MỞ ĐẦU
Quan sát hình 2.1, cho biết cây có biểu hiện như thế nào khi không được cung cấp đủ nước và dinh dưỡng khoáng? Nên làm gì để tránh xảy ra các hiện tượng này.
Lời giải:
- Biểu hiện của cây khi không được cung cấp đủ nước: Lá cây héo rũ và rụng dần, thân và rễ suy yếu, cây sinh trưởng và phát triển chậm, thậm chí là chết.
- Biểu hiện của cây khi không được cung cấp đủ dinh dưỡng khoáng: Lá thường có màu sắc bị thay đổi, sinh trưởng và phát triển chậm, thậm chí là chết.
- Để tránh xảy ra các hiện tượng trên cần cung cấp nước và dinh dưỡng khoáng cho cây trồng một cách đầy đủ và hợp lí.
HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI
I. VAI TRÒ CỦA NƯỚC VÀ MỘT SỐ NGUYÊN TỐ KHOÁNG ĐỐI VỚI THỰC VẬT
II. SỰ HẤP THỤ NƯỚC, MUỐI KHOÁNG VÀ VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT TRONG CÂY
Câu 1: Quan sát hình 2.3 và cho biết sự trao đổi nước trong cây bao gồm những quá trình nào?
Lời giải:
Sự trao đổi nước trong cây gồm 3 quá trình:
- Hấp thụ nước (chủ yếu ở rễ)
- Vận chuyển nước trong cây (trong mạch gỗ)
- Thoát hơi nước (chủ yếu ở lá)
Câu 2: Quan sát Hình 2.3, cho biết:
Cây hấp thụ nước và khoáng nhờ cơ quan nào?
Nước và khoáng được hấp thụ vào rễ cây nhờ cơ chế nào?
Lời giải:
Cơ quan hấp thụ nước và khoáng của cây: Cây sống trên cạn hấp thụ nước và khoáng chủ yếu nhờ các tế bào lông hút ở rễ. Ngoài ra, thực vật sống trên cạn cũng có thể hấp thụ nước và khoáng qua tế bào khí khổng trên bề mặt lá.
Cơ chế hấp thụ nước và khoáng vào rễ của cây:
- Sự hấp thụ nước vào rễ cây nhờ cơ chế thẩm thấu (thụ động): Nước di chuyển từ dung dịch đất (môi trường nhược trương) vào tế bào lông hút (môi trường ưu trương).
- Sự hấp thụ khoáng vào rễ cây theo hai cơ chế: thụ động và chủ động.
+ Cơ chế thụ động: Ion khoáng từ dung dịch đất (nơi có nồng độ cao) khuếch tán đến dịch tế bào lông hút (nơi có nồng độ thấp); hoặc xâm nhập vào rễ cây theo dòng nước liên kết; hoặc từ bề mặt hạt keo đất trao đổi với ion khoáng trên bề mặt rễ khi có sự tiếp xúc trực tiếp giữa lông hút và hạt keo đất.
+ Cơ chế chủ động: Phần lớn ion khoáng xâm nhập từ dung dịch đất vào rễ cây ngược chiều nồng độ, đòi hỏi tiêu tốn năng lượng ATP.
Câu 3: Quan sát hình 2.4, mô tả con đường di chuyển của nước và khoáng từ tế bào lông hút vào rễ.
Lời giải:
Con đường di chuyển của nước và khoáng từ tế bào lông hút vào trong rễ theo con đường gian bào và con đường tế bào chất:
- Con đường gian bào: Nước và các ion khoáng di chuyển hướng tâm trong khoảng trống giữa các tế bào và khoảng trống giữa các bó sợi cellulose trong thành tế bào. Khi đến lớp nội bì, nước và các ion khoáng bị đai Caspary trong thành tế bào nội bì chặn lại. Dòng nước và các ion khoáng chuyển sang con đường tế bào chất.
- Con đường tế bào chất: Nước và khoáng di chuyển hướng tâm qua tế bào chất của các lớp tế bào vỏ rễ đến mạch gỗ thông qua cầu sinh chất.
