Chương III: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng Trong Tế Bào – Sinh Học Lớp 10
Bài 17: Quang Hợp
Nội dung Bài 17: Quang Hợp thuộc Chương III: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng Trong Tế Bào môn Sinh Học Lớp 10. Nêu được khái niệm quang hợp và những loài sinh vật nào có khả năng quang hợp. Hiểu được cơ chế của quang hợp. Mô tả được vị trí diễn ra, nguyên liệu, sản phẩm của pha sáng và pha tối. Mô tả được mối liên quan giữa 2 pha. Oxi trong quang hợp có vai trò quan trọng đối với sinh quyển. Mời các bạn theo dõi ngay dưới đây.
Pha sáng là giai đoạn phụ thuộc trực tiếp vào ánh sáng. Pha này diễn ra trong màng tilacôt của lục lạp. Thông qua pha sáng, năng lượng ánh sáng được chuyển thành năng lượng trong ATP và NADPH. Ôxi được giải phóng từ nước trong pha sáng.
Trong pha tối (pha cố định \(CO_2\)) của quang hợp, với sự tham gia của ATP và NADPH tạo ra từ pha sáng, \(CO_2\) sẽ bị khử thành các sản phẩm hữu cơ.HocTapHay.Com
I. Khái Niệm Quang Hợp
Quang hợp là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ từ các nguyên liệu vô cơ. Trong sinh giới, chỉ có thực vật, tảo và một số vi khuẩn có khả năng quang hợp.
Quang hợp ở vi khuẩn có những điểm khác biệt nhỏ so với quang hợp ở thực vật và tảo. Bài này chủ yếu đề cập tới quá trình quang hợp ở mức độ tế bào của phần lớn các cơ thể quang hợp là thực vật và tảo.
Phương trình tổng quát của quang hợp như sau:
\(CO_2 + H_2O +\) Năng lượng ánh sáng → \((CH_2O) + O_2\)
II. Các Pha Của Quá Trình Quang Hợp
Quá trình quang hợp thường được chia thành 2 pha là pha sáng và pha tối (hình 17.1). Pha sáng chỉ có thể diễn ra khi có ánh sáng, còn pha tối có thể diễn ra cả khi có ánh sáng và cả trong tối. Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được biến đổi thành năng lượng trong các phân tử ATP và NADPH (nicotinamit ađênin đinuclêôtit phôtphat). Trong pha tối, nhờ ATP và NADPH được tạo ra trong pha sáng, \(CO_2\) sẽ được biến đổi thành cacbohiđrat. Pha sáng diễn ra ở màng tilacôit còn pha tối diễn ra trong chất nền của lục lạp. Quá trình sử dụng ATP và NADPH trong pha tối sẽ tạo ra ADP và \(NADP^+\). Các phân tử ADP và \(NADP^+\) này sẽ được tái sử dụng trong pha sáng để tổng hợp ATP và NADPH.
Câu hỏi 1 bài 17 trang 68 SGK sinh học lớp 10: Theo em câu nói: “Pha tối của quang hợp hoàn toàn không phụ thuộc vào ánh sáng” có chính xác không? Vì sao?
Giải:
Câu nói này không đúng, tuy pha tối có thể diễn ra ngoài sáng và trong tối nhưng ATP, NADPH – nguyên liệu của pha tối là do pha sáng cung cấp, nếu không có ánh sáng thì pha sáng sẽ không diễn ra và sẽ không có ATP, NADPH để cung cấp cho pha tối. Vì vậy ánh sáng ảnh hưởng gián tiếp tới pha tối.
1. Pha sáng
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển thành dạng năng lượng trong các liên kết hoá học của ATP và NADPH. Vì vậy, pha này còn được gọi là giai đoạn chuyển hoá năng lượng ánh sáng.
Quá trình hấp thụ năng lượng ánh sáng thực hiện được nhờ hoạt động của các phân tử sắc tố quang hợp.
