chuyen déinh li thuc lop 11

Chương 1 Trao Đổi Nước Ở Thực VậtI – Vai trò của nước trong đời sống thực vật - Là dung môi hòa tan các chất - Là chất phản ứng - Tham gia phản ứng thủy phân - Hidrat hóa - Tạo ra độ thủ

Phần một: SINH LÍ HỌC THỰC VẬT

Phần hai: SINH LÍ HỌC ĐỘNG VẬT

Chương 1 Trao Đổi Nước Ở Thực Vật

I – Vai trò của nước trong đời sống thực vật

- Là dung môi hòa tan các chất

- Là chất phản ứng

- Tham gia phản ứng thủy phân

- Hidrat hóa

- Tạo ra độ thủy hóa cho tế bào

II – Các dạng nước trong cây

Nước tự do Nước liên kết

Hiện

diện

_ trong các thành phần tế ba_ trong các khoảng trống gian bào_ trong các mạch dẫn

_ trong các vi sợi xengluloze_ nước mà tế bào trao đổi qua thẩm thấu

_ trong lòng hạt keo nguyên sinh_ bám bên ngoài bề mặt hạt keo

Vai trò

_ làm dung môi_ làm giảm nhiệt độ_ tham gia trao đổi chất_ đảm bảo độ nhớt của keo nguyên sinh_ giúp các quá trình trao đổi chất diễn rabình thường

_ đảm bảo độ bền vững của keoNS

_ là tiêu chí đánh giá tính chịu hạn,chịu rét, chịu mặn của cây

III – Trao đổi nước ở thực vật

1/ Quá trình hút nước

- Cơ quan hút nước: chủ yếu là rễ

- Động cơ của quá trình hút nước:

+ Động cơ trên: lực hút từ bộ lá, lực hút có nguồn gốc từ khí quyển

+ Động cơ dưới: động cơ hút nước chủ động của hệ rễ

- Con đường hấp thụ nước:

+ Con đường sống: qua chất nguyên sinh -> không bào; vận tốc chậm hơn

+ Con đường không sống: qua thành tế bào -> khoảng gian bào; vận tốc nhanh hơn

- Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến quá trình hút nước:

+ Nhiệt độ

+ Hàm lượng O2, CO2

+ pH của dung dịch đất

+ Sức giữ nước của đất

2/ Quá trình vận chuyển nước trong cây:

- Nước được vận chuyển theo dòng liên tục đất-cây-không khí (SPAC: continuum)

soil-plant-air-Con đường vận chuyển nước trong cây Đặc điểm

Từ bề mặt lông hút của rễ đến mạch dẫn theo chiều ngang, quãng đường ngắn

ngược chiều trọng lựcTừ gân lá đến tế bào thịt lá, gian bào, khí

Từ trên xuống theo mạch rây, từ mạch gỗ

3/ Quá trình thoát hơi nước

- Ý nghĩa:

+ Động lực trên của quá trình hút và vận chuyển nước

+ Giảm nhiệt độ của cây khi trời nóng

+ Lấy CO2 cho quang hợp

+ Tạo điều kiện cho quá trình trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ

- Con đường thoát hơi nước:

+ Qua lớp cutin

+ Qua khí khổng

- Các chỉ tiêu của quá trình thoát hơi nước

+ Cường độ thoát hơi nước: lượng nước mất đi trong một đơn vị thời gian trên một đơn vịdiện tích lá (g nước/dm2 lá.h)

+ Chỉ số thoát hơi nước tương đối: tỉ số giữa cường độ thoát hơi nước và cường độ bốchơi nước từ bề mặt nước tự do có cùng diện tích với bề mặt thoát hơi nước

+ Hệ số thoát hơi nước: lượng nước (g) mà cây đã mất để tích lũy được một g chất khô(g nước/g chất khô) (phụ thuộc vào đặc điểm di truyền)

