Bài tập file word Sinh học 11 kết nối tri thức bài 4: Quang hợp ở thực vật
Bộ câu hỏi tự luận Sinh học 11 kết nối tri thức. Câu hỏi và bài tập tự luận Bài tập file word Sinh học 11 kết nối bài 4: Quang hợp ở thực vật. Bộ tài liệu tự luận này có 4 mức độ: Thông hiểu, nhận biết, vận dụng và vận dụng cao. Phần tự luận này sẽ giúp học sinh hiểu sâu, sát hơn về môn học Sinh học 11 kết nối tri thức.
Xem: => Giáo án sinh học 11 kết nối tri thức
BÀI 4: QUANG HỢP Ở THỰC VẬT
(19 câu)
1. NHẬN BIẾT (3 câu)
Câu 1. Quang hợp ở thực vật là?
Trả lời:
Quang hợp ở thực vật là quá trình lục lạp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển hóa CO2 và nước tành hợp chất hữu cơ C6H12O6 đồng thời giải phóng O2.
Câu 2. Hãy nêu vai trò của quang hợp với thực vật?
Trả lời:
- Cung cấp nguồn chất hữu cơ đa dạng và phong phú, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của hầu hết các sinh vật.
- Cung cấp nguồn chất hữu cơ là nguyên, nhiên liệu cho các ngành công nghiệp, xây dựng, y dược, …
- Cung cấp năng lượng cho hoạt động của sinh giới.
- Cân bằng lượng khí Oxy và khí Carbonic trong khí quyển.
Câu 3. Quá trình quang hợp của cây xanh diễn ra tại đâu và có mấy pha?
Trả lời:
Quá trình quang hợp của cây xanh diễn ra tại lục lạp và có hai pha là Pha sáng và pha tối.
2. THÔNG HIỂU (6 câu)
Câu 1. Hãy nêu sự khác biệt của pha sáng và pha tối trong quá trình quang hợp ở thực vật?
Trả lời:
- Pha sáng và pha tối là hai trạng thái trái ngược nhau trong quang hợp của thực vật, được điều khiển bởi ánh sáng.
- Pha sáng là khi thực vật được chiếu sáng đủ lượng ánh sáng cần thiết để thực hiện quang hợp. Trong pha sáng, các phân tử chlorophyll trong lá của thực vật sẽ hấp thụ ánh sáng và chuyển năng lượng đó thành năng lượng hóa học để sản xuất đường.
- Pha tối là khi thực vật không được chiếu sáng đủ lượng ánh sáng cần thiết để thực hiện quang hợp. Trong pha tối, quá trình sản xuất đường bị gián đoạn vì thiếu năng lượng từ ánh sáng. Trong trạng thái này, thực vật sẽ tiêu thụ đường được sản xuất từ pha sáng để duy trì sự sống và hoạt động cơ bản của các tế bào.
Câu 2. Hãy trình bày về chu trình Calvin (chu trình C3)?
Trả lời:
- Chu trình Calvin, hay còn gọi là chu trình C3, là quá trình quang hợp trong quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học trong quá trình quang hợp của thực vật. Quá trình này diễn ra trong tế bào thực vật, đặc biệt là tế bào lá.
- Giai đoạn cố định carbon - Trong giai đoạn này, các phân tử CO2 được cố định bằng cách kết hợp với ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP), tạo ra hai phân tử 3-phosphoglycerate (3-PGA).
- Giai đoạn khử cacbon - Trong giai đoạn này, các phân tử 3-PGA được khử bằng việc sử dụng năng lượng ATP và NADPH từ quang hợp để tạo thành các phân tử glyceraldehyde-3-phosphate (G3P). Một phần của G3P được sử dụng để tạo ra glucose và fructose, trong khi phần còn lại được sử dụng để tái tạo RuBP.
- Giai đoạn tái tạo RuBP - Trong giai đoạn này, các phân tử G3P được sử dụng để tái tạo RuBP, một phân tử quan trọng cho việc cố định carbon trong chu trình Calvin. Quá trình này yêu cầu năng lượng ATP.
