Giải Sinh 11 Kết nối tri thức Bài 4: Quang hợp ở thực vật

Mở đầu

Câu hỏi Mở đầu SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 26): Nguồn thức ăn và nguồn oxygen góp phần duy trì sự sống trên Trái Đất bắt nguồn từ đâu?
Trả lời:
- Sự tồn tại và phát triển của hầu hết sinh vật trên Trái Đất phụ thuộc trực tiếp vào sản phẩm của quá trình quang hợp. Trong đó, quang tự dưỡng chính là nền tảng tạo ra thức ăn và oxygen.

+ Oxy: Chiếm khoảng 1/5 bầu khí quyển, được tạo ra chủ yếu từ thực vật (30%) và tảo xanh, vi khuẩn lam (70%).

+ Thức ăn: Quang hợp tạo ra nguồn chất hữu cơ thiết yếu, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho mọi sinh vật.

I. Khái quát về quang hợp

Câu hỏi 1 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 27): Nguyên liệu, năng lượng được sử dụng trong quang hợp có nguồn gốc từ đâu? Sản phẩm của quang hợp là gì và chúng có vai trò như thế nào đối với sinh giới?
Trả lời:
- Nguyên liệu: CO₂ có nguồn gốc từ khí quyển, H₂O được hấp thụ từ môi trường.

- Năng lượng: Ánh sáng Mặt Trời.

- Sản phẩm: 

+ Chất hữu cơ (cung cấp năng lượng, dinh dưỡng cho sinh vật, nhiên liệu công nghiệp...)

+ O₂: đảm bảo sự cân bằng khí quyển và duy trì hô hấp.

Câu hỏi 2 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 27): Hệ sắc tố ở cây xanh được chia làm mấy nhóm? Cho biết vai trò của các nhóm sắc tố này trong quang hợp.
Trả lời:

- Các nhóm sắc tố:

+ Diệp lục (chlorophyll): Tạo màu xanh. Diệp lục a là sắc tố chủ đạo, hấp thụ ánh sáng đỏ và xanh tím, đóng vai trò quan trọng nhất trong quang hợp.

+ Carotenoid: Tạo màu vàng, đỏ, cam. Gồm xanthophyll và carotene (ví dụ: $\beta$-carotene là tiền chất của vitamin A).

- Vai trò của hệ sắc tố:

+ Hấp thụ và biến đổi năng lượng ánh sáng thành hóa năng.

+ Sắc tố hấp thụ photon ánh sáng, chuyển trạng thái electron bị kích động, truyền năng lượng đến diệp lục a ở trung tâm phản ứng để biến đổi quang năng thành hóa năng chứa trong ATP và NADPH.

Câu hỏi 3 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 27): Một số loài thực vật có lá màu đỏ thực hiện quang hợp được không? Vì sao?
Trả lời:
- Một số loài thực vật có lá màu đỏ vẫn thực hiện được quang hợp bình thường. Lá cây màu đỏ vẫn chứa diệp lục, nhưng hàm lượng sắc tố phụ (carotenoid) quá cao, làm che khuất sắc tố diệp lục (tạo ra màu đỏ đặc trưng). Do đó, chúng vẫn quang hợp bình thường, dù cường độ thường không cao bằng các loại thực vật lá xanh.

II. Quá trình quang hợp ở thực vật

Câu hỏi 1 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 30): Quá trình quang hợp gồm những pha nào? Nguyên liệu và sản phẩm của mỗi pha là gì?
Trả lời:
- Quá trình quang hợp gồm hai pha là: pha sáng và pha tối.
- Nguyên liệu và sản phẩm của mỗi pha: 

Câu hỏi 2 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 30): Tại sao lại gọi là thực vật C₃, thực vật C₄ và thực vật CAM? Ba nhóm thực vật này có quá trình quang hợp thích nghi với điều kiện sống như thế nào?
Trả lời:

- Thực vật C₃: Sản phẩm đầu tiên là hợp chất 3 carbon (3 - Phosphoglyceric aicd).

+ Thích nghi với môi trường nhiệt đới và cận nhiệt đới có điều kiện ánh sáng, nhiệt độ bình thường.

