Chuyên đề Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật

Khi có sự chênh lệch về nồng độ các chất hòa tan trong tế bào rễ và dung dịch đất, tùy từng trường hợp thì nước sẽ được hấp thụ vào rễ theo cơ chế thụ động hoặc tích cực.. + Động lực bên

SINH HỌC BEECLASS CHUYÊN ĐỀ LÍ THUYẾT (LT05) – 3/6/2018

(Đáp án gồm 49 trang) CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT

ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

I Nước là dung môi lí tưởng hòa tan các chất để thực hiện các phản ứng hóa sinh xảy ra trong

tế bào

II Nước chỉ tham gia vào các phản ứng hóa sinh như là một chất xúc tác của phản ứng

III Tạo nên màng nước thủy hóa bao bọc quanh các phần tử keo nguyên sinh chất, nhờ vậy

duy trì được cấu trúc và hoạt tính của keo nguyên sinh chất

IV Tạo nên dòng vận chuyển vật chất trong nội bộ tế bào và giữa các tế bào với nhau

V Hàm lượng nước liên kết trong chất nguyên sinh quyết định tính chống chịu của keo nguyên

sinh chất và của tế bào

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (II)

Vai trò quan trọng nhất của nước là tham gia vào quá trình trao đổi chất của thực vật, vai trò

đó thể hiện ở những mặt sau:

- Trước hết, nước là một dung môi Nước hòa tan được nhiều chất trong tế bào và hầu hết các

phản ứng hóa học trong tế bào thực vật đều xảy ra trong dung dịch nước

- Nước là một chất phản ứng Nước tham gia tích cực vào các phản ứng sinh hóa như là một cơ

chất của phản ứng Ví dụ, trong quang hợp, nước cung cấp hidro để khử NADP thành NADPH2

qua phản ứng quang phân li nước Nước cũng hoạt động như một chất cho nhóm hidroxil (OH)

trong một số phản ứng hidroxil hóa Trong hô hấp, nước cho oxi để cùng với oxi không khí oxi

hóa nguyên liệu

- Phản ứng hóa sinh chung nhất của nước là phản ứng thủy phân, đó là quá trình quan trọng

trong quá trình dị hóa (phân giải chất béo, phân giải polisaccarit, trao đổi protein ) Ngoài ra,

một vai trò quan trọng nữa của nước đó là vai trò hidrat hóa Nước được hấp thụ trên bề mặt

các hạt keo (protein, axit nucleic) và trên bề mặt các màng tế bào (màng sinh chất, màng

không bào, màng các bào quan) tạo thành lớp nước mỏng bảo vệ cho các cấu trúc sống của tế

bào

- Nước làm cho tế bào có độ thủy hóa nhất định, tạo nên áp suất thủy tĩnh (áp suất trương),

duy trì độ trương cho mô và tế bào, duy trì cấu trúc của các hợp chất cao phân tử, duy trì hình

thái của tế bào Áp suất thủy tĩnh đặc biệt cần thiết cho sinh trưởng của tế bào

Bản thân chất nguyên sinh chứa 80-90% nước Sự làm khô chất nguyên sinh sẽ làm thay đổi

A

lớn tính chất của nó Hàm lượng nước liên kết trong chất nguyên sinh quyết định tính chống chịu của keo nguyên sinh chất và của tế bào

Nước tạo nên dòng vận chuyển vật chất trong nội bộ tế bào và giữa các tế bào với nhau, tạo nên mạch máu lưu thông trong cây như tuần hoàn máu ở động vật

Ngoài những vai trò trên, nước cũng có vai trò điều hòa nhiệt độ của cây

Câu 2: Khi nói về hàm lượng nước và các dạng nước trong cây, có các phát biểu sau:

I Hàm lượng nước ở các loài khác nhau là khác nhau Hàm lượng nước ở các cơ quan khác nhau của cùng cơ thể là như nhau

II Hàm lượng nước trong cây phụ thuộc vào điều kiện môi trường và sự phát triển cá thể của thực vật Trạng thái cân bằng nước trong cây là sự cân bằng tĩnh

III Phần lớn nước trong cơ thể thực vật là nước liên kết (70%) và có vai trò đảm bảo độ bền vững của hệ thống keo trong chất nguyên sinh

IV Trong thành tế bào, nước chủ yếu tồn tại ở dạng liên kết

V Điều kiện nhiệt độ ảnh hưởng đến các dạng nước trong tế bào thực vật Khi nhiệt độ tăng thì hàm lượng nước tự do giảm

Có bao nhiêu phát biểu đúng?

+ Phải có hệ rễ phát triển để hút nước nhanh và nhiều từ đất

+ Phải có hệ mạch dẫn phát triển tốt để dẫn nước đã hút lên các cơ quan thoát hơi nước

+ Phải có hệ mô bì phát triển để hạn chế sự thoát hơi nước của cây

Ý nghĩa của các dạng nước trong cây:

+ Trong cơ thể thực vật, nước tự do chiếm phần lớn (70%) là nước còn di động được, và còn giữ nguyên những đặc tính của nước, cho nên đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của thực vật Do đó, người ta đã xác định rằng, lượng nước tự do quy định cường độ các quá trình sinh lí

+ Nước liên kết: dạng này chiếm khoảng 30% Tùy theo mức độ khác nhau dạng này mất tính chất ban đầu của nước: khả năng làm dung môi kém, nhiệt dung giảm, độ đàn hồi tăng, nhiệt

độ đông đặc thấp Vai trò của dạng nước này là đảm bảo độ bền vững của hệ thống keo nguyên sinh vì nó làm cho các phần tử phân tán khó lắng xuống, hiện tượng ngưng kết ít xảy ra Trong các cơ thể non hàm lượng nước liên kết lớn hơn cơ thể già Khi thực vật gặp điều kiện khô hạn, hàm lượng nước liên kết tăng lên Do vậy, có thể hàm lượng nước liên kết liên quan với tính chống chịu của thực vật: chịu hạn, chịu rét, chịu mặn

Trong thành tế bào: chủ yếu gồm nước liên kết bởi các chất cao phân tử xenluloz, hemixenluloz, các chất pectin, nước liên kết cấu trúc và nước bị hút trong các mao quản

Các điều kiện ngoại cảnh cũng ảnh hưởng đến các dạng nước trong cơ thể thực vật, trong đó điều kiện dinh dưỡng khoáng và nhiệt độ có ảnh hưởng lớn

Khi nhiệt độ tăng ảnh hưởng đến sự thủy hóa, lượng nước liên kết giảm, sự hút nước thẩm thấu tăng lên Ngoài ảnh hưởng đến sự thủy hóa, sự tăng nhiệt độ còn ảnh hưởng đến quá

A

trình trao đổi chất qua việc thúc đẩy quá trình thủy phân làm giảm hàm lượng các chất cao phân tử, dẫn đến việc giảm lượng nước liên kết và tăng lượng nước tự do

Câu 3: Cho những phát biểu sau về các dạng nước trong cây và đặc điểm hệ rễ của thực vật đối

với quá trình hấp thụ nước:

I Trong đất, nước tồn tại dưới ba trạng thái: rắn, lỏng và hơi Trong đó, chỉ trạng thái lỏng của nước có ý nghĩa đối với thực vật

II Ở trạng thái lỏng của nước, cây hấp thụ nhiều nhất ở dạng nước mao dẫn

III Những thực vật thủy sinh có hệ rễ phát triển và phân nhánh mạnh hơn thực vật trên cạn

IV Ngoài hệ rễ thì thân, lá cũng có khả năng hút nước

Có bao nhiêu phát biểu đúng?

Hướng dẫn: (II, IV)

Trong đất, nước tồn tại ở ba trạng thái: rắn, lỏng và hơi Trong đó hai trạng thái: lỏng và hơi có

ý nghĩa đối với thực vật

+ Trạng thái rắn: đó là nước kết tinh hay nước đá, cây không sử dụng được

+ Trạng thái hơi: là dạng nước chứa đầy trong các lỗ trống của đất, chuyển động chủ động theo quy luật khuếch tán hoặc bị động theo dòng khí Dạng này cây sử dụng được và có ý nghĩa trong quá trình hô hấp của rễ

+ Trạng thái lỏng: là dạng chủ yếu trong đất và gồm những dạng sau:

 Nước hấp dẫn: là dạng nước chứa đầy trong các khoảng trống giữa các phân tử đất Đây

là dạng nước tự do di dộng dễ dàng do lực hấp dẫn của đất yếu, cây hấp thụ dễ dàng

Tuy nhiên dạng nước này chỉ cung cấp cho cây trong một thời gian ngắn

 Nước mao dẫn: là nước chứa trong các ống mao dẫn của đất và bị các phần tử của đất giữ tương đối chặt Dạng nước này lắng chậm và là dạng nước rễ hút thường xuyên

trong đời sống của cây

 Nước màng: là dạng nước bao bọc xung quanh các phân tử đất, bị các phần tử keo đất giữ lại bằng một lực lớn nên ít được sử dụng Cây chỉ sử dụng được các lớp nước nằm

xa trung tâm các phần tử keo đất

 Nước ngậm: là dạng nước mà keo đất giữ với lực rất lớn Dạng này bị liên kết chặt bởi

các phần tử keo đất và cây không sử dụng được

Như vậy, cũng giống ở trong cây, nước trong đất cũng ở dạng tự do và dạng liên kết và về mặt

ý nghĩa sinh học, có thể là dạng cây sử dụng được và dạng cây không sử dụng được

Về đặc điểm của hệ rễ và kích thước của hệ rễ phụ thuộc vào loài cây và các điều kiện sinh thái Ví dụ, độ ẩm của đất ảnh hưởng đến sự phát triển của rễ: đất khô rễ thường ít phân nhánh mà thường ăn sâu xuống lớp đất ở phía dưới Các cây thủy sinh hút nước qua toàn bộ

bề mặt của cây nên hệ rễ biến dạng và ít phát triển Ngoài hệ rễ, thân, lá cũng có khả năng hút nước nhưng lượng nước không đáng kể Thực vật trên cạn hấp thụ nước 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

II Các tế bào lông hút thường có thành tế bào mỏng và không có lớp cutin

III Các tế bào lông hút có áp suất thẩm thấu thấp do hoạt động hô hấp của rễ diễn ra mạnh

IV Tất cả các loài thực vật, rễ đều có lông hút

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (III, IV)

B

Để thỏa mãn nhu cầu nước của cây, hệ thống rễ và lông hút của cây phát triển rất mạnh và tốc

độ cao Ví dụ bộ rễ của một cây lúa mì mùa đông: tổng chiều dài lông hút hơn 10000 km, mỗi ngày có khoảng 110 triệu lông hút mới ra đời với chiều dài 80 km, đối với các cây to thì số lượng lông hút lớn hơn rất nhiều Như vậy, hệ rễ phát triển rất nhanh và phân bố sâu, rộng mới có thể hút nước cung cấp đủ cho cây Tuy nhiên, rễ cây có lấy được nước hay không còn phụ thuộc vào khả năng giữ nước của đất như phân tích ở câu trên

Các tế bào lông hút có đặc điểm cấu tạo và sinh lí phù hợp với chức năng hút nước như: thành

tế bào mỏng, không có lớp cutin bề mặt, chỉ có một không bào trung tâm lớn, ấp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp của rễ mạnh

