Đề thi học sinh giỏi bài tập phần Quá trình quang hợp – Sinh học 11

Câu 1. Bộ máy quang hợp gồm các thành phần nào? Nêu cấu trúc phù hợp với chức năng của mỗi thành phần đó.

HƯỚNG DẪN GIẢI

Lá:

Thường có dạng bản mỏng, hướng sáng. Trên bề mặt có lớp tế bào biểu bì, dưới là các tế bào mô giậu chứa nhiều lục lạp, có khoảng trong gian để chứa CO2, các mạch dẫn, dưới là lớp tế bào biểu bì cùng với nhiều khí khổng.

Lục lạp:

Hình bầu dục, ngoài được bao bọc bởi màng kép, trong chứa cơ chất (strôma) là thể keo trong suốt, độ nhớt cao, chứa nhiều enzim cacbôxi hóa. Hạt là grana gồm nhiều đĩa xếp chổng lên nhau.

Tilacôit chứa hệ sắc tố, các chất truyền điện tử là nơi xảy ra các phản ứng sáng của quang hợp.

///. Hệ sắc tố quang hợp

Các nhóm sắc tố’
Nhóm sắc tố chính (clorophyl):
Clorophyl a: C55H720sN4Mg.

Clorophyl b: C55H7o06N4Mg.
Nhóm sắc tố phụ (Carôtcnôit)
Carôten:

Xantốphyl: C4oH560(j.6).

Nhóm sắc tố của thực vật bậc thâp (phicôbilin):
34**47[1]^4′-‘R.

Phicôeritrìn: C34H47N4OX.

Phicôxianin: C14H42N4CV

Vai trò của các nhóm sắc tố trong quang hợp:
Nhóm clorophyl hấp phụ ánh sáng chủ yếu ở các vùng đỏ và vùng xanh tím, chuyển năng lượng thu được từ các phôton ánh sáng cho quá trình quang phân li HUO và các phản ứng quang hóa để hình thành ATP và NADPH.
Nhóm carôtenôit sau khi hấp thụ ánh sáng, đã truyền năng lượng thu được cho clorophyl.
Nhóm phicôbilin hấp thụ ánh sáng ở vùng sóng ngắn, nhờ đó cây Ưa bóng, cây thuỷ sinh có thể hấp phụ được sóng này.

Câu 2. Quang hợp là gì? Nêu vai trò của quá trình quang hợp? Bản chất hai pha của quá trình quang hợp.

HƯỚNG DẪN GIẢI

Quang hỢp là gì?

Là quá trình hệ sắc tố của cây xanh hấp thu năng lượng ánh sáng và sử dụng năng lượng này để tổng hợp chất hữu cơ tờ chất vô cơ.

Năng lượng ánh sáng

Vai trò của quá trình quang hợp:
+ Tạo ra hầu hết các chất hữu cơ trên trái đất, bổ sung chất hữu cơ hao hụt do các hoạt động của sinh vật dị dưỡng.

+ Biến quang năng (năng lượng ánh sáng) thành hóa năng (năng lượng hóa học ưong ATP)

+ điều hòa khí quyển nhờ sử dụng CO2 và thải 02.

Ban chất hai pha của quang hợp:

Pha sáng: Gồm quá trình oxi hóa nước và các phản ứng cần ánh sáng của giai đoạn quang hóa. Pha sáng tạo ra ATP, NADPH và giải phóng oxi.

Pha tối: Là các phản ứng khử CO2, không cần ánh sáng; ATP và NADPH do pha sáng cung cấp được sử dụng để khử CO2, tạo chất hữu cơ bắt đầu lừ đường glucôzơ.

Câu 3. Nêu các sản phẩm của pha sáng, pha tối và vai trò của chúng. Trình bày mối liên quan giữa hai pha sáng và pha tối trong quang hợp.

HƯỚNG DẪN GIẢI

Các sản phẩm và vai trò:
L Sản phẩm của pha sáng quang hợp: ATP, NADPH, O2

i ATP: Cung cấp năng lượng, dùng trong pha tối để khử CO2

Ị NADPH: Tạo lực khử mạnh, đồng hóa CO2 trong pha tối.

I 02: Cung cấp cho hoạt động hô hấp hiếu khí, điều hòa khí quyển.

Sản phẩm pha tối quang hợp: Các loại đường đơn fructốzd, glucôzơ… các chất hữu cơ do chuyển hóa, thứ sinh gồm glixêrol, axit béo, axỉt amin, ADP,
+ Các đường đơn cung cấp nguyên liệu oxi hóa cho tế bào, tổng hợp gluxit dự trữ

+ Glixêrol, axit béo tổng hợp nguyên liệu để tổng hợp protein dự trữ.