- Thực vật C₄: Sản phẩm đầu tiên là hợp chất 4 carbon (Oxaloacetic acid - OAA).

+ Thích nghi bằng cách cố định CO₂ hai lần, giúp tối ưu hóa quang hợp ngay cả khi nồng độ CO₂ thấp. 

- Thực vật CAM: Cố định CO₂ qua con đường CAM. Thích nghi tối đa với môi trường sa mạc bằng cách đóng khí khổng ban ngày để tránh mất nước và chỉ nhận CO₂ vào ban đêm. 

III. Ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đến quang hợp

Câu hỏi 1 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 32): Những yếu tố ngoại cảnh nào ảnh hưởng đến cường độ quang hợp? Giải thích cơ sở khoa học
Trả lời:

- Ánh sáng: 

+ Tác động qua cường độ (điểm bù và điểm bão hòa ánh sáng) và điểm bão hòa.

+ Các tia sáng có bước sóng khác nhau (400 – 700 nm) ảnh hưởng khác nhau đến cường độ quang hợp và sự chuyển hóa sản phẩm quang hợp (ánh sáng đỏ thúc đẩy carbohydrate; ánh sáng xanh tím kích thích amino acid, protein).

- Khí CO₂

₊ Ảnh hưởng thông qua điểm bù (CO₂) và điểm bão hòa (CO₂)_. Nồng độ CO₂ tăng trong giới hạn nhất định sẽ làm tăng cường độ quang hợp (dao động khoảng 0,06 - 0,1%). 

- Nhiệt độ:

+ Cường độ quang hợp tăng theo nhiệt độ đến ngưỡng tối ưu, sau đó giảm dần.

Câu hỏi 2 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 32): Tại sao trong sản xuất nông nghiệp, muốn cây sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao thì không nên trồng với mật độ quá dày?
Trả lời:

- Trồng cây ở mật độ quá dày sẽ dẫn đến sự thiếu hụt ánh sáng cho các lá phía dưới do sự che khuất từ cây khác khiến lái cây không thể thực hiện quang hợp, dẫn đến cây phát triển kém. Bên cạnh đó, sự cạnh tranh gay gắt về nguồn nước và chất dinh dưỡng cũng bị ảnh hưởng, tạo ra chênh lệch về sự sinh trưởng, đồng thời làm giảm lưu thông không khí. Ngoài ra, đây còn là môi trường lý tưởng để nấm mốc và sâu bệnh phát triển, làm suy giảm năng suất đáng kể.

IV. Quang hợp và năng suất cây trồng

Câu hỏi 1 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 33): Tại sao quang hợp quyết định năng suất cây trồng?
Trả lời:
- 90 – 95% tổng lượng chất khô của thực vật đều do quang hợp tạo ra. Phần còn lại (5 – 10%) phụ thuộc vào dinh dưỡng khoáng.

Câu hỏi 2 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 33): Các biện pháp kĩ thuật nào có thể tác động tới quang hợp nhằm nâng cao năng suất cây trồng? Phân tích tác dụng của mỗi biện pháp.
Trả lời:

- Bón phân hợp lí: Thúc đẩy vận chuyển sản phẩm quang hợp về cơ quan dự trữ, giúp tăng năng suất.

+ Ví dụ: Bón kali cho cây lấy củ (khoai tây, sắn, củ cải...) giúp củ to, tăng hàm lượng tinh bột và đường; bón lân cho cây họ Đậu giúp tăng tổng hợp chất béo và chuyển hóa nitrogen.

- Cung cấp nước đầy đủ cho cây trồng: Là nguyên liệu của quang hợp, cần thiết cho việc vận chuyển vật chất về cơ quan dự trữ, đặc biệt trong giai đoạn sinh sản. Thiếu nước hoa sẽ không thụ tinh, hạt lép, quả rụng, làm giảm năng suất.

- Gieo trồng đúng thời vụ: Giúp cây sinh trưởng trong điều kiện nhiệt độ và ánh sáng thuận lợi nhất cho quá trình quang hợp.

+ Ví dụ: Khoai tây cần nhiệt độ 18 đến 23^oC để hình thành củ. 

