp cho pha tối: ATP, NADPH +, H+

+ Pha tối cung cấp cho pha sáng: ADP và NADP





3. Quang hợp ở các nhóm thực vật:

    1. Thực vật C3: Là loại TV QH theo chu trình C3

- Đặc điểm TV C3: Thích hợp với điều kiện khí hậu bình thường như vùng ôn đới, bao gồm các loài rêu cho đến cây gỗ lớn mọc trong rừng, phân bố hầu khắp mọi nơi trên trái đất.

a) Pha sáng: được thực hiện bằng các phản ứng sau:

+ Diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sáng: Phản ứng kích thích chất diệp lục bởi các prôton.

chdl + h  chdl*  chdl**

+ Quang phân li nước: Phản ứng quang phân li nước nhờ năng lượng hấp thu từ các prôton.

2H2O → 4H+ + 4e- + O2

+ Các phản ứng quang hóa hình thành ATP và NADPH (PS I và PS II)

 Phot phoril hoá tạo ATP: 3 ADP + 3 Pi  3 ATP

 Tổng hợp NADPH: 2 NADP + 4 H+ + 4e-  2 NADPH



* Phương trình tổng quát của pha sáng:

12H2O + 18ADP + 18Pvôcơ + 12NADP+  18ATP + 12NADPH + 6O2



b) Con đường cố định CO2 ở thực vật C3 Chu trình Canvin - Benson:

- Quá trình cố định CO2 xẩy ra ở lục lạp TB mô giậu. Sản phẩm QH đầu tiên là một hợp chất hửu cơ có 3 các bon trong phân tử (axít phốtpho glixêríc – APG)

- Pha tối thực hiện bằng chu trình Canvin qua 3 giai đoạn chính:

+ Giai đoạn cố định CO2: bắt đầu từ khi chất nhận khí CO2 là ribôlozơ-1,5-điP (là hợp chất 3 cácbon) và kết thúc tại APG (axít phốtphoglixêríc là dạng oxi hóa) 3 RiDP + 3 CO2  6 APG

+ Giai đoạn khử: với sự tham gia của 6ATP và 6NADPH: 6APG  6AlPG

Giai đoạn này có hai sự kiện :

Sản phẩm của pha sáng (ATP và NADPH) được sử dụng để khử APG thành AlPG (anđêhít phốtphoglixêric- là một triozơ-P-đường 3 cacbon).

Tại điểm kết thúc giai đoạn khử, phân tử AlPG tách khỏi chu trình để kết hợp với phân tử AlPG khác hình thành nên phân tử C6H12O6, rồi từ đó tổng hợp nên tinh bột, saccarôzơ, axít amin, lipít trong QH.



+ Giai đoạn tái sinh chất nhận CO2 (RiDP) ban đầu: phân tử ATP (là sản phẩm của pha sáng) lại được sử dụng để chuyển ribulôzơ-5P thành Ri-1,5-điP. 

* Phương trình tổng quát: 12 H2O + 6 CO2 + Q (năng lượng ánh sáng)  C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

3. 2. Thực vật C4: Là loại TV QH theo chu trình C4

- Đặc điểm của thực vật C4: Thích hợp với điều kiện MT nóng, ẩm kéo dài vùng nhiệt đới (và cận nhiệt đới)

- Con đường cố định CO2 ở thực vật C4 Chu trình Hatch - Slack:

+ Quá trình cố định CO2 xẩy ra ở TB lục lạp mô giậu và TB bao bó mạch. Tinh bột được tông hợp ở TB bao bó mạch.

+ Sản phẩm QH đầu tiên là một hợp chất hửu cơ có 4 các bon trong phân tử (axít ôxalô axêtíc – AOA)

+ Có cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO2 thấp hơn, thoát hơi nước thấp hơn → Năng suất sinh học cao gấp đôi TV C3.



* Sơ đồ cơ chế quang hợp ở thực vật C4:
3.3 Thực vật CAM: Là loại TV QH theo chu trình CAM (sản phẩm sau cố định CO2)

- Đặc điểm của thực vật CAM: Sống ở vùng sa mạc, điều kiện khô hạn kéo dài.

- Con đường cố định CO2 ở thực vật CAM – Chu trình CAM

+ Quá trình cố định CO2 xẩy ra vào ban đêm ở lục lạp TB mô giậu.

+ Chu trình CAM là chu trình QH tạo sản phẩm sau cố định CO2 đầu tiên là axít hửu cơ (Crassulaceae Axít Metabolism – viết tắt là CAM)

+ Vì lấy được ít nước nên cây đóng khí khổng vào ban ngày (tránh mất nước do thoát hơi nước) và nhận CO2 vào ban đêm khi khí khổng mở  có năng suất thấp.



* Sơ đồ cơ chế quang hợp ở thực vật CAM:
4. Ảnh hưởng của nhân tố ngoại cảnh đến Quang hợp

Nhân tố

Vai trò

Các biểu hiện

Ánh sáng

Nguồn năng lượng cung cấp cho hệ sắc tố

 Điểm bù ánh sáng.