Câu 3. Hãy trình bày về con đường cố định CO2 ở thực vật C4?
Trả lời:
- Quá trình cố định CO2 bằng enzyme PEP carboxylase, chuyển đổi CO2 thành một hợp chất đơn giản hơn là oxaloacetate. Hợp chất này sau đó được chuyển sang nơi mà quá trình Calvin diễn ra. Tại đây, oxaloacetate được chuyển đổi thành malate và sau đó vào các tế bào chứa các cloroplast. CO2 được giải phóng để tham gia vào quá trình Calvin.
- Ở khu vực ngoài cùng của lá, thực hiện trực tiếp quá trình cố định CO2 bằng enzyme Rubisco, như trong thực vật C3. Tuy nhiên, sự cố định CO2 tại đây chỉ xảy ra ở một nồng độ rất thấp, khoảng 10-25% so với tế bào đơn. Do đó, thực vật C4 có thể tiết kiệm nước và đạt hiệu suất quang hợp cao hơn trong điều kiện nhiệt độ và ánh sáng cao.
Câu 4. Trình bày về sự thích nghi của thực vật C4 và CAM trong điều kiện môi trường bất lợi?
Trả lời:
- Thực vật C4 và CAM là hai phương thức quang hợp đặc biệt, chúng có khả năng thích nghi tốt với các điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, độ ẩm thấp và nghèo dinh dưỡng.
- Trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm thấp, C4 và CAM hoạt động hiệu quả hơn so với phương thức quang hợp C3 thông thường. Điều này là do chúng có cơ chế chuyển hóa năng lượng và sử dụng CO2 hiệu quả hơn.
- Trong quá trình quang hợp, thực vật C4 tách CO2 và đưa nó vào các tế bào cận kề mạch lá để tiếp tục quá trình quang hợp. Việc tách CO2 này giúp giảm thiểu hiện tượng mất CO2 do hơi nước hoặc mở lỗ khí quyển trong quá trình quang hợp.
- Thực vật CAM thích nghi với điều kiện khô hạn bằng cách mở lỗ khí quyển và hấp thụ CO2 vào ban đêm để lưu trữ trong các tế bào của chúng. Vào ban ngày, chúng đóng lỗ khí quyển để giảm thiểu mất nước và sử dụng CO2 đã được lưu trữ để tiếp tục quá trình quang hợp.
Câu 5. Vì sao ánh sáng (cường độ ánh sáng, thành phần ánh sáng) lại ảnh hưởng đến quang hợp?
Trả lời:
- Cường độ ánh sáng
Có hai chỉ tiêu của cường độ ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động quang hợp của cây là Điểm bù ánh sáng và điểm bão hòa ánh sáng. Tại điểm bù ánh sáng, cường độ qaung hợp bằng cường độ hô hấp. Tại điểm bão hòa ánh sáng, là cường độ ánh sáng mà ở đó cường độ quang hợp đạt cao nhất.
- Thành phần ánh sáng
Thành phần ánh sáng thay đổi theo thời gian trong ngày, buổi sáng, buổi trưa và chiều về màu ánh sáng, bước sóng. Do quang hợp xảy ra chủ yếu ở ánh snags đỏ và tím, nhưng cường độ quang hợp mạnh nhất ở miền ánh sáng đỏ. Thành phần ánh sáng có ảnh hưởng đến sự chuyển hóa sản phẩm quang hợp.
Câu 6. Vì sao lượng khí CO2 làm ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của cây?
Trả lời:
Khi nồng độ CO2 tăng thì cường độ quang hợp cũng tăng, nhưng nếu tăng quá nhiều có thể cây chết vì ngộ độc và ngược lại, nếu như nồng độ CO2 quá thấp thì quang hợp sẽ không sảy ra
3. VẬN DỤNG (7 câu)
Câu 1. Trong cuộc sống hằng ngày, bạn sẽ nhìn thấy nhiều lá cây có màu khác nhau. Hãy giải thích tại sao lại có lá cây màu xanh, có lá cây lại màu đỏ, vàng,…?