+ Hiệu suất thoát hơi nước: bằng lượng chất khô được hình thành khi mất đi 1kg nước (gchất khô/kg nước) (phụ thuộc vào đặc điểm di truyền)

+ Độ nhanh chóng tiêu thụ nước: lượng nước mất đi trong một đơn vị thời gian tính theophần trăm tổng lượng nước dự trữ trong cây

- Các phản ứng đóng mở khí khổng

+ Mở quang chủ động: khi có ánh sáng khí khổng mở

+ Đóng thủy chủ động: trời nắng gắt, cây mất nhiều nước, khí khổng đóng

+ Đóng mở thủy bị động: các tế biểu bì trương nước ép lên tế bào khí khổng gây đóng

- Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh

+ Độ ẩm không khí

I – Trao đổi khoáng

- Cơ chế thụ động

+ Khuếch tán do chênh lệch áp suất thẩm thấu

+ Tan trong nước và vào rễ theo dong nước

+ Hút bám trao đổi

- Cơ chế chủ động (cơ chế chủ yếu): vận chuyển nhờ chất mang, ngược chiều nồng độ, tiêu tốnnăng lượng ATP

+ Chất mang có thể là protein, sản phẩm trung gian của quá trình chuyển hóa gluxit+ Chất mang + ion -> chất phức tan trong nước -> qua màng

+ Chất mang có thể xoay hoặc co duỗi thay đổi cấu hình -> chuyển chất khoáng từngoài vào trong tế bào

 Nhờ đâu cây có thể hút khoáng?

Nhờ: _ Rễ có diên tích bề mặt hấp thu lớn

_ Rễ có khả năng hô hấp mạnh -> ATP

_ Bề mặt tế bào biểu bì rễ có nhiều ion H+ + HCO3- thuận lợi cho hút bám trao đổi _ Trao đổi chất của rễ -> các axit hữu cơ, vô cơ hòa tan khoáng khó tiêu thành dễ tiêu

II – Trao đổi nitơ

- Nguồn nitơ cho cây

+ Sự phóng điện trong cơn giông

+ Quá trình cố định đạm

nitrat hóaVK

Sự phóng điện trong cơn giông

2H

+ Quá trình phân giải các vụn bã hữu cơ trong đất

+ Con người cung cấp

- Quá trình cố định nitơ khí quyển

+ Môi trường yếm khí

- Quá trình biến đổi nitơ trong cây:

+ Quá trình khử nitrat (NO3-)

NO3- + NAD(P)H + H+ + 2e- NO2- + NAD(P)+ + H2O

NO2- + 6Feredoxin khử + 8H+ + 6e- NH4+ + 2H2O

- Quá trình đồng hóa NH3 trong cây

+ Có 4 phản ứng khử amin hóa hình thành aa:

Axit αxêtôglutaric + NH3 +2H+ glutamin + H2O

Axit ôxalôaxêtic + NH3 +2H+ axit aspactic + H2O+ Quá trình chuyển vị amin tạo ra đủ 20 loại aa

+ Các aa + NH3 -> amit là nguồn dự trữ NH3 và giúp cây không bị ngộ độc

Chất hữu cơ trong đất

III - Ảnh hưởng của nhân tố môi trường đến trao đổi khoáng và nitơ

+ Ánh sáng

2H2H

VK phảnnitrat

+ Nhiệt độ

+ Độ ẩm, độ pH, độ thoáng của đất

Chương 3 Quang Hợp

I – Bộ máy quang hợp

- Cơ quan quang hợp: chủ yếu là lá

Nhóm sắc tố chính (clorophyl)

clorophyl b C55H70O6N4Mg

Nhóm sắc tố phụ (carotenoit)

- Pha sáng: xảy ra hạt grana (màng tilacoit) gồm các phản ứng quang lý và quang hóa

+ Quang lý: diệp lục tố hấp thụ năng lượng ánh sáng để chuyển sang trạng thái hoạtđộng tích cực và truyền năng lượng cho phân tử diệp lục ở trung tâm để thực hiện các phản ứngquang hóa

