Bài 1. Trao đổi nước ở thực vật

Vai trò của nitơ đối với thực vật II.. Vai trò của nitơ đối với thực vật nhiên... Có trong thành phần của hầu hết các chất trong cây: – Protein; – Axit nucleic; – Các sắc tố quang hợp; –

Gi¸o viªn: nguyÔn kh¾c sÕ (st)

Trao đổi nitơ ở thực vật

Họ và tên: Nguyễn Ngọc Quang

Lớp: k8 CNTN sinh học Giáo viên hướng dẫn: Vũ Văn Vụ

Nội Dung

I Vai trò của nitơ đối với thực vật

II Các nguồn nitơ – chu trình nitơ trong tự

nhiên

III Quá trình cố định nitơ khí quyển

IV Quá trình chuyển hoá nitơ trong cây

Nội Dung

I Vai trò của nitơ đối với thực vật

nhiên

Vai trò của nitơ đối với thực vật

1 Có trong thành phần của hầu hết các chất trong cây:

– Protein;

– Axit nucleic;

– Các sắc tố quang hợp;

– Các hợp chất dự trữ năng lượng: ATP, ADP;

– Các chất điều hoà sinh trưởng…

Vai trò của nitơ đối với thực vật

2 Tham gia trong các quá trình trao đổi

chất và năng lượng

→Có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lý của cây trồng

→Có vai trò đặc biệt quan trọng với sự sinh

trưởng, phát triển của cây  quyết định năng suất, chất lượng

Nội Dung

II Các nguồn nitơ – chu trình nitơ trong tự

nhiên

• Trong tự nhiên Nitơ tồn tại dưới hai dạng:

Dạng tự do: N2 tồn tại trong khí quyển

Dạng hợp chất – Vô cơ: NH4+, NO3

• Các dạng Nitơ trên chuyển hóa lẫn nhau nhờ hoạt động của sinh vật tao nên chu trình nitơ trong tự nhiên:

Các dạng nitơ cung cấp cho cây

• Quá trình tổng hợp hoá học: 3-5kg/ha/năm

• Quá trình cố định nhờ vi khuẩn và vi khuẩn lam sống tự do: 10-15kg/ha/năm

• Quá trình cố địng nhờ vi khuẩn và tảo sống cộng sinh: 150-200kg/ha/năm

• Từ xác động vật, thực vật và vi sinh vật

• Nguồn nitơ con người trả lại sau thu hoạch

Nội Dung

nhiên

III Quá trình cố định nitơ khí quyển

• Trong không khí N2 chiếm 78,16% nhưng thực vật không sử dụng được do trong phân tử có

Trong tự nhiên có ba con đường cố

1 Quá trình hóa học

• Đòi hỏi nhiệt độ và áp suất rất cao

• Hiệu suất thường thâp

• Chỉ xảy ra khi có sấm sét hay hoạt động của núi lửa

• Ngày nay con người đã sử dụng phương pháp hoá học rất phổ biến để chế tạo phân đạm

2 Quá trình cố định nhờ vi khuẩn

sống tự do

Vi khuẩn hiếu khí thuộc chi: Azotobacter và

Beijerinckia

Vi khuẩn kị khí thuộc chi: Clostridium

Vi khuẩn lam sống tự do thuộc chi anabaena

Tuy nhiên sản phẩm cố định không nhiều nên

ít có ứng dụng trong thực tế

3 Quá trình cố định vi khuẩn và vi khuẩn

lam sống cộng sinh

Vi khuẩn lam sống cộng sinh trong bèo hoa

dâu

Chi nấm Actinomyces sống cộng sinh trong rễ

của cây hai lá mầm

Vi khuẩn nốt sần cộng sinh với cây họ đậu

Vi khuẩn lam sống cộng sinh trong

bèo hoa dâu

• Những vi khuẩn lam thuộc chi: Anabaena

• Điều kiện cực thuân:

Vi khuẩn nốt sần cộng sinh với

cây họ đậu

• 1866 H Hellriegel và H Wilfarth phát hiện

nhữnga cây họ đậu có khả năng cố định nitơ

• 1888 M.W Beijerinck phân lập được vi khuẩn

này và đặt tên cho nó là: Bacillus radicicola

• Năm 1889 B Frank xếp nó và một chi riêng là

Rhizobium

• Ngày nay ngươi ta đã mô tả được 11.000 loài

Những chi chính của Rhizobia

Cấu tạo

• Khi còn non tế bào có hình que với kích thước: 0,5-0,9 x 1,2-3,0µm, bắt mấu thuốc nhuộm

đồng đều, có khả năng di động nhờ tiên mao

• Khi già tế bào có dạng hình cầu, bất động, bắt màu thuốc nhuộm alinin không đều

• Khi nuôi cấy nhân tạo các tế bào chúng thường

• Khi nghiên cứu các nốt sần hữu hiệu người ta tách được chất tạo nên màu hồng của nốt sần là

Quá trình hình thành nốt sần

• Mỗt loài Vk chỉ có thể hình thành nốt sấn trên một loài cây họ đậu xác định

• Sự xâm nhập và hình thành nốt sần là một cơ chế phức tạp được điều hoà bởi gen

• Người ta đã xác định đựơc gen tham gia quá trình đó:

+ Ở thực vật là: nod: + nodP, nodQ, nodH

+ nodE, nodF, nodL

Cơ chế phân tử quá trình

Điều kiện để có quá trình cố định

Nitơ khí quyển

• Có các lực khử mạnh: Fed-H2, NAD-H2,

FAD-H2;

• Được cung cấp năng lượng ATP;

• Có sự tham gia của enzym Nitrogenaza;

Nguồn lực khử và năng lượng

• Do đối tượng có khả năng cố định Nitơ tự tạo ra;

• Lấy ra từ quá trình quang hợp, hô hấp, lên men của đối tượng cộng sinh cung cấp

• Là một phức hệ protein gồm hai thành phần

1 Protein sắt hay nitrogenaza khử hay thành

phần II, gồm hai tiểu phần đồng nhất có khối lượng 2x2900đvC

2 Protein sắt – molipden hay thành phần I có

khối lượng là 220.000 đvC chứa 2Mo, 30Fe

và 20-30S gồm 4 tiểu phần: 2x50 và

2x60.000

IV Quá trình biến đổi Nitơ trong

cây

• Quá trình amon hoá: NO3- → NH4+

• Quá trình hình thành axit amin

Quá trình amon hoá

• Cây hút từ đất: NO3- và NH4+

• Cây chỉ cần NH4+ để hình thành axit amin;

→ Cần biến đổi NO3- → NH4+

Các chất cần cho quá trình

khử Nitrat

• Flavoprotein ( enzym có cofecmen là

FAD + kim loại hoạt hoá Mo, Cu, Mn, Mg):

Cơ chế

ra sự khử hai điện tử của nitrat thành nitrit:

tử:

Quá trình hình thành axit amin

 Quá trình hô hấp của cây  xetoaxit

R-COOH;

 Quá trình tổng hợp glutamin và glutamat

 Quá trình trao đổi NH2  các xetoaxit →

→ a.a

- 4 phản ứng hình thành các axit amin;

– Các phản ứng chuyển amin hoá  20 axit amin  các protein + các hợp chất thứ cấp.

4 phản ứng chuyển amin hoá hình

thành axit amin

Cơ chế hoạt động của glutamin- aminotransferases