Giải bài tập SGK Sinh học 11 Nâng Cao Bài 9: Ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến quang hợp

- Phân tích mối quan hệ giữa quang hợp và nồng độ CO2? 

Phương pháp giải

- Mối quan hệ giữa quang hợp và nồng độ CO2

+ Trong tự nhiên, nồng độ CO₂ trung bình là 0,03%. Nồng độ CO₂ thấp nhất mà cây quang hợp được là 0,008 – 0,01%. Dưới ngưỡng đó, quang hợp rất yếu hoặc không xảy ra.

+ Tăng nồng độ CO₂, cường độ quang hợp tăng cho tới khi đến trị số bão hòa CO₂. Vượt qua trị số bão hòa, cường độ quang hợp giảm.

Hướng dẫn giải

- Quan hệ giữa nồng độ CO₂ với quang hợp: CO₂ trong không khí là nguồn cung cấp cacbon cho quang hợp. Nồng độ CO₂ trong không khí quyết định cường độ của quá trình quang hợp. 

+ Khi nồng độ CO₂ thấp, tăng cường độ ánh sáng, cường độ quang hợp không tăng nhiều.

+ Khi nồng độ CO₂ tăng thì cường độ ánh sáng, cường độ quang hợp tăng lên rất mạnh.

- Phân tích mối quan hệ giữa quang hợp và cường độ, thành phần quang phổ ánh sáng? 

Phương pháp giải

Mối quan hệ giữa quang hợp và cường độ, thành phần quang phổ ánh sáng

- Cường độ ánh sáng:

+ Cường độ ánh sáng mà tại đó cường độ quang hợp bằng với cường độ hô hấp được gọi là điểm bù ánh sáng. Cây ưa bóng có điểm bù ánh sáng thấp hơn cây ưa sáng.

+ Tăng cường độ ánh sáng cao hơn điểm bù ánh sáng thì cường độ quang hợp tăng cho đến khi đạt tới điểm bão hòa ánh sáng.

+ Điểm bão hòa ánh sáng là trị số ánh sáng mà từ đó cường độ quang hợp không tăng thêm dù cho cường độ ánh sáng tiếp tục tăng.

- Quang phổ của ánh sáng:

+ Các tia sáng có độ dài bước sóng khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến cường độ quang hợp. Quang hợp chỉ xảy ra tại miền ánh sáng xanh tím và miền ánh sáng đỏ.

+ Các tia sáng xanh tím kích thích sự tổng hợp các axit amin, protein. Các tia sáng đỏ xúc tiến quá trình hình thành cacbohidrat.

Hướng dẫn giải

- Trong các yếu tố môi trường liên quan đến quang hợp thì ánh sáng là yếu tố cơ bản để tiến hành quang hợp. Cường độ, thành phần quang phổ ánh sáng ảnh hưởng đến quang hợp.

• Điểm bù ánh sáng: Cường độ ánh sáng tối thiểu để cường độ quang hợp và hô hấp bằng nhau.
• Điểm bão hòa ánh sáng: Cường độ ánh sáng tối đa để cường độ quang hợp đạt cực đại.

- Về thành phần quang phổ ánh sáng: Mối quan hệ giữa cường độ quang hợp và thành phần quang phổ ánh sáng, nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng: Nếu cùng một cường độ chiếu sáng thì ánh sáng đơn sắc màu đỏ sẽ có hiệu quả quang hợp lớn hơn ánh sáng đơn sắc màu xanh tím.

- Người ta đã dựa vào đặc điểm quang hợp của cây ưa sáng, cây ưa bóng để trồng ở các nơi thích hợp nhằm nâng cao năng suất cây trồng.  

- Nêu đặc điểm của mối quan hệ giữa nhiệt độ và quang hợp? 

Phương pháp giải

- Đặc điểm của mối quan hệ giữa nhiệt độ và quang hợp:

+ Nhiệt độ ảnh hưởng đến các phản ứng enzim trong pha sáng và pha tối của quang hợp

+ Nhiệt độ cực tiểu làm ngừng quang hợp ở những loài cây khác nhau thì khác nhau. Nhiệt độ cực tiểu làm ngừng quang hợp ở thực vật vùng cực, núi cao và ôn đới là – 15^oC, ở thực vật á nhiệt đới là 0 - 2 ^oC, ở thực vật nhiệt đới là 4 – 8^oC

+ Nhiệt độ cực đại làm ngừng quang hợp cũng không giống nhau ở các loài cây khác nhau. Đối với các cây ưa nhiệt, quang hợp đã bị hư hại ở nhiệt độ 12^oC. Cây ưa nhiệt ở vùng nhiệt đới vẫn quang hợp ở nhiệt độ 50^oC. Thực vật ở sa mạc có thể quang hợp ở 58^oC.