Câu 4: Quan sát hình 2.5, cho biết nước và khoáng hấp thụ ở rễ được đưa đến các cơ quan khác như thế nào?
Lời giải:
Nước và khoáng hấp thụ ở rễ được vận chuyển một chiều trong mạch gỗ (xylem) của thân cây lên lá và các cơ quan phía trên.
III. SỰ THOÁT HƠI NƯỚC Ở THỰC VẬT
Câu 1: Quá trình thoát hơi nước ở thực vật diễn ra như thế nào?
Lời giải:
Quá trình thoát hơi nước ở thực vật diễn ra chủ yếu ở lá qua hai con đường:
- Thoát hơi nước qua lớp cutin: Nước có thể khuếch tán từ khoảng gian bào của thịt lá qua lớp cutin để ra ngoài. Lớp cutin càng dày thì sự khuếch tán qua lớp cutin càng nhỏ và ngược lại.
- Thoát hơi nước qua khí khổng: Khí khổng là con đường thoát hơi nước chủ yếu ở thực vật. Gồm ba giai đoạn: nước chuyển thành dạng hơi đi vào gian bào, hơi nước từ gian bào khuếch tán qua lỗ khí vào khí quyển xung quanh bề mặt lá, hơi nước khuếch tán từ không khí quanh bề mặt lá ra không khí xa hơn. Tốc độ thoát hơi nước qua khí khổng do độ mở của khí khổng điều tiết.
Câu 2: Quan sát hình 2.6 và giải thích cơ chế đóng mở của khí khổng
Lời giải:
Cơ chế đóng mở của khí khổng dựa trên sự biến đổi sức trương nước trong các tế bào khí khổng:
- Khi tế bào khí khổng tích lũy các chất thẩm thấu (K+, malate, sucrose) sẽ trương nước, thành mỏng phía ngoài bị căng mạnh và đẩy ra xa khỏi lỗ khí, thành dày phía trong bị căng yếu hơn làm khí khổng mở.
Câu 3: Thoát hơi nước có vai trò gì đối với thực vật?
Lời giải:
Vai trò của quá trình thoát hơi nước đối với thực vật:
- Tạo động lực đầu trên cho quá trình hấp thụ, vận chuyển vật chất ở rễ lên lá và cơ quan phía trên.
- Duy trì sức trương và liên kết các cơ quan của cây thành một thể thống nhất.
- Giảm nhiệt độ bề mặt lá trong những ngày nắng nóng, bảo vệ các cơ quan khỏi bị tổn thương bởi nhiệt độ và duy trì các hoạt động sống bình thường.
Câu 4: Quan sát hình 2.7 và cho biết cây có thể lấy nitrogen từ đâu?
Câu 5: Nitrate và ammonium được biến đổi trong cây như thế nào?
Lời giải:
- Quá trình khử nitrate (NO3-) trong cây: NO3- sau khi được hấp thụ cần được chuyển hóa thành NH4+ trong các cơ quan thực vật. Quá trình khử nitrate diễn ra trong rễ cây và cành cây qua hai giai đoạn:
- Quá trình đồng hóa ammonium (NH4+) trong cây: NH4+ sau khi được hấp thụ hoặc hình thành từ quá trình khử nitrate sẽ nhanh chóng kết hợp với các keto acid sinh ra các amino acid sơ cấp hoặc có thể kết hợp với glutamic acid, aspartic tạo thành các amide là glutamine và asparagine.
