Bài 2. Trao đổi nước và khoáng ở thực vật trang 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 SGK Sinh 11 - Kết nối tri thức

CH tr 9

MĐ:

Phương pháp giải:

Nước, chất khoáng là những chất dinh dưỡng của thực vật. Quá trình dinh dưỡng thực vật là quá trình hấp thụ nước, chất khoáng và đồng hóa chúng thành chất của cơ thể thực vật.

Lời giải chi tiết:

Vai trò của nước đối với thực vật:

– Nước là thành phần cấu trúc tạo nên chất nguyên sinh (>90%).

– Nếu như hàm lượng nước giảm thì chất nguyên sinh từ trạng thái sol chuyển thành gel và hoạt động sống của nó sẽ giảm sút.

– Các quá trình trao đối chất đều cần nước tham gia. 

– Nước là nguyên liệu tham gia vào một số quá trình trao đối chất.

– Sự vận chuyển các chất vô cơ và hữu cơ đều ở trong môi trường nước.

Vai trò của các nguyên tố khoáng đối với thực vật:

- Tham gia vào thành phần các chất cấu tạo nên hệ thống chất nguyên sinh, cấu trúc nên tế bào và các cơ quan.

- Nguyên tố khoáng tham gia vào quá trình điều chỉnh các hoạt động trao đổi chất, các hoạt động sinh lý trong cây:

+ Thay đổi các đặc tính lý hóa của chất keo nguyên sinh,

+ Hoạt hóa enzim, làm tăng hoạt động trao đổi chất,

+ Điều chỉnh quá trình sinh trưởng của cây.

- Tăng tính chống chịu cho cây trồng đối với các điều kiện bất lợi của môi trường.

Nước và các nguyên tố khoáng được hấp thụ vào bằng các cách:

Đối với ion khoáng:

Có 2 cách hấp thụ các ion khoáng ở rễ là:

- Hấp thụ bị động.

- Hấp thụ chủ động (chiếm phần lớn).

Đối với nước:

- Nước được hấp thụ liên tục từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế hấp thụ thụ động (thẩm thấu): nước di chuyển từ đất là môi trường nhược trương (ít ion khoáng, nhiều nước) vào tế bào lông hút là môi trường ưu trương (nhiều ion khoáng, ít nước) nhờ sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu/ gradient nồng độ.

CH tr 15

CH 1:

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về vai trò của nước đối với cơ thể sinh vật.

Lời giải chi tiết:

- Nước là thành phần cấu trúc tạo nên chất nguyên sinh (>90%).

- Nếu như hàm lượng nước giảm thì chất nguyên sinh từ trạng thái sol chuyển thành gel và hoạt động sống của nó sẽ giảm sút.

- Các quá trình trao đối chất đều cần nước tham gia. 

- Nước là nguyên liệu tham gia vào một số quá trình trao đối chất.

- Sự vận chuyển các chất vô cơ và hữu cơ đều ở trong môi trường nước.

- Nước bảo đảm cho thực vật có một hình dạng và cấu trúc nhất định. Do nước chiếm một lượng lớn trong tế bào thực vật, duy trì độ trương của tế bào cho nên làm cho thực vật có một hình dáng nhất định.

CH 2:

Phương pháp giải:

Rễ hấp thụ nước theo cơ chế thụ động, trong khi hấp thụ khoáng theo cả cơ chế chủ đọng và thụ động.

Lời giải chi tiết:

Đối với ion khoáng:

Có 2 cách hấp thụ các ion khoáng ở rễ là bị động và chủ động.

Đối với nước:

- Nước được hấp thụ liên tục từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế hấp thụ thụ động (thẩm thấu): nước di chuyển từ đất là môi trường nhược trương (ít ion khoáng, nhiều nước) vào tế bào lông hút là môi trường ưu trương (nhiều ion khoáng, ít nước) nhờ sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu/ gradient nồng độ.

Một số dấu hiệu cây thiếu các nguyên tố khoáng:

- Cây khi thiếu các nguyên tố khoáng đạm (N) thì lá vàng nhạt, cây cằn cỗi.

- Cây khi thiếu các nguyên tố khoáng lân (P) thì lá vàng đỏ, trổ hoa trễ, quả chín muộn.

- Cây khi thiếu các nguyên tố khoáng Kali thì cây không có khả năng chống chịu sâu bệnh hại,...

- Cây khi thiếu các nguyên tố khoáng Ca sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ vững chắc của cây, rễ bị thối, ngọn cây khô héo.

CH 3:

Phương pháp giải:

Hoạt động trao đổi nước ở thực vật diễn ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau gồm: hấp thụ nước ở hệ rễ, vận chuyển nước ở thân và thoát hơi nước ở lá. Nguyên tố khoáng hòa tan trong nước, do vậy, quá trình trao đổi khoáng đi kèm với trao đổi nước.

