BÀI 2: TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở THỰC VẬT

(19 câu)

1. NHẬN BIẾT (3 câu)

Câu 1. Dinh dưỡng ở thực vật là gì? 

Trả lời:

Dinh dưỡng ở thực vật là quá trình hấp thụ nước, chất khoáng và đồng hóa chúng thành chất sống cho cơ thể thực vật.

Câu 2. Các vai trò của nước đối với thực vật là?

Trả lời:

- Là thành phần cấu tạo của tế bào.

- Là dung môi hòa tan các chất, tham gia vào quá trình vận chuyển các chất trong cây.

- Là nguyên liệu, môi trường của các phản ứng hóa sinh.

- Điều hòa nhiệt độ cơ thể thực vật.

Câu 3. Các vai trò của chất khoáng đối với cơ thể thực vật là?

Trả lời:

- Cấu trúc nên các thành phần của tế bào.

- Điều tiết các quá trình sinh lý.

2. THÔNG HIỂU (6 câu)

Câu 1. Trình bày quá trình hấp thụ nước ở rễ cây?

Trả lời:

* Quá trình hấp thụ nước ở rễ cây gồm các bước sau:

- Hấp thụ nước qua tế bào rễ: Nước và ion ở trong đất đi vào tế bào rễ thông qua mạng lưới những lỗ nhỏ trên bề mặt rễ gọi là nhạy cảm rễ (root hair).

- Sự chuyển vận nước: Nước trong tế bào rễ chuyển vào mạng lưới xylem màu (dẫn lưu) để vận chuyển đến các bộ phận khác của cây.

- Di chuyển nước từ rễ lên thân và lá: Nước trong xylem màu chuyển động lên các bộ phận khác của cây nhờ áp suất này chuyển thẩm thấu, áp suất căng bề mặt và sức hút do sự thoát hơi nước từ lá (transpiration).

Câu 2. Trình bày quá trình hấp thụ khoáng ở cây?

Trả lời:

Quá trình hấp thụ khoáng ở cây diễn ra ở rễ và bao gồm các bước sau:

1. Kháng thụ (Hấp thụ không chọn lọc): Khoáng chất tan trong nước ở tầng đất tiếp xúc với rễ, di chuyển vào tế bào biểu mô ngoài cùng của rễ. Quá trình này không đòi hỏi năng lượng.
2. Thụ động (Hấp thụ chọn lọc): Khoáng chất đi qua màng tế bào của mô và rễ, dựa trên hiện tượng kênh ion và vận chuyển viên. Thụ động đòi hỏi sự chọn lọc nhưng không cần năng lượng.
3. Thụ chủ động (Hấp thụ chọn lọc có điều hòa): Khoáng chất được vận chuyển vào tế bào sâu hơn của rễ thông qua các protein vận chuyển chuyên biệt. Quá trình này đòi hỏi năng lượng (thường là ATP).
4. Tái phân bố và dự trữ: Khoáng chất được chuyển đến các bộ phận khác của cây bằng cách đi theo dòng chảy của nước trong hệ thống mạch vận chuyển (mạch gỗ và mạch líp).
5. Sử dụng và đào thải: Khoáng chất được sử dụng trong các quá trình sinh học của cây, chẳng hạn như quá trình tổng hợp protein, DNA, tế bào, cũng như đào thải khi hàm lượng khoáng quá nhiều.

Quá trình hấp thụ khoáng tổng hợp giúp cây tiếp nhận các nguyên tố cần thiết từ môi trường xung quanh để phát triển, duy trì và sinh sản.

Câu 3. Trình bày quá trình thoát hơi nước ở lá cây?

Trả lời:

Quá trình thoát hơi nước ở lá cây được gọi là "kết hợp của quá trình thụ nước và tho hơi nước", diễn ra qua các bước sau:

1. Hấp thu nước: Rễ cây hấp thu nước và các chất khoáng từ đất thông qua mao quản, mang nước đi đến thân và lá.
2. Vận chuyển nước: Hệ thống mao quản trong thân và lá chịu trách nhiệm vận chuyển nước và các chất khoáng lên các bộ phận khác của cây, đặc biệt là lá.
3. Trao đổi khí: Tại lá cây, nước được lưu giữ ở một loại tế bào gọi là tế bào bên. Mặt khác, lá cây có các khí khổng (khe khí) là nơi diễn ra trao đổi khí, thải CO2 và nhận O2. 
4. Thoát hơi nước: Nước trong tế bào bên tiếp xúc với không khí thông qua khí khổng, tạo sương mờ bên trong. Do ẩm độ ngoài không khí thấp hơn so với ẩm độ bên trong khí khổng, nước chuyển từ sương mờ sang hơi nước qua sự chênh lệch độ ẩm. Hơi nước thoát ra khỏi lá thông qua khí khổng trong quá trình gọi là "thoát hơi nước".
5. Điều chỉnh thoát hơi nước: Lá cây điều chỉnh quá trình thoát hơi nước bằng cách mở rộng hoặc thu hẹp khí khổng, phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng mặt trời. 

Câu 4. Trình bày quá trình khử nitrat ở thực vật?

Trả lời:

* Quá trình khử nitrat trong cây bao gồm các bước sau:

- Hấp thụ nitrat: Nitrat được hấp thụ từ đất qua rễ cây thông qua các kênh ion nitrat trên tế bào rễ.

- Vận chuyển nitrat: Nitrat được vận chuyển từ rễ cây đến các phần khác của cây thông qua phloem.

- Khử nitrat: Nitrat được khử thành ammoni hoặc các dạng nitơ khác trong tế bào cây thông qua các vi khuẩn khử nitrat và các enzyme nitrat khử.

- Sử dụng nitơ: Ammoni hoặc các dạng nitơ khác được sử dụng để sản xuất các chất hữu cơ như protein và axit nucleic.

Câu 5. Trình bày quá trình đồng hóa ammonium ở thực vật?

Trả lời:

* Quá trình đồng hóa ammonium là quá trình chuyển đổi ammonium (NH4+) thành nitrat (NO3-) trong các thực vật, được thực hiện bởi các vi khuẩn đồng hóa và các enzyme nitrat hóa. Quá trình này là một phần quan trọng trong chu trình nitơ của các hệ sinh thái.

* Quá trình đồng hóa ammonium trong cây bao gồm các bước sau đây:

- Hấp thụ ammonium: Ammonium được hấp thụ từ đất qua rễ cây thông qua các kênh ion ammonium trên tế bào rễ.

- Vận chuyển ammonium: Ammonium được vận chuyển từ rễ cây đến các phần khác của cây thông qua phloem.

- Đồng hóa ammonium: Ammonium được đồng hóa thành nitrat trong tế bào cây thông qua sự trung hòa với ion hydroxyl (OH-) và sự oxy hóa bởi enzyme nitrat hóa.

- Vận chuyển nitrat: Nitrat được vận chuyển từ phần trên của cây đến phần dưới thông qua phloem, và từ lá cây đến các bộ phận khác của cây để được sử dụng trong quá trình tổng hợp protein và các chất hữu cơ khác.

Câu 6. Trình bày quá trình vận chuyển nước và khoáng trong cây?

Trả lời:

* Quá trình vận chuyển trong cây bao gồm hai phương pháp chính: vận chuyển nước và vận chuyển khoáng chất.

* Vận chuyển nước:

- Nước được vận chuyển từ đất qua rễ và lên đến các bộ phận của cây bởi một quá trình gọi là vận chuyển nước. Quá trình này bao gồm ba giai đoạn chính:

- Hấp thụ nước: Nước được hấp thụ vào rễ thông qua tế bào tóc rễ, được phủ bởi các lớp màng tế bào mỏng và có diện tích lớn, giúp tăng cường sự hấp thụ nước.

- Vận chuyển nước qua thân cây: Nước được vận chuyển lên thân cây thông qua các mạch dẫn nước, bao gồm xylem và phloem. Xylem là một hệ thống mạch dẫn nước dọc theo trục thân cây và phân nhánh đến tất cả các bộ phận của cây, trong khi phloem là hệ thống mạch dẫn thức ăn từ lá đến các bộ phận khác của cây.

