Trả lời: - Tác dụng: + Cung cấp các nguyên tố khoáng thiếu hụt cho đất => Phục hồi độ phì nhiêu cho đất nếu bón phân kịp thời, đúng liều lượng, đúng loại + Cung cấp nguyên liệu cho cấu t[r]
Trang 1I ĐẶT VẤN ĐỀ
Sinh học là môn khoa học thực nghiệm có tính lý luận và thực tiễn cao Muốn học tốt sinh học người học phải nắm vững bản chất môm Sinh học về các cơ chế, hiện tượng, quá trình,….đồng thời vận dụng được các kiến thức ấy để giải quyết các vấn đề đặt ra trong thực tiễn và lập luận trả lời được các câu hỏi liên quan từ dễ đến khó Đối với Sinh học 11 là nghiên cứu về sinh lí cơ thể thực vật và động vật có nhiều kiến thức trìu tượng người học phải hiểu được bản chất mới trả lời được
Với cứu đề tài: " Hệ thống hoá kiến thức - Xây dựng hệ thống câu hỏi ôn thi HSG về phần chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật - Sinh học 11 " với mục dích:
- Làm tài liệu ôn tập cho các em học sinh chuyên chọn và giáo viên sử dụng để ôn thi HSG đội tuyển Sinh học 11
- Bố cục đề tài là hệ thống hóa kiến thức và các phần trọng tâm của Sinh lí học thực vật để người học có thể hiểu một cách tổng quan về phần này
- Sau mỗi phần có các câu hỏi từ dễ và khó giúp người học có thể vận dụng kiến thức giải đáp và từ đó vận dụng để giải quyết các vấn đề liên quan khác
Trang 2PHẦN II- NỘI DUNG 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 bào biểu 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 dễ dàng nhờ sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu (từ áp suất thẩm thấu thấp đến áp suất thẩm thâu cao),hay nói một cách khác,nhờ sự chênh lệch về thế 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: Hiện tượng 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 Như vậy 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 đẩy của 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
Trang 3lực bám của các phân tử H2O với thành mạch phải thắng được lực trướng ( trọng lượng cột nước ).
3 Quá trình thoát hơi nước ở lá
- Con đường thoát hơi nước ở lá: Có hai con đường:
+ Con đường qua khí khổng:
- Vận tốc lớn
- Được điều chỉnh bằng việc đóng, mở khí khổng
+ Con đường qua bề mặt lá-qua cutin :
- Vận tốc nhỏ
- Không được điều chỉnh
4 Cơ sở khoa học của việc tới nước hợp lý cho cây trồng
- Cân bằng nước và vấn đề hạn của cây trồng
- Tưới nước hợp lí cho cây trồng:
- Khi nào cần tưới nước?
- Lượng nước cần tới là bao nhiêu?
- Cách tưới như thế nào?
B - 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?
Trả lời:
* 2 con đường:
+ Con đường thành TB - gian bào: Nước từ đất vào lông hút => gian bào của các tế bào nhu mô vỏ => đai Caspari => trung trụ => mạch gỗ
+ Con đường tế bào chất (Qua CNS - không bào): Nước từ đất vào lông hút => CNS và không bào của các tế bào nhu mô vỏ => trung trụ => mạch gỗ
* Đặc điểm:
Qua thành TB – gian bào Qua CNS - không bào
+ 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 chất
Trang 4+ Khi đi đến thành TB nội bỡ bị vũng đai Caspari cản trở
=> nước đi vào trong TB nội bỡ
+ Khụng bị cản trở bởi đai Caspari
* Vai trũ vũng đai Caspari: Đai này nằm ở phần nội bỡ của rễ, kiểm soỏt và điều chỉnh lượng nước,
kiểm tra cỏc chất khoỏng hoà tan
Cõu 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 ẩm ướt) 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 lá xuất 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 cây hút 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
Cõu 9 Con đường vận chuyển nước, chất khoỏng hoà tan và chất hữu cơ trong cõy? Động lực vận chuyển của cỏc con đường đú?