Lời giải chi tiết:

CH 4:

Phương pháp giải:

Trong cây tồn tại hai con đường vận chuyển vật chất là dòng mạch gỗ vận chuyển nước, muối khoáng từ rễ lên lá và dòng mạch rây vận chuyển chất hữu cơ từ lá xuống rễ (hoặc theo chiều ngược lại).

Thoái hơi nước diễn ra theo hai con đường: qua bề mặt lá hoặc qua khí khổng. Trong đó, lượng nước bay hơi khỏi lá được điều tiết chủ yếu bởi cơ chế đóng mở khí khổng.

Lời giải chi tiết:

Thực vật điều tiết thoát hơi nước theo cơ chế đóng mở khí khổng.

- Khí khổng mở khi no nước.

- Khí khổng đóng khi thiếu nước.

CH tr 17

CH 1:

Phương pháp giải:

Hoạt động trao đổi nước và chất khoáng chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm đất và không khí,… Trong sản xuất, có thể điều khiển các yếu tố ngoại cảnh và áp dụng chế độ bón phân, tưới nước hợp lí để nâng cao năng suất cây trồng.

Lời giải chi tiết:

Khi bón quá nhiều phân đạm gây mất cần bằng sự chênh lệch nồng độ chất tan giữa môi trường và trong tế bào lông hút của rễ cây => Cây không hút nước được => Cây héo và chết.

CH 2:

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

Các nguồn cung cấp Nitrogen cho cây là từ trong xác sinh vật, từ sự chuyển hóa N₂ phân tử do một số vi sinh vật thực hiện, thông qua bón phân của con người.

Thực vật không thể sử dụng nguồn Nitơ tự do trong không khí (N₂) được.

CH 2:

Phương pháp giải:

Đất là nguồn cung cấp nitrogen chính cho cây trồng. Cây hấp thụ nitrogen ở hai dạng là NH₄⁺ và NO₃^-; nhờ quá trình khử nitrate và đồng hóa ammonium, nitrogen vô cơ được chuyển thành dạng hữu cơ.

Lời giải chi tiết:

Các quá trình chuyển hóa Nitơ trong cây:

Quá trình khử nitrate

Quá trình chuyển nitrogen từ dạng NO₃^- thành dạng NH₄⁺ gọi là quá trình khử nitrate. Quá trình này diễn ra qua hai bước dưới sự xúc tác của enzyme nitrate reductase và nitrite reductase theo sơ đồ sau:

Quá trình đồng hóa ammonium

Ammonium (NH₄⁺) đươc cây hấp thụ và hình thành từ quá trình khử nitrate sẽ tham gia vào quá trình tổng hợp amino acid hoặc tạo các amide theo các cách sau:

Ammonium kết hợp với keto acid (pyruvic, ketoglutaric, fumaric và oxaloacetic) tạo thành amino acid:

Ví dụ: NH₄⁺ + Pyruvic acid → Alanine

Sau đó, các amino acid này có thể tham gia tổng hợp nên các amino acid khác và protein.

Ammonium kết hợp với các amino dicarboxylic tổng hợp nên các amide. Quá trình này giúp giải độc cho tế bào khi lượng NH4+ tích lũy quá nhiều, đồng thời là cơ chế dự trữ ammonium cho tế bào thực vật:

Ví dụ NH₄⁺ + Glutamic acid → Glutamin

CH tr 18

CH:

Phương pháp giải:

Hoạt động trao đổi nước và chất khoáng chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm đất và không khí,… Trong sản xuất, có thể điều khiển các yếu tố ngoại cảnh và áp dụng chế độ bón phân, tưới nước hợp lí để nâng cao năng suất cây trồng.

Lời giải chi tiết:

Quá trình trao đổi nước và muối khoáng ở thực vật chịu ảnh hưởng bởi một số yếu tố môi trường:

- Ánh sáng và nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình đóng, mở khí khổng; ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nước và hấp thụ các chất dinh dưỡng của cây. Ngoài ra, nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của rẻ, qua đó làm tăng hoặc giảm quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng ở rễ cây.

- Nước trong đất hoà tan muối khoáng, giúp rễ cây dễ dàng hấp thụ; độ ẩm không khí ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nước thông qua ảnh hưởng quá trình thoát hơi nước ở lá.

- Độ pH của đất ảnh hưởng đến sự hoà tan của các muối khoáng trong đất, do đó ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ muối khoáng của rễ.

- Độ tơi xốp, thoáng khí của đất giúp tăng hàm lượng khí oxygen trong đất, nhờ đó, rễ hô hấp mạnh, thúc đẩy quá trình hấp thu nước và muối khoáng ở rễ.

CH tr 20

CH 1:

Phương pháp giải:

Hoạt động trao đổi nước và chất khoáng chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm đất và không khí,… Trong sản xuất, có thể điều khiển các yếu tố ngoại cảnh và áp dụng chế độ bón phân, tưới nước hợp lí để nâng cao năng suất cây trồng.

