Thực vật được xem là “lá phổi xanh” của Trái Đất vì: Trong quá trình quang hợp, thực vật sử dụng khí CO2 và thải ra khí O2 ra môi trường. Nhờ đó, hàm lượng 2 khí này được giữ ổn định trong không khí, đảm bảo sự diễn ra bình thường của quá trình hô hấp ở nhiều sinh vật sống khác.

- Các chất tham gia vào quá trình quang hợp: Carbon dioxide và nước.

- Các chất được tạo thành trong quá trình quang hợp: Oxygen, chất hữu cơ.

- Lá cây lấy carbon dioxide để thực hiện quá trình quang hợp từ không khí.

- Lá cây lấy nước để thực hiện quá trình quang hợp chủ yếu từ đất nhờ hoạt động hấp thụ nước của rễ.

Sơ đồ quang hợp hoàn chỉnh:

- Nguồn cung cấp năng lượng cho thực vật thực hiện quá trình quang hợp là năng lượng mặt trời (quang năng) được diệp lục ở lá cây hấp thụ.

- Các chất vô cơ đã được lá cây sử dụng để tổng hợp nên glucose trong quá trình quang hợp là nước và carbon dioxide.

- Dạng năng lượng đã được chuyển hóa trong quá trình quang hợp là năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) thành năng lượng được tích trữ trong các hợp chất hữu cơ (hóa năng).

Nói: “Trong quá trình quang hợp, trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng luôn diễn ra đồng thời” vì:

- Trong quá trình quang hợp, nước và khí carbon dioxide được chuyển đến lục lạp ở lá cây để tổng hợp thành chất hữu cơ (glucose hoặc tinh bột) và giải phóng khí oxygen.

- Đồng thời, trong quá trình này, năng lượng từ ánh sáng mặt trời (quang năng) được chuyển hóa thành năng lượng hóa học (hóa năng) tích lũy trong các chất hữu cơ.

→ Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng trong quang hợp có mối quan hệ chặt chẽ, hai quá trình luôn diễn ra đồng thời, gắn liền với nhau.

- Khi trời nắng, cây quang hợp nhả ra khi oxygen, và hấp thu carbon dioxide. Việc có nhiều oxygen và ít carbon dioxide xung quanh sẽ giúp người đứng trước bóng cây dễ chịu hơn.

 - Mặt khác, sự thoát hơi nước ở lá cây còn có tác dụng làm giảm nhiệt độ môi trường so với nơi không có cây nên người đứng dưới bóng cây sẽ thấy mát hơn.

→ Khi trời nắng, đứng dưới bóng cây thường có cảm giác dễ chịu hơn khi sử dụng ô để che.

Phiến lá thường có bản dẹt và rộng giúp thu nhận ánh sáng được hiệu quả, đảm bảo có đủ năng lượng ánh sáng để cung cấp cho quá trình quang hợp.

Mạng gân lá dày đặc có vai trò dẫn nước – nguyên liệu cho quá trình quang hợp đồng thời dẫn các sản phẩm quang hợp đến các cơ quan khác.

Bào quan lục lạp trong tế bào thịt lá chứa chất diệp lục có khả năng hấp thu và chuyển hóa năng lượng ánh sáng trong quá trình quang hợp.

Vai trò của khí khổng là giúp cho các khí carbon dioxxide, oxygen, hơi nước đi vào và đi ra khỏi lá một cách dễ dàng, đảm bảo đủ nguyên liệu và tránh tích lũy sản phẩm của quá trình quang hợp (hoạt động quang hợp diễn ra bình thường).

- Phiến lá: Thường có hình bản dẹt, rộng. Có vai trò giúp thu nhận được nhiều ánh sáng cho quá trình quang hợp.

- Gân lá: Có mạch dẫn, phân bố dày đặc ở lá. Có vai trò dẫn nước cho quá trình quang hợp và dẫn các sản phẩm quang hợp đến các cơ quan khác.

- Lục lạp: Chứa chất diệp lục. Có vai trò hấp thu và chuyển hóa năng lượng ánh sáng trong quá trình quang hợp đồng thời lục lạp cũng là bào quan diễn ra quá trình quang hợp.

- Khí khổng: Thuộc lớp biểu bì lá. Có vai trò giúp cho các khí carbon dioxide, oxygen, hơi nước đi vào và đi ra khỏi lá một cách dễ dàng, đảm bảo cho hoạt động quang hợp diễn ra bình thường.

Ở một số cây có lá tiêu biến thì quá trình quang hợp diễn ra ở thân và cành. Ở những loài cây này, thân và cành sẽ chứa diệp lục (thân, cành có màu xanh).

Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quang hợp: Ánh sáng, carbon dioxide, nước, nhiệt độ,…

Các loại cây khác nhau có nhu cầu về ánh sáng khác nhau:

- Cây ưa sáng (lúa nước, phi lao, ngô,…) có nhu cầu chiếu sáng cao, cường độ ánh sáng mạnh.

- Cây ưa bóng (lá lốt, mùi tàu, dương xỉ,…) có nhu cầu chiếu sáng thấp nên thường sống nơi bóng râm hay dưới tán cây khác.

Ảnh hưởng của nước đến quá trình quang hợp của thực vật:

- Nước vừa là nguyên liệu của quá trình quang hợp, vừa là yếu tố tham gia vào việc đóng mở khí khổng để trao đổi khí nên nước sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình quang hợp của cây: Khi cây no nước hoàn toàn hoặc chỉ thiếu một phần sẽ giúp quang hợp đạt hiệu quả cao. Khi thiếu nước từ 40 – 60%, quang hợp giảm mạnh và có thể dẫn đến ngừng quang hợp.

- Ngoài ra, nước còn có  vai trò trong việc dẫn truyền các sản phẩm quang hợp đến các cơ quan khác của cây.

- Nhận xét về ảnh hưởng của hàm lượng khí carbon dioxide đến cường độ quang hợp ở cây bí đỏ và cây đậu: Trong khoảng 0,03 % đến 0,3 %, nồng độ CO2 càng cao thì cường độ quang hợp của cây bí đỏ và cây đậu càng cao.

- Nồng độ khí carbon dioxide trong không khí từ 0,008 đến 0,01% thì cây có thể bắt đầu quang hợp được, nồng độ thấp hơn cây quang hợp yếu hoặc ngừng trệ.

- Nếu hàm lượng carbon dioxide trong không khí quá cao, cây có thể chết vì ngộ độc (quá trình quang hợp bị ngừng trệ).

- Nhiệt độ tối ưu cho quang hợp ở cây khoai tây là khoảng 32oC, cây cà chua khoảng 37oC, cây dưa chuột khoảng 39oC.

- Nhiệt độ môi trường mà quang hợp diễn ra bình thường ở phần lớn thực vật là khoảng 25oC đến 35oC.

Khi nhiệt độ môi trường quá cao (trên 40oC) hoặc quá thấp (dưới 0oC) thì quang hợp ở thực vật sẽ giảm hoặc ngừng trệ vì các lục lạp hoạt động kém hoặc bị phá hủy.

- Khi trồng và chăm sóc cây xanh, chúng ta cần chú ý đến những yếu tố như: nước, ánh sáng, nhiệt độ,… để cây quang hợp tốt.

- Ví dụ:

+ Cần trồng cây với mật độ vừa phải để đảm bảo cây nhận đủ ánh sáng, nước để quang hợp tốt.

+ Nếu nhiệt độ môi trường quá thấp cần có các biện pháp che chắn để cây không bị chết rét.

+ Đối với những loài cây ưa bóng như phong lan, khi trồng cần làm mái che để hạn chế cường độ ánh sáng quá mạnh.

- Nhiều loại cây cảnh trồng trong nhà mà vẫn xanh tốt vì đó là những cây ưa bóng – cây có nhu cầu chiếu sáng thấp, chúng có thể sống được ở những nơi ánh sáng yếu, nơi bóng râm hoặc dưới tán cây khác. Ví dụ một số loại cây có thể trồng được trong nhà: cây lan ý, cây trầu bà, cây lưỡi hổ, cây tuyết tùng, cây nguyệt quế, cây thường xuân,…

- Trong trồng trọt nên trồng cây với mật độ thích hợp để cây nhận đủ ánh sáng, nước, chất khoáng, không khí,… nhằm đảm bảo cây quang hợp tốt. Nhờ đó, cây có đủ vật chất và năng lượng để sinh trưởng, phát triển, cho năng suất cao.

Quang hợp của thực vật mang lại nhiều lợi ích cho môi trường và đời sống con người. Cụ thể:

- Giúp cân bằng hàm lượng khí carbon dioxide và oxygen trong không khí → Giúp điều hòa khí hậu (hạn chế hiện tượng hiệu ứng nhà kính) đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hô hấp duy trì sự sống của nhiều sinh vật khác trong đó có con người.

- Tạo ra chất hữu cơ cung cấp cho các sinh vật khác thông qua chuỗi thức ăn. Ví dụ: thỏ ăn cỏ, nhiều loại trái cây là nguồn thực phẩm bổ dưỡng và là nguồn nguyên liệu cho quá trình sản xuất của con người.