Hướng dẫn giải

- Đặc điểm của sự quan hệ giữa nhiệt độ với quang hợp: Hệ số nhiệt Q10: Đối với pha sáng 1,1 - 1,4. Đối với pha tối là: 2-3. Như vậy, cường độ quang hợp phụ thuộc rất chặt chẽ vào nhiệt độ.

→ Sự phụ thuộc giữa nhiệt độ và quang hợp theo chiều hướng: khi nhiệt độ tăng thì cường độ quang hợp tăng rất nhanh và thường đạt cực đại ở 25 - 35°C rồi sau đó giảm mạnh đến 0. 

- Nêu vai trò của nước đối với quang hợp?

Phương pháp giải

- Ảnh hưởng của nước đối với quang hợp:

+ Nước là nguyên liệu của quang hợp và là môi trường diễn ra các phản ứng sinh hóa.

+ Nước điều tiết sự đóng mở khí khổng và điều hòa nhiệt độ của lá.

+ Khi cây thiếu nước đến 40 – 60%, quang hợp bị giảm mạnh và có thể ngừng trệ. Khi cây bị thiếu nước, cây chịu hạn có thể duy trì quang hợp ổn định hơn cây trung sinh và cây ưa ẩm.

Hướng dẫn giải

- Vai trò của nước đối với quang hợp:

+ Hàm lượng nước trong không khí, trong lá ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước, do đó ảnh hưởng đến độ đóng, mở khí khổng, tức là ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ CO₂ vào lục lạp.

+ Nước ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và kích thước của lá.

+ Nước ảnh hướng đến tốc độ vận chuyển các sản phấm quang hợp.

+ Hàm lượng nước trong tế bào ảnh hưởng đến độ hiđrat hóa của chất nguyên sinh và do đó ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của hệ thống enzim quang hợp.

+ Quá trình thoát hơi nước đã điều hòa nhiệt độ của lá, do đó ảnh hưởng đến quang hợp.

+ Nước là nguyên liệu trực tiếp cho quang hợp với việc cung cấp H⁺ và điện tử cho phản ứng sáng. 

- Nêu vai trò của dinh dưỡng khoáng đối với quang hợp?

Phương pháp giải

- Nguyên tố khoáng ảnh hưởng nhiều mặt đến quang hợp:

• Tham gia cấu thành enzim quang hợp (N, P, S) và diệp lục (Mg, N).
• Điều tiết độ mở khí khổng cho CO₂ khuếch tán vào lá (K).
• Liên quan đến quang phân li nước (Mn, Cl)…

- Sự ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến quang hợp tùy thuộc vào đặc điểm của giống và loài cây. Trong tự nhiên, các yếu tố môi trường không tác động riêng rẽ lên quang hợp mà là tác động phối hợp (ví dụ rõ nét nhất là sự phối hợp tác động của cường độ ánh sáng và cường độ CO₂).

Hướng dẫn giải

- Dinh dưỡng khoáng ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp lên quang hợp và do đó ảnh hưởng đến năng suất trên các cơ sở sau đây:

• Một số nguyên tố khoáng là thành phần của sắc tố và coenzim.
• Xúc tác cho quá trình tổng hợp và hoạt động của hệ sắc tố và enzim.
• Ảnh hướng đến tính thấm của tế bào.
• Thay đổi cấu tạo và điều chỉnh hoạt động của khí khổng.
• Thay đổi độ lớn, số lượng lá, cũng như cấu tạo giải phẫu của nó.
• Ảnh hưởng tới thời gian sống của các cơ quan đồng hóa.

Hãy chọn phương án trả lời đúng. Ánh sáng có hiệu quả nhất đối với quang hợp là:

A. Xanh lục.

B. Vàng.

C. Xanh tím.

D. Đỏ.

E. Da cam.

Phương pháp giải

- Quang phổ của ánh sáng:

+ Các tia sáng có độ dài bước sóng khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến cường độ quang hợp. Quang hợp chỉ xảy ra tại miền ánh sáng xanh tím và miền ánh sáng đỏ.

+ Các tia sáng xanh tím kích thích sự tổng hợp các axit amin, protein. Các tia sáng đỏ xúc tiến quá trình hình thành cacbohidrat.

Hướng dẫn giải

- Ánh sáng có hiệu quả nhất đối với quang hợp là đỏ.

⇒ Đáp án: D.