Đang tải... (xem toàn văn)
chuyên đề sinh lý thực vât học sinh giỏi sinh học 11 Sinh học là môn khoa học thực nghiệm có tính lý luận và thực tiễn cao. Muốn học tốt sinh học người học phải nắm vững bản chất môm Sinh học về các cơ chế, hiện tượng, quá trình,….đồng thời vận dụng được các kiến thức ấy để giải quyết các vấn đề đặt ra trong thực tiễn và lập luận trả lời được các câu hỏi liên quan từ dễ đến khó. Đối với Sinh học 11 là nghiên cứu về sinh lí cơ thể thực vật và động vật có nhiều kiến thức trìu tượng người học phải hiểu được bản chất mới trả lời được. Với cứu đề tài: Hệ thống hoá kiến thức Xây dựng hệ thống câu hỏi ôn thi HSG về phần chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật Sinh học 11 với mục đích: Làm tài liệu ôn tập cho các em học sinh chuyên chọn và giáo viên sử dụng để ôn thi HSG đội tuyển Sinh học 11. Bố cục đề tài là hệ thống hóa kiến thức và các phần trọng tâm của Sinh lí học thực vật để người học có thể hiểu một cách tổng quan về phần này. Sau mỗi phần có các câu hỏi từ dễ và khó giúp người học có thể vận dụng kiến thức giải đáp và từ đó vận dụng để giải quyết các vấn đề liên quan khác.
I ĐẶT VẤN ĐỀ Sinh học môn khoa học thực nghiệm có tính lý luận thực tiễn cao Muốn học tốt sinh học người học phải nắm vững chất môm Sinh học chế, tượng, trình,….đồng thời vận dụng kiến thức để giải vấn đề đặt thực tiễn lập luận trả lời câu hỏi liên quan từ dễ đến khó Đối với Sinh học 11 nghiên cứu sinh lí thể thực vật động vật có nhiều kiến thức trìu tượng người học phải hiểu chất trả lời Với cứu đề tài: "Hệ thống hoá kiến thức - Xây dựng hệ thống câu hỏi ôn thi HSG phần chuyển hoá vật chất lượng thực vật - Sinh học 11 " với mục đích: - Làm tài liệu ơn tập cho em học sinh chuyên chọn giáo viên sử dụng để ôn thi HSG đội tuyển Sinh học 11 - Bố cục đề tài hệ thống hóa kiến thức phần trọng tâm Sinh lí học thực vật để người học hiểu cách tổng quan phần - Sau phần có câu hỏi từ dễ khó giúp người học vận dụng kiến thức giải đáp từ vận dụng để giải vấn đề liên quan khác PHẦN II- NỘI DUNG CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT I - TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT A HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM - Trao đổi nước thực vật bao gồm: + Quá trình hấp thụ nước rễ + Quá trình vận chuyển nước từ rễ lên + Quá trình nước từ ngồi khơng khí Ba trình này, điều kiện bình thường, hoạt động nhịp nhàng, liên tục, liên hệ khăng khít với nhau, tạo nên trạng thái cân nước cần thiết cho sống thực vật Quá trình hấp thụ nước rễ - Thực vật thuỷ sinh hấp thụ nước từ môi trường xung quanh qua bề mặt tế bào biểu bì tồn - Thực vật cạn hấp thụ nước từ đất qua bề mặt tế bào biểu bì rễ, chủ yếu qua tế bào biểu bì phát triển thành lơng hút Q trình hấp thụ nước rễ xảy theo ba giai đoạn nhau: 1.1 Giai đoạn nước từ đất vào lông hút Để hấp thụ nước, tế bào lơng hút có ba đặc điểm cấu tạo sinh lí phù hợp với chức nhận nước từ đất: - Thành tế bào mỏng, không thấm cutin - Chỉ có khơng bào trung tâm lớn - Áp suất thẩm thấu cao hoạt động hơ hấp rễ mạnh Vì dạng nước tự dạng nước liên kết không chặt từ đất lông hút hấp thụ cách dễ dàng nhờ chênh lệch áp suất thẩm thấu (từ áp suất thẩm thấu thấp đến áp suất thẩm thâu cao),hay nói cách khác,nhờ chênh lệch nước (từ nước cao đến nước thấp) 1.2 Giai đoạn nước từ lông hút vào mạch gỗ (mạch xilem) rễ Sau vào tế bào lông hút, nước vận chuyển chiều qua tế bào vỏ, nội bì vào mạch gỗ rễ chênh lệch sức hút nước theo hướng tăng dần từ vào tế bào Có hai đường vận chuyển nước từ lông hút vào mạch gỗ: - Qua thành tế bào gian bào đến dải Caspary ( Con đường vô bào - Apoplats ) - Qua phần nguyên sinh chất không bào ( Con đường tế bào - Symplats ) 1.3 Giai đoạn nước bị đẩy từ mạch gỗ rễ lên mạch gỗ thân Nước bị đẩy từ rễ lên thân lực đẩy gọi áp suất rễ Có hai tượng minh hoạ áp suất rễ: Hiện tượng rỉ nhựa tượng ứ giọt Úp chuông thuỷ kín, sau đêm, ta thấy giọt nước ứ mép qua thuỷ khổng Như khơng khí chng thuỷ tinh bão hoà nước, nước bị đẩy từ mạch gỗ rễ lên khơng thành nên ứ thành giọt Quá trình vận chuyển nước thân - Đặc điểm đường vận chuyển nước từ rễ lên lá: Nước chuyển từ mạch gỗ rễ lên mạch gỗ Con đường dài ( tình mét ) nước vận chuyển chủ yếu qua mạch dẫn lực đẩy rễ, lực hút không bị cản trở, nên nước vận chuyển với vận tốc lớn - Điều kiện để nước vận chuyển đường này: Đó tính liên tục cột nước, nghĩa khơng có bọt khí cột nước - Cơ chế đảm bảo vận chuyển cột nước: Lực cố kết phân tử H 2O phải lớn với lực bám phân tử H2O với thành mạch phải thắng lực trướng ( trọng lượng cột nước ) Q trình nước - Con đường nước lá: Có hai đường: + Con đường qua khí khổng: - Vận tốc lớn - Được điều chỉnh việc đóng, mở khí khổng + Con đường qua bề mặt lá-qua cutin : - