HƯỚNG DẪN HỌC SINH HỌC 11

Mục tiêu Học xong phần A1 học sinh phải : - Trình bày đợc các dạng nớc trong cây và vai trò của nó đối với đời sống của cây.. Các dạng nớc trong cây và vai trò của nó - Nớc tự do - Nớc

NguyÔn Quang Vinh - Vò V¨n Vô

Híng dÉn häc vµ «n tËp Sinh häc 11

PhÇn bèn Sinh häc c¬ thÓ

Chơng I.

Chuyển hoá vật chất và năng lợng

A Chuyển hoá vật chất và năng lợng ở thực vật

A1 Trao đổi nớc ở thực vật

I Mục tiêu

Học xong phần A1 học sinh phải :

- Trình bày đợc các dạng nớc trong cây và vai trò của nó đối với đời sống của cây

- Mô tả đợc quá trình hấp thụ nớc ở rễ, quá trình vận chuyển nớc ở thân, quá trình thoát hơi nớc ở lá và mối liên quan giữa các quá trình này với các điều kiện môi trờng

- Giải thích đợc cơ chế của các động lực : động lực đẩy của rễ, động lực trung gian của thân, động lực hút của lá

- Trình bày đợc cơ sở khoa học của việc tới nớc hợp lí cho cây trồng

- Xây dựng t duy logic về mối liên quan chặt chẽ giữa cấu trúc và chức năng của cơ thể thực vật

II Tóm tắt nội dung

Nớc là yếu tố quan trọng bậc nhất đối với tất cả các cơ thể sống Nớc quyết định

sự phân bố thực vật trên trái đất

Thực vật không thể sống thiếu nớc Chỉ cần giảm 30% hàm lợng nớc trong tế bào

là đã gây ra sự kìm hãm đáng kể những chức năng sinh lý quan trọng của cơ thể và

ảnh hởng đến quá trình sinh trởng, phát triển của toàn cây

Trao đổi nớc ở thực vật bao gồm quá trình hấp thụ nớc ở rễ, quá trình vận chuyển nớc từ rễ lên lá, quá trình thoát hơi nớc từ lá ra ngoài không khí Ba quá trình này, trong điều kiện bình thờng, hoạt động nhịp nhàng, liên tục, liên hệ

khăng khít với nhau, tạo nên trạng thái cân bằng nớc cần thiết cho sự sống của thực vật.

1 Các dạng nớc trong cây và vai trò của nó

- Nớc tự do

- Nớc liên kết

Vai trò : Nớc tự do vẫn giữ đợc tính chất vật lý,hoá học và sinh học của nớc nên có các vai trò sau : làm dung môi,hạ nhiệt độ bề mặt bay hơi,tham gia vào các phản ứng hoá học,tạo độ nhớt thích hợp của chất nguyên sinh cho các quá trình trao đổi chất Nớc liên kết chỉ còn giữ đ-

ợc vai trò cấu trúc của chất nguyên sinh và thể hiện tính chống chịu của

tế bào

2 Quá trình hấp thụ nớc ở rễ

Thực vật thuỷ sinh hấp thụ nớc từ môi trờng xung quanh qua bề mặt các tế bào biểu bì của toàn cây

Thực vật trên cạn hấp thụ nớc từ đất qua bề mặt tế bào biểu bì của rễ, trong đó chủ yếu qua các tế bào biểu bì đã phát triển thành lông hút

Quá trình hấp thụ nớc ở rễ xảy ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau:

* Giai đoạn nớc từ đất vào lông hút

Để hấp thụ nớc , tế bào lông hút có ba đặc điểm cấu tạo và sinh lí phù hợp với chức năng nhận nớc từ đất:

- Thành tế bào mỏng, không thấm cutin

- Chỉ có một không bào trung tâm lớn

- áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp của rễ mạnh

Vì vậy các dạng nớc tự do và dạng nớc liên kết không chặt từ đất đợc lông hút hấp thụ một cách dễ dàng nhờ sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu(từ áp suất thẩm thấu thấp đến áp suất thẩm thâu cao),hay nói một cách khác,nhờ sự chênh lệch về thế n-ớc(từ thế nớc cao đến thế nớc thấp)

* Giai đoạn nớc từ lông hút vào mạch gỗ(mạch xilem) của rễ

Sau khi vào tế bào lông hút,nớc chuyển vận một chiều qua các tế bào vỏ,nội bì vào mạch gỗ của rễ do sự chênh lệch sức hút nớc theo hớng tăng dần từ ngoài vào trong giữa các tế bào

Có hai con đờng vận chuyển nớc từ lông hút vào mạch gỗ:

- Qua thành tế bào và các gian bào đến dải Caspary( Con đờng vô bào - Apoplats )

- Qua phần nguyên sinh chất và không bào ( Con đờng tế bào - Symplats )

* Giai đoạn nớc bị đẩy từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của thân

Nớc bị đẩy từ rễ lên thân do một lực đẩy gọi là áp suất rễ Có hai hiện tợng minh hoạ áp suất rễ: Hiện tợng rỉ nhựa và hiện tợng ứ giọt

úp cây trong chuông thuỷ kín,sau một đêm, ta sẽ thấy các giọt nớc ứ ra ở mép lá qua thuỷ khổng Nh vậy mặc dù không khí trong chuông thuỷ tinh đã bão hoà hơi nớc,nớc vẫn bị đẩy từ mạch gỗ của rễ lên lá và không thoát đợc thành hơi nên ứ thành các giọt

3 Quá trình vận chuyển nớc ở thân

* Đặc điểm của con đờng vận chuyển nớc từ rễ lên lá

Nớc đợc chuyển từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của lá Con đờng này dài( có thể tình bằng mét ) và nớc vận chuyển chủ yếu qua mạch dẫn do lực đẩy của

rễ , lực hút của lá và không bị cản trở,nên nớc đợc vận chuyển với vận tốc lớn

* Điều kiện để nớc có thể vận chuyển ở con đờng này: Đó là tính liên tục của cột nớc,nghĩa là không có bọt khí trong cột nớc

* Cơ chế đảm bảo sự vận chuyển của cột nớc: Lực cố kết giữa các phân tử H2O phải lớn cùng với lực bám của các phân tử H2O với thành mạch phaỉ thắng

đợc lực trớng( trọng lợng cột nớc )

4 Quá trình thoát hơi nớc ở lá

Cần nắm vững ý nghĩa của quá trình thoát hơi nớc ở lá trên cơ sở các số liệu sau:Trong 1000 gam nớc cây hấp thụ qua rễ thì 990 gam nớc thoát ra ngoài không khí qua lá dới dạng hơi Đó là quá trình thoát hơi nớc Macximôp-nhà Sinh lý thực vật ngời Nga đã viết : " thoát hơi nớc là tai hoạ tất yếu của cây"

4.1 Con đờng thoát hơi nớc ở lá:

Có hai con đờng thoát hơi nớc ở lá:

a) Con đờng qua khí khổng:

