- Trong pha này hệ sắc tố thực vật hấp thụ năng lượng của các phôtôn ánh sáng và sử dụng năng lượng này cho các quá trình: quang hoá sơ cấp, quang phân li nước và photphorin hoá quang ho[r]
Trang 1CHUYÊN ĐỀ 1: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT
I - TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT
A HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
- Trao đổi nước ở thực vật bao gồm:
+ Quá trình hấp thụ nước ở rễ
+ Quá trình vận chuyển nước từ rễ lên lá
+ Quá trình thoát hơi nước từ lá ra ngoài không khí
Ba quá trình này, trong điều kiện bình thường, hoạt động nhịp nhàng, liên tục, liên hệ khăng khít với nhau,tạo nên trạng thái cân bằng nước cần thiết cho sự sống của thực vật
1 Quá trình hấp thụ nước ở rễ
- Thực vật thuỷ sinh hấp thụ nước từ môi trường xung quanh qua bề mặt các tế bào biểu bì của toàn cây
- 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 bàobiểu bì đã phát triển thành lông hút
Quá trình hấp thụ nước ở rễ xảy ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau:
1.1 Giai đoạn nước từ đất vào lông hút
Để hấp thụ nước, tế bào lông hút có ba đặc điểm cấu tạo và sinh lí phù hợp với chức năng nhận nước 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 nước tự do và dạng nước liên kết không chặt từ đất được lông hút hấp thụ một cách dễdàng nhờ sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu (từ áp suất thẩm thấu thấp đến áp suất thẩm thấu cao),
hay nói một cách khác,nhờ sự chênh lệch về thế nước (từ thế nước cao đến thế nước thấp)
1.2 Giai đoạn nước từ lông hút vào mạch gỗ (mạch xilem) của rễ
Sau khi vào tế bào lông hút, nước vận chuyển một chiều qua các tế bào vỏ, nội bì vào mạch gỗ của rễ do
sự chênh lệch sức hút nước theo hướng tăng dần từ ngoài vào trong giữa các tế bào
Có hai con đường vận chuyển nước từ lông hút vào mạch gỗ:
- Qua thành tế bào và các gian bào đến dải Caspary ( Con đường vô bào - Apoplats )
- Qua phần nguyên sinh chất và không bào ( Con đường tế bào - Symplats )
1.3 Giai đoạn nước bị đẩy từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của thân
Nước bị đẩy từ rễ lên thân do một lực đẩy gọi là áp suất rễ Có hai hiện tượng minh hoạ áp suất rễ: Hiệntượng rỉ nhựa và hiện tượng ứ giọt
Úp cây trong chuông thuỷ kín, sau một đêm, ta sẽ thấy các giọt nước ứ ra ở mép lá qua thuỷ khổng Nhưvậy mặc dù không khí trong chuông thuỷ tinh đã bão hoà hơi nước, nước vẫn bị đẩy từ mạch gỗ của rễ lên lá
và không thoát được thành hơi nên ứ thành các giọt
2 Quá trình vận chuyển nước ở thân
- Đặc điểm của con đường vận chuyển nước từ rễ lên lá: Nước được chuyển từ mạch gỗ của rễ lên mạch
gỗ của lá Con đường này dài ( có thể tình bằng mét ) và nước vận chuyển chủ yếu qua mạch dẫn do lực đẩycủa rễ, lực hút của lá và không bị cản trở, nên nước được vận chuyển với vận tốc lớn
- Điều kiện để nước có thể vận chuyển ở con đường này: Đó là tính liên tục của cột nước, nghĩa là không
có bọt khí trong cột nước
- Cơ chế đảm bảo sự vận chuyển của cột nước: Lực cố kết giữa các phân tử H2O phải lớn cùng với lực
Trang 2bỏm của cỏc phõn tử H2O với thành mạch phải thắng được lực trướng ( trọng lượng cột nước ).
3 Quỏ trỡnh thoỏt hơi nước ở lỏ
- Con đường thoỏt hơi nước ở lỏ: Cú hai con đường:
+ Con đường qua khớ khổng:
- Vận tốc lớn
- Được điều chỉnh bằng việc đúng, mở khớ khổng
+ Con đường qua bề mặt lỏ-qua cutin :
- Vận tốc nhỏ
- Khụng được điều chỉnh
4 Cơ sở khoa học của việc tới nước hợp lý cho cõy trồng
- Cõn bằng nước và vấn đề hạn của cõy trồng
- Tưới nước hợp lớ cho cõy trồng:
- Khi nào cần tưới nước?
