BÀI 2 TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở THỰC VẬT

MỞ ĐẦU

2. Quan sát hình 2.1 trang 9, 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

Trả lời:

Cây có hiện tượng khô héo, vàng lá và có thể chết khi không được cung cấp đủ nước và dinh dưỡng khoáng. Để tránh xảy ra hiện tượng này, nên cung cấp đầy đủ nước và dinh dưỡng khoáng cần thiết cho cây trồng.

II. SỰ HẤP THỤ NƯỚC, MUỐI KHOÁNG VÀ VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT TRONG CÂY

2. Quan sát hình 2.3 trang 12 và cho biết sự trao đổi nước trong cây bao gồm những quá trình nào?

Trả lời:

Sự trao đổi nước trong cây bao gồm 3 quá trình: thoát hơi nước ở lá, vận chuyển nước trong thân, hấp thụ nước ở rễ

2. Quan sát Hình 2.3 trang 12, cho biết cây hấp thụ nước và khoáng nhờ cơ quan nào?

Trả lời:

• Cây hấp thụ nước và khoáng nhờ rễ cây có các tế bào lông hút. Nước được hấp thụ 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)
• Khoáng được hấp thụ vào rễ cây theo hai cơ chế:

• Cơ chế thụ động: ion khoán từ dung dịch đất (nơi có nồng độ cao) khuếch tán đến dịch bào tế bào lông hút (nơi có nồng độ thấp); hoặc xâm nhập vào rễ cây theo dòng nước liên kết; hoặc từ về mặt 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.

2. Quan sát hình 2.4 trang 13, mô tả con đường di chuyển của nước và khoáng từ tế bào lông hút vào rễ.

Trả lời:

• 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. Nhờ có đai Caspary mà các ion khoáng được hấp thụ vào rễ một cách có chọn lọc cả về thành phần và số lượng.
• 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.

2. Quan sát hình 2.5 trang 14, cho biết nước và khoáng hấp thụ ở rễ được đưa đến các cơ quan khác như thế nào?

Trả lời:

Nước và khoáng hấp thụ ở rễ được đưa đến các cơ quan khác nhờ mạch gỗ: Nước và chất khoáng từ rễ được vận chuyển một chiều trong mạch gỗ của thân lên lá và các cơ quan phía trên

III. SỰ THOÁT HƠI NƯỚC Ở THỰC VẬT

1. Quá trình thoát hơi nước ở thực vật diễn ra như thế nào?

Trả lời:

• Thoát hơi nước qua lớp cutin: nước khuếch tán từ khoảng gian bào qua thịt lá qua lớp cutin để ra ngoài. Tốc độ thoát hơi nước qua lớp cutin phụ thuộc vào độ dày của lớp cutin. Lớp cutin cnagf dàu thì sự khuếch tán qua lớp cutin càng nhỏ và ngược lại.
• Thoát hơi nước qua khí khổng: là con đường thoát hơi nước chủ yếu ở thực vật, gồm 3 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 lsaa, 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.

2. Quan sát hình 2.6 trang 15 và giải thích cơ chế đóng mở của khí khổng

Trả lời:

Khi tế bào khí khổng tích lũy các chất thẩm thấu 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 khi khí khổng mở. Ngược lại, sự giải phóng các chất thẩm thấu khỏi tế bào khí khổng làm giảm sự hút nước, lỗ khí đóng lại.

1. Thoát hơi nước có vai trò gì đối với thực vật?

Trả lời:

• 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
• Đảm bảo CO₂ có thể khuếch tán vào lá, cung cấp cho quang hợp
• 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

2. Quan sát hình 2.7 trang 16 và cho biết cây có thể lấy nitrogen từ đâu?

Trả lời:

• Trong tự nhiên, nitrogen tồn tại ở dạng tự do trong khí quyển và các dạng hợp chất vô cơ, hợp chất hữu cơ
• Sự phóng lửa điện trong khí quyển làm oxi hóa N₂ thành NO₃^-
• Cố định nitrogen tự do thành NH₄⁺ nhờ một số vi sinh vật sống tự do hay cộng sinh với thực vật
• Vi sinh vật phân giải hợp chất nitrogen hữu cơ
• Con người bổ sung phân bón nitrogen cho cây trồng 

1. Nitrate và ammonium được biến đổi trong cây như thế nào?

Trả lời:

Quá trình khử nitrate trong cây: NO₃^- sau khi được hấp thụ cần được chuyển hóa thành NH₄⁺ trong các cơ quan thực vật.

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

LUYỆN TẬP

2. Xác định nguyên tố dinh dưỡng khoáng bị thiếu trong các trường hợp ở bảng 2.2 trang 11

Trả lời:

2. Mô tả đặc điểm dòng vận chuyển trong mạch gỗ và mạch rây theo gợi ý ở bảng 2.3 trang 14.

Trả lời:

1. 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.

Trả lời:

Bởi vì quá trình thoát hơi nước giữ vai trò 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
• Đảm bảo CO₂ có thể khuếch tán vào lá, cung cấp cho quang hợp
• 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

Chính vì vậy mà quá trình thoát hơi nước có ích với thực vật dù tiêu tốn phần lớn lượng nước cây hấp thụ được.

1. Hãy cho biết ý nghĩa của sự hình thành amide trong cơ thể thực vật.

Trả lời:

NH₄⁺ có thể kết hợp với glutamic acid, aspartic acid tạo thành các amide có vai trò là chất dự trữ NH₄⁺ cho cơ thể thực vật khi cần sinh tổng hợp amino acid

VẬN DỤNG

1. Molybdenum tham gia cấu tạo enzyme nitrogenase. Giải thích cơ sở sinh học của việc thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu.

Trả lời:

Molybdenum có vai trò quan trọng đối với nhiều quá trình sinh lí sinh hóa trong cây: quá trình dinh dưỡng (sự hút dinh dưỡng cố định đạm và khử nitrate) quá trình hô hấp (sự oxy hóa - khử) quá trình quang hợp (sự hoạt hóa diệp lục và sự khử CO₂). Sự chuyển hóa gluxide, sự tạo các bộ phần mới, tạo thân, tạo rễ và ảnh hưởng đến tính chống chịu.