+ Quang hóa: dưới tác dụng của ánh sáng, H2O sẽ phân li  H+ + e + [OH] và e sẽtruyền cho diệp lục và bù cho điện tử bị mất, H+ và e tham gia các phản ứng quang photphorylhóa hình thành các hợp chất khử NADPH2 và năng lượng ATP

Kết thúc pha sáng tạo ra các sản phẩm sau:

- Pha tối: xảy ra ở chất nền stroma gồm hàng loạt các phản ứng khép kín thành chu trình

+ Con đường quang hợp ở thực vật C 3 - chu trình Canvin-Benson

Ý nghĩa:

+ Là chu trình quang hợp cơ bản nhất của thế giới thực vật xảy ra trong tất cảthực vật, dù là thưởng đẳng hay hạ đẳng, dù thực vật C3, C4, hay thực vật CAM+ Trong chu trình tạo ra nhiều sản phẩm sơ cấp của quang hợp Đó là các hợpchất 3C, 5C, 6C Các hợp chất này là các nguyên liệu để tổng hợp nên các sảnphẩm quang hợp thứ cấp như đường, tinh bột, axit amin, protein, lipit

+ Con đường quang hợp ở thực vật C4 – chu trình Hatch-Slack

Đặc điểm:

+ Phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới+ Điều kiện khí hậu nóng ẩm kéo dài, ánh sáng cao, nhiệt độ cao, [CO2] giảm,[O2] tăng

+ Thực hiện đồng thời cả hai chu trình cố định CO2 liên hợp với nhau+ Về giải phẫu: lá của cây C4 có hai loại lục lạp: lục lạp của tế bào mô giậu vàlục lạp của tế bào bao quanh bó mạch

+ Thực vật C4 có điểm bù CO2 rất thấp, điểm bù ánh sáng cao, không có hô hấpsáng

Sản phẩm quang hợp đầu tiên: chất hữu cơ có 4C trong phân tử (Axit oxalo axetic

– AOA)

Chu trình cố định CO 2

CO2

Tế bào bao quanh bó mạchAM

Axit pyruvic (C3)

ATPADPTế bào thịt lá

của các cây C4 mạnh hơn và có hiệu quả hơn các thực vật khác -> năng suất sinh học của cáccây C4 thường rất cao

+ Các cây C4 có con đường quang hợp tiến hóa hơn thực vật C3

+ Con đường cố định CO 2 ở thực vật CAM

Sản phẩm quang hợp đầu tiên: chất hữu cơ có 4C trong phân tử (Axit oxalo axetic

+ Do quang hợp trong điều kiện quá khó khăn nên cường độ quang hợp của cácthực vật mọng nước thường thấp, năng suất sinh vật học cũng vào loại thấp và sinh trưởngchậm hơn các thực vật khác

 So sánh sự khác nhau của thực vật C 3 , C 4 và CAM

Đặc điểm Thực vật C 3 Thực vật C 4 Thực vật CAM

Enzim cacboxyl hóa RiDP - cacboxylaz RiDP-cacboxylazPEP-cacboxylaz RiDP-cacboxylazPEP-cacboxylaz

Thời gian cố định CO 2 Ngoài sáng Ngoài sáng Trong tối

Hiệu ứng nhiệt cao lên

Chu trình CAM

Chu trình canvin

Điểm bù ánh sáng Thấp Cao, khó xác định Cao, khó xác định

Năng suất sinh học Trung bình Cao gấp đôi C3 Thấp

II – Quang hô hấp

- Điều kiện để xảy ra hô hấp sáng:

+ Là thực vật C3

+ Điều kiện ánh sáng cao, nhiệt độ cao, nồng độ oxi cao

+ Có 3 bào quan tham gia: lục lạp, ti thể, peroxixom

+ Cường độ ánh sáng mạnh thì quá trình tổng hợp NADPH2 tăng cường nên nồng độNADPH2 tăng gây ức chế quang hợp Quang hô hấp sử dụng NADPH2 nên làm giảm nồng độcủa nó xuống và quang hợp tiến hành bình thường

III – Ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến quang hợp

- Nồng độ CO2

+ Điểm bù CO2: Hàm lượng CO2 giúp cho cường độ quang hợp mạnh bằng cường độ hôhấp (khác nhau tùy từng loại cây)

+ Điểm bão hòa CO2: [CO2] để cường độ quang hợp đạt cao nhất

- Cường độ ánh sáng: trong giới hạn thích hợp, cường độ quang hợp tỉ lệ thuận với cường độánh sáng cho đến điểm bão hòa

+ Điểm bù ánh sáng: cường độ ánh sáng để cường độ quang hợp bằng cường độ hô hấp+ Điểm bão hòa ánh sáng: cường độ ánh sáng để cường độ quang hợp đạt cao nhấtChất lượng ánh sáng cũng ảnh hưởng đến cường độ quang hợp:

+ Tia đỏ giúp tổng hợp nhiều cacbohydrat

+ Tia lam giúp tổng hợp nhiều protein

- Nhiệt độ: Cường độ quang hợp tỉ lệ thuận sự tăng nhiệt độ cho đến điểm tối ưu (25-350C) sauđó sẽ giảm nhanh

+ Pha sáng: tăng nhiệt độ lên 100C, cường độ quang hợp tăng 1-1.4 lần

+ Pha tối: tăng nhiệt độ lên 100C, cường độ quang hợp tăng 2-3 lần

- Nước

- Dinh dưỡng khoáng

IV – Quang hợp và năng suất cây trồng

- Các biện pháp nâng cao năng suất cây trồng thông qua quang hợp

N kt = (F CO2 L K f K kt ) n (tấn/ha)

Nkt: năng suất kinh tế (phần chất hữu cơ tích lũy trong cơ quan kinh tế)

FCO2: khả năng quang hợp [cường độ quang hợp (mg CO2/dm2 lá/giờ) và hiệu suất quanghợp (g chất khô/m2 lá/ngày)]

L: diện tích quang hợp (gồm chỉ số diện tích lá: m2 lá/m2 đất)

Kf: hệ số hiệu quả quang hợp (tỉ lệ giữa phần chất khô còn lại và tổng số chất khôquang hợp được)

Kkt: hệ số kinh tế (tỉ số giữa số chất khô tích lũy trong cơ quan kinh tế và tổng số chấtkhô quang hợp được)

n: thời gian hoạt động của bộ máy quang hợp

Chương 4 Hô Hấp

I – Cơ quan và bào quan hô hấp

- Cơ quan hô hấp: thực vật không có cơ quan chuyên trách về hô hấp Quá trình hô hấp xảy ra

ở tất cả các tế bào sống

- Bào quan quang hợp: ti thể

II – Cơ chế hô hấp: Hô hấp gồm 3 giai đoạn:

- Đường phân: phân tử đường glucoze C6H12O6 bị phân cắt thành 2 phân tử axit pyruvic, 2 phântử NADPH2 và 2ATP

DAP (C3)

11

a photpho

Có O 2 Không có

ATP

a pyruvic a enolpyruvic a 2PG a 3PG

- Hô hấp hiếu khí hoặc phân giải kị khí

axetyl Co-Axit  chu trình KrebsGlucoze  a pyruvic

+ Các quá trình lên men có thể xảy ra trong cây:

_ Lên men etylic:

Ý nghĩa của hô hấp yếm khí:

_ Hô hấp yếm khí là một quá trình bắt buộc trong điều kiện thiếu oxi cho hô hấphiếu khí Nếu duy trì lâu trong điều kiện yếm khí thì cây sẽ chết vì năng lượng sinh

ra ít nhưng lại tiêu tốn nhiều nguyên liệu và sản sinh một số sản phẩm như rượu, axit nếu tích lũy nhiều sẽ gây độc

_ Hô hấp yếm khí cũng là một phản ứng thích nghi của cây giúp cây tồn tại tạm thờitrong điều kiện thiếu oxi

+ Chu trình Krebs

CO2

ADPATP

Axit malic (C 4 )

Axit fumaric (C 4 ) Axit

succinic (C 4 )

Succinyl A (C 4 )

Co-Axit α cêtoglutaric (C 5 )

Axit isocitric (C 6 )

Axit citric (C 6 )

Ý nghĩa của chu trình:

_ Là chu trình hô hấp hiếu khí cơ bản nhất cho tất cả thế giới sinh vật

_ Sinh ra các chất khử NADH2, FADH2 cùng với NADH2 do đường phân sinh ra sẽtham gia vào chuỗi truyền e  ATP

_ Tạo ra nhiều sản phẩm trung gian là nguyên liệu quan trọng cho việc tổng hợp cácchất hữu cơ trong cây

- Chuỗi chuyền e và quá trình photphorin hóa oxi hóa tạo ra ATP và H2O có sự tham gia của O2

+ Đường đi của e từ NADH2 và FADH2 đến O2 không khí

Axit pyruvic

FAD+ Cơ chế:

2H+

1 cặp điện tử NADH2  FAD: tạo 1ATP

1 cặp điện tử Cyt b  Cyt c: tạo 1ATP

1 cặp điện tử Cyt a  O2: tạo 1ATP

1FADH2 qua chuỗi chuyền e tạo 2ATP

III – Hệ số hô hấp (RQ)

- Hệ số hô hấp là tỉ số giữa số phân tử CO2 thải ra và số phân tử O2 lấy vào khi hô hấp

+ RQ = 1 khi nguyên kiệu hô hấp là các chất cacbonhidrat và quá trình oxi hóa triệt để+ RQ < 1 khi nguyên liệu hô hấp là các axit amin, axit béo hoặc protein, lipit

+ RQ > 1 khi nguyên liệu hô hấp là các axit hữu cơ

VD: nguyên liệu hô hấp là glucoze thì hệ số hô hấp được tính:

16

+ Giúp chuẩn đoán được nguyên liệu và trạng thái hô hấp của cây

+ Dựa vào hệ số hô hấp giúp đề ra các biện pháp bảo quản nông sản thích hợp và cácbiện pháp gieo trồng và chăm sóc cây hợp lí hơn

IV – Mối quan hệ giữa hô hấp và quang hợp

+ Quan hệ trái ngược

Thời gian

xảy ra

Cả ngày lẫn đêm, suốt quá trình sông của thực vật

Khi có ánh sáng

Vị trí Ở ti thể của tất cả các tế bào Ở lục lạp các tế bào chứa sắc tố quanghợpBản chất Là quá trình dị hóa, chủ yếu là các phản ứng oxi hóa Là quá trình đồng hóa, chủ yếu là các phản ứng khửNăng lượng Giải phóng năng lượng Tích lũy năng lượng

Nguyên liệu Glucoze + O2 CO2 + H2O

Sản phẩm ATP + CO2 + H2O Glucoze + CO2

Từ C6 (glucoze) qua đường phân  AlPG  APG  a pyruvic

Từ CO2 vào chu trình Calvin  APG

Vai trò

Chuyển hóa năng khó sử dụng trong các chất hữu cơ thành NL dễ sử dụng tích trong ATP và giải phóng NL dưới dạng nhiệt

Chuyên quang năng thành hóa năng tích trong chất hữu cơ, tạo chất hữu cơ

+ Quan hệ thống nhất:

_ Là hai khâu quan trọng trong quá trình chuyển hóa NL của sinh giới, trực tiếp phốihợp nhau duy trì sự sống, sự sinh trưởng và phát triển của thực vật