- Lượng nước cần tới là bao nhiờu?
- Cỏch tưới như thế nào?
B - HỆ THỐNG CÂU HỎI
Cõu 1: Trỡnh bày đặc điểm của bộ rễ liờn quan đến chức năng hỳt nước và hỳt khoỏng?
Cõu 2 ( Đề HSG 2009 – 2010):
a Lụng hỳt cú đặc điểm cấu tạo như thế nào phự hợp với chức năng hỳt nước?
b Số lượng lụng hỳt thay đổi trong điều kiện nào?
Cõu 3: Tại sao nước được vận chuyển theo một chiều từ đất lờn cõy?
Cõu 5 (đề HSG 2008 - 2009): Cho cỏc thành phần sau đõy: Lụng hỳt, đai Caspari, tế bào nhu mụ vỏ, tế bàotrụ bỡ, tế bào nội bỡ, gian bào Hóy mụ tả 2 con đường đi của nước và cỏc chất khoỏng hoà tan trong nước từđất tới mạch gỗ của cõy?
Cõu 6 (đề HSG 2009 – 2010): Giải thớch vỡ sao cõy trờn cạn ngập ỳng lõu sẽ chết?
Cõu 7 Trỡnh bày khỏi niệm ỏp suất rễ? Giải thớch tại sao ỏp suất rễ thường được quan sỏt ở cõy bụi thấp?
Cõu 8 Các bằng chứng về khả năng hút và đẩy nớc một cách chủ động của hệ rễ như thế nào?
Trong canh tác để cây hút nớc dễ dàng cần chú ý những biện pháp kỹ thuật nào?
Cõu 9 Con đường vận chuyển nước, chất khoỏng hoà tan và chất hữu cơ trong cõy? Động lực vận chuyểncủa cỏc con đường đú?
Cõu 10 Trỡnh bày cấu tạo lỏ phự hợp với chức năng thoỏt hơi nước?
Cõu 11 Tại sao về mựa lạnh cõy thường bị rụng lỏ?
Câu 12 Trình bày cấu tạo tế bào lỗ khí phự hợp với chức năng của nó? Tác nhân chủ yếu điều tiết độ mở củakhí khổng?
Cõu 13 ( Đề HSG 2009 – 2010):
a Rễ cõy hỳt khoỏng theo cỏc cơ chế nào? Nờu sự khỏc nhau giữa cỏc cơ chế hỳt khoỏng đú?
b Tại sao núi quỏ trỡnh hấp thụ nước và khoỏng liờn quan đến quỏ trỡnh hụ hấp của rễ cõy?
Trang 3C – HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI HỆ THỐNG CÂU HỎI
Câu 1: Trình bày đặc điểm của bộ rễ liên quan đến chức năng hút nước và hút khoáng?
Trả ời:
Đặc điểm bộ rễ liên quan đến chức năng hút nước và hút khoáng:
- Rễ có khả năng đâm sâu, lan rộng
- Có khả năng hướng hoá và hướng nước
- Sinh trưởng liên tục
- Trên bề mặt rễ có rất nhiều tế bào biểu bì biến đổi thành các tế bào lông hút
Câu 2 ( Đề HSG 2009 – 2010):
a Lông hút có đặc điểm cấu tạo như thế nào phù hợp với chức năng hút nước?
b Số lượng lông hút thay đổi trong điều kiện nào?
Trả lời:
* Cấu tạo lông hút phù hợp với chức năng hút nước:
- Thành TB mỏng, không thấm cutin -> dễ thấm nước
- Không bào trung tâm lớn -> tạo áp suất thẩm thấu cao
- Có nhiều ti thể -> hoạt động hô hấp mạnh -> áp suất thẩm thấu lớn
* Số lượng lông hút thay đổi khi:
- Môi trường quá ưu trương, quá axit (chua), thiếu oxi
Câu 3: Tại sao nước được vận chuyển theo một chiều từ đất lên cây?
Trả lời:
- Do các TB ở cạnh nhau có ASTT khác nhau
- Do quá trình thoát hơi nước ở lá liên tục diễn ra làm ASTT tăng dần từ ngoài vào trong, từ rễ lên lá =>Nước được vận chuyển theo một chiều
Câu 4: Trình bày các con đường hấp thụ nước ở rễ? Đặc điểm của chúng? Vai trò của vòng đai Caspari?
