Mở đầu
Câu hỏi Mở đầu SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 9): 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?
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.
I. Vai trò của nước và một số nguyên tố khoáng đối với thực vật
Luyện tập 1 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 12): Quan sát hình 2.3, xác định nguyên tố dinh dưỡng khoáng bị thiếu theo gợi ý ở bảng 2.2.
Lời giải:
II. Sự hấp thụ nước, khoáng và vận chuyển các chất trong cây
1. Sự hấp thụ nước và khoáng ở thực vật
Câu hỏi 1 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 12): Quan sát hình 2.3 và cho biết sự trao đổi nước trong cây bao gồm những quá trình nào?
- 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
Câu hỏi 2 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 12): Quan sát hình 2.3, cho biết: Cây hấp thụ nước và khoáng nhờ cơ quan nào?
- Đối với những loài cây trên cạn, quá trình hấp thụ nước và khoáng diễn ra ở rễ, chủ yếu qua các tế bào lông hút.
- Thực vật thủy sinh có thể hấp thụ nước qua bề mặt biểu bì của cây.
- Nước và khoáng được hấp thụ vào rễ cây nhờ:
+ Cơ chế hấp thụ nước: thẩm thấu (thụ động) từ dung dịch đất (nhược trương) vào tế bào lông hút (ưu trương).
+ Cơ chế hấp thụ khoáng: thụ động và chủ động.
Câu hỏi 3 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 13): Quan sát hình 2.4, mô tả con đường di chuyển của nước và khoáng từ tế bào lông hút vào trong rễ.
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.
2. Sự vận chuyển các chất trong cây
Câu hỏi 4 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 14): Quan sát hình 2.5, 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 vận chuyển một chiều trong mạch gỗ (xylem) của thân cây lên lá và các cơ quan phía trên.
Luyện tập 2 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 14): Mô tả đặc điểm dòng vận chuyển trong mạch gỗ và mạch rây theo gợi ý ở bảng 2.3
Lời giải:
III. Sự thoát hơi nước ở thực vật
1. Thoát hơi nước ở lá cây
Câu hỏi 5 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 15): 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. Cơ chế đóng mở khí khổng
Câu hỏi 6 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 15): Quan sát hình 2.6 và giải thích cơ chế đóng mở của khí khổng
Trả lời:
- Cơ chế của sự đóng mở khí khổng là sự biến đổi sức trương nước của tế bào hạt đậu.
- Khi tế bào khí khổng tích lũy các chất thẩm thấu → tế bào trương nước và căng ra, thành ngoài căng nhiều, thành trong căng ít → khí khổng mở.
- Sự giải phóng các chất thẩm thấu ra khỏi tế bào kéo nước ra khỏi tế bào → tế bào xẹp lại → khí khổng đóng lại.
3. Vai trò của quá trình thoát hơi nước đối với thực vật
Câu hỏi 7 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 16): Thoát hơi nước có vai trò gì đối với thực vật?Trả lời:
- Quá trình thoát hơi nước giữ nhiều vai trò quan trọng đối với hoạt động sống của cây như:
+ Tạo động lực đầu trên cho quá trình vận chuyển vật chất từ rễ lên lá (dòng mạch gỗ)
+ Đảm bảo CO2 đi vào cung cấp cho quang hợp
+ Giảm nhiệt độ bề mặt lá
+ Bảo vệ cơ quan khỏi bị tổn thương bởi nhiệt độ
+ Duy trì sức trương nước và liên kết các cơ quan thành 1 thể thống nhất.
Luyện tập 3 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 16): 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:
– Quá trình thoát hơi nước có ích với thực vật dù tiêu tốn phần lớn lượng nước cây hấp thụ được vì thoát hơi nước giữ nhiều vai trò quan trọng để duy trì các hoạt động sống của cây:
+ Nguyên liệu của quang hợp là CO2 được khuếch tán vào lá nhờ sự đóng mở khí khổng, đảm bảo cung cấp nguồn CO2 cho quang hợp.
+ Dòng mạch gỗ được duy trì liên tục từ rễ lên lá nhờ sự thoát hơi nước.
+ Thoát hơi nước tạo động lực đầu trên cho quá trình hấp thụ, vận chuyển vật chất ở rễ lên lá và cơ quan phía trên.
+ Nhờ sự thoát hơi nước, cây giảm nhiệt độ bề mặt lá trong những ngày nắng nóng, lá không bị khô héo, bảo vệ các cơ quan khỏi bị tổn thương bởi nhiệt độ và duy trì các hoạt động sống bình thường.
IV. Dinh dưỡng nitrogen ở thực vật
1. Nguồn cung cấp nitrogen
Câu hỏi 8 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 16): Quan sát hình 2.7 và cho biết cây có thể lấy nitrogen từ đâu?
- 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.
2. Quá trình biến đổi nitrogen và ammoium ở thực vật
Câu hỏi 9 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 16): Nitrate và ammonium được biến đổi trong cây như thế nào?Trả lời:
- Trong cây, nitrate (NO3-) chuyển hóa thành NH4+ qua 2 giai đoạn. Ammonium sau khi được hấp thụ và hình thành từ quá trình khử nitrate kết hợp với keto acid tạo thành amino acid sơ cấp hoặc amide dể dự trữ NH4+ cho cơ thể.
Luyện tập 4 SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 17): Hãy cho biết ý nghĩa của sự hình thành amide trong cơ thể thực vật.
Trả lời:
– Quá trình đồng hóa ammonium (NH4+) trong cây thành amide giúp cây tránh được sự tích lũy NH4+ ở nồng độ cao sẽ gây kiềm hóa dịch bào và gây độc cho tế bào.
– Ammonium (NH4+) kết hợp với acid glutamic, aspartic acid tạo ra các amide (glutamine và asparagine) → dự trữ NH4+ cho cơ thể thực vật khi cần sinh tổng hợp amino acid.
Ví dụ: glutamic acid + NH4+ → glutamine
Vận dụng SGK Sinh 11 Cánh diều Bài 2 (trang 17): Biết rằng, 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:
* Cơ sở sinh học của việc thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu:
– Cây họ Đậu có mối quan hệ cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm. Molybdenum tham gia cấu tạo enzyme nitrogenase (loại enzyme xúc tác cho phản ứng cố định đạm của các vi khuẩn cố định đạm).
– Molybdenum tham gia vào 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).
– Thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu giúp các vi sinh vật cố định đạm, cung cấp đạm cho cây trồng thúc đẩy sự tạo các bộ phận mới, tạo thân, tạo rễ, tăng sự chống chịu của cây giúp cây phát triển tốt, tăng năng suất.