Trả lời:
- Màu sắc của lá cây phụ thuộc vào hệ sắc tố trong lá cây. Các loại sắc tố khác nhau trong lá cây sẽ hấp thụ và phản xạ ánh sáng một cách khác nhau, tạo nên các màu sắc khác nhau.
- Chlorophyll là sắc tố chính trong lá cây, nó hấp thụ ánh sáng màu xanh và phản xạ lại cho chúng ta thấy màu xanh lá cây thông thường.
- Các loại sắc tố khác trong lá cây bao gồm carotenoid, anthocyanin và xanthophyll.
+ Carotenoid thường được tìm thấy trong các lá cây có màu vàng và cam, trong khi anthocyanin tạo nên màu đỏ, tím và màu nâu đậm.
+ Xanthophyll tạo nên màu vàng nhạt trong các lá cây.
Câu 2. Hay tìm một ví dụ về cách quang hợp được ứng dụng trong các ứng dụng công nghệ hiện đại?
Trả lời:
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật quang hợp để tạo ra năng lượng xanh thông qua việc sử dụng ánh sáng để kích thích quá trình chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng thành điện năng. Điều này đặc biệt hữu ích trong nghiên cứu về năng lượng tái tạo, nơi các nhà khoa học đang nghiên cứu các cách để tạo ra năng lượng mặt trời thông qua việc sử dụng các thiết bị quang học để tận dụng nguồn năng lượng tái tạo.
Câu 3. 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:
- Hiện nay, sử dụng ánh sáng đèn LED thay thế ánh sáng mặt trời là công nghệ mới giúp con người có thể chủ động tạo được nguồn ánh sáng có cường độ và thành phần quang phổ phù hợp với quá trình quang hợp ở từng loại cây trồng.
- Một số cây trồng áp dụng công nghệ này là
+ Rau: Xà lách, củ cải, ớt, cải xoăn, củ cải, cà rốt, hành tây, cà chua và đậu bụi.
+ Các loại thảo mộc : rau mùi, húng quế, rau mùi tây, oregano, hoa oải hương và hương thảo.
+ Hoa: Hoa phong lữ, cây dã yên thảo, hoa hồng, alyssum và hoa cúc, hoa lan.
+ Trái cây: Cam quýt, dâu tây, quả việt quất và táo.
+ Cây trồng trong nhà : cây nhôm, dương xỉ măng tây, hoa lan và cây nhện.
+ Các loài xương rồng: Ngọc bích, lô hội, cây gấu trúc, cây ngựa vằn…
Câu 4. Hãy cho biết Cây cối có thể điều chỉnh số lượng và chất lượng ánh sáng chiếu vào nó được không ? Bằng cách nào?
Trả lời:
Có. Bằng cách
- Sắp xếp các tầng lá trên cây
- Xoay bề mặt lá vuông góc hoặc song song với tia sáng.
- Thay đổi bề mặt chiếu sáng hoặc vị trí của lục lạp.
- Thay đổi hàm lượng và tỉ lệ các nhóm sắc tố
Câu 5. Vì sao phải bón CO2 cho cây trong nhà lưới phủ nilon trước khi mặt trời lặn và sau khi mặt trời mọc?
Trả lời:
- Trong khu vực có che phủ nilon mỏng, sự lưu thông khí bị cản trở, lượng CO2 bị hao hụt sau khi cây quang hợp. Do đó nồng độ CO2 sẽ giảm xuống thấp
- Ban đêm cây không quang hợp, tăng hô hấp cây lấy O2, thải CO2
- Phải bón CO2 cho cây sau khi mặt trời mọc khoảng 30 phút và ngừng bón khi mặt trời lặn khoảng 1-2h. Ban đêm không bón CO2, vì khi nông độ CO2 quá cao sẽ làm ức chế hô hấp.
Câu 6. Tại sao giữa trưa nắng, ánh sáng đồi dào nhưng cường độ quang hợp lại giảm?
Trả lời:
- Do vào trưa nắng, cường độ thoát hơi nước mạnh nên tế bào lỗ khí mất nước bằng lỗ khí đóng làm quá trình trao đổi khí ngưng trệ.