+ Ít đi qua phần sống của TB + Đi qua phần sống của tế bào+ Không chịu cản trở của CNS + Qua CNS => cản trở sự di
chuyền của nươc và chấtkhoáng
+ Khi đi đến thành TB nội bì bị vòng đai Caspari cản trở
=> nước đi vào trong TB nội bì
+ Không bị cản trở bởi đaiCaspari
* Vai trò vòng đai Caspari: Đai này nằm ở phần nội bì của rễ, kiểm soát và điều chỉnh lượng nước, kiểm tra
các chất khoáng hoà tan
Trang 4Cõu 5 (đề HSG 2008 - 2009): Cho cỏc thành phần sau đõy: Lụng hỳt, đai Caspari, tế bào nhu mụ vỏ, tế bào trụ bỡ, tế bào nội bỡ, gian bào Hóy mụ tả 2 con đường đi của nước và cỏc chất khoỏng hoà tan trong nước từ đất tới mạch gỗ của cõy?
Trả lời:
- Con đường tế bào chất: Nước và cỏc chất khoỏng hoà tan trong nước từ đất => lụng hỳt => tế bào nhu
mụ vỏ => tế bào nội bỡ => tế bào trụ bỡ => mạch gỗ
- Con đường gian bào: Nước và cỏc chất khoỏng hoà tan trong nước từ đất => lụng hỳt => gian bào => đai
Caspari => tế bào nội bỡ => tế bào trụ bỡ => mạch gỗ
Cõu 6 (đề HSG 2009 – 2010): Giải thớch vỡ sao cõy trờn cạn ngập ỳng lõu sẽ chết?
Trả lời:
* Vỡ: Khi bị ngập ỳng -> rễ cõy thiếu oxi-> ảnh hưởng đến hụ hấp của rễ -> tớch luỹ cỏc chất độc hại đối với
tế bào và làm cho lụng hỳt chết, khụng hỡnh thành lụng hỳt mới-> cõy khụng hỳt nước -> cõy chết
Cõu 7 Trỡnh bày khỏi niệm ỏp suất rễ? Giải thớch tại sao ỏp suất rễ thường được quan sỏt ở cõy bụi thấp?
Trả lời:
- Áp suất rễ: lực đẩy nước từ rễ lờn thõn
- Áp suất rễ thường quan sỏt ở cõy bụi thấp vỡ:
+ Áp suất rễ: khụng lớn
+ Cõy bụi thấp: Do chiều cao thõn ngắn, mọc thấp gần mặt đất, khụng khớ dễ bóo hũa (trong điều kiện ẩmướt) nờn ỏp suất rễ đủ mạnh để đẩy nước từ rễ lờn lỏ => nờn trong điều kiện mụi trường bóo hoà hơi nước thỡ
ỏp suất rễ đẩy nước lờn thõn gõy hiện tượng ứ giọt hoặc rỉ nhựa
Cõu 8 Các bằng chứng về khả năng hút và đẩy nớc một cách chủ động của hệ rễ như thế nào?
Trong canh tác để cây hút nớc dễ dàng cần chú ý những biện pháp kỹ thuật nào?
Trả lời:
*Bằng chứng về khả năng hút và đẩy nớc chủ động của hệ rễ:
+ Hiện tợng rỉ nhựa: Cắt ngang thân cây gần mặt đất, một thời gian sau ở mặt cắt rỉ ra các giọt nhựa; chứng
tỏ rễ đã hút và đẩy nớc chủ động
+ Hiện tợng ứ giọt: úp chuông thuỷ tinh lên cây nguyên vẹn sau khi tới đủ nớc, một thời gian sau, ở mép láxuất hiện các giọt nớc Sự thoát hơi nớc bị ức chế, nớc tiết ra thành giọt ở mép lá qua các lỗ khí chứng tỏ câyhút và đẩy nớc chủ động
* Biện pháp kỹ thuật để cây hút nớc dễ dàng:
Làm cỏ, sục bùn, xới đất kĩ để cây hô hấp tốt tạo điều kiện cho quá trình hút nớc chủ động
Trang 5Câu 9 Con đường vận chuyển nước, chất khoáng hoà tan và chất hữu cơ trong cây? Động lực vận chuyển của các con đường đó?
Theo dòng mạch rây
Động lực
vận
chuyển:
Lực đẩy của rễ (áp suất rễ), lực hút của
lá (do thoát hơi nước) và lực trung gian(lực liên kết giữa các phân tử nước vàlực bám giữa các phân tử nước vớithành mạch dẫn )
Sự chênh lệch ASTT giữa cơ quannguồn (nơi saccarozo được tạothành) có ASTT cao và cơ quan chứa(nơi saccarozo được sử dụng hay dựtrữ) có ASTT thấp
Câu 10 Trình bày cấu tạo lá phù hợp với chức năng thoát hơi nước?
Trả lời:
- Bề mặt ngoài lá bao phủ bới lớp TB biểu bì
- Các TB biểu bì có thể biến đổi thành TB khí khổng
- Các TB khí khổng có lục lạp => tiến hành quang hợp
- Thành TB trong dày, thành ngoài ngoài mỏng
- Phủ bề mặt ngoài lá có thể phủ lớp cutin để chống thoát hơi nước
Câu 11 Tại sao về mùa lạnh cây thường bị rụng lá?
Trả lời:
Vì: Khi nhiệt độ thấp
+ CNS trở nên đặc -> nước khó vận chuyển -> cây khó hút nước
+ Hô hấp giảm -> ATP được tổng hợp ít -> giảm quá trình hút nước
+ KHông khí ngoài môi trường trở nên khô hanh -> tăng quá trình THN
=> trong điều kiện quá trình hút nước được ít và thoát hợ nước nhiều thì cây rụng lá để giảm bớt quá trìnhTHN
C©u 12 Tr×nh bµy cÊu t¹o tÕ bµo lç khÝ phù hîp víi chøc n¨ng cña nã? T¸c nh©n chñ yÕu ®iÒu tiÕt ®ộ më cña khÝ khæng?
Trả lời:- Cấu tạo: + Tự vẽ hình
+ Mô tả: mép trong của tế bào rất dày, mép ngoài mỏng => giúp thực hiện cơ chế đóng mở khí
khổng trong có chứa lục lạp => tiến hành quang hợp để tạo chênh lệch ASTT
- Tác nhân chủ yếu gây đóng mở khí khổng: ánh sáng
Trang 6Câu 13 ( Đề HSG 2009 – 2010):
a Rễ cây hút khoáng theo các cơ chế nào? Nêu sự khác nhau giữa các cơ chế hút khoáng đó?
b Tại sao nói quá trình hấp thụ nước và khoáng liên quan đến quá trình hô hấp của rễ cây?
Trang 7II SỰ HẤP THỤ KHOÁNG VÀ TRAO ĐỔI NITƠ Ở THỰC VẬT
- Các ion khoáng khuyếch tán theo sự chênh lệch nồng độ từ cao đến thấp
- Các ion khoáng hoà tan trong nước và vào rễ theo dòng nước
- Các ion khoáng hút bám trên bề mặt các keo đất và trên bề mặt rễ trao đổi với nhau khi có sự tiếp xúcgiữa rễ và dung dịch đất Cách này gọi là hút bám trao đổi
Quá trình hấp thụ nước và các chất khoáng đều liên quan chặt chẽ với quá trình hô hấp của rễ
II Vai trò của các nguyên tố khoáng
2.1 Vai trò của các nguyên tố đa lượng:
Các nguyên tố đa lượng thường 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 lượng còn ảnh hưởng đến tính chất của hệ thống keotrong chất nguyên sinh như: Điện tích bề mặt, độ ngậm nước, độ nhớt và độ bền vững của hệ thống keo
2.2 Vai trò của các nguyên tố vi lượng:
Các nguyên tố vi lượng thường là thành phần không thể thiếu được hầu hết các enzym Chúng hoạt hoácho các enzym này trong các quá trình trao đổi chất của cơ thể Vai trò của các nguyên tố đa lượng, vi lượngđược minh hoạ ở bảng sau (Bảng2.1)
Các nguyên tố
đại lượng
Dạng mà cây hấp thụ Chức năng Triệu chứng thiếu dinh dưỡng
Nitơ NH+ 4 và NO3 - Thành phần của
protein,axitnucleic,enzim,coenzim,diệp lục,…
Sinh trưởng bị còi cọc, lá có màu vàng
Photpho H2PO4- và PO43- Thành phần của
ATP,axitnucleic,coenzim,Photpholipit,…
Lá nhỏ có màu lục đạm, màu của thân không bình thường, sinh trưởng rễ bi tiêu giảm
nước và ion,mở khí khổng
Lá màu vàng nhạt, mép lá màu đỏ
và nhiều chấm đỏ trên mặt lá
và màng tế bào, hoạt hoáenzim
Lá nhò mềm, mầm đỉnh bị chết
Magiê Mg2+ Thành phần của diệp lục,
hoạt hoá enzim
Lá có màu vàng
Lưu huỳnh SO42- Thành phần của protein Lá mới có màu vàng,sinh trưởng rễ
Trang 8bị tiêu giảm
Các nguyên tố
vi lượng
Dạng mà cây hấp thụ
Vai trò trong cơ thể thực vật Triệu chứng thiếu dinh dưỡng
xictôcrom,tổng hợp diệp lục,hoạt hoá enzim
Gân lá có màu vàng và sau đó cả lá
Đồng Cu2+ Hoạt hoá nhiều enzim Lá non có màu lục đậm,không bình
thườngMôlípđen MoO42- Cần cho sự trao đổi N
urêaza
III NGUỒN CUNG CẤP CÁC NGUYÊN TỐ DINH DƯỠNG KHOÁNG CHO CÂY
1 Đất là nguổn chủ yếu cung cấp các nguyên tố dinh dưỡng khoáng cho cây
- Các muối khoáng trong đất tồn tại ở 2 dạng: không tan hoặc hoà tan
- Rễ cây chỉ hấp thụ được dạng muối khoáng ở dạng hoà tan
2 Phân bón cho cây trồng
- Phân bón là nguồn quan trọng cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng
- Nếu bón thiếu, cây sẽ sinh trưởng phát triển kém, năng suất và chất lượng sản phẩm giảm
- Nếu bón quá thừa gây độc hại đối với cây, ô nhiễm nông phẩm và môi trường, làm xấu cấu trúc của đất,giết chết vi sinh vật có lợi
IV VAI TRÒ SINH LÝ CỦA NGUYÊN TỐ NITƠ
Cây hấp thụ nitơ dạng NO3- và NH4+
1 Vai trò cấu trúc
- Nitơ là thành phần của hầu hết các hợp chất trong cây (prôtêin, axit nuclêic ) cấu tạo nên tế bào, cơ thể
2 Vai trò điều tiết
Tham gia thành phần của các enzim, hoocmon điều tiết các quá trình sinh lí, hóa sinh trong tế bào, cơthể
V NGUỒN CUNG CẤP NITƠ TỰ NHIÊN CHO CÂY:
1 Nitơ trong không khí :
- N2: cây không thể hấp thụ Nhờ VSV cố định nitơ chuyển hoá thành NH3 thì cây mới đồng hóa được
- NO, NO2: độc hại đối với cây
2 Nitơ trong đất : tồn tại 2 dạng: nitơ vô cơ và nitơ hữu cơ.
- Nitơ vô cơ trong muối khoáng: NO3- , NH4+ cây hấp thụ
+ NO3-: dễ bị rửa trôi
+ NH4+: ít bị rửa trôi
- Nitơ hữu cơ trong xác sinh vật cây không trực tiếp hấp thụ Nhờ VSV đất khoáng hóa cây hấp thụđược
Trang 9VI QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ NITƠ TRONG ĐẤT VÀ CỐ ĐỊNH ĐẠM
1 Chuyển hoá Nitơ trong đất
+ Vi khuẩn Rizôbium ở rể cây họ đậu
- Các vi khuẩn này có chứa Enzim Nitrôgennaza có khả năng bẻ gảy liên kết ba trong N2 để Nitơ liên kếtvới hiđrô
N2 + 3H2 2NH3
VII PHÂN BÓN VỚI NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG VÀ MÔI TRƯỜNG
1 Bón phân hợp lí và năng suất cây trồng
Bón phân hợp lí: đúng loại, đủ số lượng, đúng nhu cầu của giống, không gây ô nhiễm môi trường năng suất cao
2 Các phương pháp bón phân
- Bón qua rễ: bón thúc, bón lót; - Bón qua lá
B - HỆ THỐNG CÂU HỎI
Câu 14 Vì sao trong mô thực vật xảy ra quá trình khử nitrat?
Câu 15 Tại sao đất chua thường nghèo các chất dinh dưỡng?
Trang 10Cõu 16 (Olympic 2009)
a Cõy xanh sử dụng nguồn N khụng khớ và trong đất bằng phương thức nào?
b Nhúm VSV nào cú khả năng cố định nitơ khớ quyển? Cho biết điều kiện để mỗi nhúm thực hiện được quỏtrỡnh cố đinh đạm?
c Trong quỏ trỡnh cố định đạm, nguyờn tử H trong NH3 cú nguồn gốc từ chất nào?
Cõu 17 Vì sao thực vật xanh tắm mình trong biển đạm nhng vẫn thiếu đạm? Làm thế nào Nitơ trong khụng
khớ trở thành dạng mà cõy cú thể sử dụng được? Nờu cơ chế và điều kiện đờ thực hiện quỏ trỡnh này? Nêu một
số cây xanh có khả năng sử dụng nitơ?
Cõu 18 Trỡnh bày mối quan hệ giữa chu trỡnh Crep và qỳa trỡnh đồng hoỏ NH3?
Cõu 19 Cú người núi: Khi chu trỡnh Crep ngừng hoạt động thỡ cõy cú thể bị ngộ độc bởi NH3 Điều đú đỳng
hay sai? Giải thớch?
Cõu 20 Tỏc dụng của việc bún phõn? Để xỏc định lượng phõn bún cần bún cho một thu hoạch định trước thỡ
phải căn cứ vào cỏc yếu tố nào?
Cõu 21 Tại sao khi trồng lỳa phải làm cỏ sục bựn?
Cõu 22 a Vỡ sao sau cơn mưa cú nhiều sấm sột thỡ cõy xanh tươi tốt hơn, mọc lỏ non nhiều hơn?
b Để cho cõy lỳa lốp khụng bị đổ lỳc bụng lỳa sắp chớnh, người ta bún phõn gỡ? Vỡ sao phải sử dụng loại phõn đú?
Cõu 23 Cơ sở sinh học của việc bún phõn qua lỏ? Trong trường hợp nào bún phõn qua lỏ sẽ cú lợi ớch hơn
bún phõn vào đất (bún phõn cho rễ)
Cõu 24 ( Đề Thi HSG Hà Tĩnh - 2013)
a Những nhúm sinh vật nào cú khả năng cố định nitơ khụng khớ? Vỡ sao chỳng cú khả năng đú?
b Vai trũ của nitơ đối với đời sống cõy xanh? Hóy nờu những nguồn nitơ chủ yếu cung cấp cho cõy?
c.Chứng minh mối liờn quan chặt chẽ giữa quỏ trỡnh hụ hấp với quỏ trỡnh dinh dưỡng khoỏng và trao đổinitơ Con người đó vận dụng những hiểu biết về mối quan hệ này vào trong thực tiễn trồng trọt như thế nào?
Trang 11C – HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI HỆ THỐNG CÂU HỎI
Câu 14 Vì sao trong mô thực vật xảy ra quá trình khử nitrat?
Trả lời:
- Nitơ ở dạng NO3- có nhiều trong đất và được thực vật hấp thụ dễ dàng
- Nitơ ở dạng NO3- là dạng ôxi hoá, còn trong cây cần nhiều Nitơ ở dạng khử NH2, NH3, NH4+ để tạo ra cácaxit amin
- Do đó, ở thực vật cần có quá trình khử NO3- để tạo ra NH4+ và tiếp tục được đồng hoá tạo ra aa để dự trữnitơ và prôtêin
Câu 15 Tại sao đất chua thường nghèo các chất dinh dưỡng?
Trả lời:
- Đất chua có nhiều ion H+ .Các ion H+ trong dịch đất sẽ thực hiện phản ứng trao đổi ion, các ion H+ bámtrên bề mặt hạt keo đẩy các ion khoáng ra dịch đất Các ion khoáng bị rửa trôi làm cho đất bị nghèo chất dinhdưỡng
Câu 16 (Olympic 2009)
a Cây xanh sử dụng nguồn N không khí và trong đất bằng phương thức nào?
b Nhóm VSV nào có khả năng cố định nitơ khí quyển? Cho biết điều kiện để mỗi nhóm thực hiện được quá trình cố đinh đạm?
c Trong quá trình cố định đạm, nguyên tử H trong NH 3 có nguồn gốc từ chất nào?
