Bài tập Sinh 10 Bài 15: Tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng có đáp án

Một số ví dụ về quá trình tổng hợp các chất trong tế bào:

- Nguyên liệu của quang hợp: CO$_{2}$, H$_{2}$O.

- Sản phẩm của quang hợp: O$_{2}$, C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$.

Chu trình Calvin gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1. Cố định CO$_{2}$: CO$_{2}$ kết hợp với phân tử ribulose 1,5-bisphosphat (RuBP) dưới tác dụng của enzyme xúc tác rubisco tạo thành 2 phân tử 3 – phosphoglyceric acid (APG).

- Giai đoạn 2. Giai đoạn khử: 3 – phosphoglyceric acid (APG) được phosphoryl hóa nhờ enzyme phosphoglycerate kinase, quá trình này sử dụng năng lượng ATP và giải phóng ADP; sau đó sản phẩm tiếp tục bị khử bởi NADPH thành aldehyde phosphoglyceric (AlPG).

- Giai đoạn 3. Giai đoạn tái tạo chất nhận: Phần lớn AlPG được sử dụng để tái tạo RuBP. Trong loạt phản ứng, khung carbon của 5 phân tử AlPG được sắp xếp lại nhờ 3 phân tử ATP và tạo nên 3 phân tử RuBP để chuẩn bị nhận trở lại nhận 3 phân tử CO$_{2}$ {\displaystyle {\ce {CO2}}}và 1 chu trình Calvin mới lại được bắt đầu.

Sơ đồ thể hiện vai trò cung cấp nguồn dinh dưỡng cho sinh giới của quang hợp:

Thực vật → Động vật ăn thực vật → Động vật ăn động vật → Sinh vật phân giải

Sự khác nhau giữa quang tổng hợp có giải phóng O$_{2}$ và không giải phóng O$_{2}$:

- Vai trò của quá trình quang tổng hợp ở vi khuẩn giống với ở thực vật.

- Giải thích: Ở vi khuẩn, quá trình quang tổng hợp cũng có vai trò cung cấp nguồn chất hữu cơ tạo nên sinh khối cho vi khuẩn đồng thời hấp thụ CO$_{2}$ và giải phóng O$_{2}$ góp phần điều hòa khí quyển giống với thực vật.

- Quá trình quang khử ở vi khuẩn có góp phần làm sạch môi trường nước.

- Giải thích: Quá trình quang khử của vi khuẩn sử dụng các chất độc có trong môi trường nước (H$_{2}$S, S) làm chất cho electron và H$^{+}$. Do đó, quá trình quang khử ở vi khuẩn góp phần làm sạch môi trường nước.

Quang hợp có vai trò quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất:

- Chất hữu cơ được tạo ra từ quá trình quang hợp cung cấp vật chất và năng lượng cho gần như toàn bộ sự sống trên Trái Đất.

- Quang hợp giải phóng khí O$_{2}$ giúp cung cấp O$_{2}$ cho sự sống, đồng thời, hấp thụ lượng CO$_{2}$ giúp làm giảm hiệu ứng nhà kính, bảo vệ môi trường sống.

- Ngoài ra, các sản phẩm của quá trình quang hợp cấu tạo nên các bộ phận của cơ thể sinh vật, các bộ phận này được dùng làm nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp, xây dựng,…

Sử dụng đồng vị phóng xạ ($^{18}$O) để nghiên cứu sự di chuyển của nguyên tử oxygen trong quá trình quang hợp:

- Thí nghiệm 1: Đánh dấu $^{18}$O vào nguyên tử oxygen của CO$_{2}$.

- Thí nghiệm 2: Đánh dấu $^{18}$O vào nguyên tử oxygen của H$_{2}$O.

Quan sát sự xuất hiện của $^{18}$O trong sản phẩm tạo thành và kết luận:

- Thí nghiệm 1: $^{18}$O xuất hiện trong chất hữu cơ.

- Thí nghiệm 2: $^{18}$O xuất hiện trong O$_{2}$.

→ Kết luận: O$_{2}$ được tạo ra trong quá trình quang hợp có nguồn gốc từ H$_{2}$O.