Ở đại bộ phận thực vật đều có lông hút Tuy nhiên ở một số loài thì không có, thay vào đó các sợi nấm rễ sẽ thay thế chức năng của lông hút hút nước cho cây Đời sống của sợi nấm rễ có thể kéo dài hơn một năm, còn lông hút chỉ vài ngày nên chúng thường xuyên được sinh ra và chết đi

Câu 5: Cho một số phát biểu về các con đường hấp thụ nước ở rễ như sau:

I Lớp tế bào đầu tiên mà nước đi qua khi được lông hút hấp thụ chuyển vào mạch gỗ của rễ là lớp tế bào nhu mô vỏ

II Động lực để nước đi trong hệ thống không bào là nhờ sức hút nước giảm dần từ lông hút đến mạch dẫn

III.Trong con đường vận chuyển qua apoplast, nước chảy từ ngoài vào trong thông qua hệ thống mao quản

IV Cả con đường vận chuyển nước qua apoplast và symplast thì nước đều phải đi qua hệ thống chất nguyên sinh của tế bào nội bì để vào được mạch gỗ

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (I, II)

Khi sức hút nước của rễ thắng được sức giữ nước của đất thì nước sẽ đi qua lông hút đến các

tế bào biểu bì rễ, sau đó qua nhiều lớp tế bào nhu mô vỏ Do đó, lớp tế bào đầu tiên mà nước đi qua từ lông hút vào mạch

gỗ là lớp tế bào biểu bì rễ

(I sai)

Có hai con đường vận

chuyển nước từ lông hút

vào mạch gỗ của cây: con

đường vận chuyển từ tế

bào này sang tế bào khác

qua phần sống của tế bào

nhờ các sợi liên bào được

gọi là con đường vận

Nước đi qua hệ thống

không bào từ tế bào này

sang tế bào khác tất nhiên cũng phải xuyên qua các sợi liên bào giữa các tế bào để nối liền các không bào thành một hệ thống từ lông hút đến tế bào biểu bì, nhu mô vỏ, nội bì, nhu mô ruột

B

và cuối cùng là mạch dẫn Động lực để nước đi trong hệ thống không bào là nhờ sức hút nước tăng dần từ lông hút đến mạch dẫn (S lông hút < S nhu mô vỏ < S nội bì ) (II sai)

Khi nước vận chuyển qua con đường apoplast thì trong thành vách tế bào có một hệ thống mao quản thông suốt với nhau, qua đó nước có thể chảy từ ngoài vào trong Tuy nhiên đễn vòng đai caspari (tế bào nội bì hóa bần 4 mặt, 2 mặt không hóa bần) thì nước bị chặn lại, và phải đi xuyên qua tế bào nội bì nhờ hệ thống chất nguyên sinh – symplast ở hai mặt thành chưa hóa bần, sau đó lại đi vào thành tế bào của tế bào nhu mô ruột để vào mạch dẫn Động lực chi phối nước đi trong hệ thống apolast là lực hút của các mao quản, lực trương của keo trong thành tế bào

Tóm lại, với cả hai con đường apolast và symplast thì khi đến đai caspari thì nước đều phải đi qua hệ thống chất nguyên sinh của tế bào nội bì (IV đúng)

Câu 6: Khi nói về cơ chế của quá trình hút nước ở thực vật, có các phát biểu sau:

I Động lực chủ yếu của sự hút nước vào rễ là do quá trình thoát hơi nước ở lá tạo ra, đây là quá trình hút nước chủ động của cây

II Có thể nhận biết sự hút nước chủ động của rễ thông qua những hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt

III Hiện tượng rỉ nhựa và hiện tượng ứ giọt đều do áp suất rễ gây nên Những hiện tượng này chỉ xảy ra khi rễ hoạt động bình thường

IV Khi có sự chênh lệch về nồng độ các chất hòa tan trong tế bào rễ và dung dịch đất, tùy từng trường hợp thì nước sẽ được hấp thụ vào rễ theo cơ chế thụ động hoặc tích cực

V Khi có sự chênh lệch về thế năng nước của đất và tế bào rễ, nước sẽ được vận chuyển từ nơi

có thế năng nước cao đến nơi có thế năng nước thấp

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (I)

Các động lực của quá trình hút nước gồm:

+ Động lực bên trên của quá trình hút nước – quá trình hút nước bị động: quá trình này do sự thoát hơi nước ở lá tạo ra Trong quá trình này nước ở lá luôn bị mất gây nên tình trạng thiếu nước thường xuyên trong tế bào, do đó làm động lực cho sự hút nước liên tục từ đất vào rễ, đây là động lực chủ yếu của sự hút nước

+ Động lực bên dưới của quá trình hút nước – quá trình hút nước chủ động: trong quá trình trao đổi chất ở rễ đã tạo ra các chất (đường) làm tăng nồng độ dịch bào kéo theo sự tăng áp xuất thẩm thấu, do đó tăng sự hút nước

Có thể nhận biết sự hút nước chủ động của hệ rễ thông qua hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt Hai hiện tượng này đều do áp suất rễ gây nên và là bằng chứng để đánh giá hoạt động của hệ rễ Hiện tượng này chỉ xảy ra khi rễ hoạt động bình thường

Như vậy, nước được hấp thụ dưới hai hình thức:

+ Hấp thụ bị động (thụ động) nhờ các lực có nguồn gốc trong khí quyển hoặc trong mô lá (nhờ quá trình thoát hơi nước)

+ Hấp thụ chủ động (tích cực): động lực là ở rễ Sự hấp thụ tích cực có thể dưới hai dạng: hấp thụ trao đổi thông qua một cơ chế bơm, trong đó nước được bơm vào mô (đặc biệt trong trường hợp môi trường thiếu nước), bơm hoạt động nhờ ATP do hô hấp cung cấp; sự hấp thụ thẩm thấu nhờ áp suất rễ

Có hai cơ chế để giải thích sự hấp thụ nước vào rễ như sau:

+ Do gradien nồng độ chất tan: khi có sự chênh lệch về nồng độ các chất hòa tan trong tế bào

rễ và dung dịch đất thì nước sẽ được hấp thụ vào rễ theo cơ chế khuếch tán thẩm thấu, tức là nước sẽ được vận chuyển từ nơi có nồng độ chất tan thấp đến nơi có nồng độ chất tan cao Trong trường hợp này nước sẽ vào cây một cách thụ động khi hàm lượng các chất tan trong rễ

A

cao và môi trường đất chứa đầy đủ nước Còn khi cây gặp điều kiện thiếu nước thì nước vào rễ cây theo cơ chế bơm đặc biệt, tạo điều kiện nâng nồng độ các chất trong rễ cao lên để tạo ra gradien nồng độ cao trong rễ và do đó nước sẽ được vận chuyển vào rễ một cách tích cực

+ Do gradien thế năng nước: khi có sự chênh lệch về thế năng nước thì nước sẽ được vận chuyển từ nơi có thế năng cao đến nơi có thế năng thấp Thế năng nước của rễ thường nhỏ hơn thế năng nước của dung dịch đất do từ rễ nước luôn được vận chuyển lên cây sử dụng cho các quá trình trao đổi chất và do quá trình thoát hơi nước ở lá

Câu 7: Cho một số phát biểu sau về quá trình vận chuyển nước trong thân cây như sau:

I Trong thân cây, nước chỉ được vận chuyển một chiều từ rễ lên thân, lá

II Ở tất cả các loài thực vật, nước được vận chuyển từ rễ lên thân, lá thông qua hệ thống mạch

gỗ (xylem)

III Các loài thực vật mọng nước và thực vật chịu hạn có hệ thống dẫn (xylem) rất phát triển

IV Ở thân, nước có thể được vận chuyển ngang từ mạch gỗ (xylem) sang mạch rây (phloem)

rây và ngược lại (IV đúng)

Hệ thống mạch dẫn nước trong cây là một

tổ chức có cấu trúc hoàn hảo cho sự vận

chuyển nước một cách hiệu quả nhất Tùy

theo mức độ tiến hóa mà có hai loại cấu

trúc: cấu trúc quản bào (phát triển mạnh

nhất ở thực vật hạt trần như thông, phi

lao ) và cấu trúc mạch gỗ - phát triển

mạnh ở thực vật hạt kín (II sai) Điểm khác

nhau cơ bản giữa hệ thống quản bào và hệ

thống mạch gỗ là các tế bào của hệ thống

mạch gỗ không có vách ngăn nên chúng

tạo nên các ống mao quản liên tục suốt hệ

thống mạch dẫn, qua đó nước chảy trong

mao quản thông suốt mà không có vật cản

– đây là hệ thống vận chuyển nước hoàn

hảo và tiến hóa nhất Cả hai hệ thống đều

thuận lợi cho vận chuyển nước vì chúng là những ống dẫn thông nhau thành hệ thống Các thành thứ cấp hóa gỗ tạo nên sức đàn hồi cần thiết chống lại sự chênh lệch lớn của áp suất rễ tăng lên khi nước lên đỉnh cây cao Tuy nhiên, về tiến hóa thì hệ thống quản bào có trước mạch gỗ

Các thực vật thủy sinh, các thực vật mọng nước và cả thực vật chịu hạn có hệ thống dẫn kém phát triển Còn các thực vật trên cạn khác có hệ thống dẫn rất phát triển để đáp ứng nhu cầu nước rất cao kể cả trong điều kiện cung cấp nước khó khăn như cây gặp hạn (III sai)

A

Câu 8: Khi nói về động lực của sự vận chuyển nước trong thân cây, có các phát biểu sau:

I Nước muốn vận chuyển được trong mạch xylem thì sức hút nước của lá phải bằng hoặc lớn hơn lực cản của trọng lực và ma sát của dòng chảy qua mạch dẫn

A

II Động lực vận chuyển nước trong cây gồm 3 động lực chính: áp suất rễ, sức kéo của quá trình thoát hơi nước và các lực đẩy trung gian Trong đó lực đẩy của quá trình thoát hơi nước

có vai trò quan trọng hơn cả

III Các tác nhân ức chế hoạt động sống của rễ, ức chế hô hấp của rễ không ảnh hưởng đến sự vận chuyển nước trong cây

IV Khi độ ẩm không khí càng lớn thì lực đẩy do quá trình thoát hơi nước tạo ra càng lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự vận chuyển nước từ rễ lên thân, lá

Có bao nhiêu phát biểu đúng?