Trả lời:
a Cây xanh sử dụng nguồn N trong không khí và trong đất bằng phương thức sau:
- Nguồn N trong không khí:
+ Khi có sấm chớp: N2 + O2 -> HNO3 -> các hợp chất nitrat -> cây dễ hấp thụ
+ Hoạt động của các VSV tự do và cộng sinh có khả năng cố định nitơ cho đất, từ đó biến đổi thành cáchợp chất chứa nitơ => cây dễ hấp thụ
- Nguồn N trong đất: Do sự phân huỷ xác, bã động, thực vật
+ Sự hoá mùn: Xác động, thực vật nhờ vi khuẩn, nấm phân giải thành chất mùn -> các aa
+ Sự hoá amoniac: các aa tiếp tục nhờ vi khuẩn phân giải thành ure sau đó được phân giải tiếp tục thànhNH3
+ Sự hoá nitrit: NH3 oxihoá thành HNO2 sau đó hình thành muối nitrit
+ Sự hoá nitrat: HNO2 oxihoá thành HNO3 sau đó hình thành muối nitrat
b Nhóm VSV có khả năng cố định nitơ khí quyển:
- Vi khuẩn sống tự do trong đất và trong nước: Nostoc, Clostridium…
- Vi khuẩn cộng sinh: Rhizobium, Anabaena azollae…
* Điều kiện để mỗi nhóm thực hiện được quá trình cố đinh đạm:
+ Có các lực khử mạnh
+ Được cung cấp NL ATP
+ Có sự tham gia của enzim nitrogenaza
+ Thực hiện trong điều kiện kị khí
c Trong quá trình cố định đạm, nguyên tử H trong NH 3 có nguồn gốc từ glucozơ vì:
Quá trình khử N2 thành NH3 sử dụng lực khử NADH, chất này được tạo ra từ quá trình hô hấp Mà hô hấp
sử dụng nguyên liệu là glucozơ, nguyên tử H trong glucozơ được gắn với NAD để tạo thành NADH
Trang 12Cõu 17 Vì sao thực vật xanh tắm mình trong biển đạm nhng vẫn thiếu đạm? Làm thế nào Nitơ trong khụng khớ trở thành dạng mà cõy cú thể sử dụng được? Nờu cơ chế và điều kiện đờ thực hiện quỏ trỡnh này? Nêu một số cây xanh có khả năng sử dụng nitơ?
Trả lời:
- Thực vật xanh nói chung “tắm mình trong biển đạm” nhng thiếu đạm
Vì: + Nitơ tự do(N2) có liên kết 3 rất bền(N N)
+ Cây xanh nói chung không có enzim xúc tác mạnh, quá trình hoạt hoá nitơ(Nitrogennaza, hidrogenaza)phá vỡ liên kết bền của nitơ biến N2 NH3
+Các cây sử dụng Nitơ tự do:
+ Cây họ Đậu nhờ cộng sinh với vi khuẩn Rhizobium
+ Bèo hoa dâu: nhờ cộng sinh với vi khuẩn lam
+ Một số cây hoà thảo(lúa) nhờ cộng sinh với vi khuẩn Azospirillum
Cõu 18 Trỡnh bày mối quan hệ giữa chu trỡnh Crep và qỳa trỡnh đồng hoỏ NH 3 ?
- Chu trỡnh Krebs tạo ASTT để rễ dễ dàng nhận nitơ
- Cú mối quan hệ chặt chẽ giữa cỏc sản phẩm của chu trỡnh Krebs với hàm lượng NH3 trong cõy Vỡ cỏcsản phẩm này cựng với NH3 -> cỏc axit amin -> protein
Axit piruvic + NH3 -> Alanin
Axit glutamic + NH3 ->Glutamic
Axit fumaric + NH3 -> Aspactic
Và cỏc axit hữu cơ kết hợp với NH3 tạo thành cỏc amit làm cõy khụng ngộ độc
Cõu 20 Tỏc dụng của việc bún phõn? Để xỏc định lượng phõn bún cần bún cho một thu hoạch định trước thỡ phải căn cứ vào cỏc yếu tố nào?
Trả lời:
- Tỏc dụng:
+ Cung cấp cỏc nguyờn tố khoỏng thiếu hụt cho đất
=> Phục hồi độ phỡ nhiờu cho đất nếu bún phõn kịp thời, đỳng liều lượng, đỳng loại
+ Cung cấp nguyờn liệu cho cấu tạo cỏc thành phần của cõy
Cỏc nguyờn tố khoỏng được cõy hấp thụ, chuyển hoỏ và cung cấp cho quỏ trỡnh TĐC ở cõy => nếu 1 trongcỏc nguyờn tố khoỏng bị thiếu thỡ sự sinh trưởng của cõy bị giới hạn hoặc ngừng sinh trưởng
- Yếu tố xỏc định lượng phõn bún:
+ Nhu cầu dinh dưỡng của cõy
+ Khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất
+ Hệ số sử dụng phõn bún: lượng phõn bún cõy sử dụng được so với tổng lượng phõn bún
Cõu 21 Tại sao khi trồng lỳa phải làm cỏ sục bựn?