Sau khi được các sắc tố quang hợp hấp thụ, năng lượng sẽ được chuyển vào một loạt các phản ứng ôxi hoá khử của chuỗi chuyền electron quang hợp. Chính nhờ hoạt động của chuỗi chuyền electron quang hợp mà NADPH và ATP sẽ được tổng hợp.
Các sắc tố quang hợp và các thành phần của chuỗi chuyền electron quang hợp đều được định vị trong màng tilachit của lục lạp. Chúng được sắp xếp thành những phức hệ có tổ chức, nhờ đó quá trình hấp thụ và chuyển hoá năng lượng ánh sáng xảy ra có hiệu quả.
\(O_2\) được tạo ra trong pha sáng có nguồn gốc từ các phân tử nước.
Pha sáng của quang hợp có thể được tóm tắt bằng sơ đồ dưới đây:
\(NLAS + H_2O + NADP^+ + ADP + P_i \xrightarrow{Sắc \, \, tố \, \, quang \, \, hợp} NADPH + ATP + O_2\)
(Chú thích: NLAS là năng lượng ánh sáng, \(P_i\) là phôtphat vô cơ)
2. Phụ tối
Trong pha tối, \(CO_2\) sẽ bị khử thành cacbohiđrat. Quá trình này còn được gọi là quá trình cố định \(CO_2\) vì nhờ quá trình này, các phân tử \(CO_2\) tự do được “cố định” lại trong các phân tử cacbohiđrat.
Hiện nay, người ta đã biết một vài con đường cố định \(CO_2\) khác nhau. Tuy nhiên, trong các con đường đó, chu trình \(C_3\) (hình 17.2) là con đường phổ biến nhất. Chu trình \(C_3\) còn có một tên gọi khác là chu trình Canvin. Chu trình này gồm nhiều phản ứng hoá học kế tiếp nhau được xúc tác bởi các enzim khác nhau.
Chu trình \(C_3\) sử dụng ATP và NADPH đến từ pha sáng để biến đổi \(CO_2\) của khí quyển thành cacbohiđrat.
Chất kết hợp với \(CO_2\) đầu tiên là một phân tử hữu cơ có 5 cacbon là ribulôzôliphotphat (RiDP). Sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình là hợp chất có 3 cacbon. Đây chính là lí do dẫn đến cái tên \(C_3\) của chu trình. Hợp chất này được biến đổi thành Anđêhit phôtphoglixeric (APG). Một phần A/PG sẽ được sử dụng để tái tạo RiDP. Phần còn lại biến đổi thành tinh bột và saccarôzơ. Thông qua các con đường chuyển hoá vật chất khác nhau, từ cacbohiđrat tạo ra trong quang hợp sẽ hình thành nhiều loại hợp chất hữu cơ khác.
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 17: Quang Hợp thuộc Chương III: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng Trong Tế Bào môn Sinh Học Lớp 10. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Bài Tập 1 Trang 70 SGK Sinh Học Lớp 10
Quang hợp được thực hiện ở những nhóm sinh vật nào?
Bài Tập 2 Trang 70 SGK Sinh Học Lớp 10
Quang hợp thường được chia thành mấy pha là những pha nào?
Bài Tập 3 Trang 70 SGK Sinh Học Lớp 10
Những phân tử nào chịu trách nhiệm hấp thụ năng lượng ánh sáng cho quang hợp?
Bài Tập 4 Trang 70 SGK Sinh Học Lớp 10
Ôxi được sinh ra từ chất nào và trong pha nào của quá trình quang hợp?
Bài Tập 5 Trang 70 SGK Sinh Học Lớp 10
Ở thực vật, pha sáng của quá trình quang hợp diễn ra ở đâu và tạo ra sản phẩm gì để cung cấp cho pha tối?
Bài Tập 6 Trang 70 SGK Sinh Học Lớp 10
Pha tối của quang hợp diễn ra ở đâu? Sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình \(C_3\) là gì? Tại sao người ta lại gọi con đường \(C_3\) là chu trình?