- Thải nước: Nước được thải ra ngoài môi trường thông qua các lỗ chân lông trên lá cây, được gọi là quá trình thoát hơi nước. Thoát hơi nước giúp tạo áp lực hút nước, giúp nước được vận chuyển từ đất qua rễ, xylem và phloem.

* Vận chuyển khoáng chất:

- Khoáng chất được hấp thụ bởi cây thông qua rễ và được vận chuyển đến các bộ phận khác của cây thông qua phloem. Quá trình này bao gồm hai giai đoạn chính:

- Hấp thụ khoáng chất: Khoáng chất được hấp thụ bởi rễ thông qua tế bào tóc rễ, được phủ bởi các lớp màng tế bào mỏng và có diện tích lớn, giúp tăng cường sự hấp thụ khoáng chất.

- Vận chuyển khoáng chất: Khoáng chất được vận chuyển từ rễ đến các bộ phận khác của cây thông qua phloem. 

3. VẬN DỤNG (7 câu)

Câu 1. Vì sao cây trên cạn nếu bị ngập úng lâu ngày sẽ bị chết ?

Trả lời:

Đối với cây trên cạn, khi bị ngập úng thì rễ cây sẽ rơi vào trạng thái thiếu ôxi. Lúc này, quá trình hô hấp ở rễ bị ngừng trệ đồng thời các chất độc hại dần tích luỹ trong rễ gây huỷ hoại lông hút – bộ phận chuyên hoá với chức năng hút nước và muối khoáng. Điều này cũng đồng nghĩa với việc cây không hấp thụ được nước, sự cân bằng nước trong cây bị phá huỷ và nếu kéo dài, cây sẽ chết.

Câu 2. Cây trong vườn và cây trên đồi, cây nào có cường độ thoát hơi nước qua cutin mạnh hơn ? Vì sao ?

Trả lời:

- Cây trong vườn

- Trên bề mặt lá, lớp cutin là bộ phận có tác dụng che chắn, giảm thiểu tác động bất lợi của ánh sáng mặt trời lên các bộ phận chức năng bên trong của lá. Lớp cutin càng dày (tầng bảo vệ càng kiên cố) thì quá trình thoát hơi nước qua cutin diễn ra càng hạn chế và ngược lại. Mặt khác, càng sống ở những nơi thoáng đãng như vùng đồi thì ánh sáng trực tiếp chiếu xuống bề mặt lá càng mạnh và để thích ứng, lớp cutin sẽ càng dày để tăng khả năng bảo vệ và ngược lại, những cây sống ở trong vườn thì thường là cây ưa bóng, quen sống dưới ánh sáng tán xạ nên lớp cutin trên bề mặt lá thường rất mỏng. Điều này cũng đồng nghĩa với cường độ thoát hơi nước qua cutin ở những cây sống trong vườn sẽ mạnh hơn so với cây trên đồi.

Câu 3. Tại sao khi đánh cây đi trồng ở nơi khác người ta phải chọn ngày râm mát và tỉa bớt lá hoặc cắt ngắn ngọn?

Trả lời:

Khi đánh cây bộ rễ bị tổn thương, lúc mới trồng rễ chưa hồi phục nên chưa thể hút nước đế bù vào lượng nước vẫn bị thoát qua lá. Lúc đó nếu để nhiều lá, cây bị mất quá nhiều nước sẽ héo và rất dễ chết. Vì vậy, khi đánh cây đi trồng nơi khác, người ta phải chọn ngày râm mát, phải tiả bớt lá hoặc cắt bớt ngọn nhằm giảm bớt sự mất nước do thoát hơi qua lá.

Câu 4. Hãy mô tả một thí nghiệm chứng minh có sự thoát hơi nước qua lá?

Trả lời:

Lấy 2 chậu cây, 1 chậu có lá và 1 chậu không có lá. Chùm túi nilông lên cả hai chậu. Sau một thời gian thì thấy ở chậu cây có lá xuất hiện hơi nước trong túi nilông. còn chậu không có lá thì không có hiện tượng. 

Vậy, chứng tỏ cây thoát hơi nước qua lá.