- Hoạt động hô hấp của con người và nhiều sinh vật khác cùng nhiều hoạt động sinh hoạt khác (đốt cháy nguyên liệu, phun trào núi lửa,…) lấy khí oxygen và thải ra khí carbon dioxide ra môi trường → Hàm lượng khí oxygen giảm, hàm lượng khí carbon dioxide tăng.

- Quang hợp ở thực vật hấp thụ hàm lượng khí carbon dioxide và nhả ra khí oxygen → Hàm lượng khí oxygen tăng, hàm lượng khí carbon dioxide giảm.

→ Quang hợp ở thực vật giúp cân bằng hàm lượng khí carbon dioxide và oxygen trong không khí.

Việc xây dựng các công viên cây xanh trong các khu đô thị, khu công nghiệp có vai trò:

- Cân bằng hàm lượng khí carbon dioxide và oxygen trong không khí, điều hòa khí hậu (giảm hiệu ứng nhà kính).

- Làm giảm nhiệt độ không khí trong mùa hè.

- Tán cây giảm bụi, giảm tiếng ồn.

- Tạo cảnh quan đẹp mắt, giúp con người giảm căng thẳng.

Ý nghĩa của việc trồng và bảo vệ cây xanh:

- Giúp cân bằng hàm lượng khí carbon dioxide và oxygen trong không khí giúp điều hòa khí hậu (giảm hiện tượng hiệu ứng nhà kính).

- Giúp bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên đất, nước sạch; hạn chế các thiên tai như lũ lụt, sạt lở đất, hạn hán,…

- Cung cấp dưỡng khí oxygen cho hoạt động sống của các sinh vật khác.

- Đảm bảo nguồn cung cấp thức ăn, nơi ở cho nhiều sinh vật khác trong đó có con người.

- Cung cấp đủ nguyên, nhiên liệu cho quá trình sản xuất trong đời sống con người.

Đặc điểm của lá phù hợp với chức năng quang hợp:

- Lá: Thường có dạng bản dẹt, phiến lá rộng giúp thu nhận được nhiều ánh sáng. Lá thường xếp so le và mặt lá thường vuông góc với tia sáng mặt trời để thu nhận được nhiều ánh sáng nhất.

- Gân lá: Có mạch dẫn, phân bố dày đặc có vai trò dẫn nước cho quá trình quang hợp và dẫn các sản phẩm quang hợp đến các cơ quan khác.

- Thịt lá: Có chứa nhiều lục lạp trong chứa chất diệp lục có khả năng hấp thu và chuyển hóa năng lượng ánh sáng trong quá trình quang hợp.

• Quang hợp có ý nghĩa lớn đối với sự sống của các sinh vật trên Trái Đất: 

- Quang hợp hấp thụ carbon dioxide và nhả ra khí oxygen → Cung cấp oxygen cần thiết cho quá trình hô hấp duy trì sống của đa số các sinh vật trên Trái Đất.

- Quang hợp tạo ra các chất hữu cơ cung cấp chất dinh dưỡng, năng lượng cho các sinh vật duy trì sự sống.

• Thực vật, vi khuẩn lam, tảo,… có khả năng quang hợp do chứa diệp lục có khả năng hấp thu và chuyển hóa năng lượng ánh sáng.

Oxygen tan ít trong nước, nên khi nuôi cá cảnh trong các bể kính người ta thường cho vào các loại cây thủy sinh để cung cấp thêm oxygen (qua quá trình quang hợp) cho cá cảnh. Ngoài ra, các cây thủy sinh cũng giúp tăng tính thẩm mĩ cho bể cá cảnh.

Trong nông nghiệp, để tăng năng suất, người ta thường dùng đèn để chiếu sáng vào ban đêm ở một số loại cây trồng là để cây có đủ lượng ánh sáng tối ưu cho quang hợp, giúp thúc đẩy quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng diễn ra liên tục để cây trồng sinh trưởng, phát triển, sinh sản tốt; rút ngắn thời gian canh tác.

Một số hoạt động bảo vệ cây xanh ở trường học của em:

- Tổ chức các hoạt động chăm sóc và bảo vệ cây: tưới cây, xới đất, tỉa cành, bắt sâu, rào cây,…

- Không vứt rác bừa bãi ra vườn cây.

- Nghiêm cấm hành vi bẻ cành, bứt lá.

- Tuyên truyền về lợi ích của cây xanh để nâng cao ý thức chăm sóc và bảo vệ cây trồng.