Tóm Tắt Lý Thuyết
Lý thuyết Bài 17: Quang hợp Sách giáo khoa Sinh học 10 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu có sơ đồ tư duy.
I. Khái Niệm Quang Hợp
1. Khái niệm
– Quang hợp là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ từ các nguyên liệu vô cơ.
– Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp:
\(CO_2 + H_2O + ASMT ⟶ (CH_2O) + O_2\)
2. Các sắc tố quang hợp
– Có 3 nhóm chính:
+ Clorôphin (chất diệp lục): có vai trò hấp thu quang năng.
+ Carôtenôit và phicôbilin (sắc tố): bảo vệ diệp lục khỏi bị phân hủy khi cường độ ánh sáng quá cao.
II. Các Pha Của Quá Trình Quang Hợp
1. Pha sáng
– Diễn ra tại màng tilacôit.
– Biến đổi quang lí: Diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sáng trở thành dạng kích động electron.
– Biến đổi quang hóa: Diệp lục trở thành dạng kích động truyền năng lượng cho các chất nhận để thực hiện quá trình quang phân li nước.
\(H_2O \, \, Quang \, \, phân \, \, li ⟶ 2H^+ + 12O_2 + 2e^-\)
⟶ Hình thành chất có tính khử mạnh: NADP, NADPH.
⟶ Tổng hợp ATP.
– Sơ đồ:
\(H_2O + NADP + \xrightarrow{Pi \, \, Sắc \, \, tố \, \, quang \, \, hợp} NADPH + ATP + O_2\)
2. Pha tối
– Diễn ra trong chất nền của diệp lục. \(CO_2\) bị khử thành cacbohiđrat ⟶ gọi là quá trình cố định \(CO_2\) (thông qua chu trình Canvin hay chu trình \(C_3\)).
– Chu trình \(C_3\) gồm nhiều phản ứng hóa học xúc tác bởi các enzim trong chất nền của diệp lục và sử dụng ATP, NADPH từ pha sáng, biến đổi \(CO_2\) khí quyển thành cacbohiđrat.
\(CO_2\) + P.tử 5C(RiDP) ⟶ hợp chất 6C không bền.
– Sản phảm cố định đầu tiên là hợp chất 3C ⟶ ALPG tái tạo lại RiDP giúp tế bào hấp thụ nhiều \(CO_2\), phần còn lại ALDP được sử dụng tạo ra tinh bột và saccarôzơ.
Câu Hỏi Trắc Nghiệm
Câu 1: Chất khí cần thiết cho quá trình quang hợp là
A. \(CO_2\).
B. \(O_2\).
C. \(H_2\).
D. Cả A, B và C
Câu 2: Nguyên liệu của quá trình quang hợp gồm các chất nào sau đây?
A. Khí oxi và đường
B. Đường và nước
C. Khí cacbonic, nước và năng lượng ánh sáng
D. Khí cacbonic và nước
Câu 3: Chất khí được thải ra trong quá trình quang hợp là
A. \(CO_2\).
B. \(O_2\).
C. \(H_2\).
D. \(N_2\).
Câu 4: Sản phẩm của quá trình quang hợp ở thực vật là:
A. \(ATP, C_6H_{12}O_6, O_2, H_2O\)
B. \(C_6H_{12}O_6, O_2, ATP\)
C. \(C_6H_{12}O_6, O_2, H_2O\)
D. \(H_2O, CO_2\)
Câu 5: Quang hợp được chia thành mấy pha?