- Vào buổi trưa, mặc dù ánh sáng dồi dào nhưng tỉ lệ các bước sóng ngắn tăng nên các sắc tố quang hợp ít hấp thu.
- Khi ánh sáng mạnh tương đương nhiệt độ cao làm ảnh hưởng đến hoạt động của hệ enzyme.
Câu 7. Trong điều kiện nhiệt độ cao, trong lục lạp lượng oxy hòa tan cao hơn lượng CO2, cây nào trong các cây “Dưa hấu, Ngô, Lúa nước, Rau cải, Bí ngô” quá trình quang hợp không giảm? Giải thích?
Trả lời:
- Cây ngô.
- Vì ngô là thực vật C4, thích hợp sống trong môi trường ánh sáng cao, nhiệt độ cao, nồng độ CO2 giảm, nồng độ O2 tăng. Trong điều kiện đó, quang hợp xảy ra bình thường.
4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)
Câu 1. Nếu một cây hấp thụ 50g carbon từ CO2 và hấp thụ 1000 kWh ánh sáng mặt trời trong một ngày, thì hiệu suất quang hợp của cây đó là bao nhiêu?
Trả lời:
Để tính hiệu suất quang hợp của cây, ta sử dụng công thứ sau
- Hiệu suất quang hợp = (Lượng carbon hấp thụ / Lượng ánh sáng hấp thụ) × 100%
Trong đó, lượng carbon hấp thụ được đo bằng đơn vị gram (g), và lượng ánh sáng hấp thụ được đo bằng đơn vị kWh.
- Với cây đã cho, lượng carbon hấp thụ là 50g và lượng ánh sáng hấp thụ là 1000 kWh. - Áp dụng vào công thức, ta có
- Hiệu suất quang hợp = (50 g / 1000 kWh) × 100% = 0.005 × 100% = 0,5%
Vậy hiệu suất quang hợp của cây trong trường hợp này là 0,5%.
Câu 2. Nếu một cây hấp thụ 100g CO2 trong một ngày, thì lượng O2 thải ra của cây sẽ là bao nhiêu?
Trả lời:
Giả sử tỷ lệ O2/CO2 trong không khí là 21/79, ta có
Lượng O2 thải ra = 100g CO2 / (79/21) = 26,58g O2
Vậy lượng O2 thải ra của cây trong trường hợp này là 26,58g.
Câu 3. Giả sử một cây xanh có diện tích lá mặt là A (m2), trong thời gian quang hợp, cây này hấp thụ được lượng CO2 là x (mol). Biết rằng 1 mol CO2 có khối lượng là 44 g và trong quá trình quang hợp, một phân tử glucose (C6H12O6) được tạo ra từ 6 phân tử CO2 và 6 phân tử nước (H2O) theo phương trình hóa học
6 CO2 + 6 H2O + năng lượng của ánh sáng à C6H12O6 + 6 O2
Trong đó, ánh sáng là nguồn năng lượng cung cấp cho phản ứng quang hợp.
Tính toán lượng CO2 lấy vào của cây xanh trong quang hợp?
Trả lời:
- Tính lượng glucose được tạo ra bởi cây xanh: từ phương trình trên, ta thấy rằng 6 phân tử CO2 sẽ tạo ra 1 phân tử glucose. Vì vậy, số mol glucose được tạo ra là
x/6 (mol).
- Tính khối lượng glucose được tạo ra bởi cây xanh: mỗi mol glucose có khối lượng là 180 g (tổng khối lượng của 6 phân tử cacbon, 12 phân tử hydro, và 6 phân tử Oxy). Vì vậy, khối lượng glucose được tạo ra là
(x/6) × 180 (g).
- Tính khối lượng CO2 lấy vào bởi cây xanh: từ phần 2, ta đã tính được khối lượng glucose được tạo ra bởi cây xanh. Theo phương trình trên, 6 phân tử CO2 được sử dụng để tạo ra 1 phân tử glucose, vì vậy khối lượng CO2 lấy vào để tạo ra glucose là
(x/6) × 6 × 44 = x × 44/6 (g).
=> Giáo án Sinh học 11 kết nối bài 4: Quang hợp ở thực vật