 Điểm bão hòa ánh sáng.



CO2

Nguồn cung cấp các bon cho QH

 Điểm bù CO2.

 Điểm bão hòa CO2



Nhiệt đô

Thúc đẩy hay hạn chế hoạt động của enzim

- Q10 của pha sáng là 1,1-1,4; của pha tối là 2-3.

- Nhiệt độ tối ưu 25-350C



Nước

Là nguyên liệu cơ bản của QH: cung cấp H+, O2 và electron trong pha sáng.

- Thoát hơi nước khí khổng tạo điều kiện cho CO2 xâm nhập, điều hòa nhiệt độ.

- Nước tham gia vào tốc độ v/chuyển sản phẩm QH.



Khoáng

Nguyên liệu tạo thành các sản phẩm hửu cơ, cấu trúc sắc tố, enzim.

  • N có mặt trong diệp lục

  • P có mặt trong thành phần ATP, NADPH

  • Vi lượng Fe, Cu trong enzim

  • Mn xúc tác quang phân li nước.


5. Tăng năng suất cây trồng bằng điều khiển quang hợp:

a) Biểu thức năng suất:

Nkt = (FCO2 . L . Kf . Kkt)n (tấn/ha)


Trong đó: Nkt: năng suất kinh tế

FCO2: khả năng quang hợp

L: diện tích lá quang hợp

Kf: hệ số hiệu quả quang hợp

Kkt: hệ số kinh tế

n: thời gian hoạt động của bộ máy quang hợp.




+ Năng suất sinh học là khối lượng chất khô được tích luỹ được mỗi ngày trên 1 ha gieo trồng trong suốt thời gian sinh trưởng của cây;

+ Năng suất kinh tế là khối lượng chất khô được tích luỹ trong cơ quan kinh tế (cơ quan chứa các sản phẩm có giá trị kinh tế đối với con người).

b) Các biện pháp nhằm nâng cao năng suất cây trồng:

+ Tăng cường độ và hiệu suất quang hợp bằng chọn, tạo giống mới.

+ Điều khiển sự sinh trưởng của diện tích lá bằng các biện pháp kĩ thuật.

+ Tăng hệ số hiệu quả quang hợp và hệ số kinh tế bằng chọn, tạo giống và các biện pháp kĩ thuật.

+ Chọn cây trồng có thời gian sinh trưởng vừa phải, hoặc trồng vào vụ thích hợp.
CÂU HỎI VẬN DỤNG

1. Đặc điểm của lá và của lục lạp thích nghi với quang hợp

Đặc điểm

Ý nghĩa thích nghi




Số lượng nhiều, bản mỏng và hướng bề mặt thẳng góc với tia sáng.

Nhận được nhiều ánh sáng nhất.

Có 1 hoặc 2 lớp mô giậu chứa lục lạp nằm sát biểu bì.

Lớp mô chứa các bào quan thực hiện chức năng quang hợp.

Lớp mô khuyết có các khoảng gian bào.

Chứa nhiều các nguyên liệu quang hợp.

Hệ mạch dẫn.

Vận chuyển các chất.

Số lượng khí khổng lớn.

Trao đổi khí và hơi nước khi quang hợp.


Lục lạp

Có dạng bầu dục.

Phù hợp với việc xoay trở để chủ động nhận ánh sáng.

Số lượng nhiều.

Tăng hiệu quả quang hợp.

Hạt (grana) có nhiều tilacoit chứa hệ sắc tố, trung tâm phản ứng và chất chuyền điện tử.

Hấp thụ năng lượng ánh sáng. Thực hiện các phản ứng oxi hóa chuyển quang năng thành năng lượng ATP trong pha sáng.

Chất nền (Stroma) chứa lượng lớn enzim cacboxi hóa.

Thực hiện các phản ứng của pha tối quang hợp.

2. Vai trò của hệ sắc tố của lá trong quang hợp

Loại sắc tố

Công thức hóa học

Vai trò

Nhóm sắc tố chính (Clorôphyl)




Diệp lục a

(Clorôphyl a)



C55H72O5N4Mg


Hấp thu năng lượng ánh sáng chủ yếu ở vùng đỏ và vùng xanh tím.

Chuyển năng lượng thu được từ các phôtôn ánh sáng cho quá trình quang phân li nước và các phản ứng quang hóa để hình thành ATP, NADPH.



Diệp lục b

(Clorôphyl b)



C55H70O6N4Mg

Nhóm sắc tố phụ (Carôtenôít)




Caroten

Xantophyl

C40H56

C40H56On



Hấp thu năng lượng của ánh sáng rồi truyền năng lượng thu được cho diệp lục (clorophyl).