Hướng dẫn: (II)

Khi nước vận chuyển trong hệ thống ống dẫn thì sự cản trở sự di chuyển nước không những là lực ma sát của dòng chảy qua mạch dẫn (lực động) mà còn cả trọng lực của nước khi nó chảy lên khỏi mặt đất (lực tĩnh) Vì vậy, nước muốn được vận chuyển được trong mạch xylem thì sức hút nước của lá phải lớn hơn và thắng được hai trở lực đó (I sai)

Động lực vận chuyển nước trong cây gồm 3 động lực chính: sức đẩy của rễ (tức do áp suất rễ); sức kéo của quá trình thoát hơi nước; các lực đẩy trung gian trên con đường vận chuyển (gồm: lực hội tụ – là sự hút bám lẫn nhau giữa các phân tử nước, có tính chất quyết định đến tính chất liên tục của cột nước; lực dính bám của các phân tử nước với thành tế bào mạch gỗ) Tuy nhiên, áp suất rễ không phải là động lực chính cho quá trình vận chuyển nước trong mạch

gỗ (nhưng điều đó cũng không có nghĩa là ở những cây bụi cũng như một số cây cao rễ không gây ra sự vận chuyển nước nào) Điều quan trọng hơn cả là lực kéo tạo ra bởi quá trình thoát hơi nước, đây là động lực cơ bản cho sự vận chuyển nước trong mạch gỗ (II đúng)

Áp suất rễ được sinh ra do quá trình trao đổi chất ở rễ, đặc biệt là quá trình hô hấp của rễ Đây

là sự vận chuyển nước tích cực cần năng lượng Do vậy, mọi tác nhân ức chế hoạt động sống của rễ, ức chế hô hấp của rễ đều ảnh hưởng đến vận chuyển nước trong cây, như trường hợp gặp úng thiếu oxi cho rễ hô hấp hoặc chất độc đối với rễ (III sai)

Khi độ ẩm không khí thấp hơn 100% thì sức hút nước của không khí tăng lên mạnh Sự chênh lệch về sức hút nước khá lớn giữa không khí và bề mặt lá làm cho quá trình thoát hơi nước của

lá xảy ra mạnh Các tế bào của lá hút nước của các tế bào ở dưới, dẫn đến phát sinh lực hút từ

bề mặt lá do bay hơi nước Việc loại trừ các phân tử nước tận cùng của cột nước trong xylem làm cho cột nước đẩy dần lên thay thế Sự thoát hơi nước ở lá là liên tục và do đó mà sức kéo của thoát hơi nước cũng liên tục Do đó, khi độ ẩm không khí càng tăng cao thì lực đẩy do quá trình thoát hơi nước tạo ra càng giảm

Câu 9: Cho một số phát biểu về ý nghĩa của quá trình thoát hơi nước và con đường thoát hơi

nước ở thực vật như sau:

I Sự thoát hơi nước ở và quang hợp ở lá có mối quan hệ mật thiết với nhau

II Thoát hơi nước sẽ tạo nên một động lực quan trọng nhất cho sự hút và vận chuyển của dòng nước đi trong cây

III Không phải tất cả các bộ phận của cây đều có khả năng thoát hơi nước

IV Ở những cây trưởng thành thì cường độ thoát hơi nước qua cutin gần tương đương với cường độ thoát hơi nước qua khí khổng

V Các thực vật trong bóng râm, thực vật thủy sinh sự thoát hơi nước qua cutin chiếm tỉ lệ rất nhỏ so với tổng lượng nước thoát đi

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (III, IV, V)

Sự thoát hơi nước và quang hợp ở lá có mối quan hệ mật thiết với nhau: sự thoát hơi nước làm cho khí khổng mở ra, qua đó CO2 xâm nhập vào lá để cung cấp cho quá trình quang hợp

C

tổng hợp nên các chất hữu cơ cho cây Tuy rằng, lượng CO2 được hút vào chỉ khoảng 1/1000 lần so với lượng nước thoát ra, nhưng cây vẫn không thể ngừng thoát hơi nước, vẫn phải mở khí khổng để lấy đủ lượng CO2 cho quang hợp – sự trao đổi khí xảy ra đồng thời với quá trình thoát hơi nước Nếu lá bị mất quá nhiều nước thì khí khổng sẽ đóng lại để giảm mất nước, nhưng khi đó sự hấp thụ CO2 và cả quá trình quang hợp sẽ giảm Do đó, trong thực tế chỉ có 1 cách để giải quyết mâu thuẫn đối kháng này là cung cấp đầy đủ nước cho cây trồng để cả hai quá trình đều diễn ra song song: thoát hơi nước mạnh mẽ và quang hợp cũng diễn ra mạnh

mẽ

Thoát hơi nước sẽ tạo nên một động lực quan trọng cho sự hút và vận chuyển của dòng nước

đi trong cây: như đã phân tích ở câu trên, do sự chênh lệch quá lớn của sức hút nước giữa lá

và khí quyển mà làm cho quá trình thoát hơi nước diễn ra thường xuyên, tạo nên động lực cho dòng nước đi lên Sức kéo của thoát hơi nước ở lá là rất lớn, có thể vài chục atm và là động lực quan trọng nhất để đưa dòng nước đi lên cao Với những cây cao lớn thì động lực này có ý nghĩa quyết định để đưa nước lên tận đỉnh ngọn

Tất cả các bộ phận của cây đều có khả năng thoát hơi nước vào khí quyển, nhưng chủ yếu và quan trọng nhất là sự thoát hơi nước qua bề mặt lá Ở những cây gỗ, một phần nước có thể thoát qua các vết sần (bì khổng) trên cành và thân Tuy nhiên, do diện tích các bì khổng không lớn và cường độ thoát hơi nước ở thân và cành thấp hơn ở lá hàng chục lần nên con đường thoát hơi nước này ít có ý nghĩa (III sai)

Ở những cây còn non, trong bóng râm hoặc nơi không khí ẩm, lớp cutin của phiến lá mỏng nên cường độ thoát hơi nước qua cutin gần tương đương với cường độ thoát hơi nước qua khí khổng Ở những cây trưởng thành, có khí khổng phát triển thì quá trình thoát hơi nước qua cutin rất yếu Nhìn chung, ở nhiều loại cây trung sinh lượng nước thoát ra qua cutin chiếm 30%, ngược lại ở các cây hạn sinh thuộc vùng sa mạc hầu như không có sự thoát hơi nước qua

bề mặt biểu bì (IV sai)

Các loài thực vật khác nhau có sự thoát hơi nước qua cutin là rất khác nhau Các thực vật trong bóng râm, các thực vật thủy sinh sự thoát hơi nước qua cutin khá lớn (khoảng 10% lượng nước thoát đi) Ở các loài lá cứng như lim, sự thoát hơi nước qua cutin chiếm chỉ khoảng 0,5%,

và ở xương rồng chỉ còn khoảng 0,05% (V sai)

Câu 10: Cho các phát biểu sau về đặc điểm quá trình thoát hơi nước qua khí khổng ở thực vật:

I Sự thoát hơi nước qua khí khổng là con đường thoát nước chủ yếu ở cây trưởng thành

II Sự thoát hơi nước qua khí khổng có vận tốc lớn và không được điều chỉnh

III Ở thực vật, khí khổng phân bố ở hai mặt của lá và các phần non của thân, cành, quả và mặt dưới của lá có số khí khổng nhiều hơn mặt trên

IV Trong cùng một diện tích bay hơi nước, thì bề mặt bay hơi nào có tổng chu vi các lỗ khí khổng càng nhỏ thì sự thoát hơi nước diễn ra càng mạnh hơn

V Ở đa số thực vật, khi cường độ ánh sáng tăng dần, thì khí khổng cũng mở to dần và đạt cực đại

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (II, III, IV)

Ở những cây trưởng thành có khí khổng phát triển thì quá trình thoát hơi nước qua cutin rất yếu Và đây là hình thức thoát nước chủ yếu, chiếm tới 90% lượng nước thoát ra, còn 10% là thoát qua cutin và các bì khổng nằm trên thân và cành (sự thoát hơi nước ngoài khí khổng), nhưng lượng nước thoát ra bì khổng rất ít Sự thoát hơi nước qua khí khổng được điều chỉnh bởi sự đóng, mở khí khổng (I đúng, II sai)

Khí khổng là do tế bào biểu bì lá tạo nên để làm chức năng thoát hơi nước và cho CO2 xâm nhập Nó phân bố ở hai mặt của lá và các phần non của thân, cành, quả Ở đa số thực vật thì

C

mặt dưới của lá có số khí khổng nhiều hơn mặt trên Tuy nhiên, ở các thực vật có lá phân bố thẳng đứng như lùa mì thì khí khổng ở hai mặt gần như bằng nhau, còn thực vật nằm trên mặt nước như lá sen thì khí khổng chỉ có ở mặt trên (III sai)

Sự thoát hơi nước qua khí khổng tuân theo quy luật bay hơi nước qua lỗ nhỏ: vận tốc bay hơi nước qua lỗ nhỏ tỉ lệ thuận với chu vi lỗ, còn qua lỗ lớn thì tỉ lệ với diện tích lỗ Do đó, nếu cùng một diện tích bay hơi nước thì bề mặt bay hơi nào có lỗ càng nhỏ thì tổng chu vi các lỗ càng lớn, nên thoát hơi nước diễn ra càng mạnh hơn Điều đó được giải thích bằng hiện tượng

được gọi là hiệu quả mép Các phân tử hơi nước ở mép lỗ khuếch tán nhanh hơn những phân

tử nước ở giữa lỗ vì các phân tử nước ở giữa va chạm với nhau và rất khó thoát ra khỏi lỗ để bay ra ngoài Sự khuếch tán của các phân tử nước ở mép nhanh hơn ở giữa gọi là hiệu quả mép Sự bay hơi nước qua lỗ nhỏ có hiệu quả mép lớn hơn nhiều so với qua lỗ lớn vì tổng chu

vi của các lỗ nhỏ sẽ lớn hơn (IV sai)

Đại đa số thực vật, khi vừa có ánh sáng bình mình thì khí khổng bắt đầu hé ra Theo cường độ ánh sáng tăng dần, khí khổng mở to dần và đạt cực đại vào những giờ ban trưa Buổi tối khi cường độ ánh sáng giảm dần thì khí khổng cũng khép dần và đóng vào lúc hoàng hôn Ban đêm, khí khổng khép lại, sự thoát hơi nước vào ban đêm chỉ thực hiện qua cutin Ở các thực vật mọng nước (CAM) sống ở sa mạc khô nóng có sự thích nghi bằng cách đóng khí khổng vào ban ngày để hạn chế thoát hơi nước còn ban đêm thì mở ra để đồng hóa CO2 Cũng có 1 số ít thực vật như cây cà chua, khí khổng mở cả ngày và đêm Lúc mưa to và kéo dài thì khí khổng

có thể bị đóng lại do các tế bào xung quanh trương nước và ép lên tế bào khí khổng làm khí khổng khép một cách thụ động (V đúng)

Câu 11: Khi nói về cơ chế điều chỉnh sự vận động của khí khổng, có một số phát biểu sau:

I Cơ chế điều chỉnh sự đóng mở của khí khổng liên quan đến sự thay đổi sức trương nước (P) của tế bào khí khổng

II Ở ngoài ánh sáng, do tế bào khí khổng có bào quan lục lạp làm nhiệm vụ quang hợp, dẫn đến giảm hàm lượng CO2 trong khí khổng, qua đó làm giảm pH , kích thích phản ứng thủy phân tinh bột thành đường dẫn đến áp suất thẩm thấu của tế bào khí khổng tăng lên làm cho khí khổng mở ra

III Ánh sáng có vai trò kích thích hoạt động của bơm H+ Ion H+ được bơm vào tế bào khí khổng, cùng với đó là quá trình vận chuyển K+ ra ngoài tế bào khí khổng, làm tăng sức trương nước và tế bào khi khổng mở ra

IV Khi cây gặp hạn, hàm lượng ABA trong tế bào khí khổng tăng lên đồng thời K+ được vận chuyển ra ngoài tế bào khí khổng và kết quả là khí khổng đóng lại, hạn chế sự mất nước

Có bao nhiêu phát biểu đúng?

Hướng dẫn: (I, IV)

Lí thuyết giải thích cơ chế điều chỉnh sự đóng mở khí khổng dựa trên sự thay đổi sức trương nước P của tế bào khí khổng và cấu trúc khác nhau của mép ngoài và mép trong của tế bào khí khổng là quan điểm đúng đắn Khi tế bào khí khổng hút nước vào thì sức trương P tăng lên, tế bào khí khổng no nước và do cấu tạo của tế bào khí khổng làm nó mở ra Ngược lại, khi tế bào khí khổng mất nước thì sức trương P của tế bào giảm và khí khổng đóng lại

B

tinh bột diễn ra, dẫn

đến hàm lượng tinh bột trong tế bào khí khổng giảm còn hàm lượng đường tăng lên làm cho

áp suất thẩm thấu của tế bào khí khổng tăng lên Tế bào khí khổng hút nước của các tế bào xung quanh làm tăng sức trương P và kết quả cuối cùng là khí khổng mở ra để nước thoát ra ngoài Trong tối thì quá trình diễn ra ngược lại theo hướng giảm áp suất thẩm thấu và sức trương P dẫn đến khí khổng đóng lại (II sai)

Ngoài ra, dưới tác dụng của ánh sáng (cụ thể là ánh sáng xanh), thì trong tế bào khí khổng có chất nhận ánh sáng ngoài diệp lục là carotenoit là zeaxanthin Zeaxanthin hấp thụ ánh sáng xanh và gây nên biến đổi trong tế bào khí khổng theo hướng tăng áp suất thẩm thấu của tế bào khí khổng bằng hai cơ chế:

+ Kích thích hoạt động của bơm H+ (H+ - ATP ase) nằm trên màng tế bào khí khổng Ion H+

được bơm ra khỏi tế bào khí khổng và kèm theo đó là sự hấp thu bị động K+ qua kênh K+ trên màng tế bào khí khổng và đồng thời xuất hiện các anion để trung hòa điện tích là Cl- và malat

K+, Cl- và malat chính là các chất tham gia điều chỉnh thấm thấu, trong đó K+ có ý nghĩa quan trọng nhất Nồng độ K+ có thể tăng từ 100mM ở trạng thái khí khổng đóng đến 400 – 800mM khi khí khổng mở dẫn đến tế bào khí khổng hấp thu nước, tăng sức trương P và khí khổng mở

Việc đóng mở khí khổng khi thực vật thiếu hụt nước là cơ chế đầu tiên của cây ngăn chặn sự héo Thực vật có con đường rất nhanh và hiệu quả để chấm dứt sự thoát hơi nước Đó là tăng nhanh hàm lượng ABA trong tế bào khí khổng, đồng thời vận chuyển nhanh chóng K+ ra khỏi

tế bào khí khổng và khí khổng lập tức đóng lại khi cây gặp hạn (IV đúng)

Câu 12: Cho các phát biểu sau về ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến quá trình thoát hơi

nước của cây:

I Khi nhiệt độ cao thì quá trình thoát hơi nước của lá cũng tăng theo và không bị giới hạn

II Ánh sáng gây ra hiện tượng mở quang chủ động của khí khổng do đó làm tăng quá trình thoát hơi nước của lá Dưới ánh sáng tán xạ, cường độ thoát hơi nước lớn hơn cường độ thoát hơi nước dưới ánh sáng trực xạ

III Nhìn chung, gió làm tăng quá trình thoát hơi nước của lá Vì gió đã cuốn đi lớp không khí kém bão hòa ẩm trên bề mặt lá

IV Cường độ thoát hơi nước tỉ lệ thuận với độ ẩm của không khí

V Trong thời gian đầu khi mới bón phân, sự thoát hơi nước của cây giảm

D

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (I, II, III, IV)

Thoát hơi nước ở bề mặt lá cũng là một quá trình bay hơi nước mang bản chất vật lý và nó tuân theo công thức bay hơi nước của Dalton: 𝑽 = 𝑲(𝑭−𝒇).𝟕𝟔𝟎.𝑺

𝑷 , trong đó: V: tốc độ thoát hơi nước; K: hằng số thoát hơi nước (phụ thuộc nhiệt độ); F: áp suất hơi nước bão hòa ở bề mặt bay hơi; f: áp suất hơi nước của khí quyển; S: diện tích bay hơi nước; P: áp suất không khí nơi thí nghiệm Trong cùng một thời gian, cùng địa điểm và cùng diện tích bay hơi thì V tỉ lệ thuận với hiệu số (F – f) – độ thiếu hụt bão hòa hơi nước Độ thiếu hụt bão hòa phụ thuộc vào nhiệt

độ, ẩm độ không khí, ánh sáng, gió bla bla

Ta phân tích ảnh hưởng của từng nhân tố tới quá trình thoát hơi nước:

 Ảnh hưởng của nhiệt độ: nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất hơi nước bão hòa F

mà ít ảnh hưởng đến f Nhiệt độ tăng thì F tăng dó đó (F-f) tăng lên và vận tốc thoát hơi nước của lá cũng tăng lên Ngược lại, khi nhiệt độ giảm thì F giảm và thoát hơi nước chậm lại Tuy nhiên, cần lưu ý, nếu nhiệt độ quá cao thì khí khổng buộc phải đóng lại

nên thoát hơi nước cũng giảm Do đó (I) sai

 Ảnh hưởng của ánh sáng: ánh sáng trước hết làm tăng nhiệt độ của lá nên làm tăng (F-f)

và làm tăng tốc độ thoát hơi nước Ngoài ra, ánh sáng còn gây ra hiện tượng mở quang chủ động của khí khổng do đó làm tăng quá trình thoát hơi nước Dưới ánh sáng tán xạ, tốc độ thoát hơi nước có thể tăng lên 30-40%, còn dưới ánh sáng trực xạ, tốc độ thoát

hơi nước có thể tăng lên vài lần Do đó (II) sai

 Nhìn chung, gió làm tăng quá trình thoát hơi nước do làm tăng hiệu số (F-f) do gió mang

đi từ bề mặt lá không khí ẩm và mang đến không khí khô hơn (kém bão hòa ẩm) Vì vậy gió càng mạnh thì thoát hơi nước cũng càng nhanh Tuy nhiên, cũng có trường hợp gió làm giảm sự thoát hơi nước do gió làm giảm nhiệt độ lá và làm khí khổng đóng lại Do

đó, (III) sai

 ảnh hưởng của độ ẩm không khí: ẩm độ không khí càng thấp thì (F-f) càng tăng và tốc

độ thoát hơi nước càng mạnh Nếu ẩm độ không khí giảm từ 95% xuống 50% thì tốc độ thoát hơi nước tăng lên từ 5-6 lần Trong trường hợp ẩm không khí cao thì (F-f) giảm và thoát hơi nước cũng giảm Do đó, ẩm độ không khí tỉ lệ nghịch với tốc độ thoát hơi nước

(IV sai)

 ảnh hưởng của phân bón: trong thời gian đầu khi mới bón phân, sự thoát hơi nước giảm vì nồng độ các chất trong dung dịch đất tăng, rễ khó hút nước Sau đó, rễ hút các chất do phân bón cung cấp làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào rễ dẫn đến làm tăng

sức hút nước của rễ và tốc độ thoát hơi nước cũng tăng dần (V đúng)

Câu 13: Cho một số phát biểu sau về sự cân bằng nước của cây và cơ sở khoa học của việc tưới

nước hợp lí cho cây trồng:

I Sự cân bằng nước của thực vật được xác định bằng sự so sánh giữa lượng nước hút vào và lượng nước thoát ra khỏi cây

II Yếu tố quan trọng và duy nhất trong việc xác định nhu cầu nước của cây là tùy thuộc vào từng loài cây

III Trong việc xác định thời điểm tưới nước hợp lí cho cây trồng, thì cách chính xác nhất để xác định thời điểm cần tưới nước cho cây là dựa vào hệ số héo của đất – lượng nước còn lại trong đất mà cây không có khả năng hút được

IV Tùy theo từng loại cây trồng mà ta cần xác định phương pháp tưới thích hợp nhất cho cây

Có bao nhiêu phát biểu đúng?

Hướng dẫn: (I, IV)

B

Các quá trình trao đổi nước trong cây – sự hút nước, sự vận chuyển nước và sự thoát nước có mối quan hệ mật thiết với nhau được biểu thị bằng trạng thái cân bằng nước trong cây Sự cân bằng nước trong cây của thực vật được xác định bằng sự son sánh giữa lượng nước hút vào và lượng nước thoát ra khỏi cây Nếu ta gọi lượng nước thoát ra là T và lượng nước hút vào là A thì tỉ số T/A biểu thị các trạng thái cân bằng nước trong cây Nếu tỉ số T/A <=1, ta có cây ở trạng thái cân bằng nước, còn khi T/A > 1, cây ở trạng thái mất cân bằng nước (I đúng)

Nhu cầu nước của cây trồng là lượng nước cây trồng đó cần tổng số và từng thời kỳ để tạo nên một năng suất tối ưu Chính vì vậy mà nhu cầu nước thay đổi rất nhiều đôi với từng loài cây và các giai đoạn phát triển khác nhau của cây Ngoài ra nhu cầu nước của cây còn thay đổi theo mùa vụ và mức độ thâm canh Do đó, (II) sai

Trong việc xác định thời điểm tưới nước cho cây trồng, có nhiều cách xác định thời điểm tưới nước:

+ Dựa vào kinh nghiệm, người nông dân nhìn đất, nhìn cây để chẩn đoán cây thiếu nước và quyết định tưới Ví dụ, khi quan sát thấy cây trồng có dấu hiệu héo hay khi màu sắc của cây biểu hiện thiếu nước thì ta tưới cho chúng

+ Dựa vào hệ số héo của đất, tức là lượng nước còn lại trong đất mà cây không có khả năng hút được, tức là đất đã hết nước sử dụng được

Tuy nhiên, cả hai cách trên đều không thích hợp vì vào thời điểm đó, cây trồng đã thiếu nước

và ảnh hưởng đến các hoạt động sinh lý của nó Do đó, cách chính xác và nhanh nhạy nhất là dựa vào các chỉ tiêu sinh lý của cây trồng (độ mở khí khổng, nồng độ dịch bào ) Độ mở của khí khổng phụ thuộc vào hàm lượng nước trong tế bào khí khổng và trong lá Khí khổng mở cành to thì càng đủ nước và ngược lại Nếu độ mở của khí khổng tại thời điểm xác định mà lớn hơn trị số ngưỡng thì không cần tưới nước và ngược lại Ta chỉ cần quan sát nhanh trên kính hiển vi để xác định độ mở của khí khổng và quyết định cây có cần tưới nước hay không (III sai)

Tùy theo từng loại cây trồng mà ta cần xác định phương pháp tưới thích hợp nhất: có các phương pháp tưới ngập, tưới tràn, tưới rãnh, tưới phun mưa, tưới nhỏ giọt tùy theo các loại cây trồng khác nhau, điều kiện cung cấp nước và thiết bị tưới, giai đoạn sinh trưởng mà chọn

II Phụ thuộc vào sự chênh lệch nồng độ ion ở trong và ngoài tế bào

III Tất cả các ion được vận chuyển bằng con đường này phải có tính thấm đối với màng

IV Những chất tan có phân tử lượng càng nhỏ thì càng dễ xâm nhập

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (III)

Đặc trưng của cơ chế xâm nhập chất tan theo cơ chế thụ động là:

+ Quá trình xâm nhập chất khoáng không cần cung cấp năng lượng, không liên quan đến trao đổi chất và tự diễn ra

+ Phụ thuộc vào sự chênh lệch nồng độ ion ở trong và ngoài tế bào (gradien nồng độ), nồng độ bên ngoài lớn hơn bên trong tế bào

+ Các ion được vận chuyển có tính thấm đối với màng, tức phải có tính tan trong màng lipit vì

hệ thống membran cấu tạo chủ yếu bằng phospholipit Tuy nhiên, có 1 số ion không cần điều kiện này, chúng ta sẽ phân tích ngay sau đây

Khuếch tán là quá trình vận động của các phân tử vật chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có

A

nồng độ thấp cho đến khi cân bằng nồng độ trong hệ thống Tốc độ xâm nhập của chất tan phụ thuộc 3 điều kiện:

+ Tính hòa tan của ion trong lipit càng cao thì xâm nhập càng nhanh

+ Phân tử lượng của chất tan càng nhỏ thì càng dễ xâm nhập

+ Sự chênh lệch nồng độ chất khuếch tán (gradien nồng độ) càng lớn thì ion xâm nhập càng nhanh

Đó là những điều kiện cần thiết cho một ion có thể xâm nhập được vào tế bào bằng con đường khuếch tán Nếu thiếu 1 trong các điều kiện trên thì sự khuếch tán sẽ không diễn ra Tuy nhiên, những điều kiện này chỉ đúng với những ion khuếch tán có phân tử lượng M > 70 và đường kính ion khuếch tán > 0,5nm Còn các ion nhỏ hơn có thể khuếch tán qua các lỗ xuyên màng nhanh hơn mà không cần tan trong lipit của màng, vì trên màng có vô số lỗ xuyên màng

có đường kính lỗ khoảng 0,5 – 0,8nm

Trên thực tế khi có đủ các điều kiện cho sự khuếch tán thì tốc độ khuếch tán tự nhiên chậm hơn rất nhiều lần so vơi khuếch tán của chất tan trong tế bào Như vậy, ở trong tế bào đã tồn tại một cơ chế bổ trợ giúp tăng tốc độ khuếch tán, đó chính là sự khuếch tán có xúc tác

Câu 15: Cho một số phát biểu sau về sự hấp thu các chất khoáng ở thực vật theo cơ chế chủ

động:

I Có thể vận chuyển ngược chiều gradien nồng độ

II Trong quá trình hấp thu, ATP được sử dụng để giải phóng ion khoáng khỏi phức hợp chất mang - ion

III Có tính chất đặc hiệu cho từng loại tế bào và từng chất

IV Các ion không có tính thấm với màng lipit thì không thể xâm nhập được vào tế bào theo cơ chế này

V Khi tăng nồng độ ion khoáng trong môi trường thì tốc độ của sự hấp thu ion khoáng đó cũng tăng theo và không bị giới hạn

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (II, IV, V)

Sự hút và tích lũy ion khoáng rất cần năng lượng của quá trình trao đổi chất, là một quá trình chọn lọc và chủ động Đó là sự vận chuyển tích cực

Sự vận chuyển chủ động khác với sự vận chuyển thụ động ở những điểm sau:

+ Có sử dụng năng lượng của quá trình trao đổi chất

+ Có thể vận chuyển ngược chiều gradien nồng độ (từ nồng độ thấp bên ngoài đến nồng độ cao trong tế bào)

+ Các ion thấm ít hoặc không thấm với màng lipit cũng có thể xâm nhập bằng con đường này (IV sai)

+ Có tính chất đặc hiệu cho từng loại tế bào và từng chất

Quan niệm được thừa nhận rộng rãi nhất để giải thích sự vận chuyển chủ động là quan niệm chất mang Theo quan niệm này thì trên màng sinh chất và không bào tồn tại các chất đặc hiệu chuyên làm nhiệm vụ mang các ion từ ngoài vào trong đi qua màng gọi là các chất mang Chúng có nhiệm vụ tổ hợp với các ion ở phía ngoài màng và giải phóng ion phía trong màng Phức hợp ion – chất mang là phương tiện thuận lợi cho việc vận chuyển ion qua màng Để phức hợp này được hình thành thì trước tiên phải được hoạt hóa bằng năng lượng ATP và enzim kinase Vì vậy, đây là một quá trình vận chuyển tích cực ion liên quan đến quá trình trao đổi chất của tế bào Khi chất mang được hoạt hóa thì nó sẽ dễ dàng kết hợp với ion và đưa ion vào bên trong Nhờ enzim photphatase mà ion được tách khỏi phức hệ để giải phóng vào bên trong màng

C

Trong quá trình đó, chỉ có giai đoạn hoạt hóa chất mang là cần sử dụng năng lượng ATP (II sai) Phương thức kết hợp giữa chất mang và ion cũng tương tự như sự kết hợp giữa enzim và

cơ chất khi tiến hành xúc tác phản ứng hóa học Nó có 2 đặc điểm:

+ Hiệu ứng bão hòa: nghĩa là khi ta tăng nồng độ ion khoáng nào đó trong môi trường thì tốc

độ của sự hấp thu ion khoáng đó của môi cũng tăng lên đạt đến giá trị bão hõa Sau một thời gian nào đó thì mô mới tiếp tục hút ion đó Điều đó có thể giải thích là các chất mang đã bị chiếm chỗ (V sai)

+ Tính đặc hiệu: các ion khác nhau sẽ được hấp thu và tích lũy với lượng khác nhau trong tế bào và trong mô Sở dĩ như vậy là vì các chất mang có tính đặc hiệu cao Mỗi chất mang chỉ có nhiệm vụ mang một loại ion qua mang, hoặc có thể một vài ion có đặc tính hóa học rất giống nhau Tính đặc hiệu này rất chặt chẽ với các ion khác hẳn nhau, nhưng không chặt chẽ với các ion có tính chất tương tự nhau Tính chất đặc hiệu này cũng hoàn toàn giống với các phản ứng enzim

Câu 16: Khi nói về ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến sự xâm nhập chất khoáng vào

cây, có các phát biểu sau:

I Ở đa số cây trồng, tốc độ xâm nhập chất khoáng tăng theo nhiệt độ, tuy nhiên sự tăng này có giới hạn

II Nhân tố nhiệt độ ảnh hưởng đến sự hút khoáng chủ động do ảnh hưởng đến cường độ hô hấp Nhưng đối với sự hút khoáng thụ động thì nhiệt độ không ảnh hưởng đến quá trình này III Độ pH của môi trường có thể ảnh hưởng gián tiếp (thông qua khả năng tích điện trên bề mặt rễ) hoặc trực tiếp (thông qua độ hòa tan chất khoáng) đến sự hấp thu chất khoáng của cây

IV Nồng độ oxi trong đất ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của rễ, thông qua đó ảnh hưởng đến

sự hút khoáng của thực vật Nồng độ oxi càng giảm thì sự hấp thu khoáng cũng bị giảm theo

V Khi độ ẩm của đất cao thì quá trình hấp thu chất khoáng cũng diễn ra dễ dàng hơn

VI Sự hấp thu chất khoáng diễn ra trong đất, do đó không chịu ảnh hưởng của nhân tố ánh sáng

Có bao nhiêu phát biểu đúng?

Hướng dẫn: (I, IV, V)

+ Ảnh hưởng của nhân tố nhiệt độ: đặc biệt là nhiệt độ của đất có ảnh hưởng rất lớn đến sự hút khoáng của rễ cây Nhiệt độ ảnh hưởng đến cả quá trình hút nước chủ động và bị động Sự khuếch tán tự do theo cơ chế bị động cũng phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ càng thấp thì tốc

độ khuếch tán càng giảm Nhiệt độ thấp làm giảm hô hấp của rễ và rễ thiếu năng lượng cho sự hút khoáng tích cực Trong giới hạn nhiệt độ nhất định thường từ 35 – 40OC thì đối với đa số cây trồng, sự xâm nhập chất khoáng tăng theo nhiệt độ Nhưng nếu nhiệt độ vượt quá mức độ tối ưu thì tốc độ hút khoáng có thể giảm và có thể bị ngừng khi nhiệt độ đạt trên 50OC Với nhiệt độ quá cao thì hệ thống lông hút vốn rất nhạy cảm với nhiệt độ sẽ bị rối loạn hoạt động sống và có thể bị biến tính mà chết Về mùa đông, khi nhiệt độ của đất hạ xuống 10-12OC thì sự hút nước và chất khoáng của các cây trồng bị ngừng (I đúng, II sai)

+ Ảnh hưởng của độ pH dung dịch đất: độ pH dung dịch đất ảnh hưởng rất quyết định lên sự hấp thu các chất khoáng của rễ cây Sự ảnh hưởng này có thể là trực tiếp và cũng có thể gián tiếp:

 Ảnh hưởng trực tiếp: đó là ảnh hưởng đến khả năng tích điện trên bề mặt rễ và qua đó quyết định hấp thu các ion khoáng nào Chất nguyên sinh của rễ (lông hút) được cấu tạo chủ yếu bằng protein, nên trong môi trường axit (pH thấp) thì protein của rễ mang điện dương, do đó mà rễ hút anion nhiều hơn Trong môi trường bazo, rễ cây tích điện âm và hút cation nhiều hơn Như vậy, tùy theo môi trường mà rễ cây chọn lựa loại ion nào để

C

hút

 Ảnh hưởng gián tiếp: thông qua ảnh hưởng đến dung dịch đất theo hai cơ chế Trước hết, pH ảnh hưởng đến độ hòa tan và khả năng di động của các chất khoáng do đó ảnh hưởng đến khả năng hút của rễ Ví dụ như dạng ion photphat có hóa trị 1 (H2PO4-) là dạng cây hút thuận lợi hơn so với dạng hóa trị 2 (HPO42-) và hóa trị 3 (PO43- ) khi ở môi trường axit, còn trong môi trường kiềm thì có xu hướng chuyển hóa thành dạng hóa trị

2 và 3 không thích hợp cho cây hút Ngoài ra, pH của đất còn ảnh hưởng đến các vi sinh vật đất Hệ vi sinh vật đặc biệt là xung quanh vùng rễ là rất quan trọng cho dinh dưỡng khoáng của rễ Chúng phân hủy các chất hữu cơ thành chất vô cơ, chất chất khó tan thành các chất dễ tan giúp cho cây trao đổi thuận lợi Các vi khuẩn hữu ích này hoạt động phụ thuộc vào pH của môi trường Nói chung, pH môi trường trung tính là thuận

lợi nhất cho hoạt động của vi khuẩn (III sai)

+ Ảnh hưởng của nồng độ oxi: oxi trong đất sẽ cung cấp cho hô hấp của rễ tạo ra năng lượng cho quá trình hấp thu khoáng Nếu nồng độ oxi trong đất giảm xuống dưới 10% thì đã giảm sự hút khoáng, còn dưới 5% thì cây chuyển sang hô hấp yếm khí rất nguy hiểm cho cây, rễ cây hoàn toàn thiếu năng lượng cho sự hút khoáng (IV đúng)

+ Ảnh hưởng của ẩm: hàm lượng nước tự do trong đất nhiều sẽ giúp cho sự hòa tan chất khoáng và các ion này dễ dàng được hấp thu theo dòng nước ẩm cao sẽ giúp cho hệ rễ sinh trưởng tốt và tăng diện tiếp xúc của rễ với các hạt keo đất và quá trình hút bám trao đổi các chất khoáng được tăng cường (V đúng)

+ Ảnh hưởng của ánh sáng: ánh sáng có ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến sự hút khoáng Nói chung, tác động của ánh sáng đến quá trình hút khoáng thông qua ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, trao đổi nước và tính thấm của chất nguyên sinh (VI sai)

Câu 17: Cho các phát biểu sau về sự vận chuyển các chất khoáng trong cây:

I Các chất khoáng có thể được vận chuyển trong các tế bào sống từ lông hút đến mạch dẫn của

rễ theo hai con đường: apoplast và symplast

II Sự vận chuyển các chất trong tế bào không tiêu tốn năng lượng ATP

III Tốc độ vận chuyển các chất trong mạch gỗ phụ thuộc vào quá trình thoát hơi nước ở lá

IV Sự vận chuyển các chất khoáng không diễn ra trong mạch floem

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (II, IV)

Các chất khoáng được vận chuyển trong các tế bào sống từ lông hút đến mạch dẫn của rễ theo hai con đường apoplast và symplast giống như con đường đi của nước trong các tế bào sống Các chất khoáng được hòa tan trong nước và đi trong hệ thống mao quản của thành tế bào – apoplast để xuyên từ tế bào này sang tế bào khác, hoặc được vận chuyển theo hệ thống chất nguyên sinh xuyên qua các sợi liên bào nối các tế bào với nhau (symplast) Sự vận chuyển các chất khoáng trong các tế bào cần cung cấp năng lượng của quá trình trao đổi chất của chính tế bào đó (I đúng, II sai)

Các chất khoáng tan trong nước rồi đi vào mạch gỗ và theo dòng thoát hơi nước mà đi lên các

bộ phận trên mặt đất, đến tất cả các cơ quan cần thiết Đây là dòng vận chuyển chất khoáng chủ yếu trong cây Tốc độ vận chuyển chất khoáng trong mạch gỗ phụ thuộc vào quá trình thoát hơi nước của lá, tức là phụ thuộc vào tốc độ dòng nước đi lên cây (III đúng)

Sự vận chuyển chất khoáng trong mạch floem Một bộ phận cac ion cũng có thể tách ra từ tế bào nhu mô hoặc từ mạch gỗ mà vào hệ thống dẫn đồng hóa – hệ thống mạch libe để rồi cùng tham gia với các chất đồng hóa phân phối đến các bộ phận của cây Một số chất khoáng có khả năng di động rất lớn thì dễ dàng xuất hiện trong mạch libe như K, Na, P, S cũng có một số chất không di động như Ca, Ag thì ít thấy chúng trong mạch libe (IV sai)

B

Câu 18: Khi nói về vai trò của các nguyên tố khoáng đa lượng đối với cây, có các phát biểu sau:

I Nguyên tố P có vai trò tham gia vào nhóm hoạt động của các enzim trong quá trình quang hợp và hô hấp

II Nguyên tố S có vai trò giúp đảm bảo tính ổn định về cấu trúc của phân tử protein trong tế bào

III Nguyên tố K có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nước, quá trình đồng hóa CO2 và điều chỉnh các hoạt động sinh lí của tế bào

IV Một trong những vai trò của nguyên tố Ca là điều chỉnh dòng vận chuyển các chất hữu cơ trong mạch rây

V Một trong những vai trò của nguyên tố Mg đối với cây là hoạt hóa cho các enzim trong các phản ứng trao đổi gluxit

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (IV)

+ Một số vai trò quan trọng của nguyên tố P đối với cây: tham gia vào thành phần của axit nucleic; tham gia vào thành phần của photpholipit; tham gia vào cấu tạo các hệ thống ADP, ATP – là các chất dự trữ và trao đổi năng lượng trong cây; tham gia vào nhóm hoạt động của các enzim oxi hóa khử là NAD, NADP, FAD, FMN, đây là các enzim cực kì quan trọng trong các phản ứng oxi hóa khử trong cây, đặc biệt là quá trình quang hợp và hô hấp, quá trình đồng hóa nito (I đúng)

+ Vai trò của nguyên tố S: tham gia vào hình thành nên một số hợp chất quan trọng có ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, trao đổi chất và hoạt động sinh lý của cây Là thành phần cấu tạo của một số axit amin Ngoài ra, trong các phân tử protein, nguyên tố S tạo nên các liên kết disunfit (-S-S-) đảm bảo cấu trúc ổn định của phân tử protein (II đúng)

+ Vai trò của nguyên tố K: có tác dụng điều chỉnh các đặc tính lý hóa của keo nguyên sinh chất

và từ đó ảnh hưởng đến tốc độ và chiều hướng của các quá trình xảy ra trong tế bào Chẳng hạn, K làm giảm độ nhớt của chất nguyên sinh, tăng mức độ thủy hóa của keo nguyên sinh tức là làm tăng các hoạt động sống diễn ra trong tế bào K điều chỉnh sự đóng mở khí khổng, làm thay đổi áp suất thẩm thấu qua đó làm thay đổi sức trương nước của tế bào khí khổng và điều chỉnh sự đóng mở của nó Qua đó, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nước và quá trình đồng hóa CO2 của cây K điều chỉnh dòng vận chuyển các chất hữu cơ trong mạch rây, sự có mặt của nguyên tố này có vai trò điều chỉnh tốc độ vận chuyển của các chất đồng hóa trong cây, đặc biệt là điều chỉnh các chất hữu cơ tích lũy về các cơ quan kinh tế, nên K có vai trò quan trọng trong tăng năng suất kinh tế (III đúng, IV sai)

+ Vai trò của nguyên tố Ca: tham gia vào hình thành nên thành tế bào, màng tế bào; có ý nghĩa quan trọng trong việc trung hòa độ chua và đối kháng với nhiều cation khác trong cây, loại trừ

độ tinh khiết của các cation có mặt trong chất nguyên sinh như H+, Na+ ngoài ra, nó cũng có khả năng hoạt hóa nhiều enzim ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất (adeninkinase, argininkinase, ATP –ase )

+ Vai trò của nguyên tố Mg: là thành phần quan trọng của phân tử diệp lục, nên nó quyết định hoạt động quang hợp của cây; hoạt hóa các enzim trong phản ứng trao đổi gluxit liên quan đến quá trình quang hợp, hô hấp và trao đổi axit nucleic, các phản ứng liên quan đến ATP Đặc biệt hai enzim rất quan trọng trong quá trình cố định CO2 là RDP – cacboxylase và PEP – cacboxylase được hoạt hóa bởi Mg, Mg thường tạo nên các liên kết trung gian giữa cơ chất và men làm tăng khả năng xúc tác của các enzim này (V đúng)

(Tóm cái váy lại, phần vai trò của các nguyên tố các em tham khảo thêm trong SGK sinh học 11)

A

Câu 19: Khi nói về vai trò của các nguyên tố khoáng vi lượng đối với cây, có các phát biểu sau:

I Các nguyên tố vi lượng làm thay đổi đặc tính lý hóa của chất nguyên sinh qua đó ảnh hưởng A

đến chiều hướng của các phản ứng hóa sinh trong tế bào

II Tất cả các nguyên tố vi lượng đều có thể hoạt hóa enzim do đó làm hoạt tính của enzim tăng lên nhiều lần

III Các nguyên tố vi lượng cũng ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước, vận chuyển nước và hấp thụ nước của cây

IV Các nguyên tố vi lượng cũng có khả năng làm thay đổi tính chống chịu của cây

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (II)

Vai trò quyết định nhất của các nguyên tố vi lượng đối với cây là hoạt hóa hệ thống enzim: có hàng trăm enzim trong cơ thể thực vật được hoạt hóa bởi các nguyên tố vi lượng Sự có mặt của các nguyên tố này làm cho hoạt tính xúc tác của enzim tăng lên gấp bội Điều đó lí giải tại sao cây cần chúng ở mức vi lượng Các enzim này liên quan đến toàn bộ các quá trình trao đổi chất và các hoạt động sinh lý trong cây Tuy nhiên cũng cần chú ý rằng, nhiều kim loại không những không có tác dụng hoạt hóa enzim mà ngược lại có tác động ức chế enzim Tác động ức chế này thường thấy ở các kim loại có khả năng gây biến tính protein của enzim (II sai)

Nguyên tố vi lượng làm thay đổi đặc tính lý hóa của nguyên sinh chất như làm thay đổi độ nhớt và khả năng thủy hóa của keo nguyên sinh chất nên ảnh hưởng đến tốc độ và chiều hướng các phản ứng hóa sinh (I đúng)

Các nguyên tố vi lượng cũng ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước, vận chuyển nước và hấp thụ nước của cây B, Al, Co, Mn, Zn, Cu Mo có tác dụng làm tăng khả năng giữ nước, độ ngậm nước của mô, do làm tăng quá trình sinh tổng hợp các chất cao phân tử ưa nước như protein, axit nucleic Ngoài ra, các nguyên tố vi lượng còn có tác dụng hạn chế sự thoát hơi nước vào giờ ban trưa, khi cây gặp nóng và hạn (III đúng)

Các nguyên tố vi lượng có khả năng làm thay đổi tính chống chịu của cây với các điều kiện bất thuận của môi trường như chịu hạn, chịu nóng, chịu lạnh, chịu sâu bệnh (IV đúng)

Tóm lại các nguyên tố vi lượng đã ảnh hưởng tích cực đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, do các nguyên tố vi lượng đã tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến toàn bộ quá trình trao đổi chất của cơ thể thực vật

Câu 20: Cho một số phát biểu sau về nguồn nitơ cung cấp và vai trò của nguyên tố nitơ đối với

thực vật:

I Rễ cây chỉ hấp thụ được hai dạng nitơ vô cơ là nitrat và amoni

II Sự cố định nitơ của các vi khuẩn, vi khuẩn lam sống tự do là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho cây

III Nguyên tố nitơ có vai trò rất quan trọng trong các hoạt động sinh lý của cây do nitơ là một trong những nguyên tố cấu tạo nên enzim

IV Nitơ trong lá cây có hàm lượng khá thấp và là nguyên tố cấu tạo nên phân tử diệp lục của

lá

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (II, IV)

Trong môi trường bao quanh thực vật, nitơ tồn tại ở hai dạng: nitơ tự do và ni tơ dạng hợp chất Tuy nhiên, rễ cây chỉ hấp thụ được ni tơ ở hai dạng là amoni và nitrrat (I đúng)

Về nguồn cung cấp ni tơ cho cây xuất phát từ 5 nguồn sau đây:

+ Quá trình tổng hợp hóa học: chủ yếu là do sự phóng điện trong các cơn giông Nguồn ni tơ này ít quan trọng vì chỉ cung cấp một lượng nhỏ ni tơ cho cây ( 3 – 5 kg/ha)

B

+ Quá trình cố định ni

tơ của các vi khuẩn, vi

khuẩn lam sống tự do

Nguồn này có thể cung

cấp ni tơ cho cây một

lượng lớn hơn (10 -15

kg/ha), nhưng không

phải là nguồn cung cấp

chủ yếu cho cây (II

sai)

+ Quá trình cố định ni

tơ của các vi khuẩn, tảo

sống cộng sinh (chủ yếu là các cây họ đậu, bèo hoa dâu) Nguồn này rất quan trọng vì có thể cung cấp cho cây với một lượng lớn (200 – 400 kg/ha)

+ Nguồn ni tơ hữu cơ từ xác động vật, thực vật và vi sinh vật được phân giải

+ Nguồn ni tơ do con người trả lại cho môi trường sau khi thu hoạch (đã lấy đi một lượng ni tơ khá lớn của đất) thông qua các dạng phân bón hữu cơ và vô cơ chứa ni tơ

Về vai trò của nguyên tố ni tơ:

Ni tơ có mặt trong nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng và có vai trò quyết định trong quá trình trao đổi chất và năng lượng, đến các hoạt động sinh lý của cây N là nguyên tố đặc thù của protein, mà protein có vai trò rất quan trọng trong mọi hoạt động sống của cây (protein là thành phần chủ yếu tham gia vào cấu trúc hệ thống chất nguyên sinh trong tế bào, cấu tạo nên

hệ thống màng sinh học, các cơ quan trong tế bào; là thành phần bắt buộc của các enzim (apoenzim) (III đúng)

Ngoài ta N còn tham gia vào thành phần của ADP, ATP, các hợp chất phytochrom, phytohoocmon, ADN, ARN Và quan trọng nữa, N là thành phần quan trọng của phân tử diệp lục Mỗi phân tử diệp lục có 4 nguyên tử N nên hàm lượng N trong lá cây rất cao Diệp lục là tác nhân quyết định việc hấp thu và biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học trong hoạt động quang hợp của cây, tổng hợp nên chất hữu cơ cung cấp cho sự sống của các sinh vật trên trái đất (IV sai)

Câu 21: Khi nói về quá trình cố định N trong khí quyển của thực vật, có các phát biểu sau:

I Nhờ có các vi khuẩn sống cộng sinh mà cây có khả năng đồng hóa được ni tơ phân tử

II Sự hình thành các nốt sần ở rễ cây họ đậu là do ảnh hưởng của hệ gen vi khuẩn đến các tế bào nhu mô vỏ

III Trong quá trình khử N2 của vi khuẩn cộng sinh, cây chủ có vai trò cung cấp ATP, nitrogenase, các chất khử như feredoxin, NADH cho vi khuẩn

IV Điều kiện kị khí cho quá trình cố định N2 là một yếu tố rất quan trọng, nó ảnh hưởng đến hoạt tính enzim nitrogenase

V Để khử 1 phân tử N2 cần dùng tới 8 phân tử ATP

Có bao nhiêu nhận định không đúng?

Hướng dẫn: (I, III, V)

Ni tơ trong khí quyển tồn tại dưới dạng khí N2 và chiếm 78% thể tích không khí Nhưng cây không có khả năng đồng hóa được N Khi cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm thì vai trò đồng hóa N phân tử là do các vi khuẩn đó thực hiện, không phải do cây thực hiện Cây chỉ hấp thụ được N sau khi đã được các vi khuẩn đó đồng hóa (I sai)

Sự hình thành nốt sần ở các cây họ đậu có một số đặc điểm sau: đây là các tổ chức đặc biệt để thực hiện quá trình cố định đạm Sự hình thành nốt sần diễn ra trong vài ngàu từ khi lây

C

nhiễm vi khuẩn Các vi khuẩn này thường tập chung ở vùng gần chóp rễ, nơi tập chung nhiều polysaccarit và là vùng hình thành lông hút mới Rễ cây tiết ra chất flavonoit hấp dẫn vi sinh vật Các vi khuẩn này tập chung với mật độ rất cao ở đầu lông hút mới Chúng xâm nhập qua các lông hút mới để hình thành để vào các tế bào nhu mô rễ Chúng được nhân lên rất nhanh

và hình thành các túi chứa vi khuẩn gọi là bacteroit Dưới ảnh hưởng của gen vi khuẩn thì các

tế bào nhu mô vỏ đa bội hóa và phân chia nhanh để hình thành các nốt sần sau khoảng 3-4 ngày và sau đó hình thành mạch dẫn nối liền nốt sần và mạch dẫn rế để trai đổi các sản phẩm giữa cây chủ và vi khuẩn (II đúng)

Trong quá trình khử N của vi khuẩn thì cây chủ có vai trò cung cấp cho vi sinh vật gluxit, nguồn năng lượng ATP, các chất khử như feredoxin, NADH để tiến hành hoạt động khử N2

thành NH3 Nitrogenase là do vi khuẩn cung cấp, vai trò này không phải của cây (III sai) Enzim nitrogenase có thể coi là nhân tố chìa khóa cho quá trình này Enzim này hoạt động trong điều kiện yếm khí, nên trong nốt sần tồn tại cơ chế tạo điều kiện yếm khí cho enzim này hoạt động Nhóm hoạt động của nó có chứa molipden và sắt

Hoạt động của enzim nitrogenase rất mẫn cảm với oxi Khi có mặt oxi thì enzim này hoàn toàn mất hoạt tính Vì vậy, để cho quá trình cố định đạm xảy ra được thì cần có một cơ chế bào vệ hoạt động của enzim này Trong nốt sần, có chất leghemoglobin (LHb) Chất này có màu đỏ như hemoglobin của máu động vật LHb sẽ tiếp nhận oxi bằng phản ứng: LHb + O2 → LhbO2 Hoạt động này lấy đi oxi, tạo điều kiện yếm khí cho nitrogenase hoạt động

Cố định N là quá trình khử liên tục nên cần các chất khử mạnh và năng lượng ATP Các chất khử là NADH và feredoxin cùng với năng lượng ATP do hô hấp của cây chủ cung cấp Sự cố định N cần rất nhiều năng lượng, cần đến 12 ATP để khử 1 phân tử N2:

N2 + 6e- + 12H2O + 12ATP → 2NH4+ + 4H+ + 12ADP + 12Pi

(IV đúng, V sai)

Câu 22: Cho một số phát biểu sau về quá trình khử nitrat (NO3-) diễn ra trong cây:

I Nitrat là dạng đạm cây sử dụng nhiều nhất, cây có thể sử dụng trực tiếp nó để biến đổi thành các hợp chất hữu cơ chứa N

II Enzim duy nhất và có vai trò quan trọng trong quá trình khử nitrat là enzim nitratreductase

III Sự khử nitrat ngoài việc sử dụng các chất khử mạnh như NADH2, NADPH2, FADH2, Fed.H2

còn cần sử dụng năng lượng ATP

IV Sự khử nitrat diễn ra chủ yếu ở rễ cây

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

A 1 B 2

C 3 D 4

Hướng dẫn: (I, II, III, IV)

Nitrat là dạng đạm cây sử dụng nhiểu nhất

Nó không gây độc cho cây nên cây có thể

tích lũy nhiều trong mô Tuy nhiên, cây

không thể trực tiếp sử dụng nitrat vào các

quá trình trao đổi chất mà nó phải được

khử thành dạng đạm amon rồi mới biến đổi

thành các chất hữu cơ chứa N (I sai)

Để quá trình khử nitrat có thể diễn ra cần

có các điều kiện sau:

+ Có các enzim đặc hiệu, trong đó quan

trọng nhất và hoạt động mạnh nhất là

enzim nitratreductase Đây là enzim cảm

D

ứng chỉ được hình thành khi có một lượng cơ chất NO3- nhất định Sự hình thành và hoạt động của enzim này phụ thuộc vào ánh sáng, nồng độ CO2 và canxi Tuy nhiên, đây không phải là enzim duy nhất tham gia vào quá trình khử nitrat Mà bên cạnh đó còn có các enzim nitritreductase, hiponitritreductase, hidroxilaminreductase Các enzim này thuộc các flavoprotein, nghĩa là các enzim có cofecmen là FAD và có các kim loại hoạt hóa như Mo, Mn,

Cu, Mg

Sơ đồ quá trình này có thể tóm tắt như sau:

HNO3 → HNO2 → (HNO)2 → NH2OH → NH3

Dạng nitrat nitrit hiponitrit hidroxilamin amoniac

+ Có các chất cho e như NADPH2, NADH2, Fed.H2 Tuy nhiên quá trình này không cần sử dụng năng lượng ATP (III sai)

Sự khử nitrat có thể tiến hành ngay trong rễ, nhưng chủ yếu là ở trong lá cây Nếu quá trình khử nitrat chậm thì nitrat bị tích lũy trong cây (IV sai)

Câu 23: Cho một số phát biểu sau về quá trình đồng hóa N amon ở thực vật:

I Quá trình đồng hóa amon của cây nhằm mục đích tích lũy nhiều amon hơn trong cây

II Quá trình đồng hóa amon không cần sự tham gia của các chất cho H+ như NADH2

III Trong con đường đồng hóa amon bằng phản ứng khử amin hóa axit oxaloaxetic thì sản phẩm tạo thành là axit glutamic

IV Con đường hình thành amit là một con đường giải độc cho cây khi lượng amon tích lũy cao,

và quá trình này không cần tiêu tốn năng lượng ATP

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (I, II, III, IV)

Quá trình khử nitrat và sự cố định ni tơ phân tử cuối cũng dẫn đến hình thành NH4+, và NH4+

cũng được cây hấp thu trực tiếp từ đất Tuy nhiên, khác với NO3-, NH4+ tích lũy nhiều trong cây

sẽ gây nên độc cho cây gọi là độc amon Do đó, cây phải đồng hóa tiếp tục bằng các con đường chuyển nó vào các hợp chất hữu cơ như axit amin, amit và protein để giảm lượng amon trong cây

Các quá trình đồng hóa amon vẫn cần sự tham gia của các chất cho H+ và năng lượng ATP

Ta xét con đường đồng hóa amon bằng sự hình thành axit aspartic bằng phản ứng khử amin hóa axit oxaloaxetic:

HOOC – CH2 – C(O) – COOH + NH3 + H+ ⇄ HOOC – CH2 – CH(NH2) – COOH + H2O

Thấy rằng vẫn cần có sự tham gia của các chất cho H+ (NADH2) và sản phẩm của phản ứng này

là axit aspartic (không phải axit glutamic)

Sự hình thành amit bằng phản ứng chuyển amon cho axit glutamic để hình thành glutamin có

sử dụng năng lượng ATP: axit glutamic + NH3 + ATP → glutamin + ADP + Pi

Do đó, cả 4 kết luận trên đều sai

D

Câu 24: Khi nói về cơ sở sinh lý của việc sử dụng phân bón cho cây trồng, có các phát biểu sau:

I Để xác định lượng phân bón thích hợp cho cây, ta cần căn cứ vào nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng, nhu cầu này là không đổi đối với từng loài cây trồng

II Muốn xác định nhu cầu dinh dưỡng của cây, người ta tiến hành phân tích lượng các chất dinh dưỡng trong cây ở giai đoạn cây đã tàn lụi

III Để việc bón phân có hiệu quả, cần xác định thời kì bón phân cho hợp lí Trong đó hai thời kì

mà chúng ta cần ưu tiên cung cấp cho cây là thời kì khủng hoảng và thời kì hiệu suất cao nhất

IV Tùy theo loại cây trồng mà ta có phương pháp bón phân thích hợp Đối với các loại phân bón vi lượng, chất điều hòa sinh trưởng thì nên sử dụng phương pháp bón thúc

Có bao nhiêu phát biểu chưa chính xác?

C

Hướng dẫn: (I, II, IV)

Nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng nào đó là lượng chất dinh dưỡng mà cây cần qua các thời kì sinh trưởng để tạo nên một năng suất kinh tế tối đa Hầu hết lượng chất dinh dưỡng này cây lấy từ đất nên người ta gọi nhu cầu dinh dưỡng là lượng lấy đi từ đất

Nhu cầu dinh dưỡng của cây là một chỉ tiêu thay đổi rất nhiều Nó thay đổi theo từng loại cây trồng, theo các điều kiện và mức độ thâm canh, theo sự biến động của thời tiết do đó, với cùng một loại cây thì nhu cầu dinh dưỡng cũng có thể thay đổi

Muốn xác định nhu cầu dinh dưỡng của cây ta phải tiến hành phân tích hàm lượng các chất dinh dưỡng trong cây Theo đó, người ta tiến hành phân tích vào giai đoạn mà cây tích lũy tối

đa trước khi thu hoạch, không phải là lúc cây đã tàn lụi, lúc các chất dinh dưỡng trong thân, lá không bị mất đi do các bộ phận khô chết và rơi rụng

Ngoài ra, để xác định lượng phân bón thích hợp chúng ta cũng cần chú ý đến khả năng cung cấp của đất và hệ số sử dụng phân bón của cây trồng

Mỗi thời kì sinh trưởng, cây trông cần các chất dinh dưỡng khác nhau với lượng bón khác nhau Vì vậy, cần phân phối lượng dinh dưỡng theo yêu cầu của cây trong các giai đoạn khác nhau Trong đó, có hai thời kì mà chúng ta cần ưu tiên cung cấp cho cây là thời kì khủng hoảng

và thời kì hiệu suất cao nhất: thời kì khủng hoảng của một yếu tố dinh dưỡng là thời kì mà nếu thiếu nó thì ảnh hưởng mạnh nhất đến sinh trưởng và năng suất của cây trồng đó Thời kì hiệu suất cao nhất là thời kì mà yếu tố dinh dưỡng đó phát huy hiệu quả cao nhất, lượng chất dinh dưỡng cần ít nhất cho một đơn vị sản phẩm thu hoạch nên đầu tư phân bón để đạt hiệu quả cao nhất

Ngoài ra, cũng cần chú ý đến phương pháp bón phân Mỗi loài cây trông có phương pháp bón phân thích hợp; có thể là bón lót, bón thúc, hoặc phun qua lá tuy nhiên, phương pháp phun phân qua lá là phương pháp bón phân tiết kiệm và phát huy hiệu quả nhanh nhất Với các loại cây rau, cây hoa, cây giống các loại thì phun phân qua lá là hiệu quả nhất Riêng đối với các loại phân bón vi lượng, chất điều hòa sinh trưởng và các chế phẩm phun lá thì nhất thiết phải sử dụng dung dịch phun qua lá

Câu 25: Khi nói về quá trình quang hợp, có các phát biểu sau đây:

I Quang hợp là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ đơn giản là CO2 và H2O dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng mặt trời và sự tham gia của hệ sắc tố diệp lục

II Chỉ những cơ thể chứa sắc tố quang hợp mới có khả năng biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng của các liên kết hóa học tích lũy trong các hợp chất hữu cơ

III Quá trình quang hợp là một quá trình oxi hóa khử, trong đó CO2 được oxi hóa thành sản phẩm quang hợp

IV Quang hợp của cây xanh có vai trò quan trọng đối với hoạt động sống của mọi sinh vật trên trái đất

V Quá trình quang hợp luôn kèm theo sự giải phóng oxi phân tử

Có bao nhiêu phát biểu không đúng?

Hướng dẫn: (III, V)

Khi nói về quang hợp ta có thể định nghĩa quang hợp một cách đơn giản như sau:

Quang hợp là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ đơn giản là CO2 và H2O dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng mặt trời và sự tham gia của hệ sắc tố diệp lục

Sản phẩm quan trọng nhất của quang hợp là đường

Xét về bản chất của quá trình biến đổi năng lượng trong quá trình quang hợp thì quang hợp có thể được định nghĩa: là quá trình biến đổi năng lượng quang năng thành hóa năng

Theo đó, chỉ có những cơ thể chứa sắc tố quang hợp mới có khả năng biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng của các liên kết hóa học tích lũy trong các hợp chất hữu cơ để cung cấp

B

cho các hoạt động sống của tất cả các sinh vật Đó là thực vật và một số vi khuẩn quang hợp

Xét về bản chất hóa học thì quang hợp là một quá trình oxi hóa khử, trong đó CO2 được khử

thành sản phẩm quang hợp

Về vai trò của quá trình quang hợp ở cây xanh nó có vai trò vô cùng to lớn đối với hoạt động

sống của sinh vật trên trái đất: cung cấp một nguồn các chất hữu cơ vô cùng đa dạng và phong

phú; đảm bảo sự cân bằng tỉ lệ O2/CO2 trong khí quyển; đối với con người, hoạt động quang

hợp cung cấp nguồn năng lượng phong phú, đó là các nguồn năng lượng từ than đá, dầu mỏ;

cung cấp nguồn nguyên liệu cho công nghiệp bla bla

Tuy nhiên, một điểm quan trọng chúng ta cần lưu ý đó là: không phải quá trình quang hợp nào

cũng kèm theo sự giải phóng oxi phân tử Các vi sinh vật khi quang hợp không giải phóng oxi,

mà ở chúng chất cho hidro không phải là nước mà là những chất chứa hidro khác: các este của

axit hữu cơ hoặc bản thân các axit hữu cơ, rượu bậc 2, các hợp chất vô cơ chứa S, hoặc ngay

chính hidro dạng phân tử:

Sucxinat + CO2 + ánh sáng → [CH2O] + fumarat

2H2S + CO2 + ánh sáng → [CH2O] + H2O + 2S (phản ứng này đặc trưng đối với một số vi khuẩn

quang hợp như vi khuẩn lưu huỳnh đỏ và xanh)

Bởi vậy, dạng chung nhất về phản ứng tổng quát của quang hợp có thể viết như sau:

CO2 + 2H2A + ánh sáng → [CH2O] + H2O + 2A

Câu 26: Có bao nhiêu phát biểu dưới đây không đúng khi nói về cơ quan làm nhiệm vụ quang

hợp ở thực vật?

I Lá là cơ quan duy nhất ở thực vật có khả năng quang hợp

II Ở tất cả các thực vật, lá mang đặc tính hướng quang và chúng luôn vận động sao cho mặt

phẳng lá vuông góc với tia sáng để nhận được nhiều năng lượng ánh sáng nhất

III Ở trong lá, các tế bào mô dậu là các tế bào chính diễn ra quá trình quang hợp

IV Các tế bào mô khuyết có nhiều khoảng gian bào chứa CO2 và hơi nước để cung cấp cho

quang hợp Tuy nhiên, các tế bào này không có lục lạp nên không có khả năng quang hợp

V Trong lá có mạnh lưới mạch dẫn làm nhiệm vụ dẫn nước và muối khoáng cho quang hợp và

các sản phẩm quang hợp ra khỏi lá

Hướng dẫn: (I, II, IV)

Chúng ta biết rằng cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp chủ yếu ở thực vật là lá Tuy nhiên, các

dạng bản và mang tính hướng quan rõ rệt, nên ở đa số thực vật chúng có khả năng vận động sao cho mặt phẳng của lá vuông góc với tia sáng mặt trời để nhận được nhiều năng lượng ánh sáng mặt trời nhất Tuy nhiên, bên cạnh đó cũng có một số thực vật chịu nhiệt khi gặp cường

độ ánh sáng mạnh thì có khả năng vận động bản lá theo hướng song song với tia sáng để giảm

sự đốt nóng

+ Giải phẫu của lá: Mô đồng hóa – nơi xảy ra quá trình quang hợp gồm mô dậu và mô khuyết

Mô dậu nằm dưới lớp biểu bì trên của lá và chứa nhiều hạt lục lạp Mô dậu gồm một số lớp tế bào xếp sít nhau theo từng lớp gần như song song với nhau, nhằm hấp thu được nhiều năng lượng ánh sáng Các tế bào mô dậu chứa rất nhiều hạt lục lạp, là cơ quan chính thực hiện quang hợp

Nằm sát ngay dưới các lớp tế bào mô dậu là các tế bào mô khuyết Đặc trương của lớp mô này

là giữa các tế bào có nhiều khoảng trống gọi là gian bào Gian bào thông với không khí bằng các lỗ khí khổng Các khoảng gian bào của lá chứa CO2 và hơi nước để cung cấp cho quá trình quang hợp Trong các tế bào mô khuyết cũng có chứa lục lạp nhưng số lượng ít hơi của mô dậu và cũng có khả năng thực hiện quang hợp cùng với mô dậu

+ Trong lá còn có mạnh lưới mạch dẫn dày đặc làm nhiệm vụ dẫn nước và muối khoáng phục

vụ cho hoạt động quang hợp cũng như dẫn các sản phẩm quang hợp đi ra khỏi lá đến các cơ quan khác trong cây Nếu ta phân hủy thịt lá thì còn lại là một mạng chằng chịt các gân lá Đó

Câu 27: Khi nói về bào quan quang hợp – lục lạp ở thực vật, có bao nhiêu phát biểu dưới đây

III Ở tất cả các loài thực vật, trong một tế bào có nhiều lục lạp

IV Trong cơ chất của lục lạp có chứa các enzim, sắc tố quang hợp và các sản phẩm trung gian của quá trình quang hợp

V Cấu trúc thilacoit của lục lạp tế bào bao bó mạch rất phát triển và có chứa nhiều hạt tinh bột

Hướng dẫn: (II, III, IV, V)

Trong quá trình quang hợp, tức là biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượn hóa học tích lũy trong các chất

hữu cơ Pha sáng

được thực hiện trong

tilacoit, còn pha tối

được thực hiện trong

lá Sự lựa chọn hình dạng bầu dục của lục lạo cùng với sự vận động linh hoạt đó nhằm mục đích sử dụng hiệu quả nhất ánh sáng cho quá trình quan hợp, và đó là một sự tiến hóa của giới thực vật

Về số lượng lục lạp trong tế bào cũng rất khác nhau Đối với thực vật bậc cao, trong mỗi tế bào của mô đồng hóa có nhiều lục lạo, khoảng 20 -100 lục lạp Tuy nhiên cũng có những ngoại lệ như đối với tảo, mỗi tế bào chỉ có 1 lục lạp

Trong cơ chất của lục lạp (stroma) không chứa sắc tố quang hợp nên không mang màu Đây là chất nền nửa lỏng mà thành phần chính là protein, các enzim quang hợp và các sản phẩm trung gian của quá trình quang hợp Tại đây xảy ra các phản ứng tối của quang hợp

Về các loại lục lạp ta thấy rằng: ở các thực vật bậc cao, có hai loại lục lạp có cấu trúc và chức năng khác nhau, đó là lục lạp của tế bào thịt là và lục lạp của tế bào bao bó mạch

Trong các thực vật C4 như ngô, mía, cao lương tồn tại đồng thời hai loại lục lạp đó Lục lap của tế bào thịt lá chứa trong các tế bào mô dậu và mô khuyết của lá và có cấu trúc grana (màng thilacoit) rất phát triển Chúng có nhiệm vụ thực hiện chu trình C4 của quang hợp

Lục lạp của tế bào bao bó mạch chỉ có ở trong các tế bào nằm cạnh bó mạch dẫn Chúng có cấu trúc thilacoit kém phát triển, phần lớn ở dạng bản mỏng, nhưng chúng lại chứa rất nhiều hạt tinh bột Lục lạp của tế bào bao bó mạch thực hiện chu trình C3 (khử CO2) của quang hợp

Thực vật C3 chỉ có một loại lục lạp chứa trong mô dậu và mô khuyết tương tự như lục lạp của

D