_ Có chung các hệ enzim và một số chất trung gian

_ Gồm hàng loạt các phản ứng oxi hóa khử tạo thành chu trình khép kín

V – Các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến hô hấp

- Nhiệt độ: nhân tố quan trọng nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến hô hấp

- Ánh sáng: ảnh hưởng gián tiếp đến hô hấp

- Độ ẩm của mô

- Nồng độ O2, CO2

Chương 5 Cảm Ứng Ở Thực Vật

I – Hướng động

- Các kiểu hướng động

+ Hướng đất

_ Rễ hướng đất dương; thân, ngọn cây hướng đất âm

_ Nguyên nhân: sự phân bố không đều các tác nhân: ánh sáng  lượng auxin phânbố không đều (auxin di chuyển ngược với nguồn sáng), nhu cầu về auxin của rễ tương đối thấp

_ Cơ chế: Nơi có nhiều ánh sáng, ít auxin, phù hợp với nhu cầu của một bên bề mặtrễ  bộ phận này sinh trưởng nhanh (nơi tiếp xúc trực tiếp với nguồn sáng)

Nơi có ít ánh sáng, nhiều auxin, ức chế sinh trưởng của bên kia bề mặt rễ

 bộ phận này sinh trưởng chậm (nơi đối diện với nguồn sáng)

_ Kết quả: rễ mọc cong xuống phía dưới

+ Hướng sáng

_ Thân, ngọn cây hướng sáng dương

_ Nhu cầu về auxin của thân, ngọn cây cao hơn  nơi nhiều auxin (phía đối diệnnguồn sáng) bộ phận đó sẽ sinh trưởng nhanh

_ Kết quả: thân, ngọn cây mọc cong về phía nguồn sáng

+ Hướng nước: Rễ cây có khuynh hướng phát triển về phía có nguồn nước

+ Hướng hóa: Rễ cây hướng hóa dương đối với nguồn phân khoáng, hướng hóa âm đối

với các hóa chất độc hại như axit, khí độc

+ Hướng tiếp xúc: Rễ, thân, nhánh mọc vòng, các tua cuốn cong lại bò lan theo hình

dạng vật chướng ngại khi tiếp xúc vật cản

- Vai trò: giúp cây thích ứng với sự biến động của điều kiện môi trường

Là các vận động có liên quan đếnsự phân chia và lớn lên của các tếbào; thường là các vận động theođồng hồ sinh học

Tác nhân Do sự va chạm mạnh Do sự ảnh hưởng của nhiệt độ, ánhsáng, hoocmon thực vật

Cơ chế

Khi có tác nhân kích thích làm chotế bào mất sức trương nước  cơquan, bộ phận phản ứng (co lại)

Khi có sự thay đổi nhiệt độ, thờigian chiếu sáng, hoặc ảnh hưởngcủa hoocmon làm đồng hồ sinh họchoạt động  cơ thể phản ứng theonhịp đồng hồ sinh học

Các kiểu vân động

Vận động tự vệ ở cây trinh nữ; vậnđộng bắt mồi ở các loài cây ăn sâubọ v.v

Vận động nở hoa (theo nhiệt độ vàtheo ánh sáng); vận động ngủ thức;vận động quấn vòng v.v

- Vai trò: giúp cây thích nghi đa dạng với biến đổi của môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, đảmbảo cho cây tồn tại và phát triển nhanh hay châm theo nhịp điệu sinh học

 So sánh hướng động và ứng động

- Giống nhau: là những phản ứng của thực vật trước những điều kiện môi trường khácnhau, giúp thực vật thích nghi với sự thay đổi của điều kiện môi trường và sinh trưởng pháttriển tốt

Do sự thay đổi trạng thái trương nước, co rút chất nguyênsinh, thay đổi, trạng thái sinh lí, sinh hóa của tế bào theonhịp sinh học