Trả lời:
- Đất trồng lỳa thường xuyờn ngập nước => dễ bị thiếu Oxi
Trang 13+ -> ảnh hưởng đến hô hấp ở rễ -> ảnh hưởng đến quá trình hút nước và hút khoáng -> ảnh hưởng đến sinhtrưởng – phát triển
+ -> VSV hoạt động hô hấp kị khí -> Tạo các khí độc hại -> gây ngộ độc cho cây
Khi làm cỏ sục bùn sẽ loại bỏ cỏ, tránh cạnh tranh chất dinh dưỡng, oxi với lúa, đồng thời làm tăng lượngoxi trong đất - rế hô hấp tốt hơn/
Câu 22 a Vì sao sau cơn mưa có nhiều sấm sét thì cây xanh tươi tốt hơn, mọc lá non nhiều hơn?
b Để cho cây lúa lốp không bị đổ lúc bông lúa sắp chính, người ta bón phân gì? Vì sao phải sử dụng loại phân đó?
Trả lời:
a Vì: - Trong các cơn mưa có sấm sét, một lượng nhỏ nitơ trong không khí đã bị oxi hóa dưới điều kiện nhiệt
độ và áp suất cao thành NO3- theo phản ứng:
N2 + O2 -> 2NO + O2 ->2NO2+ H2O -> HNO3 -> H+ +NO3
- Cây được cung cấp nguồn N, mặc dù ít, cùng với nước nên thực hiện quá trình quang hợp, trao đổinước tốt hơn nên cây xanh tốt hơn
b Người ta bón phân K vì K giúp tích luỹ xenlulozơ, hemixenlulozơ, pectin trong vách tế bào thực vạt, làm
cho tế bào cứng cáp hơn giúp tăng khả năng chống đổ của lúa
Câu 23 Cơ sở sinh học của việc bón phân qua lá? Trong trường hợp nào bón phân qua lá sẽ có lợi ích hơn bón phân vào đất (bón phân cho rễ)
Trả lời:
- Cơ sở sinh học của việc bón phân qua lá: Sự hấp thụ các chất dinh dưỡng qua khí khổng, hoặc có thể
thấm qua lớp cutin theo građien nồng độ
- Trong trường hợp bón phân qua lá sẽ có lợi ích hơn bón phân vào đất (bón phân cho rễ):
+ Trong đất có Ca, hàm lượng Fe dễ tiêu thấp, cây bị thiếu Fe (bệnh lúa vàng vôi) => phân bón lá có hiệuquả hơn so với bón phức chất chứa sắt cho đất, đồng thời cũng là phương tiện giảm bớt độc tính của Mn + Đất khô hạn, tầng đất mặt thiếu nước và giảm đáng kể các chất dễ tiêu trong mùa sinh trưởng => bónphân qua lá sẽ có hiệu quả hơn
Câu 24 ( Đề Thi HSG Hà Tĩnh - 2013)
a Những nhóm sinh vật nào có khả năng cố định nitơ không khí? Vì sao chúng có khả năng đó?
b Vai trò của nitơ đối với đời sống cây xanh? Hãy nêu những nguồn nitơ chủ yếu cung cấp cho cây?
c.Chứng minh mối liên quan chặt chẽ giữa quá trình hô hấp với quá trình dinh dưỡng khoáng và trao đổi nitơ Con người đã vận dụng những hiểu biết về mối quan hệ này vào trong thực tiễn trồng trọt như thế nào?
Trả lời:
a + Nhóm vi khuẩn cố định nitơ sống tự do: Cyanobacteria
+ Nhóm vi khuẩn cố định nitơ sống cộng sinh: Rhizobium sống cộng sinh trong rễ cây họ đậu
- Chúng có khả năng đó vì có các enzim nitrôgenaza nên có khả năng phá vỡ liên kết 3 bền vững của nitơ
và chuyển thành dạng NH3
b - Vai trò nitơ:
+ Về cấu trúc: Tham gia cấu tạo prôtêin, axit nuclêic, ATP,
+ Về sinh lý: Điều hòa trao đổi chất, sinh trưởng, phát triển (TP cấu tạo của enzim, vitamin nhóm B, một
số hooc môn sinh trưởng, )
Trang 14- Nguồn Nitơ chủ yếu cung cấp cho cây là:
+ Nitơ vô cơ: như nitrat (NO3-), amôn (NH4+ )
+ Nitơ hữu cơ: như axit amin, amit
c - Mối liên quan chặt chẽ giữa quá trình hô hấp với quá trình dinh dưỡng khoáng và trao đổi nitơ:
+ Hô hấp giải phóng năng lượng dưới dạng ATP, tạo ra các hợp chất trung gian như các axit hữu cơ
+ ATP và các hợp chất này đều liên quan chặt chẽ với quá trình hấp thụ khoáng và nitơ, quá trình sử dụngcác chất khoáng và quá trình biến đổi nitơ trong cây