4.3 Các phản ứng đóng mở khí khổng: Quan sát sự đóng mở khí khổng, thấy rằng: Nếu chuyển cây từ trong tối ra ngoài sáng thì khí khổng mở và ngợc lại Nh vậy rõ ràng là ánh sáng là nguyên nhân gây nên việc đóng mở khí khổng Đó chính là phản ứng mở quang chủ động Tuy nhiên một số cây khi thiếu nớc (bị hạn) khí khổng cũng đóng lại để tránh sự thoát hơi nớc, mặc dù cây vẫn ở ngoài sáng Đó là phản ứng đóng thuỷ chủ động Trong trờng hợp này axit apxixic (ABA) tăng lên là nguyên nhân gây ra việc đóng khí khổng Ngoài ra có một số cây sống trong điều kiện thiếu nớc (cây xơng rồng, các cây mọng nớc ở sa mạc) để tiết kiệm nớc đến mức tối đa, khí khổng đóng hoàn toàn vào ban ngày, chỉ khi mặt trời lặn, khí khổng mới mở

Rõ ràng là: Quá trình thoát hơi nớc ở lá đã tạo ra một lực hút rất lớn, kéo cột nớc

từ rễ lên lá Tất nhiên cột nớc này phải đảm bảo tính liên tục và tính liên tục này chỉ có thể có đợc khi quá trình vận chuyển nớc ở thân hoạt động

Rõ ràng là một sự phối hợp hoạt động của ba quá trình này đã đa đợc các phân tử nớc từ đất vào rễ cây và sau đó nớc đợc đa lên tận ngọn cây, mặc dù cây có thể cao tới vài ba mét đến hàng trăm mét

5 Cơ sở khoa học của việc tới nớc hợp lý cho cây trồng

5.1.Cân bằng nớc và vấn đề hạn của cây trồng

Cân bằng nớc đợc hiểu nh sự tơng quan giữa quá trình hấp thụ nớc và quá trình thoát hơi nớc Khi sự mất nớc đợc bù lại bằng sự nhận nớc đến mức cây bão hoà n-

ớc thì đó là trạng thái cân bằng nớc dơng,khi có sự thiếu hụt nớc trong cây thì đó

là trạng thái cân bằng nớc âm ở trạng thái này cây bắt đầu thiếu nớc và gọi là cây

bị hạn Vấn đề đặt ra bây giờ là phải tới nớc cho cây trồng

5.2 Tới nớc hợp lí cho cây trồng:

Để có một chế độ nớc thích hợp tạo điều kiện tốt cho sinh trởng và đạt năng suất cao của cây trồng cần phải thực hiện việc tới nớc một cách hợp lý cho chúng Vậy thế nào là tới nớc hợp lý ? Đó là việc trả lời và thực hiện cùng một lúc ba vấn đề sau:

- Khi nào cần tới nớc ?

- Lợng nớc cần tới là bao nhiêu ?

- Cách tới nh thế nào ?

Vấn đề khi nào cần tới nớc, khoa học hiện đại ngày nay căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lý của chế độ nớc của cây trồng nh : sức hút nớc của lá,nồng độ hay áp suất thẩm thấu của dịch tế bào,trạng thái của khí khổng,cờng độ hô hấp của lá, Về l… -ợng nớc tới phải căn cứ vào nhu cầu nớc của từng loài cây,tính chất vật lý ,hoá học của từng loại đất và các điều kiện môi trờng cụ thể Vấn đề cuối cùng là cách tới nớc Vấn đề này cũng phụ thuộc vào các nhóm cây trồng khách nhau Ví dụ :Đối với lúa nớc thì có thể tới ngập nớc còn đối với các cây trồng cạn thì nói chung cần tới đạt 80% ẩm dung toàn phần của đất Cách tới nớc còn phụ thuộc vào các loại

đất Ví dụ: Đối với đất cát phải tới nhiều lần,đối với đất mặn phải tới nhiều nớc hơn nhu cầu nớc của cây,…

III Câu hỏi và bài tập

III 1 Câu hỏi ôn tập

Câu 1 Nêu các dạng nớc trong cây và vai trò của các dạng nớc trong đời sống của cây ?

Câu 2 Đặc điểm cấu trúc và sinh lí của lông hút liên quan đến quá trình hấp thụ nớc ?

Câu 3 Nêu hai con đờng hấp thụ nớc ở rễ và vai trò của vòng đai Caspari? Câu 4 Hiểu thế nào là áp suất rễ và áp suất rễ đợc biểu hiện bằng các hiện t-ợng nào ? Mô tả các hiện tợng đó

Câu 5 Nêu ý nghĩa của quá trình thoát hơi nớc ở lá ?

III 2 Bài tập trắc nghiệm Bài 1 Trong điều kiện nào sau đây thì sức căng trơng nớc ( T ) tăng :

A Đa cây vào trong tối

C Tới nớc cho cây

C có khả năng tạo áp suất cao ở rễ so với các cây khác

D không có khả năng kiểm tra lợng nớc và các chất khoáng hấp thụ

Bài 4 Mùa hè gió mạnh thờng làm gẫy nhiều cây hơn mùa đông

A vì mùa hè nớc trong cây ít làm cho cành giòn hơn

B vì mùa đông nớc trong cây ít làm cành cứng hơn

C vì mùa hè cây rụng nhiều lá

D vì mùa đông cây rụng lá, do nhiệt độ thấp cây không lấy

đ-ợc nớc Bài 5 Dung dịch trong mạch rây ( floem ) gồm 10 - 20% chất hoà tan Đó

là chất nào trong các chất sau đây :

A Tinh bột

B Protein

C ATP

D Sacarôzơ

IV Hớng dẫn trả lời câu hỏi và bài tập

III 1 Câu hỏi ôn tập

Câu 1 Nêu đợc hai dạng nớc : nớc tự do, nớc liên kết và phân biệt đợc

đặc điểm tự do, đặc điểm liên kết của hai dạng nớc Từ đó nêu vai trò của dạng nớc tự do với đầy đủ vai trò của nớc ở dạng phân tử, trong khi đó nớc liên kết chỉ còn vai trò cấu trúc

Câu 2 Nêu 3 đặc điểm cấu trúc và sinh lí của lông hút :

- thành tế bào mỏng, không thấm cutin

- chỉ có một không bào trung tâm lớn chiếm gần hết thể tích tế bào

- áp suất thẩm thấu của tế bào lông hút rất lớn vì hoạt động hô hấp luôn luôn cao

Câu 3 Nêu đợc hai con đờng vận chuyển nớc từ lông hút vào mạch gỗ của

con đờng : - con đờng vô bào : nhận đợc nhiều nớc, nhng lợng nớc và các chất khoáng hoà tan không đợc điều chỉnh và kiểm tra

- con đờng tế bào thì ngợc lại

Từ việc phân tích trên dẫn ra vòng đai Caspari nằm trên con đờng vô bào ở tế bào nội bì nhằm khắc phục nhợc điểm của con đờng này

Câu 4 Ap suất rễ là lực đẩy nớc từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của thân

Ap suất rễ đợc biểu hiện bằng hai hiện tợng: rỉ nhựa và ứ giọt Mô tả hai hiện tợng này ( xem SGK )

Câu 5 Gợi ý trả lời : Thoát hơi nớc ở lá sẽ :