Câu 5. Làm thế nào mà trao đổi nước và khoáng ở thực vật có ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng nông sản? Hãy lấy ví dụ cụ thể?

Trả lời:

Trao đổi nước và khoáng ở thực vật giúp cung cấp chất dinh dưỡng, thực hiện quá trình quang hợp và xây dựng cấu trúc tế bào. Nếu quá trình này xảy ra hiệu quả, thì năng suất và chất lượng nông sản sẽ được tăng cao. 

 Ví dụ, việc tưới nước và cung cấp khoáng chất hợp lý cho cây lúa giúp tăng năng suất và cải thiện chất lượng hạt gạo, dẫn đến giá trị kinh tế cao hơn.

Câu 6. Làm thế nào mà kiến thức về trao đổi nước và khoáng ở thực vật giúp người nông dân trong việc quản lý cây trồng một cách linh hoạt hơn? Hãy lấy ví dụ?

Trả lời:

Khi nắm vững kiến thức về trao đổi nước và khoáng ở thực vật, người nông dân có thể ứng dụng để quản lý cây trồng tốt hơn, như điều chỉnh tưới nước, bón phân kịp thời và hợp lý. Ví dụ, khi cây cà chua bị thiếu nước, người trồng sẽ tăng cường tưới nước và cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết để phục hồi sức sống cây cà chua, từ đó giảm thiểu tổn thất về năng suất và chất lượng sản phẩm.

Câu 7. Tại sao ở những vùng nắng nóng, hoặc những sa mạc lá của các cây như Sương rồng,… lại biến thành gai?

Trả lời:

Khi nắng nóng sẽ dẫn tới hạn, thiếu nước làm cho cây khô nhanh, một khi không có độ ẩm còn lại trong đất, lá sẽ héo dần và sẽ chết trong vòng vài giờ. Những vùng sa mạc thường lá cây thường có dạng hình gai để giảm bớt sự thoát hơi nước của cây, đồng thời giúp cây thích nghi với khí hậu khắc nghiệt.

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1. Hãy nêu bật các cơ chế cải thiện hiệu quả trao đổi nước và khoáng ở thực vật, những điều chỉnh sinh thái và nguồn gene nào được sử dụng?

Trả lời:

Các cơ chế cải thiện hiệu quả trao đổi nước và khoáng bao gồm: tối ưu hóa hệ thống rễ, giảm thoát hơi nước qua khí khẩu, nâng cao khả năng chịu hạn của thực vật. Điều chỉnh sinh thái như canh tác theo mùa, thay đổi mật độ trồng, và sửa đổi hệ thống quản lý đất. Nguồn gen được sử dụng bao gồm sự đa dạng của giống cây trồng, lai ghép và ải tạo đột biến, biến đổi gen để tạo ra cây trồng có hiệu suất cao và khả năng chịu hạn tốt hơn.

Câu 2. Tại sao các tế bào rễ cây phải tăng cường hoạt động của các kênh ion để hấp thụ được lượng nước lớn hơn khi cây cần nước nhiều hơn trong thời tiết nóng?

Trả lời:

Khi cây cần nước nhiều hơn, nồng độ muối trong đất sẽ giảm và dẫn đến sự phân tán nước trong đất, điều này làm giảm khả năng hấp thụ nước của tế bào rễ cây. Để đối phó với tình trạng này, các tế bào rễ cây phải tăng cường hoạt động của các kênh ion để tăng khả năng hấp thụ nước và chất khoáng.

Câu 3. Tại sao một số loại thực vật có khả năng sinh trưởng tốt trên đất cằn khô và nghèo dinh dưỡng?

Trả lời:

Một số loại thực vật có khả năng sinh trưởng tốt trên đất cằn khô và nghèo dinh dưỡng do chúng có khả năng tăng cường hoạt động của các kênh ion để hấp thụ nước và chất khoáng, đồng thời cũng có khả năng thích nghi với môi trường khô khan bằng cách tạo ra các cấu trúc bảo vệ, giảm bớt mất nước và tăng cường khả năng chịu đựng trong điều kiện khắc nghiệt.