BÀI 15 - TỔNG HỢP CÁC CHẤT VÀ TÍCH LŨY NĂNG LƯỢNG

MỞ ĐẦU

Câu 1: Hiện nay, một trong những biện pháp góp phần hạn chế hiệu ứng nhà kính hiệu quả là bảo vệ rừng, trồng nhiều cây xanh nhằm làm giảm hàm lượng CO₂ trong khí quyền. Biện pháp này được đưa ra dựa trên cơ sở nào?

Giải nhanh:

Thực vật sử dụng CO2 để tổng hợp glucose, là cơ sở của biện pháp bảo vệ rừng và trồng cây xanh để giảm hàm lượng CO2 trong khí quyển.

I. KHÁI NIỆM TỔNG HỢP CÁC CHẤT TRONG TẾ BÀO

Câu 1: Cho một số ví dụ về quá trình tổng hợp các chất trong tế bào (nêu rõ nguyên liệu tham gia, loại liên kết và sản phẩm được hình thành)

Giải nhanh:

Tổng hợp protein có nguyên liệu là amino acid, loại liên kết là peptit, sản phẩm là protein.

Câu 2: Tại sao nói các quá trình tổng hợp các chất song song với quá trình tích lũy năng lượng?

Giải nhanh:

Trong quá trình tổng hợp có sự hình thành liên kết hóa học giữa các chất phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm. Như vậy năng lượng có trong liên kết hóa học của các chất phản ứng được tích lũy trong liên kết hóa học của sản phẩm.

Luyện tập: Ở người, tại sao khi quá trình tổng hợp isulin (một loại hormone điều hòa hàm lượng đường trong máu) của tuyến tụy bị ức chế sẽ dẫn đến nguy cơ mắc bệnh tiểu đường?

Giải nhanh:

Insulin là hormone ức chế sự chuyển hóa glycogen thành glucose và giúp glucose đi vào máu. Nếu sản xuất insulin bị ức chế, glycogen sẽ tiếp tục chuyển hóa và đưa glucose thừa vào máu, gây ra hiện tượng đái tháo đường.

II. QUANG HỢP

Câu 3: Từ phương trình tổng quát, hãy cho biết nguyên liệu và sản phẩm của quang hợp là gì?

Giải nhanh:

Nguyên liệu của quá trình quang hợp là: cacbonic, nước 

Sản phẩm là cacbohydrate và khí oxi.

Câu 4: Dựa vào hình 15.2, hãy phân biệt pha sáng và pha tối về: nơi diễn ra, điều kiện ánh sáng, nguyên liệu tham gia và sản phẩm tạo thành.

Giải nhanh:

* Pha sáng:

  - Là quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng đã được hệ sắc tố hấp thụ thành năng lượng của ATP và NADPH.

  - Diễn ra ở thylakoid.

  - Sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời và phân ly nước để giải phóng oxi.

  - Sản phẩm: ATP, NADPH và O2.

* Pha tối:

  - Diễn ra ở stroma của lục lạp.

  - Sử dụng CO2 và ATP, NADPH từ pha sáng.

  - Sản phẩm: Cacbohydrate.

Câu 5: Trong pha sáng, quang năng được chuyển hóa thành hóa năng như thế nào?

Giải nhanh:

Năng lượng ánh sáng được hệ sắc tố hấp thụ để tổng hợp ATP và NADPH qua chuỗi điện tử quang hợp.

Câu 6: Quan sát Hình 15.3, hãy cho biết chu trình Calvin gồm mấy giai đoạn? Mô tả diễn biến trong mỗi giai đoạn đó. 

Giải nhanh:

Gồm 3 giai đoạn:

- Cacboxyl hóa (cố định CO2): Ribulose bisphosphate (RuBP) kết hợp với CO2 tạo thành hợp chất 6C, sau đó nhanh chóng chia thành hai hợp chất 3C (3-phosphoglycerate - 3PG).

- Khử: 3PG được khử thành aldehyde phosphoglycerate (ALPG) với sự tham gia của ATP và NADPH từ pha sáng.

- Tái tạo chất nhận: ALPG tái tạo thành RuBP, phần dư sẽ được sử dụng để tổng hợp hợp chất hữu cơ C6H12O6.

Câu 7: Hãy vẽ sơ đồ thể hiện vai trò cung cấp nguồn dinh dưỡng cho sinh giới của quang hợp.

Giải nhanh:

Sơ đồ: 

Luyện tập: Nếu không có ánh sáng thì pha tối có diễn ra được không? Tại sao?