- Giảm nhiệt độ bề mặt lá

- Lấy đợc CO2 phục vụ cho quá trình quang hợp

- Tạo lực hút nớc từ rễ lên thân

III 2 Bài tập trắc nghiệm

Câu 1 A Câu 2 B Câu 3 D Câu 4 D Câu 5 D

A2 Trao đổi chất khoáng và nitơ ở thực vật

I Mục tiêu

Học xong phần A2 học sinh phải :

- Trình bày đợc các cơ chế hấp thụ chất khoáng

- Giải thích đợc vai trò của các nguyên tố khoáng trong đời sống thực vật

- Mô tả đợc các quá trình trao đổi nitơ trong đất, trong cây

- Giải thích đợc mối liên quan giữa quá trình hô hấp với quá trình trao

đổi khoáng và nitơ

II Tóm tắt nội dung

1 Sự hấp thụ các nguyên tố khoáng

Các chất khoáng ở trong đất thờng tồn tại dới dạng hoà tan và phân ly thành các ion mang điện tích dơng (cation) và ion mang điện tích âm (anion)

Các nguyên tố khoáng thờng đợc hấp thụ vào cây dới dạng ion qua hệ thống rễ là chủ yếu Có hai cách hấp thụ các ion khoáng ở rễ:

* Cách bị động:

- Các ion khoáng khuyếch tán theo sự chênh lệch nồng độ từ cao đến thấp

- Các ion khoáng hoà tan trong nớc và vào rễ theo dòng nớc.

- Các ion khoáng hút bám trên bề mặt các keo đất và trên bề mặt rễ trao

đổi với nhau khi có sự tiếp xúc giữa rễ và dung dịch đất Cách này gọi là hút bám trao đổi

* Cách chủ động:

Phần lớn các chất khoáng đợc hấp thụ vào cây theo cách chủ động này Tính chủ động ở đây đợc thể hiện ở tính thấm chọn lọc của màng sinh chất và các chất khoáng cần thiết cho cây đều đợc vận chuyển trái với qui luật khuyếch tán, nghĩa là nó vận chuyển từ nơi có nồng độ thấp ở đất đến nơi có nồng độ cao, thậm chí rất cao (hàng chục,hàng trăm lần) ở rễ Vì cách hấp thụ khoáng này mang tính chọn lọc và ngợc với gradient nồng độ nên cần thiết phải có năng lợng ,tức là sự tham gia của ATP và của một chất trung gian ,thờng gọi là chất mang ATP và chất mang đợc cung cấp từ quá trình trao đổi chất, mà chủ yếu là quá trình hô hấp Nh vậy lại một lần nữa chúng ta thấy rằng: Quá trình hấp thụ nớc và các chất khoáng đều liên quan chặt chẽ với quá trình hô hấp của

rể

2 Vai trò của các nguyên tố khoáng

*Vai trò của các nguyên tố đa lợng:

Các nguyên tố đa lợng thờng đóng vai trò cấu trúc trong tế bào, là thành phần của các đại phân tử trong tế bào (protein, lipit, axit nucleic, ) Các nguyên tố đa lợng còn ảnh hởng đến tính chất của hệ thống keo trong chất nguyên sinh nh: điện tích bề mặt, độ ngậm nớc, độ nhớt và độ bền vững của

hệ thống keo

*Vai trò của các nguyên tố vi lợng:

Các nguyên tố vi lợng thờng là thành phần không thể thiếu đợc hầu hết các enzym Chúng hoạt hoá cho các enzym này trong các quá trình trao đổi chất của cơ thể

Vai trò của các nguyên tố đa lợng, vi lợng đợc minh hoạ ở bảng sau (Bảng2.1)

P PO43-, H2PO4- Thành phần của acit nucleic,ATP, cần

cho sự nở hoa,đậu quả,phát triển hệ rễ

e-, xúc tác tổng hợp clorophin

-Mo MoO43- Xúc tác cố định Nitơ, chuyển NO3-.

3 Các con đờng dẫn truyền nớc,chất khoáng, chất hữu cơ

Quan niệm hiện nay vẫn cho rằng có hai con đờng dẫn truyền:

1.Nớc, muối khoáng từ rễ lên lá theo mạch gỗ (xilem)

2.Các chất hữu cơ từ lá xuống rễ theo mạch rây (phlôem)

Tuy nhiên hai con đờng này không hoàn toàn độc lập với nhau Chẳng hạn nớc có thể từ mạch gỗ sang mạch rây và từ mạch rây về mạch gỗ tuỳ theo thế nớc trong mạch rây

4 Trao đổi nitơ ở thực vật

4.1 Vai trò của Nitơ đối với thực vật:

Rể cây hấp thụ Nitơ ở hai dạng: Nitơ nitrat (NO3-) và Nitơ amôn (NH4+) trong đất Các dạng Nitơ này đợc hình thành do sự biến đổi từ Nitơ phân tử trong khí quyển bằng con đờng oxy hoá và con đờng khử, trong đó con đờng cố định Nitơ khí quyển đóng vai trò quan trọng Ngoài ra các quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ của vi sinh vật đất và lợng phân bón hàng năm đã cung cấp một lợng khá lớn Nitơ cho cây trồng

Nitơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sinh trởng, phát triển của cây trồng

và do đó nó quyết định năng suất và chất lợng thu hoạch Nitơ 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 lợng: ADP, ATP, các chất điều hoà sinh trởng

Nh vậy Nitơ vừa có vai trò cấu trúc, vừa tham gia trong các quá trình trao đổi chất

và năng lợng Nitơ có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lý của cây trồng

4.2 Quá trình cố định nitơ khí quyển

Nitơ phân tử (N2) có một lợng lớn trong khí quyển (%) và mặc dù "tắm mình trong biển khí nitơ" phần lớn thực vật vẫn hoàn toàn bất lực trong việc sử dụng khi nitơ này May mắn thay nhờ có Enzym Nitrogenaza và lực khử mạnh (Fred-H2, FAD-H2, NAD-H2), một số vi khuẩn sống tự do và cộng sinh đã thực hiện đợc việc khử N2 thành dạng nitơ cây có thể sử dụng đợc: NH4+ Đó chính là quá trình cố định nitơ khí quyển, thực hiện bởi các nhóm vi khuẩn tự do (Azôtobacterium, Closterium, Anabaena, Nostoc, ) và các vi khuẩn cộng sinh (Rhizobium trong nốt sần rễ cây Bộ Đậu, Anabaena azolleae trong cây dơng xỉ -Azolla: bèo hoa dâu) theo cơ chế sau:

Các vi khuẩn tự do có thể cố định hàng chục kilogam NH4+, còn các vi khuẩn cộng sinh có thể cố định hàng trăm kilogam NH4+/ha/năm

2H 2H 2H

N≡N NH=NH NH2 - NH2 2NH3

4.3 Quá trình biến đổi Nitơ trong cây

* Quá trình Amôn hóa: NO3- → NH4+

Cây hút đợc từ đất cả hai dạng nitơ oxy hóa (NO3-) và nitơ khử (NH4+), nhng cây chỉ cần dạng NH4+ để hình thành các axit amin nên việc trớc tiên mà cây phải làm

là việc biến đổi dạng NO3- thành dạng NH4+

Quá trình amôn hoá xảy ra theo các bớc sau đây:

NO3- NO2- NH4+

* Quá trình hình thành axit amin:

Quá trình hô hấp của cây tạo ra các xêtoaxit (R-COOH), và nhờ quá trình trao đổi nitơ các xêto axit này có thêm gốc NH2 để thành các axit amin

Có 4 phản ứng để hình thành các axit amin và sau đó có các phản ứng chuyển amin hóa để hình thành 20 axit amin và từ các axit amin này thực vật có thể tạo vô vàn các protein và các hợp chất thứ cấp khác của thực vật

Sau đây là các phản ứng khử amin hoá để hình thành các axit amin:

- xetoglutaric + NH2 = glutamin

- axit pyruvic + NH2 = alanin

- axit fumaric + NH2 = aspartic

- axit oxaloaxetic + NH2 = aspartic

4.4 Vấn đề bón phân hợp lý cho cây trồng

Theo sự tính toán của các nhà Sinh lí thực vật, phân bón quyết định 50% năng suất cây trồng Vì vậy vấn đề bón phân hợp lí cho cây trồng là vấn đề hết sức quan trọng trong nông nghiệp Cũng nh vấn đề tới nớc hợp lí, vấn đề bón phân hợp lí cho cây trồng cũng phải trả lời và thực hiện bốn vấn đề sau: Bón bao nhiêu, bón khi nào, bón thế nào và bón phân gì ?

a) Về lợng phân bón phải căn cứ vào các yếu tố sau đây:

- Nhu cầu dinh dỡng của cây trồng (lợng chất dinh dỡng để hình thành một đơn vị thu hoạch)

- Khả năng cung cấp chất dinh dỡng của đất

Cách tính nh sau: 1,4 50 100

Lợng nitơ cần phải bón: = 116,7 kg Nitơ 60

b) Về thời kì bón phân phải căn cứ vào các quá trình sinh trởng của mỗi loại cây trồng

c) Về cách bón phân: bón lót (bón trớc khi trồng), bón thúc (bón trong quá trình sinh trởng của cây) và có thể bón phân qua đất hoặc bón phân qua lá

d) Việc bón phân gì phải căn cứ vào vai trò của mỗi loại phân bón và biểu hiện của cây khi thiếu dinh dỡng

III Câu hỏi và bài tập

III 1 Câu hỏi ôn tập

Câu 1 Trình bày cơ chế hấp thụ khoáng và nêu sự khác nhau của các cơ chế này ?

Câu 2 Nêu vai trò chung và vai trò của một số nguyên tố đại lợng N, P, K,

Mg, S, Ca ?

Câu 3 Nêu vai trò chung và vai trò của một số nguyên tố vi lợng Fe, Co,

B ?

Câu 4 Trình bày quá trình cố định nitơ khí quyển ?

Câu 5 Nêu các quá trình biến đổi nitơ trong cây ?

III 2 Bài tập trắc nghiệm

1 Các nguyên tố vi lợng cần cho cây với một lợng rất nhỏ vì :

A Phần lớn chúng đã có trong cây

B Chức năng chính của chúng là hoạt hoá enzym

C Phần lớn chúng đợc cung cấp từ hạt

D Chúng có vai trò trong các hoạt động sống của cơ thể

2 Phần lớn các chất hữu cơ trong cây đợc tạo nên từ :

B là quá trình oxyhoá N2 trong không khí

C thực hiện nhờ enzym nitrogenaza

D dễ thực hiện bởi N2 là bản thể có hoạt tính cao

4 Quá trình khử Nitrat ( NO3- ):

A thực hiện chỉ ở thực vật

B thực hiện ở ty thể

C thực hiện bởi enzym nitrogenaza

D bao gồm phản ứng khử nitrit - > nitrat

5 Trong các nốt sần ở rễ, các vi khuẩn cố định nitơ lấy từ cây chủ :

A nitơ hoà tan trong nhựa cây

B oxy hào tan trong nhựa cây

C nitrat

D đờng

IV Trả lời câu hỏi và bài tập

III 1 Câu hỏi ôn tập

Câu 1 Nêu đợc hai cơ chế hấp thụ khoáng : cơ chế bị động và cơ chế chủ

động với các hình thức nh đã nêu trong SGK Phân biệt sự khác nhau giữa hai cơ chế: Cơ chế bị động chủ yếu theo cơ chế khuếch tán và không cần năng lợng Cơ chế chủ động là cơ chế hấp thụ các chất ngợc với gradien nồng độ, do đó đòi hỏi cung cấp năng lợng và đôi khi cả các chất trung gian (chất mang )

Câu 2 Nêu vai trò chung của các nguyên tố đại lợng : là thành phần của các

đại phân tử trong tế bào, tham gia vào cấu trúc của các thành phần của tế bào, mô, cơ quan, cơ thể

Vai trò của các chất cụ thể : trả lời theo các kiến thức trình bày trong SGK, cần

lu ý vai trò đặc trng của từng nguyên tố Ví dụ: N là thành phần của chất diệp lục, thành phần quan trọng trong hợp chất protein, axit nucleic P là thành phần quan trọng trong các chất dự trữ năng lợng và trong axit nucleic K có vai trò chủ yếu trong việc cân bằng nớc và ion Mg là thành phần của chất diệp lục Ca là thành phần quan trọng của thành tế bào S là thành phần của một số axit amin quan trọng

nh xistin, xistein, metionin

Câu 3 Vai trò chung của các nguyên tố vi lợng : Dựa vào các kiến thức trong SGK để trả lời Chú ý đến vai trò tham gia vào quá trình trao đổi chất với t cách là thành phần của các coenzim và hoạt hoá enzim Một số nguyên tố cụ thể :

Fe có vai trò hoạt hoá enzim tổng hợp chất diệp lục Co tham gia hoạt hoá enzim nitrogenaza B tham gia hoạt hoá enzim auxin- oxidaza

Câu 4 - Nêu đợc hai nhóm vi khuẩn cố định nitơ khí quyển

- Nêu đợc 4 điều kiện cố định nitơ khí quyển

- Nêu cơ chế cố định nitơ khí quyển - cơ chế khử

Câu 5 - Nêu quá trình khử nitrat với các lực khử NADH và FedH2

- Nêu quá trình đồng hoá nhóm NH4+ để hình thành axit amin với

4 phản ứng khử amin hoá và amin hoá

III 2 Bài tập trắc nghiệm

Câu 1 B Câu 2 B Câu 3 C Câu 4 A Câu 5 D

A3 Quang hợp

I Mục tiêu

Học xong phần A3, học sinh phải :

- Trình bày đợc khái niệm và vai trò của quang hợp

- Giải thích đợc mối liên quan chặt chẽ giữa chức năng và bộ máy quang hợp

- Phân biệt và so sánh đợc sự giống nhau và khác nhau về các con đờng cố

định CO2 ở các nhóm thực vật C3, C4, CAM

- Giải thích đợc các ảnh hởng của các nhân tố môi trờng đến quang hợp

- Liên hệ và vận dụng đợc giữa lí luận với thực tiễn vấn đề điều khiển chức năng quang hợp với mục đích nâng cao năng suất cây trồng

II Tóm tắt nội dung

1.Khái niệm về quang hợp

1.2 Vai trò của quá trình quang hợp

tự dỡng) Vì vậy ngời ta gọi thực vật và một số vi sinh vật quang hợp là các sinh vật quang tự dỡng và luôn đứng đầu chuỗi thức ăn trong các hệ sinh thái

Động vật lấy thức ăn trực tiếp từ thực vật Nhu cầu ăn, mặc, ở của con ngời đợc cung cấp gián tiếp (qua động vật) và trực tiếp từ thực vật

b) Hầu hết các dạng năng lợng sử dụng cho các quá trình sống của các sinh vật trên trái đất( năng lợng hoá học tự do - ATP ) đều đợc biến đổi từ năng

lợng ánh sáng mặt trời (năng lợng lợng tử) do quá trình quang hợp

c) Quang hợp giữ trong sạch bầu khí quyển: Hàng năm quá trình quang hợp của các cây xanh trên trái đất đã hấp thụ 600 tỉ tấn khí CO2 và giải phóng 400 tỉ tấn

khí O2 vào khí quyển Nhờ đó tỉ lệ CO2 và O2 trong khí quyển luôn đợc giữ cân bằng (CO2: 0,03%, O2: 21%), đảm bảo cuộc sống bình thờng trên trái đất.

1.3 Bản chất hoá học và khái niệm hai pha của quang hợp:

Trên cơ sở các thí nghiệm :

- chiếu sáng nhấp nháy

- ánh sáng và nồng độ CO2

- đo hệ số nhiệt Q10

đã xác định : quang hợp gồm quá trình oxy hoá H2O nhờ năng lợng ánh sáng

Đây là giai đoạn gồm các phản ứng cần ánh sáng, phụ thuộc vào ánh sáng, gọi là pha sáng của quang hợp Pha sáng hình thành ATP, NADPH và giải phóng O2 Tiếp theo là quá trình khử CO2 nhờ ATP và NADPH do pha sáng cung cấp Đây là giai đoạn gồm các phản ứng không cần ánh sáng, nhng phụ thuộc vào nhiệt độ, gọi

là pha tối của quang hợp Pha tối hình thành các hợp chất hữu cơ, bắt đầu là đờng glucôzơ

- Nhóm sắc tố của thực vật bậc thấp - phycobilin:

Phycoerythrin: C34H47N4O8

Vai trò của các nhóm sắc tố trong quang hợp:

a) Nhóm Clorophin hấp thụ ánh sáng chủ yếu ở vùng đỏ và vùng xanh tím chuyển năng lợng thu đợc từ các phôton ánh sáng cho quá trình quang phân ly H2O và cho các phản ứng quang hóa để hình thành ATP và NADPH

b) Nhóm Carotenoit sau khi hấp thụ ánh sáng, đã truyền năng lợng thu đợc

dới dạng huỳnh quang cho Clorophin

c) Nhóm Phycobilin hấp thụ ánh sáng ở vùng sóng ngắn, sóng có thể tới đợc nơi sinh sống của rong, rêu, tảo, ( d… ới tán rừng hoặc dới các lớp nớc sâu )

3 Cơ chế quang hợp

3.1 Pha sáng

Trong pha này hệ sắc tố thực vật hấp thụ năng lợng của các phôtôn ánh sáng và sử dụng năng lợng này cho các quá trình: quang hoá sơ cấp, quang phân li nớc và photphorin hoá quang hoá

Trong pha này ATP và NADPH hình thành từ pha sáng đợc sử dụng để khử CO2 tạo ra chất hữu cơ đầu tiên-đờng glucôzơ Pha tối đợc thực hiện bằng ba chu trình

ở ba nhóm thực vật khác nhau: thực vật C3, thực vật C4 và thực vật CAM (viết tắt

từ cụm từ Crassulacean Acid Metabolism - trao đổi acit ở họ Thuốc bỏng)

Nh vậy quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM đều có một điểm chung là giống nhau ở pha sáng, chúng chỉ khác nhau ở pha tối - tức là pha cố định CO2 và tên gọi thực vật C3, C4 là gọi theo sản phẩm cố định CO2 đầu tiên, còn thực vật CAM là gọi theo đối tợng thực vật có con đờng cố định CO2 này

1 Con đờng cố định CO2 ở thực vật C3

2 Con đờng cố định CO2 ở thực vật C4

3 Con đờng cố định CO2 ở thực vật CAM

Bảng giải thích và phân biệt các nhóm thực vật

4 ảnh hởng của các nhân tố môi trờng đến Quang hợp

Quang hợp là quá trình cơ bản trong hoạt động sống của cơ thể thực vật, có quan

hệ mật thiết với tất cả các quá trình trao đổi chất khác của cơ thể và chịu ảnh ởng liên tục của nhân tố môi trờng

b)Điểm bão hoà CO2:Nồng độ CO2 tối đa để cờng độ quang hợp đạt cao nhất

4.2 Quang hợp và cờng độ,thành phần quang phổ ánh sáng

Trong các yếu tố môi trờng liên quan đến quang hợp, ánh sáng là yếu tố cơ bản để tiến hành quang hợp

Trong mối liên quan này, cần lu ý hai khái niệm :

a) Điểm bù ánh sáng: Cờng độ ánh sáng tối thiểu để cờng độ quang hợp và hô hấp bằng nhau.

b) Điểm bão hoà ánh sáng: Cờng độ ánh sáng cực đại để cờng độ quang hợp đạt cực đại

Về thành phần quang phổ ánh sáng: Đã nghiên cứu mối quan hệ giữa cờng độ quang hợp và thành phần quang phổ ánh sáng và thấy rằng: Nếu cùng một cờng

độ chiếu sáng thì ánh sáng đơn sắc màu đỏ sẽ có hiệu quả quang hợp lớn hơn ánh sáng đơn sắc màu xanh tím

Vai trò của nớc đối với quang hợp có thể tóm tắt nh sau:

Hàm lợng nớc trong không khí, trong lá ảnh hởng đến quá trình thoát hơi nớc,do

đó ảnh hởng đến độ mở khí khổng,tức là ảnh hởng đến tốc độ hấp thụ CO2 vào lục lạp

Nớc ảnh hởng đến tốc độ sinh trởng và kích thớc của bộ máy đồng hoá

Nớc ảnh hởng đến tốc độ vận chuyển các sản phẩm quang hợp

Hàm lợng nớc trong tế bào ảnh hởng đến độ hidat hoá của chất nguyên sinh và

do đó đến điều kiện làm việc của hệ thống enzim quang hợp

Quá trình thoát hơi nớc đã điều hoà nhiệt độ của lá,do đó ảnh hởng đến quang hợp

Sau cùng nớc là nguyên liệu trực tiếp cho quang hợp với việc cung cấp H+ và e cho phản ứng sáng

5.5 Quang hợp và dinh dỡng khoáng

Chú ý học theo sơ đồ minh hoạ trong SGK

5 Quang hợp và năng suất cây trồng

5.1 Quang hợp quyết định năng suất cây trồng

Ngời ta đã chứng minh đợc rằng: Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định năng suất cây trồng Phân tích thành phần hoá học trong sản phẩm thu hoạch của cây trồng ta sẽ có các số liệu sau: C: 45%, O: 42-45%, H: 6,5% chất khô Tổng ba nguyên tố này chiếm 90-95% khối lợng chất khô Phần còn lại: 5-10% là các nguyên tố khoáng Rõ ràng là 90-95% sản phẩm thu hoạch của cây lấy từ CO2 và H2O thông qua hoạt động quang hợp Chính vì vậy chúng ta có thể khẳng định rằng: Quang hợp quyết định 90-95% năng suất cây trồng

Timiriazev-nhà Sinh lí thực vật ngời Nga đã viết: " Bằng cách điều khiển chức năng quang hợp, con ngời có thể khai thác cây xanh vô hạn " Trồng trọt đúng là một hệ thống sử dụng chức năng cơ bản của cây xanh - chức năng quang hợp và tất cả các biện pháp kĩ thuật của hệ thống trồng trọt đều nhằm mục đích sao cho mọi hoạt động của bộ máy quang hợp có hiệu quả nhất

Có thể nói: Trồng trọt chính là ngành kinh doanh năng lợng mặt trời

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

Đã có nhiều nghiên cứu làm sáng tỏ mối quan hệ giữa hoạt động của bộ máy quang hợp và năng suất cây trồng Nhitriporovich- nhà Sinh lí thực vật ngời Nga

đã đa ra biểu thức năng suất cho mối quan hệ này:

Nkt = (FCO2.L.Kf Kkt)n

Nkt : năng suất kinh tế-phần chất khô tích luỹ trong cơ quan kinh tế

FCO2: khả năng quang hợp gồm: cờng độ quang hợp (mg CO2/dm2 lá.giờ) và hiệu suất quang hợp (gam chất khô/m2lá.ngày)

L: diện tích quang hợp, gồm chỉ số diện tích lá (m2 lá/m2 đất) và thế năng quang hợp (m2 lá.ngày)

Kf: hệ số hiệu quả quang hợp - tỷ số giữa phần chất khô còn lại và tổng số chất khô quang hợp đợc

Kkt: hệ số kinh tế - tỷ số giữa số chất khô tích luỹ trong cơ quan kinh tế và tổng số chất khô quang hợp đợc

n: thời gian hoạt động của bộ máy quang hợp

Từ biểu thức trên chúng ta thấy rằng: năng suất cây trồng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Khả năng quang hợp của giống cây trồng (FCO2)

- Nhịp điệu sinh trởng của bộ máy quang hợp (L)

- Khả năng tích luỹ chất khô vào cơ quan kinh tế (Kf, Kkt)

- Thời gian hoạt động của bộ máy quang hợp (n).

Nh vậy các biện pháp kĩ thuật nhằm nâng cao năng suất cây trồng chính là các biện pháp nhằm :

5.3 Triển vọng của năng suất cây trồng

Trên quan điểm quang hợp, muốn tăng năng suất cây trồng, chúng ta phải điều khiển quần thể quang hợp cả ba mặt: thành phần tạo nên quần thể, cấu trúc của quần thể và hoạt động của quần thể, sao cho có hiệu quả nhất Trong thực tế sản xuất,ngời ta đã nghiên cứu tạo ra các quần thể quang hợp có năng suất rất cao nhquần thể quang hợp của vi tảo Chlorella, quần thể quang hợp tối u của thực vật trong điều kiện khí hậu nhân tạo Các hệ quang hợp này đã sử dụng đợc 5% ánh sáng mặt trời và cho năng suất khoảng 125 tạ /ha ( vùng ôn đới ), 250 tạ / ha ( vùng nhiệt đới ), trong khi hầu hết các quần thể cây trồng, kể cả quần thể rừng nhiệt đới chỉ mới sử dụng đợc 0,5 - 2,5% ánh sáng mặt trời và cho năng suất khoảng 50 tạ / ha

Trong tơng lai với sự tiến bộ của các phơng pháp chọn, lai tạo giống mới , với sự hoàn thiện các biện pháp kĩ thuật canh tác, chắc chắn việc nâng cao năng suất cây trồng ở một đất nớc giầu ánh sáng nh nớc ta sẽ có triển vọng rất to lớn

III Câu hỏi và bài tập

III 1 Câu hỏi ôn tập

1 Vì sao nói : Quang hợp là quá trình oxi hoá khử ?

2 Nêu vai trò của quang hợp ?

3 Trong màng thylacoit của lục lạp có 2 hệ thống quang hoá: PS I và PS II

a) PS I hay PS II hoặc cả hai chứa sắc tố hấp thụ ánh sáng

Đó là những nhóm sắc tố nào ?b) Quang phân ly H2O xảy ra ở đâu,sản phẩm của chúng

là gì ? Sản phẩm nào đợc sử dụng cho phản ứng sáng ?c) Một số vi khuẩn quang hợp không có quá trình quang phân ly H2O mà phân huỷ các hợp chất khác Hãy chọn

một hợp chất đúng trong các hợp chất sau đây : H2S,CH4,Na2SO4,C2H4

4 Cây cối có thể điều chỉnh số lợng và chất lợng ánh sáng chiếu vào nó đợc không ? Bằng cách nào ?

5 Khi đo cờng độ quang hợp của cây trồng vùng nhiệt đới ngời ta thấy có hiện cờng độ quang hợp giảm vào buổi tra Hãy giải thích hiện tợng này

III 2 Bài tập trắc nghiệm

1 I Sinh vật tự dỡng cũng là sinh vật quang dỡng

II Chỉ khoảng 1% tổng số ánh sáng chiếu xuống mặt đất đợc sử dụng cho quang hợp

III Chất lợng và cờng độ ánh sáng thay đổi theo chiều thẳng đứng của tán cây rừng

IV Cờng độ và chất lợng ánh sáng thay đổi theo chiều thẳng đứng của cột nớc

Tổ hợp nào dới đây là đúng:

D đòi hỏi ít dinh dỡng hơn

E sử dụng ít ATP hơn trong pha tối so với thực vật C3

4 Các chất dới đây đều có màu Đối với chất nào thì màu sắc không liên quan trực tiếp đến chức năng của nó ?

B giảm đến điểm bù CO2 của cây C3

C giảm đến điểm bù CO2 của cây C4

D tăng

E giảm tới dới điểm bù CO2 của cây C4

6 NADPH có vai trò gì trong quang hợp :

A cùng với chlorophyll hấp thụ năng lợng ánh sáng

B nhận e đầu tiên của pha sáng

C thành viên trong chuỗi truyền e để hình thành ATP

D cùng với PSII giúp quá trình quang phân ly nớc

E mang e đến chu trình Canvin-Benson

7 Chu trình Canvin-Benson không phụ thuộc trực tiếp vào ánh sáng,

nh-ng khônh-ng xảy ra vào ban đêm,vì sao ?