- Chọn, tạo giống và phòng trừ sâu bệnh: Chọn giống có diện tích lá lớn, cường độ quang hợp và năng suất cao, kết hợp bảo vệ cây trồng (phòng trừ sâu bệnh hại, tiêu diệt cỏ dại).

Câu hỏi 3 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 33): Công nghệ trồng cây không cần ánh sáng mặt trời là gì? Hãy kể tên một số loại cây trồng được áp dụng công nghệ này.
Trả lời:
- Công nghệ trồng cây không cần ánh sáng mặt trời là công nghệ sử dụng đèn LED là công cụ thay thế ánh sáng mặt trời, giúp con người giúp chủ động tạo ra ánh sáng có cường độ và thành phần quang phổ phù hợp với nhu cầu của từng loại cây. Ưu điểm của công nghệ này là tiết kiệm không gian, rút ngắn thời gian sinh trưởng, khắc phục được các điều kiện bất lợi của môi trường (ánh sáng yếu, lạnh giá), đem lại hiệu quả kinh tế cao.

- Một số loại cây trồng được áp dụng công nghệ:

Luyện tập và Vận dụng

Bài tập 1 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 34): Tại sao các cây xương rồng, thuốc bỏng,… thường sinh trưởng và phát triển chậm hơn so với các cây thuộc nhóm thực vật C₃, C₄?
Trả lời:
- Các cây xương rồng, thuốc bỏng,… thuộc nhóm thực vậy CAM phát triển chậm do khí khổng chỉ mở vào ban đêm (hấp thụ CO₂) để tránh mất nước do ban ngày nhiệt độ quá cao, chúng phải đóng khí khổng. Dẫn đến lượng hữu cơ tích lũy hạn chế, dẫn đến sự sinh trưởng và phát triển chậm. 

Bài tập 2 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 34): Tại sao trong trồng trọt người ta thường trồng xen cây có điểm bù ánh sáng thấp với cây có điểm bù ánh sáng cao? Lấy ví dụ.
Trả lời:

- Trồng xen cây có điểm bù ánh sáng thấp với cây có điểm bù ánh sáng cao trên cùng một diện tích nhằm tối ưu hóa việc tận dụng nguồn sáng và nguồn dinh dưỡng từ đất. Phương pháp này giúp đảm bảo cả hai loài cây đều có điều kiện thuận lợi để thực hiện quá trình quang hợp một cách hiệu quả nhất, từ đó tạo ra sự cân bằng trong sinh trưởng, giúp cây khỏe mạnh và đạt năng suất cao hơn so với việc trồng đơn lẻ một giống cây. 

- Ví dụ: 

+ Xen canh ớt và đậu. 

+ Lạc với mía hoặc cà phê

Bài tập 3 SGK Sinh 11 Kết nối tri thức (trang 34): Trong trồng trọt, muốn tăng năng suất và chất lượng cây trồng như khoai tây, khoai lang, sắn dây, mía, củ cải đường,… thông qua quang hợp, cần áp dụng các biện pháp kĩ thuật nào?
Trả lời:
- Để tăng năng suất các loại cây củ (khoai tây, khoai lang, sắn dây, mía, củ cải đường,…), cần tập trung vào việc phát trển tối đa diện tích lá để hiệu suất quang hợp được nâng cao. Cần tập trung bón phân hợp lý, tưới nước đầy đủ, đúng cách, gieo trồng đúng thời vụ và kiểm soát sâu bệnh chặt chẽ, hiệu quả để góp phần nâng cao năng suất, chất lượng nông sản, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.

---------------------------------------

     Trên đây là phần hướng dẫn Giải Sinh 11 Kết nối tri thức Bài 4 Quang hợp ở thực vật (chi tiết nhất) giúp bạn hệ thống lại những kiến thức trọng tâm về sự Quang hợp ở thực vật. Hy vọng rằng những kiến thức này sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn về kiến thức môn Sinh học và đạt kết quả cao trong các bài kiểm tra. Để xem trọn bộ lời giải chi tiết theo chương trình mới, đừng quên truy cập ngay tại link dưới đây!

>>> Full lời giải SGK Sinh học 11 - Kết nối tri thức: Xem ngay!