Bài 23. Quang hợp ở thực vật

I - Quá trình quang hợp

1. Tìm hiểu khái niệm quang hợp

Quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học tích luỹ trong các hợp chất hữu cơ (chủ yếu là glucose). Quá trình này diễn ra chủ yếu trong bào quan lục lạp (chứa chất diệp lục) của tế bào lá cây. 

2. Tìm hiểu mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng trong quá trình quang hợp

Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng trong quá trình quang hợp có mối quan hệ chặt chẽ và luôn diễn ra đồng thời với nhau. 

Nước và khí carbon dioxide được chuyển đến lục lạp ở lá cây để tổng hợp thành chất hữu cơ (glucose hoặc tinh bột) và giải phóng khí oxygen. Năng lượng từ ánh sáng mặt trời (quang năng) được chuyển hoá thành năng lượng hoá học (hoá năng) tích luỹ trong các chất hữu cơ. 

II - Vai trò của lá với chức năng quang hợp

Ở thực vật, tất cả các bộ phận có màu lục như lá cây, thân non và quả chưa chín đều có khả năng quang hợp, trong đó, lá cây là cơ quan quang hợp chủ yếu. Lá có những đặc điểm về hính thái cũng như cấu tạo giải phẫu phù hợp với chức năng quang hợp. 

Lá thường có dạng bản dẹt, phiến lá rộng giúp thu nhận ánh sáng. Hệ thống gân lá làm nhiệm vụ dẫn nước cho quá trình quang hợp và dẫn các sản phẩm quang hợp đến các cơ quan khác. 

Về cấu tạo giải phẫu, các tế bào thịt lá có chứa nhiều lục lạp. Lục lạp chứa chất diệp lục có khả năng hấp thụ và chuyển hoá năng lượng ánh sáng. Bên cạnh đó, lớp biểu bì lá có các khí khổng giúp cho khí carbon dioxide, oxygen, hơi nước đi vào và đi ra khỏi lá một cách dễ dàng. 

Cách xếp lá trên thân và cành cũng giúp lá thu nhận nhiều ánh sáng. Ở các mấu thân hoặc cành, lá thường xếp so le và mặt lá thường vuông góc với tia sáng mặt trời để thu nhận được nhiều ánh sáng nhất.  

❓Em có biết

Ngoài sắc tố màu xanh lục (chlorophyll) chứa trong lục lạp, lá còn có sắc tố cam, đỏ, tím, ... (carotenoid, anthocyanin, ...). Tuỳ vào tỉ lệ sắc số chứa trong lá cây mà chúng sẽ có màu sắc khác nhau. Do đó, các loại lá dù không có màu xanh lục nhưng vẫn chứa chất diệp lục và có khả năng quang hợp bình thường. 

III - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quang hợp

1. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp 

a) Ánh sáng 

• Cường độ ánh sáng có ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp. Cường độ ánh sáng mạnh hoặc yếu và thời gian chiếu sáng nhiều hoặc ít có thể làm quang hợp của cây tăng lên hay giảm đi. 
• Nhu cầu về ánh sáng của các loài cây là khác nhau.

Cây ưa sáng: có nhu cầu về chiếu sáng cao, cường độ ánh sáng mạnh; thường mọc nơi quang đãng hoặc có thân cao, tán lá phân bố ở tầng trên của tán rừng

Cây ưa bóng: có nhu cầu chiếu sáng thấp, thường mọc dưới tán của cây khác hoặc các nơi có bóng râm. 

b) Nước

Nước vừa là nguyên liệu của quá trình quang hợp, vừa là yếu tố tham gia vào việc đóng mở khí khổng để trao đổi khí. Nước cần cho cây để bù lại sự mất nước do thoát hơi nước làm cho mô không khô, lá không bị đốt nóng. Khi lá cây no nước, quang hợp đạt hiệu quả cao. Khi thiếu nước từ 40 - 60%, quang hợp giảm mạnh và có thể dẫn tới ngừng quang hợp. Bên cạnh đó, nước còn có vai trò đối với sự dẫn truyền các sản phẩm được tổng hợp trong quá trình quang hợp từ lá đến các bộ phận khác.

c) Carbon dioxide

Lá cây lấy khí carbon dioxide từ không khí qua khí khổng. Do đó, nồng độ khí carbon dioxide trong không khí có ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp. Nồng độ khí carbon dioxide thấp nhất mà cây quang hợp được là 0,008 đến 0,01%. Ở nồng độ thấp hơn, quang hợp yếu và có thể ngừng trệ. Khi nồng độ khí carbon dioxide tăng lên thì quang hợp tăng. Tuy nhiên, nếu nồng độ khí carbon dioxide tăng quá cao, cây có thể chết vì bị ngộ độc. 

d) Nhiệt độ

Quang hợp của cây chỉ diễn ra bình thường ở nhiệt độ môi trường từ 25 ^oC đến 35 ^oC. Nhiệt độ quá cao (trên 40 ^oC) hoặc quá thấp (dưới 0 ^oC) thì quang hợp của hầu hết các cây sẽ bị giảm hoặc ngừng trệ vì các lục lạp hoạt động kém hoặc bị phá huỷ. 

2. Tìm hiều ý nghĩa của việc trồng và bảo vệ cây xanh

Quang hợp ở thực vật có nhiều vai trò đối với môi trường tự nhiên và đời sống của con người cũng như các sinh vật khác. Quang hợp tạo ra chất hữu cơ cung cấp cho các sinh vật khác, giúp cân bằng hàm lượng khí carbon dioxide và oxygen trong không khí, ... Chính vì vậy, việc trồng và bảo vệ cây xanh là hoạt động thiết thực cần được tuyên truyền rộng rãi. 

1. Quang hợp là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng. Trong đó, năng lượng ánh sáng mặt trời được lục lạp ở lá cây hấp thụ, chuyển hoá thành dạng năng lượng hoá học tích trữ trong các hợp chất hữu cơ (glucose, tinh bột), đồng thời giải phóng khí oxygen. 

2. Phương trình quang hợp:

3. Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng luôn diễn ra đồng thời trong quá trình quang hợp. 

4. Lá cây có chức năng quang hợp. Các đặc điểm về cấu tạo và hình thái giúp lá thực hiện chức năng quang hợp như: phiến lá dẹt, rộng; mạng lưới gân lá dày đặc; lớp biểu bì có các khí khổng; các tế bào thịt lá chứa lục lạp; ...

5. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp ở thực vật như: ánh sáng, nước, hàm lượng khí carbon dioxide, nhiệt độ, ... 

6. Trồng và bảo vệ cây xanh mang lại nhiều lợi ích như: cung cấp thức ăn cho các sinh vật, cân bằng lượng khí carbon dioxide và oxygen trong không khí, làm sạch không khí.