A ban đêm nhiệt độ thấp không thích hợp với các phản ứng hoá học

B nồng độ CO2 thờng giảm vào ban đêm

C chu trình Canvin-Benson phụ thuộc vào các sản phẩm của pha sáng

D thực vật thờng mở khí khổng vào ban đêm

E ban đêm thực vật không hình thành nớc cần cho chu trình Canvin-Benson

8 Thực vật chịu hạn mất một lợng nớc tối thiểu bởi vì :

A sử dụng con đờng CAM

B giảm độ dày của lớp cutin lá

C vòng caspary phát triển giữa lá và cành

D có khoảng chứa nớc lớn trong lá

E sử dụng con đờng C3

9 Trong quang hợp của thực vật C4

A APG là sản phẩm cố định CO2 đầu tiên

B RuBiSCO xúc tác cho quá trình trên

C Axit 4C đợc hình thành bởi PEP-cacboxylaza ở tế bào bao bó mạch

D quang hợp xảy ra trong điều kiện nồng độ CO2 thấp hơn so với thực vật C3

E CO2 đợc tách từ RiDP chuyển đến phản ứng với PEP

10 Pha sáng của quang hợp sẽ cung cấp cho pha tối :

12 Khi nhiệt độ cao, lợng oxy hoà tan cao hơn CO2 trong lục lạp, cây nào dới đây sự sinh trởng không giảm :

IV Trả lời câu hỏi và bài tập

IV 1 Câu hỏi ôn tập

Câu 1 Nói : Quang hợp là quá trình oxi hoá khử, vì quang hợp là một quá trình hoá học gồm 2 pha rõ rệt : Pha sáng là pha oxi hoá H2O nhờ năng lợng ánh sáng và pha tối là pha khử CO2 nhờ ATP và NADPH hình thành từ pha sáng

Câu 2 Vai trò của quang hợp : Nêu đầy đủ 3 vai trò :

- Quang hợp là quá trình gần nh duy nhất tạo ra chất hữu cơ từ các chất vô cơ

- Quang hợp biến đổi năng lợng vật lí ( năng lợng phôtôn ) thành năng ợng hoá học dự trữ trong các chất hữu cơ ( ATP )

l Quang hợp hấp thụ CO2 và thải O2, giúp cân bằng tỉ lệ CO2 và O2 trong khí quyển và chỉ với tỉ lệ này con ngời và mọi sinh vật trên trái đất này mới tồn tại đợc

Câu 3 a) Cả hai hệ thống quang hoá đều chứa sắc tố Đó là các nhóm sắc

tố : clorophin và carotenoit

b) Quang phân li H2O xảy ra ở pha sáng ( PS II ) Sản phẩm của quá trình này là NADPH và O2 Sản phẩm NADPH đợc sử dụng cho phản ứng tối

c) Hợp chất đúng là H2S

Câu 4 Có Bằng cách :

- Sắp xếp các tầng lá trên cây

- Xoay bề mặt lá vuông góc hoặc song song với tia sáng

- Thay đổi bề mặt chiếu sáng hoặc vị trí của lục lạp

- Thay đổi hàm lợng và tỉ lệ các nhóm sắc tố

Câu 5 Cờng độ quang hợp giảm vào buổi tra ở vùng nhiệt đới trong mùa

hè, vì buổi tra mùa hè nhiệt độ rất cao, cây phải thoát rất nhiều nớc Để tiết kiệm nớc cây phải đóng bớt khí khổng ( khép hờ ) Trong trờng hợp này, sự thoát hơi nớc giảm, nhng lợng CO2 hấp thụ lại ít và dẫn đến cờng độ quang hợp giảm

IV 2 Bài tập trắc nghiệm

Câu 1 B Câu 2 B Câu 3 B Câu 4 A

Câu 5 C Câu 6 E Câu 7 C Câu 8 A Câu 9 D Câu 10 D Câu 11 C Câu 12 B

A4 Hô hấp thực vật

I Mục tiêu

Học xong phần A4, học sinh phải :

- Giải thích đợc khái niệm về hô hấp và vai trò của nó đối với đời sống thực vật

- Mô tả đợc các giai đoạn của cơ chế hô hấp : quá trình, sản phẩm, nơi xảy

ra, điều kiện xảy ra

- Trình bày đợc ảnh hởng của các nhân tố môi trờng đến hô hấp

- Biết vận dụng vào thực tế các biện pháp bảo quản nông sản trên quan

điểm hô hấp

II Tóm tắt nội dung

1 Khái niệm về hô hấp thực vật

1.1 Định nghĩa và phơng trình hô hấp

Hô hấp là quá trình oxi hoá các hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O đồng thời giải phóng năng lợng cần thiết cho các hoạt động sống của cơ thể

Phơng trình tổng quát của quá trình hô hấp đợc viết nh sau:

C6H12O6 + O2  6CO2 + 6H2O +Q (năng lợng : ATP + nhiệt) 1.2 Vai trò của quá trình hô hấp

Hô hấp đợc xem là quá trình sinh lí trung tâm của cây xanh, có vai trò đặc biệt quan trọng trong các quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lợng:

- Trớc hết thông qua quá trình hô hấp, năng lợng hoá học tự do dới dạng ATP đợc giải phóng từ các hợp chất hữu cơ và năng lợng dới dạng ATP này đợc sử dụng cho các quá trình sống của cơ thể: quá trình trao đổi chất, quá trình hấp thụ và vận chuyển chủ động các chất, quá trình vận

động sinh trởng, quá trình phát quang sinh học, Cụ thể là 1 phân tử…glucôzơ khi hô hấp hiếu khí giải phóng 36 ATP, tức là cơ thể thực vật đã thu đợc gần 50% năng lợng có trong 1 phân tử glucôzơ (674 kcal/M)

- Trong các giai đoạn của quá trình hô hấp, nhiều sản phẩm trung gian đã

đợc hình thành và các sản phẩm trung gian này lại là đầu mối (nguyên liệu) của các quá trình tổng hợp nhiều chất khác trong cơ thể Với vai trò này hô hấp đợc xem nh quá trình tổng hợp cả về mặt năng lợng lẫn mặt vật chất

2 Cơ chế hô hấp

Cơ chế hô hấp với các giai đoạn hô hấp sau:

- Con đờng đờng phân

- Chu trình Crép

- Chuỗi truyền điện tử và quá trình photphorin hoá

Các giai đoạn của quá trình hô hấp trong cơ thể thực vật có thể tóm tắt nh sau: a) Giai đoạn phân giải đờng (đờng phân) xảy ra ở chất tế bào trong điều kiện yếm khí: Glucôzơ 2 Axit pyruvic

b) Phân giải kị khí và hô hấp hiếu khí

Phân giải kị khí (lên men) xảy ra ở chất tế bào cha có sự tham gia của O2 Axit pyruvic Rợu Etilic

Axit pyruvic Axit Lactic

Hô hấp hiếu khí xảy ra ở ty thể với sự có mặt của O2:

RQ của nhóm hydrat cacbon bằng 1

Ví dụ : C6H12O6 + 6 O2 = 6CO2 + 6H2O

RQ = 6/6 = 1

RQ của nhóm lipit,protein thờng < 1

RQ của nhiều acit hữu cơ thờng > 1

ý nghĩa của hệ số hô hấp: Hệ số hô hấp cho biết nguyên liệu (bản thể) đang hô hấp là nhóm chất gì và trên cơ sở đó có thể đánh giá tình trạng hô hấp và tình trạng của cây

4 Năng lơng hô hấp

Hô hấp sáng không có ý nghĩa về mặt năng lợng (không giải phóng ATP), nhng lại tiêu tốn 30-50% sản phẩm quang hợp.