LUYỆN TẬP
Câu 1: Quan sát hình 2.3, xác định nguyên tố dinh dưỡng khoáng bị thiếu theo gợi ý ở bảng 2.2
| Lá cây biểu hiện thiếu nguyên tố khoáng | Tên nguyên tố khoáng bị thiếu | Triệu chứng khi thiếu nguyên tố khoáng |
| ? | ? |
| ? | ? |
| ? | ? |
| ? | ? |
Lời giải:
Lá cây biểu hiện thiếu nguyên tố khoáng | Tên nguyên tố khoáng bị thiếu | Triệu chứng khi thiếu nguyên tố khoáng |
| Potassium | Lá màu vàng nhạt, mép lá màu đỏ |
| Phosphorus | Lá nhỏ, màu lục đậm; thân, rễ kém phát triển |
| Magnesium | Lá màu vàng; mép phiến lá màu cam đỏ |
| Nitrogen | Cây bị còi cọ, chóp lá hóa vàng |
Câu 2: Mô tả đặc điểm dòng vận chuyển trong mạch gỗ và mạch rây theo gợi ý ở bảng 2.3.
Bảng 2.3. Dòng mạch gỗ và dòng mạch rây
Đặc điểm | Dòng mạch gỗ | Dòng mạch rây |
Chất được vận chuyển | ? | ? |
Chiều vận chuyển | ? | ? |
Động lực vận chuyển | ? | ? |
Lời giải:
Đặc điểm dòng vận chuyển trong mạch gỗ và mạch rây
Đặc điểm | Dòng mạch gỗ | Dòng mạch rây |
Chất được vận chuyển | Nước, các chất khoáng hòa tan và một số hợp chất hữu cơ như amino acid, amide, cytokinine, alkaloid,… | Các sản phẩm quang hợp (chủ yếu là sucrose), một số hợp chất như amino acid, hormone thực vật, các ion khoáng tái sử dụng. |
Chiều vận chuyển | Vận chuyển một chiều từ rễ lên thân, lá và các cơ quan phía trên. | Vận chuyển theo hai chiều. |
Động lực vận chuyển | Áp suất rễ (lực đẩy), thoát hơi nước ở lá (lực kéo), lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và lực bám giữa các phân tử nước với thành mạch gỗ (động lực trung gian). | Chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn (nơi có áp suất thẩm thấu cao) và các cơ quan sử dụng (nơi có áp suất thẩm thấu thấp). |
Câu 3: Giải thích tại sao quá trình thoát hơi nước có ích với thực vật dù tiêu tốn phần lớn lượng nước cây hấp thụ được.
Lời giải:
Quá trình thoát hơi nước có ích với thực vật dù tiêu tốn phần lớn lượng nước cây hấp thụ được vì quá trình thoát hơi nước đóng vai trò rất quan trọng đối với hoạt động sống của cây:
- Tạo động lực đầu trên cho quá trình hấp thụ, vận chuyển vật chất ở rễ lên lá và cơ quan phía trên.
- Duy trì sức trương và liên kết các cơ quan của cây thành một thể thống nhất.
- Giảm nhiệt độ bề mặt lá trong những ngày nắng nóng, bảo vệ các cơ quan khỏi bị tổn thương bởi nhiệt độ và duy trì các hoạt động sống bình thường.
Câu 4: Hãy cho biết ý nghĩa của sự hình thành amide trong cơ thể thực vật.
Lời giải:
Ý nghĩa của sự hình thành amide trong cơ thể thực vật:
- Tránh sự tích lũy NH4+ ở nồng độ cao sẽ gây kiềm hóa dịch bào và gây độc cho tế bào.
- Giúp dự trữ NH4+ cho cơ thể thực vật khi cần sinh tổng hợp amino acid.
VẬN DỤNG
Câu hỏi: Molybdenum tham gia cấu tạo enzyme nitrogenase. Giải thích cơ sở sinh học của việc thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu.
Lời giải:
Cơ sở sinh học của việc thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu: Cây họ Đậu hình thành mối quan hệ cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm. Mà molybdenum tham gia cấu tạo enzyme nitrogenase – loại enzyme xúc tác cho phản ứng cố định đạm của các vi khuẩn cố định đạm. Bởi vậy, việc thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu sẽ giúp các vi sinh vật cố định đạm phát triển, tăng hiệu quả cố định đạm để cung cấp đạm cho cây trồng, nhờ đó, giúp tăng năng suất của các cây họ Đậu.
Bình luận