Trả lời:
Nội dung Nước và chất khoỏng hoà tan Chất hữu cơ
Con đường
vận
chuyển:
Chủ yếu bằng con đường qua mạch gỗ, tuy nhiờn nước cú thể vận chuyển từ trờn xuống theo mạch rõy hoặc vận chuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rõy hoặc ngược lại
Theo dũng mạch rõy
Động lực
vận
chuyển:
Lực đẩy của rễ (ỏp suất rễ), lực hỳt của
lỏ (do thoỏt hơi nước) và lực trung gian (lực liờn kết giữa cỏc phõn tử nước và lực bỏm giữa cỏc phõn tử nước với thành mạch dẫn )
Sự chờnh lệch ASTT giữa cơ quan nguồn (nơi saccarozo được tạo thành) cú ASTT cao và cơ quan chứa (nơi saccarozo được sử dụng hay dự trữ) cú ASTT thấp
Cõu 10 Trỡnh bày cấu tạo lỏ phự hợp với chức năng thoỏt hơi nước?
Trang 5Trả 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 trình THN
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
Câu 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?
Trả lời:
a
- Iôn khoáng từ đất vào rễ theo građien nồng độ
- Không hoặc ít tiêu tốn ATP
- Không cần chất mang
- Ngược građien nồng độ
- Tiêu tốn ATP
- Cần chất mang
b - Vì phần lớn các chất khoáng được hấp thụ qua rễ vào cây theo cách chủ động cần tới ATP và các
chất tải ion
- Quá trình hô hấp tạo ra ATP và các chất tải ion cung cấp chủ yếu cho sự hấp thụ các chất khoáng qua các tế bào của rễ
II SỰ HẤP THỤ KHOÁNG VÀ TRAO ĐỔI NITƠ Ở THỰC VẬT
A - HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
1 Sự hấp thụ các nguyên tố khoáng
Các nguyên tố khoáng thường được hấp thụ vào cây dưới dạng ion qua hệ thống rễ là chủ yếu Có hai cách hấp thụ các ion khoáng ở rễ:
* Cách bị động:
- Các ion khoáng khuyếch tán theo sự chênh lệch nồng độ từ cao đến thấp
- Các ion khoáng hoà tan trong 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 xúc giữa rễ và dung dịch đất Cách này gọi là hút bám trao đổi
* Cách chủ động:
- Mang tính chọn lọc và ngược với gradient nồng độ nên cần thiết phải có năng lượng, tức là sự tham gia của ATP và của một chất trung gian ,thường gọi là chất mang
- ATP và chất mang được cung cấp từ quá trình trao đổi chất, mà chủ yếu là quá trình hô hấp Như
Trang 6vậy lại một lần nữa chúng ta thấy rằng:
Quá trình hấp thụ nước và các chất khoáng đều liên quan chặt chẽ với quá trình hô hấp của rễ
2 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 keo trong 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 hoá cho các enzym này trong các quá trình trao đổi chất của cơ thể Vai trò của các nguyên tố đa lượng, vi lượng được minh hoạ ở bảng sau (Bảng2.1)
B - 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 các axit 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 trữ nitơ 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+ bám trên bề mặt hạt keo đẩy các ion khoáng ra dịch đất Các ion khoáng bị rửa trôi làm cho đất bị nghèo chất dinh dưỡng
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 các hợp 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 thành NH3
+ 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 NH3 có nguồn gốc từ glucozơ vì:
Trang 7Quỏ trỡnh khử N2 thành NH3 sử dụng lực khử NADH, chất này được tạo ra từ quỏ trỡnh hụ hấp Mà
hụ hấp sử dụng nguyờn liệu là glucozơ, nguyờn tử H trong glucozơ được gắn với NAD để tạo thành NADH
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?
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 ?
Trả lời:
- Chu trỡnh Crep tạo ra cỏc axit hữu cơ như α – xờtụglutarat, fumarat, oxalụaxetat Cỏc axit hữu
cơ sẽ kết hợp với NH3 để tạo ra cỏc aa => dự trữ nito và protein
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?
