Bài 10: Ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến quang hợp

1.1. Cường độ ánh sáng

Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến cường độ quang hợp khi nồng độ CO2 tăng

• Điểm bù ánh sáng: cường độ ánh sáng mà tại đó cường độ quang hợp cân bằng với cường độ hô hấp.
• Điểm bão hòa ánh sáng: là trị số ánh sáng mà từ đó cường độ quang hợp không tăng thêm dù cường độ ánh sáng tiếp tục tăng.
• Trong khoảng giữa điểm bù ánh sáng và điểm bão hòa ánh sáng, cường độ quang hợp tăng hầu như tỉ lệ thuận với cường độ ánh sáng.

1.2. Quang phổ của ánh sáng

• Các tia sáng có độ dài bước sóng khác nhau ảnh hưởng không giống nhau đến cường độ quang hợp.
• Quang hợp chỉ xảy ra tại miền ánh sáng xanh tím và miền ánh sáng đỏ.
• Các tia sáng xanh tím kích thích sự tổng hợp axit amin, prôtêin.
• Các tia sáng đỏ xúc tiến quá trình hình thành cacbohidrat.

Cường độ hấp phụ ánh sáng của các loại sắc tố quang hợp

Thành phần ánh sáng biến động phụ thuộc:

• Trong môi trường nước, thành phần ánh sáng biến động nhiều theo độ sâu
• Thời gian của ngày: sáng sớm và chiều ánh sáng có nhiều tia đỏ hơn; buổi trưa các tia sáng có sóng ngắn (tia xanh, tia tím) tăng lên.
• Cây mọc dưới tán rừng thường chứa hàm lượng diệp lục b cao giúp hấp thụ các tia sáng có bước sóng ngắn trong điều kiện thiếu tia  sáng đỏ của ánh sáng khuếch tán.

• Điểm bão hòa CO₂: Khi nồng độ CO₂ tối đa để cường độ quang hợp đạt cực đại.
• Nồng độ CO₂ trong không khí chiếm 0,03%.
• Nồng độ CO₂ thấp nhất mà cây bắt đầu quang hợp là khoảng 0,008% - 0,01%, điểm bão hoà CO₂ tối đa của cây thường là 0,4%.
• Nếu tăng dần nồng độ CO₂ lên đến trị số bão hòa CO₂ thì cường độ quang hợp tăng dần. Vượt quá trị số đó, cường độ quang hợp giảm.

• Là nguyên liệu cho quang hợp.
• Điều tiết sự đóng mở khí khổng và nhiệt độ của lá.
• Là môi trường của các phản ứng sinh hóa trong tế bào.
• Là dung môi hòa tan các chất…

• Khi cây thiếu nước từ 40 → 60 % thì quang hợp bị giảm mạnh và có thể ngừng trệ.

• Khi bị thiếu nước, cây chịu hạn có thể duy trì quang hợp ổn định hơn cây trung sinh và cây ưa ẩm.

• Nhiệt độ ảnh hưởng đến các phản ứng enzim trong pha tối và pha sáng của quang hợp.
• Mỗi loài thực vật có 1 nhiệt độ tối ưu, tại nhiệt độ đó cường độ quang hợp là lớn nhất.
• Cường độ quang hợp tăng theo nhiệt độ đến giá trị tối ưu, trên ngưỡng đó cường độ quang hợp giảm.

Nguyên tố khoáng ảnh hưởng nhiều mặt đến quang hợp:

• N, P, S: tham gia tạo thành enzim quang hợp.

• N, Mg: tham gia hình thành diệp lục.

• K: điều tiết độ đóng mở khí khổng giúp CO₂ khuếch tán vào lá.

• Mn, Cl: liên quan đến quang phân li nước.

• Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo là sử dụng các loại đèn (đèn nêon, đèn sợi đốt) thay cho ánh sáng mặt trời trồng cây trong nhà.
• Ưu điểm: khắc phục giá rét, sâu bệnh trong sản xuất nông phẩm.
• Ứng dụng: đảm bảo cung cấp rau tươi trong các tháng mùa đông ở nước ôn đới. Tại Việt Nam: sản xuất rau sạch, nuôi cấy mô thực vật, tạo cành giâm...