Giải nhanh:

Nếu không có ánh sáng, pha sáng sẽ không được diễn ra, nên sẽ không cung cấp được các nguyên liệu cho pha tối. Vậy nếu không có ánh sáng, pha tối sẽ không diễn ra.

III. HÓA TỔNG HỢP VÀ QUANG TỔNG HỢP Ở VI KHUẨN

Câu 8: Hãy cho biết vai trò sau đây của nhóm vi khuẩn nào?

a, Đảm bảo sự tuần hoàn của chu trình vật chất trong tự nhiên (chu trình nitrogen)

b, Cung cấp nguồn nitrogen cho thực vật

c, Góp phần làm sạch môi trường nước

d, Tạo ra các mỏ quặng

Giải nhanh:

a, b,  Nhóm vi khuẩn oxi hóa nitrogen

c, Nhóm vi khuẩn oxi hóa lưu huỳnh

d, Nhóm vi khuẩn oxi hóa sắt

Câu 9: Sự khác nhau giữa quang tổng hợp giải phóng oxi và không giải phóng oxi là gì?

Giải nhanh:

- Quang tổng hợp có giải phóng khí oxy: Sản phẩm là các hợp chất có oxy.

- Quang tổng hợp không giải phóng khí oxy: Sản phẩm thường là các nguyên tố khác như lưu huỳnh.

Câu 10: Vai trò của quá trình quang tổng hợp ở vi khuẩn có giống với thực vật không? Giải thích.

Giải nhanh:

Vai trò của quá trình quang tổng hợp ở vi khuẩn có giống với thực vật  vì sản phẩm của chúng tạo ra đề là cacbohydrate, đều chuyển hóa quang năng thành hóa năng.

Câu 11: Quá trình quang khử ở vi khuẩn có góp phần làm sạch môi trường nước không? Giải thích.

Giải nhanh:

Trong môi trường nước thường hay có xác động vật chết, tỏa ra mùi thối là do chứa lưu huỳnh .Vì các nhóm vi khuẩn oxi hóa lưu huỳnh có khả năng phân giải các xác chết chứa nguyên tố lưu huỳnh thành carbohydrate và lưu huỳnh dạng đơn chất. Vậy nên quá trình quang khử ở vi khuẩn có góp phần làm sạch môi trường nước.

Luyện tập: Hoạt động của vi khuẩn oxi hoá nitrogen có ý nghĩa gì với quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật?

Giải nhanh:

Các vi khuẩn oxi hóa nitrogen biến đổi nitơ trong đất và không khí thành các dạng mà thực vật có thể hấp thu. Điều này cung cấp đạm cho quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật.

Vận dụng: Hãy đưa ra các bằng chứng để chứng minh rằng: “Tất cả sự sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào quang hợp".

Giải nhanh:

• Các sinh vật có khả năng quang hợp tạo ra carbohydrate, các chất hữu cơ khác cung cấp cho các sinh vật dị dưỡng, đóng vai trò là nguồn thức ăn.
• Các sinh vật có khả năng quang hợp hấp thụ CO₂ và thải O₂, duy trì ổn định nồng độ hai khí này trong khí quyển, đảm bảo cho hoạt động sống (hô hấp) của sinh vật.

Như vật, quang hợp có vai trò cung cấp nguồn năng lượng và cung cấp khí O₂ cho hoạt động hô hấp của các sinh vật trên Trái Đất. Do đó, tất cả sự sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào quang hợp.

BÀI TẬP

Bài 1: Khi nói về nguồn gốc của O₂ được tạo ra từ quang hợp, có ý kiến cho rằng O₂ có nguồn gốc từ CO₂ trong khi ý kiến khác lại nói O₂ có nguồn gốc từ H₂O. Hãy để xuất một phương án để kiểm chứng ý kiến nào đúng trong hai ý kiến trên.

Giải nhanh:

Chúng ta có thể thực hiện thí nghiệm với hai mẫu thực vật: một mẫu trong điều kiện thiếu khí CO2 (trồng trong hộp kín) và một mẫu thiếu nước (không được tưới cây, đất khô). Sau đó, kiểm tra xem mẫu vật nào sản sinh khí O2.

Bài 2: Trong trồng trọt, tại sao người ta thường trồng xen canh các cây ưa sáng và cây ưa bóng?

Giải nhanh:

Trong trồng trọt, người ta thường trồng xen canh các cây ưa sáng và cây ưa bóng để có thể thu hoạch được tối đa sản phẩm từ thực vật vì nhu cầu ánh sáng ở hai loại cây này khác nhau, nên việc trồng xen canh sẽ giúp cả hai loài đều thực hiện được quang hợp.