6 Hô hấp và các điều kiện môi trờng

Nhiệt độ tối u cho hô hấp trong khoảng 35 - 400C

Nhiệt độ tối đa cho hô hấp trong khoảng 45 - 550C Trên nhiệt độ tối đa, bộ máy hô hấp sẽ bị phá huỷ

6.2 Hô hấp và hàm lợng nớc trong cơ thể, cơ quan hô hấp

Nớc vừa là dung môi vừa là môi trờng cho các phản ứng hoá học xảy ra Nớc còn tham gia trực tiếp vào quá trình oxi hoá nguyên liệu hô hấp Vì vậy hàm lợng n-

ớc trong cơ quan, cơ thể hô hấp liên quan trực tiếp đến cờng độ hô hấp

Các nghiên cứu cho thấy: Cờng độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lợng nớc (độ ẩm

t-ơng đối) của cơ thể, cơ quan hô hấp Hàm lợng nớc trong cơ quan hô hấp càng cao thì cờng độ hô hấp càng cao và ngợc lại Hạt thóc, ngô phơi khô có độ ẩm khoảng

13 - 16% có cờng độ hô hấp rất thấp (ở mức tối thiểu)

6.3 Hô hấp và nồng độ O2, CO2 trong không khí

a) O2 tham gia trực tiếp vào việc oxi hoá các chất hữu cơ và là chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi truyền điện tử để sau đó hình thành nớc trong hô hấp hiếu khí Vì vậy nếu nồng độ O2 trong không khí giảm xuống dới 10% thì hô hấp sẽ bị

ảnh hởng và khi giảm xuống dới 5% thì cây chuyển sang hô hấp kị khí-dạng hô hấp không có hiệu quả năng lợng rất bất lợi cho cây trồng.

b) CO2 là sản phẩm của quá trình hô hấp Các phản ứng đêcacbôxi hoá để giải phóng CO2 là các phản ứng thuận nghịch Nếu hàm lợng CO2 cao trong môi tr-ờng sẽ làm cho phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch và hô hấp bị ức chế

7 Hô hấp và vấn đề bảo quản nông sản, thực phẩm, rau quả

1 Mục tiêu của bảo quản:

Giữ đợc đến mức tối đa số lợng và chất lợng của đối tợng bảo quản trong suốt quá trình bảo quản

2 ảnh hởng của hô hấp trong quá trình bảo quản:

a) Hô hấp tiêu hao chất hữu cơ của đối tợng bảo quản, do đó làm giảm số ợng và chất lợng trong quá trình bảo quản

l-b) Hô hấp làm tăng nhiệt độ trong môi trờng bảo quản, do đó làm tăng cờng độ hô hấp của đối tợng bảo quản

c) Hô hấp làm tăng độ ẩm của đối tợng bảo quản, do đó làm tăng cờng độ hô hấp của đối tợng bảo quản

d) Hô hấp làm thay đổi thành phần khí trong môi trờng bảo quản: Khi hô hấp tăng O2 sẽ giảm , CO2 sẽ tăng và khi O2 giảm quá mức, CO2 tăng quá mức thì hô hấp ở đối tợng bảo quản sẽ chuyển sang dạng hô hấp yếm khí và đối tợng bảo quản sẽ bị phân huỷ nhanh chóng

3 Các biện pháp bảo quản:

Để giảm cờng độ hô hấp đến mức tối thiểu ( không giảm đến 0 vì đối tợng bảo quản sẽ chết) ngời ta thờng sử dụng ba biện pháp bảo quản sau đây:

a) Bảo quản khô: Biện pháp bảo quản này thờng sử dụng để bảo quản các loại hạt trong các kho lớn Trớc khi đa hạt vào kho, hạt đợc phơi khô với độ ẩm khoảng 13-16% tuỳ theo từng loại hạt.

b) Bảo quản lạnh: Phần lớn các loại thực phẩm, rau quả đợc bảo quản bằng

ph-ơng pháp này Chúng đợc giữ trong các kho lạnh, tủ lạnh ở các ngăn có nhiệt

độ khác nhau Ví dụ: khoai tây ở 4, cải bắp ở 1, cam, chanh ở 6oC

c) Bảo quản trong điều kiện nồng độ CO2 cao: Đây là biện pháp bảo quản hiện đại

và cho hiệu quả bảo quản cao Biện pháp này thờng sử dụng các kho kín có nồng độ CO2 cao hoặc đơn giản hơn là các túi polietilen Tuy nhiên việc xác

định nồng độ CO2 thích hợp là điều hết sức quan trọng đối với các đối tợng bảo quản và mục đích bảo quản

III Câu hỏi và bài tập

III 1 Câu hỏi ôn tập

Câu 1 Vai trò của hô hấp trong đời sống thực vật và con ngời ?

Câu 2 Mối liên quan giữa phân giải kị khí ( lên men ) và hô hấp hiếu khí ?Câu 3 Hệ số hô hấp là gì ? Nêu ý nghĩa của của việc tính hệ số hô hấp ?

Câu 4 Hệ số hiệu quả năng lợng hô hấp là gì ? Cho một ví dụ về cách tính

hệ số này ?

Câu5 Hãy nêu cơ sở khoa học của các biện pháp bảo quản nông sản trên quan

điểm hô hấp ?

III 2 Bài tập trắc nghiệm

1 Pyruvat là sản phẩm cuối cùng của quá trình đờng phân

Điều khẳng định nào dới đây là đúng :

A Có nhiều năng lợng trong 6 phân tử CO2 hơn là trong 2 phân tử pyruvat

B Hai phân tử pyruvat chứa ít năng lợng hơn là một phân tử glucôzơ

C Pyruvat dễ ở trạng thái oxyhoá hơn là CO2

D Năng lợng trong 6 phân tử CO2 nhiều hơn trong 1 phân tử glucôzơ

2 Trong hô hấp hiếu khí, điện tử di chuyển xuôi dòng từ :

A Bản thể  chu trình Creps  ATP  NAD+

B Bản thể  NADH  chuỗi truyền điện tử  O2

C Bản thể  ATP  O2

D Bản thể  đờng phân  chu trình Creps  NADH  ATP

3 Phần lớn NADH giải phóng năng lợng cho chuỗi truyền điện tử là từ :

D Sử dụng enzym PEP- cacboxylaza

E Phụ thuộc vào cờng độ ánh sáng và nồng độ CO2

7 Con đờng trao đổi chất nào chung cho quá trình lên men và hô hấp hiếu khí :

8 Chất nhận điện tử cuối cùng của chuỗi truyền điện tử trong quá trình

photphorin hoá oxyhoá là :