Lời giải chi tiết:

Trong sản xuất, để duy trì trạng thái cân bằng nước trong cây, cần tưới tiêu nước hợp lí, tức là cung cấp vừa đủ lượng nước cần thiết, đáp ứng nhu cầu của cây trồng. Lượng nước này thay đổi theo loài, giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây và cách tưới. Như vậy, tưới tiêu nước hợp lí là tưới nước đúng nhu cầu sinh lí của cây, đúng thời điểm cây cần và đúng phương pháp.

CH 2:

Phương pháp giải:

Hoạt động trao đổi nước và chất khoáng chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm đất và không khí,… Trong sản xuất, có thể điều khiển các yếu tố ngoại cảnh và áp dụng chế độ bón phân, tưới nước hợp lí để nâng cao năng suất cây trồng.

Lời giải chi tiết:

Trong giới hạn nhất định, lượng phân bón cung cấp tỉ lệ thuận với năng suất cây trồng.

- Nếu bón phân với quá ít, không đáp ứng đủ nhu cầu dinh dưỡng của cây, triệu chứng thiếu khoáng sẽ xuất hiện, cây còi cọc và chậm lớn dẫn đến giảm năng suất cây trồng.

- Nếu bón phân quá nhiều sẽ dẫn đến dư thừa và gây độc cho cây. Dư thừa phân bón có thể tiêu diệt các sinh vật có lợi trong đất (vi sinh vật cố định đạm, phân giải chất hữu cơ, ...), làm ô nhiễm đất và nước ngầm, tồn dư trong mô thực vật gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người và vật nuôi khi sử dụng thực vật làm thức ăn.

CH tr 21

CH 1: 

Phương pháp giải:

Nước, chất khoáng là những chất dinh dưỡng của thực vật. Quá trình dinh dưỡng thực vật là quá trình hấp thụ nước, chất khoáng và đồng hóa chúng thành chất của cơ thể thực vật.

Lời giải chi tiết:

Trong tự nhiên, ở một số cây trồng như cà rốt, khoai tây, ... chất dự trữ trong củ sẽ được vận chuyển lên các cơ quan phía trên khi cơ quan nguồn như lá bị tổn thương, quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng bị kém đi, quá trình trao đổi chất giảm. Chính vì điều này, bản thân nó không thể tự thực hiện quá trình trao đổi chất mà cần dùng các chất dinh dưỡng từ cơ quan dự trữ.

CH 2: 

Phương pháp giải:

Hoạt động trao đổi nước và chất khoáng chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm đất và không khí,… Trong sản xuất, có thể điều khiển các yếu tố ngoại cảnh và áp dụng chế độ bón phân, tưới nước hợp lí để nâng cao năng suất cây trồng.

Lời giải chi tiết:

- Khi đất bị ngập nước, oxy trong không khí không thể khuếch tán vào đất, rễ cây không thể lấy oxy để thực hiện quá trình hô hấp.

- Nếu quá trình ngập úng kéo dài -> thiếu oxy sẽ gây cản trở đến quá trình hô hấp bình thường của rễ -> sẽ gây ra hiện tượng hô hấp kị khí sinh ra các chất độc hại tích lũy ở tế bào và làm cho lông hút bị chết, rễ bị thối hỏng, không hình thành được lông hút mới.

Hai lí do trên làm cho rễ không hút được nước, trong khi quá trình thoát hơi nước vẫn diễn ra bình thường, nên cây bị héo và chết. Hiện tượng này gọi là hạn sinh lí (môi trường không thiết nước nhưng cây không hút được).

CH 3: 

Phương pháp giải:

Hoạt động trao đổi nước và chất khoáng chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm đất và không khí,… Trong sản xuất, có thể điều khiển các yếu tố ngoại cảnh và áp dụng chế độ bón phân, tưới nước hợp lí để nâng cao năng suất cây trồng.

Lời giải chi tiết:

Trong trồng trọt, phân hữu cơ (phân chuồng, phân xanh, ...) thường được sử dụng để bón lót (bón vào đất trước khi gieo trồng), trong khi các loại phân vô cơ (đạm, kali) được dùng để bón thúc. Bởi vì:

- Phân hữu cơ (phân chuồng, phân xanh, ...) có các chất dinh dưỡng thường ở dạng khó tiêu (dạng không hòa tan) nên cây không thể sử dụng ngay được, phải có thời gian để phân bón phân hủy thành các chất hòa tna cây mới sử dụng được.

- Phân vô cơ có các chất dinh dưỡng thường ở dạng hòa tan, cây có thể sử dụng ngay sau khi được bón, nên loại phân vô cơ được sử dụng để bón thúc.

Lý thuyết

>> Xem chi tiết: Lý thuyết Trao đổi nước và khoáng ở thực vật - Sinh học 11 Kết nối tri thức