Mục lục bài họcĐang ở d01-b1
The process of photosynthesis and the structure of a leaf
What photosynthesis is
Photosynthesis is the process by which plants make carbohydrates from raw materials, using energy from light absorbed by chlorophyll.
$$\text{carbon dioxide}+\text{water}\ \xrightarrow[\text{chlorophyll}]{\text{light}}\ \text{glucose}+\text{oxygen}$$$$\ce{6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2}$$Two things in that equation are often described wrongly. Light is not a reactant — it is the energy source, which is why it goes above the arrow. And chlorophyll is not used up — it absorbs the light energy and stays behind, which is why it goes below the arrow.
Where the raw materials come from
- carbon dioxide — diffuses in from the air through the stomata;
- water — absorbed by root hair cells and carried up in the xylem;
- light — absorbed by chlorophyll in the chloroplasts.
What the glucose is used for
- respiration, to release energy;
- converted to starch for storage — starch is insoluble, so it does not affect the water balance of the cell;
- converted to cellulose for cell walls;
- combined with nitrate ions to make amino acids, and then proteins.
How a leaf is built for the job
| feature | how it helps |
| broad and flat | large surface area to absorb light |
| thin | short diffusion distance for gases |
| palisade cells at the top, packed with chloroplasts | absorb the most light, where light is strongest |
| air spaces in the spongy layer | let carbon dioxide diffuse to all cells |
| stomata, mostly on the lower surface | let $\ce{CO2}$ in and $\ce{O2}$ out, while reducing water loss |
| network of veins | xylem brings water; phloem takes sugars away |
Every one of these is a structure matched to a function, and exam answers must state both halves.
Quang hợp là gì. Quang hợp là quá trình cây xanh tạo ra cacbohiđrat từ nguyên liệu vô cơ, dùng năng lượng ánh sáng do diệp lục hấp thụ.
$$\text{cacbon đioxit}+\text{nước}\ \xrightarrow[\text{diệp lục}]{\text{ánh sáng}}\ \text{glucozơ}+\text{oxy}$$$$\ce{6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2}$$Hai thứ trong phương trình thường bị mô tả sai. Ánh sáng không phải chất phản ứng — nó là nguồn năng lượng, và đó là lý do nó được ghi trên mũi tên. Diệp lục không bị tiêu hao — nó hấp thụ năng lượng ánh sáng rồi ở lại nguyên vẹn, nên nó được ghi dưới mũi tên.
Nguyên liệu đến từ đâu.
- cacbon đioxit — khuếch tán từ không khí vào qua khí khổng;
- nước — hấp thụ bởi tế bào lông hút ở rễ và vận chuyển lên bằng mạch gỗ;
- ánh sáng — hấp thụ bởi diệp lục trong lục lạp.
Glucozơ được dùng vào việc gì.
- hô hấp, để giải phóng năng lượng;
- chuyển thành tinh bột để dự trữ — tinh bột không tan nên nó không làm ảnh hưởng tới cân bằng nước của tế bào;
- chuyển thành xenlulozơ để làm thành tế bào;
- kết hợp với ion nitrat để tạo axit amin, rồi thành protein.
Lá được cấu tạo cho đúng việc của nó.
- rộng và dẹt → diện tích lớn để hấp thụ ánh sáng;
- mỏng → quãng đường khuếch tán khí ngắn;
- tế bào mô giậu xếp sát nhau ở mặt trên, chứa nhiều lục lạp nhất → hấp thụ nhiều ánh sáng nhất ở nơi ánh sáng mạnh nhất;
- khoang khí trong lớp mô xốp → cho cacbon đioxit khuếch tán tới mọi tế bào;
- khí khổng, chủ yếu ở mặt dưới → cho $\ce{CO2}$ vào và $\ce{O2}$ ra, đồng thời giảm mất nước;
- hệ gân lá → mạch gỗ đưa nước tới, mạch rây mang đường đi.
Mỗi đặc điểm là một cấu tạo khớp với một chức năng, và câu trả lời trọn điểm phải nêu đủ cả hai vế.
Giải thích ba đặc điểm cấu tạo của lá giúp cho quá trình quang hợp diễn ra hiệu quả, mỗi đặc điểm nêu rõ cấu tạo và chức năng tương ứng.
Đặc điểm một — lá rộng và dẹt.
Cấu tạo: phiến lá trải rộng theo bề ngang.
Chức năng: tạo diện tích bề mặt lớn để hấp thụ được nhiều ánh sáng nhất có thể.
Đặc điểm hai — tế bào mô giậu xếp sát nhau ở mặt trên.
Cấu tạo: các tế bào hình cột, xếp khít, chứa nhiều lục lạp nhất trong lá.
Chức năng: hấp thụ ánh sáng ngay tại nơi ánh sáng mạnh nhất, trước khi nó bị các lớp dưới hấp thụ bớt.
Đặc điểm ba — khoang khí trong lớp mô xốp.
Cấu tạo: các tế bào xếp lỏng lẻo, để lại nhiều khoảng trống chứa khí.
Chức năng: cho cacbon đioxit khuếch tán nhanh tới bề mặt của mọi tế bào quang hợp, và cho oxy khuếch tán ra ngoài.
Vì sao phải nêu đủ hai vế. Barem Cambridge tách một điểm cho cấu tạo và một điểm cho chức năng. Viết “lá mỏng” mà không nói “nên quãng đường khuếch tán ngắn” chỉ được nửa điểm.
Cách kiểm câu trả lời của mình: mỗi câu phải có chữ “nên” hoặc “để” nối hai vế lại.
Nêu bốn cách cây sử dụng glucozơ tạo ra từ quang hợp, và giải thích vì sao glucozơ được chuyển thành tinh bột để dự trữ thay vì giữ nguyên.
Bốn cách sử dụng.
- Hô hấp — phân giải glucozơ để giải phóng năng lượng cho mọi hoạt động sống của cây.
- Chuyển thành tinh bột để dự trữ trong lá, thân hoặc củ.
- Chuyển thành xenlulozơ để xây thành tế bào, giúp cây cứng cáp.
- Kết hợp với ion nitrat hấp thụ từ đất để tạo axit amin, rồi từ đó tạo protein.
Vì sao dự trữ dưới dạng tinh bột. Lý do là tinh bột không tan trong nước, còn glucozơ thì tan.
Nếu cây dự trữ glucozơ, nồng độ chất tan trong tế bào sẽ tăng rất cao. Nước từ bên ngoài sẽ thẩm thấu ồ ạt vào tế bào, làm tế bào trương lên và có thể vỡ ở tế bào động vật, hoặc tạo áp suất bất thường ở thực vật.
Tinh bột không tan nên nó không đóng góp gì vào nồng độ chất tan của dịch tế bào. Cây có thể tích trữ một lượng rất lớn mà cân bằng nước không hề bị ảnh hưởng.
Hai ưu điểm phụ. Tinh bột gọn hơn — nhiều phân tử glucozơ được nén thành một chuỗi; và nó không khuếch tán ra khỏi tế bào được, nên nằm yên ở nơi cây muốn.
Cùng lập luận này áp cho glicogen ở động vật — cũng là một polime không tan của glucozơ, cũng vì đúng lý do đó.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Plant Nutrition: Photosynthesis gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.