Trả lời:
- 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 cỏc sản 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 trong cỏc 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
+ -> ảnh hưởng đến hụ hấp ở rễ -> ảnh hưởng đến quỏ trỡnh hỳt nước và hỳt khoỏng -> ảnh hưởng đến sinh trưởng – phỏt triển
+ -> VSV hoạt động hụ hấp kị khớ -> Tạo cỏc khớ độc hại -> gõy ngộ độc cho cõy
Khi làm cỏ sục bựn sẽ loại bỏ cỏ, trỏnh cạnh tranh chất dinh dưỡng, oxi với lỳa, đồng thời làm tăng lượng oxi trong đất - rế hụ hấp tốt hơn/
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?
Trả lời:
Trang 8a 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 đổi nước 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 hiệu quả 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 => bón phân 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, )
- 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 dụng các chất khoáng và quá trình biến đổi nitơ trong cây
- Ứng dụng thực tiễn:
+ Khi trồng cây, người ta phải xới đất, làm cỏ sục bùn với mục đích tạo điều kiện cho rễ cây hô hấp hiếu khí
+ Hiện nay người ta ứng dụng phương pháp trồng cây không cần đất: trồng cây trong dung dịch (Thuỷ canh), trồng cây trong không khí (Khí canh) để tạo điều kiện tối ưu cho hô hấp hiếu khí của bộ rễ
Trang 9III - QUANG HỢP Ở THỰC VẬT
A - HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
1 Khái niệm về quang hợp
a Khái niệm
- Khái niệm: Quang hợp là quá trình cây xanh hấp thụ năng lượng ánh sáng bằng hệ sắc tố của mình và sử dụng năng lượng này để tổng hợp chất hữu cơ (đường glucôzơ) từ các chất vô cơ (CO2 và H2O)
b Vai trò của quá trình quang hợp
- Quang hợp tạo ra hầu như toàn bộ các chất hữu cơ trên trái đất.
- Hầu hết các dạng năng lượng sử dụng cho các quá trình sống của các sinh vật trên trái đất ( năng lượng hoá học tự do - ATP) đều được biến đổi từ năng lượng ánh sáng mặt trời (năng lượng lượng tử)
do quá trình quang hợp
- Quang hợp giữ trong sạch bầu khí quyển: Hàng năm quá trình quang hợp của các cây xanh trên trái đất đã hấp thụ 600 tỉ tấn khí CO2 và giải phóng 400 tỉ tấn khí O2 vào khí quyển Nhờ đó tỉ lệ CO2
và O trong khí quyển luôn được giữ cân bằng (CO2: 0,03%, O2: 21%), đảm bảo cuộc sống bình thường trên trái đất
c Bản chất hoá học và khái niệm hai pha của quang hợp:
Quang hợp gồm:
- Quá trình oxy hoá H2O nhờ năng lượng ánh sáng Đây là giai đoạn gồm các phản ứng cần ánh sáng, phụ thuộc vào ánh sáng, gọi là pha sáng của quang hợp Pha sáng hình thành ATP, NADPH và giải phóng O2
- Quá trình khử CO2 nhờ ATP và NADPH do pha sáng cung cấp Đây là giai đoạn gồm các phản ứng không cần ánh sáng, nhưng phụ thuộc vào nhiệt độ, gọi là pha tối của quang hợp Pha tối hình thành các hợp chất hữu cơ, bắt đầu là đường glucôzơ
2 Bộ máy quang hợp
a Lá - cơ quan quang hợp
* Hình thái, cấu trúc của lá liên quan đến chức năng quang hợp
- Lá dạng bản và có đặc tính hướng quang ngang
- Lá có một hoặc hai lớp mô giậu ở mặt trên và mặt dưới lá ngay sát lớp biểu bì chứa lục lạp thực hiện chức năng quang hợp
- Lá có lớp mô khuyết với khoảng gian bào lớn,nơi chứa nguyên liệu quang hợp