1.1. Cường độ ánh sáng

Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến cường độ quang hợp khi nồng độ CO2 tăng

• Điểm bù ánh sáng: cường độ ánh sáng mà tại đó cường độ quang hợp cân bằng với cường độ hô hấp.
• Điểm bão hòa ánh sáng: là trị số ánh sáng mà từ đó cường độ quang hợp không tăng thêm dù cường độ ánh sáng tiếp tục tăng.
• Trong khoảng giữa điểm bù ánh sáng và điểm bão hòa ánh sáng, cường độ quang hợp tăng hầu như tỉ lệ thuận với cường độ ánh sáng.

1.2. Quang phổ của ánh sáng

• Các tia sáng có độ dài bước sóng khác nhau ảnh hưởng không giống nhau đến cường độ quang hợp.
• Quang hợp chỉ xảy ra tại miền ánh sáng xanh tím và miền ánh sáng đỏ.
• Các tia sáng xanh tím kích thích sự tổng hợp axit amin, prôtêin.
• Các tia sáng đỏ xúc tiến quá trình hình thành cacbohidrat.

Cường độ hấp phụ ánh sáng của các loại sắc tố quang hợp

Thành phần ánh sáng biến động phụ thuộc:

• Trong môi trường nước, thành phần ánh sáng biến động nhiều theo độ sâu
• Thời gian của ngày: sáng sớm và chiều ánh sáng có nhiều tia đỏ hơn; buổi trưa các tia sáng có sóng ngắn (tia xanh, tia tím) tăng lên.
• Cây mọc dưới tán rừng thường chứa hàm lượng diệp lục b cao giúp hấp thụ các tia sáng có bước sóng ngắn trong điều kiện thiếu tia  sáng đỏ của ánh sáng khuếch tán.

• Điểm bão hòa CO₂: Khi nồng độ CO₂ tối đa để cường độ quang hợp đạt cực đại.
• Nồng độ CO₂ trong không khí chiếm 0,03%.
• Nồng độ CO₂ thấp nhất mà cây bắt đầu quang hợp là khoảng 0,008% - 0,01%, điểm bão hoà CO₂ tối đa của cây thường là 0,4%.
• Nếu tăng dần nồng độ CO₂ lên đến trị số bão hòa CO₂ thì cường độ quang hợp tăng dần. Vượt quá trị số đó, cường độ quang hợp giảm.

• Là nguyên liệu cho quang hợp.
• Điều tiết sự đóng mở khí khổng và nhiệt độ của lá.
• Là môi trường của các phản ứng sinh hóa trong tế bào.
• Là dung môi hòa tan các chất…

• Khi cây thiếu nước từ 40 → 60 % thì quang hợp bị giảm mạnh và có thể ngừng trệ.

• Khi bị thiếu nước, cây chịu hạn có thể duy trì quang hợp ổn định hơn cây trung sinh và cây ưa ẩm.

• Nhiệt độ ảnh hưởng đến các phản ứng enzim trong pha tối và pha sáng của quang hợp.
• Mỗi loài thực vật có 1 nhiệt độ tối ưu, tại nhiệt độ đó cường độ quang hợp là lớn nhất.
• Cường độ quang hợp tăng theo nhiệt độ đến giá trị tối ưu, trên ngưỡng đó cường độ quang hợp giảm.

Nguyên tố khoáng ảnh hưởng nhiều mặt đến quang hợp:

• N, P, S: tham gia tạo thành enzim quang hợp.

• N, Mg: tham gia hình thành diệp lục.

• K: điều tiết độ đóng mở khí khổng giúp CO₂ khuếch tán vào lá.

• Mn, Cl: liên quan đến quang phân li nước.

• Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo là sử dụng các loại đèn (đèn nêon, đèn sợi đốt) thay cho ánh sáng mặt trời trồng cây trong nhà.
• Ưu điểm: khắc phục giá rét, sâu bệnh trong sản xuất nông phẩm.
• Ứng dụng: đảm bảo cung cấp rau tươi trong các tháng mùa đông ở nước ôn đới. Tại Việt Nam: sản xuất rau sạch, nuôi cấy mô thực vật, tạo cành giâm...