+ Các axit amin là nguyên liệu để tổng hợp prôtêin dự trữ.

+ ADP và NADP là nguyên liệu cung cấp cho pha sáng.

Mốì liên quan giữa hai pha sáng và pha tối:
Sản phẩm được hình thành của pha này là nguyên liệu sử dụng trong pha kia.
Ví dụ: Pha tối sử dụng ATP, NADPH (là sản phẩm của pha sáng) để tổng hợp chất hữu cơ đồng thời cung cấp ưở lại sản phẩm của nó là ADP, NADP cho pha sáng.

Sự phối hợp hoạt động của hai pha đã biến quang năng thành hóa năng, tích lũy ưong các hợp chất hữu cơ.

Câu 4. So sánh những điểm giống nhau và khác nhau cơ bản giữa hai nhóm thực vật c4 và CAM.

HƯỚNG DẪN GIẢI

Những điểm giống nhau:
Có pha sáng giống nhau: Đều quang phân li nước tạo ATP và giải phóng
O2. Giai đoạn quang hoá đều tạo ra ATP, NADPH cung cấp cho pha tối.

Pha [ối đều sở dụng năng lượng và lực khử do pha sáng cung cấp.

Pha tối đều là những phản ứng men (phản ứng khử) cố định CO2, tổng hợp chất hữu cơ.

Đều không xảy ra hô hấp sáng.

2. Những điểm khác nhau:

Dấu hiệu so sánh

Nhóm thực vật nhóm C4

Nhóm thực vật CAM

Đối tượng

Thực vật nhiệt đới

Thực vật sống ở sa mạc

Sản phẩm đầu tiên

Phôtpho Enol Piruvat (PEP)

– Ban ngày: Axit phòtpho glixêric (APG)

– Ban đem: Axit axalo axêtic (AOA)

Nhu cầu ánh sáng

Cao

Từ trung bình cao

rn Ay‘ 4 Ạ

tốc độ đồng hoá

Nhanh

Chậm

Năng suất

Cao

Thấp

Câu 5.

So sánh sự khác biệt về đặc điểm cấu tạo và sự đồng hóa CO2 ở hai loại thực vật C3 và C4.

Giải thích tại sao ở các loại thuộc họ hòa thảo nhiệt đới thường cho năng suất cao.

HƯỚNG DẪN GIẢI

I. So sánh thực vật c3 và C4.

Dấu hiệu so sánh

Nhóm thực vật C3

Nhóm thực vật C4

Đối tượng

Thực vật ôn đới, á nhiệt đới

Thực vật nhiệt độ

Giải phẫu

Tế bào quanh bó mạch kém phát triển

Tế bào mô giậu có lục lạp nhỏ, ít hạt tinh bột

Tế bào quanh bó mạch phát triển

Chứa nhiều lục lạp lớn, nhiều hạt tinh bột

Cường độ quang hợp

Thấp

(40-60 mg C02 /dm2/h)

Cao

( 65 i 80mg C02/dm2/h)

Nhu cầu ánh sáng

Điểm no ánh sáng thấp Ngừng quang hợp nếu tác động của ánh sáng gần bão hòa.

Điểm no ánh sáng cao vẫn quang hợp tốt nếu tác động ánh sáng gần bão hòa.

Điểm bò CO2

Cao (30-70 ppm)

Thấp (thường < 5 ppm)

Nhu cầu nhiệt độ

Thấp (dưới 25°C)

Cao (trên 30°C)

Cường độ thoát hơi nước

Lớn

Bé ‘

Chu trình đồng hoá cacbon

Canvin

Hatch – Slack

Chất nhận

co2

Ribulôzơ 1,5 diphôtphat (RiDP)

Phôtpho Enol Pyruvat (PEP)

Sản phẩm đầu tiên

Đường có 3 cacbon – Axit 3 phôtpho glixêric (APG)

Đường có 4 cacbon Axit oxalo Axêtic (AOA)

Các sản phẩm trung gian

Cj, C4, C5, C7

c4

Sản phẩm cuối

Các gluxit

Các Prôtêin

Hô hấp sáng

Có (tiêu hao từ 20 – 50% sản phẩm quang hợp)

Không

Hiệu quả quang hợp

Thấp

Cao

Các cây họ hòa thảo cho năng suất cao vì:
Các loài cây họ hòa thảo vùng nhiệt đới như: lúa ngô, mía… có 2 loại lục lạp.
Lục lạp trong các tế bào bó mạch quang hợp theo chu trình c3
Lục lạp trong các tế bào nhu mô giậu quang hợp theo chu trình c4.
Các loài trên không xảy ra hô hấp sáng nên lượng CO2 dồi dào, cường độ quá trình quang hợp tăng.
[1]CfiH|206 + 6O2