- Lá có hệ thống mạch dẫn dày đặc để dẫn sản phẩm quang hợp đi các cơ quan khác
- Lá có hệ thống khí khổng ở cả mặt trên và mặt dới để trao đổi khí trong quá trình quang hợp
b Lục lạp - bào quan thực hiện chức năng quang hợp
Cấu trúc của lục lạp thích ứng với việc thực hiện hai pha của quang hợp: pha sáng thực hiện trên cấu trúc hạt, pha tối thực hiện trên thể nền
c Hệ sắc tố quang hợp
- Nhóm sắc tố chính - clorophin
- Clorophin a: C55 H72 O5 N4 Mg
- Clorophin b: C55 H70 O6 N4 Mg
- Nhóm sắc tố phụ - Carotenoid
- Caroten: C40 H56
- Xanthophin: C40 H56O(1-6)
- Nhóm sắc tố của thực vật bậc thấp - phycobilin:
Trang 10- Phycoerythrin: C34 H47 N4 O8
- Phycoxyanin: C34 H42 N4 O9
* Vai trò của các nhóm sắc tố trong quang hợp:
- Nhóm Clorophin hấp thụ ánh sáng chủ yếu ở vùng đỏ và vùng xanh tím chuyển năng lượng thu được
từ các phôton ánh sáng cho quá trình quang phân ly H2O và cho các phản ứng quang hóa để hình thành ATP và NADPH
- Nhóm Carotenoit sau khi hấp thụ ánh sáng, đã truyền năng lượng thu được dưới dạng huỳnh quang cho Clorophin
- Nhóm Phycobilin hấp thụ ánh sáng ở vùng sóng ngắn, sóng có thể tới được nơi sinh sống của rong, rêu, tảo,…( dưới tán rừng hoặc dưới các lớp nước sâu )
3 Cơ chế quang hợp
a Pha sáng
- 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 hoá
- Có thể tóm tắt pha sáng bằng các phản ứng sau:
+ Phản ứng kích thích chlorophin: chl + h√ = chl* = chl
(chl-trạng thái bình thường, chl*-trạng thái kích thích, chl-trạng thái bền thứ cấp)
+ Phản ứng quang phân li nước:
4 chl* + 2 H2O 4chlH+ + 4e + O2
+ Phản ứng quang hoá sơ cấp (được thực hiện bằng hai hệ quang hoá PSI và PSII) và photphorin hoá quang hoá:
12 H2O +18ADP + 18Pv + 12NADP 18ATP + 12NADPH2 +6O2
b Pha tối
- Trong pha này ATP và NADPH hình thành từ pha sáng được sử dụng để khử CO2 tạo ra chất hữu cơ đầu tiên - đường glucôzơ Pha tối được thực hiện bằng ba chu trình ở ba nhóm thực vật khác nhau: thực vật C3, thực vật C4 và thực vật CAM (viết tắt từ cụm từ Crassulacean Acid Metabolism - trao đổi acit ở họ Thuốc bỏng)
- Quang hợp ở các nhóm thực vật C3., C4 và CAM đều có một điểm chung là giống nhau ở pha sáng, chúng chỉ khác nhau ở pha tối - tức là pha cố định CO2 và tên gọi thực vật C3., C4 là gọi theo sản phẩm
cố định CO2 đầu tiên, còn thực vật CAM là gọi theo đối tượng thực vật có con đường cố định CO2 này
4 Ảnh hưởng của nhân tố môi trường đến quang hợp
a Quang hợp và nồng độ CO 2
- CO2 trong không khí là nguồn cung cấp cacbon cho quang hợp Nồng độ CO2 trong không khí quyết định vận tốc của quá trình quang hợp
- Điểm bù CO2: Nồng độ CO2 tối thiểu để cường độ quang hợp và cường độ hô hấp bằng nhau
- Điểm bão hoà CO2: Nồng độ CO2 tối đa để cường độ quang hợp đạt cao nhất
b Quang hợp và ánh sáng
* Cường độ ánh sáng
- Điểm bù ánh sáng: Cường độ ánh sáng tối thiểu để cường độ quang hợp và hô hấp bằng nhau
- Điểm bão hoà ánh sáng: Cường độ ánh sáng cực đại để cường độ quang hợp đạt cực đại
* Về thành phần quang phổ ánh sáng:
Nếu cùng một cường độ chiếu sáng thì ánh sáng đơn sắc màu đỏ sẽ có hiệu quả quang hợp lớn hơn ánh sáng đơn sắc màu xanh tím