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
Câu 6: Quang hợp được chia thành
A. Pha sáng và pha tối
B. Pha ban ngày và pha ban đêm.
C. Hoạt hóa và tổng hợp.
D. Tổng hợp và kéo dài.
Câu 7: Pha sáng của quang hợp diễn ra ở
A. Chất nền của lục lạp.
B. Chất nền của ti thể.
C. Màng tilacôit của lục lạp.
D. Màng ti thể.
Câu 8: Pha sáng của quang hợp diễn ra ở
A. Stroma.
B. Màng tilacôit.
C. Xoang tilacoit.
D. Màng ti thể.
Câu 9: Trong pha sáng của quang hợp năng lượng ánh sáng có tác dụng
A. Kích thích điện tử của diệp lục ra khỏi quỹ đạo.
B. Quang phân li nước tạo các điện tử thay thế các điện tử của diệp lục bị mất.
C. Giải phóng \(O_2\).
D. Cả A, B và C.
Câu 10: Sự kiện nào sau đây không xảy ra trong pha sáng?
A. Diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sáng
B. Nước được phân li và giải phóng điện tử
C. Cacbohidrat được tạo ra
D. Hình thành ATP
Câu 11: Nước tham gia vào pha sáng quang hợp với vai trò cung cấp
A. Năng lượng.
B. Oxi.
C. Electron và hiđro.
D. Cả A, B, C
Câu 12: Sản phẩm của quang phân li nước gồm
A. Năng lượng.
B. Electron và oxi.
C. Oxi
D. Electron, hiđro và oxi.
Câu 13: Trong quá trình quang hợp, oxy được sinh ra từ
A. \(H_2O\).
B. \(CO_2\).
C. Chất diệp lục.
D. Chất hữu cơ.
Câu 14: Oxi được giải phóng trong
A. Pha tối nhờ quá trình phân li nước.
B. Pha sáng nhờ quá trình phân li nước.
C. Pha tối nhờ quá trình phân li \(CO_2\).
D. Pha sáng nhờ quá trình phân li \(CO_2\).
Câu 15: Sản phẩm tạo ra trong chuỗi phản ứng sáng của quá trình quang hợp là
A. \(ATP; NADPH; O_2\)
B. \(C_6H_{12}O_6; H_2O; ATP\)
C. \(ATP; O_2; C_6H_{12}O_6; H_2O\)
D. \(H_2O; ATP; O_2\)
Câu 16: Nói về sản phẩm của pha sáng quang hợp, điều nào sau đây không đúng?
A. Các electron được giải phóng từ quang phân li nước sẽ bù cho diệp lục
B. ATP và NADPH sinh ra được sử dụng để tiếp tục quang phân li nước
C. \(O_2\) được giải phóng ra khí quyển
D. ATP và NADPH được tạo thành để cung cấp năng lượng cho pha tối
Câu 17: Sản phẩm tạo ra ở pha sáng của quá trình quang hợp là:
A. Các điện tử được giải phóng từ phân li nước
B. Sắc tố quang hợp
C. Sự giải phóng ôxi
D. ATP, NADPH và \(O_2\)
Câu 18: Trong quang hợp, sản phẩm của pha sáng được chuyển sang pha tối là
A. \(O_2\).
B. \(CO_2\).
C. ATP, NADPH.
D. Cả A, B, C.
Câu 19: Nguyên liệu cần cho pha tối của quang hợp là
A. \(ATP, NADPH\)
B. \(ATP, NADPH, O_2\)
C. \(CO_2, ATP, NADP^+\)
D. \(CO_2, ATP, NADPH\)
Câu 20: Pha tối của quang hợp còn được gọi là
A. Pha sáng của quang hợp.
B. Quá trình cố định \(CO_2\)
C. Quá trình chuyển hoá năng lượng.
D. Quá trình tổng hợp cacbonhidrat.
Ở trên là nội dung Bài 17: Quang Hợp Chương III: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng Trong Tế Bào môn Sinh Học Lớp 10. Trong bài học này các bạn được tìm hiểu về quá trình quang hợp như: Khái niệm quang hợp, các pha sáng và pha tối của quá trình quang hợp cụ thể đi sâu vào khái niệm, vị trí diễn ra, nguyên liệu, diễn biến và kết quả. Từ đó tìm ra được mối quan hệ giữa hai pha trong quá trình quang hợp. Chúc các bạn học tố Sinh Học Lớp 10.
Trả lời