Phicoeritrin

Phicoxianin

C34H47N4O8

C34H42N4O9



Hấp thu năng lượng ánh sáng ở vùng sáng ngắn (TV bậc thấp; dưới tán rừng hay dưới các lớp nước sâu)

a. Nhóm sắc tố chính (Clorôphyn - Diệp lục): DL a, DL b

- Vai trò: hấp thụ và chuyển hoá năng lượng quang năng thành hoá năng trong ATP và NADPH.

b. Nhóm sắc tố phụ (carôtênốit): Carôten, Xantôphyn.

- Vai trò: hấp thụ và chuyển năng lượng cho diệp lục theo sơ đồ: carôtenôit  diệp lục b  diệp lục a  diệp lục a trung tâm.

3. So sánh quá trình quang hợp ở các nhóm thực vật C3 , C4 , CAM

a) Giống nhau: Cả 3 con đường đều có chu trình Canvin tạo ra AlPG rồi từ đó hình thành các hợp chất cacbonhydrat, a.a, prôtein, lipít…

b) Khác nhau: (So sánh pha tối của 3 nhóm thực vật)



Điểm so sánh

C3

C4

CAM

Chất nhận CO2 đầu tiên

RiDP (Ribulôzơ 1,5 diphôtphat).

PEP (phôtpho enol pyruvat).

PEP.

Enzim cố định CO2

Rubisco.

PEP-cacboxilaza

và Rubisco.



PEP-cacboxilaza

và Rubisco.



Sản phẩm cố định CO2 đầu tiên

APG (axit

phôtpho glixeric)



AOA (axit oxalo axetic).

Hợp chất 4 Cácbon: AOA

AOA  AM


Cơ chế

(Chu trình cố định CO2)



Chu trình Canvin: 1 lần cố định CO2


Chu trình Hatch Slack: 2 lần cố định CO2 (Xảy ra giai đoạn C4 kết hợp với chu trình C3)

Chu trình CAM: 2 lần cố định CO2 (Xảy ra giai đoạn C4 kết hợp với chu trình C3)

Nơi xảy ra quá trình cố định CO2

(Không gian thực hiện)



Lục lạp TB mô giậu

Lần 1: Lục lạp TB mô giậu

Lần 2: lục lạp TB bao bó mạch

(QH được thực hiện ở hai không gian khác nhau)


Lục lạp TB mô giậu


Thời gian

Ban ngày.

Ban ngày.

Lần 1: Cố định CO2 ban đêm - Lần 2: khử CO2 ban ngày

(QH được thực hiện ở hai thời gian khác nhau).



Năng suất sinh học

Trung bình

Cao

Thấp

4. Một số đặc điểm phân biệt thực vật C3, C4, CAM

Điểm so sánh

C3

C4

CAM

Điều kiện sống

Sống chủ yếu ở vùng ôn đới á nhiệt đới.

Sống ở vùng khí hậu nhiệt đới.

Sống ở vùng sa mạc, điều kiện khô hạn kéo dài.

Loài đặc trưng

- Lúa, đậu, khoai, cam, chanh, nhãn, vải…; các loài tảo đơn bào sống ở nước; các cây gỗ mọc trong rừng.

- Gồm một số loài TV nhiệt đới và cận nhiệt đới như: mía, rau dền, ngô, cao lương…


- Xương rồng, thuốc bỏng, các cây mọng nước sa mạc.


Hình thái giải phẫu lá

- Lá bình thường

- Có một loại lục lạp ở tế bào mô dậu.



- Lá bình thường

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



- Lá mọng nước

- Có một loại lục lạp ở tế bào mô dậu.



Cường độ QH

Trung bình

Cao

Thấp

Nhu cầu nước

Cao

Thấp, bằng 1/2 thực vật C3

Thấp

Hô hấp sáng



Không

Không

5. Giải thích tại sao lá cây màu xanh lục (Trong dãi bức xạ mặt trời chỉ có một vùng ánh sáng mà ta nhìn thấy được gọi là ánh sáng trắng (380 – 750 nm) gồm 7 màu: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím, trong đó có ba màu mắt ta nhìn thấy rõ nhất là đỏ, lục và tím và thực tế 3 màu này khi giao thoa thì tạo thành màu trắng. chỉ có vùng này mới có tác dụng quang hợp. Khi ánh sáng trắng chiếu vào lá cây thì diệp lục đã hấp thụ hầu hết ánh sáng vùng đỏ và vùng tím, để lại hoàn toàn vùng xanh lục. Màu lục không được hấp thụ đã xuyên qua lá hoặc phản xạ và đập vào mắt ta khi ta nhìn vào lá. Vì vậy, khi nhìn vào lá cây ta thấy lá có màu xanh lục)

6. Những lá cây màu đỏ có quang hợp không? Tại sao? (Những lá cây màu đỏ vẫn có nhóm sắc tố màu lục, nhưng bị che khuất bởi màu đỏ của nhóm sắc tố dịch bào là antôxianin và carôtenôít. Vì vậy, những cây này QH bình thường nhưng cường độ QH thường không cao)./.




tải về 137.03 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương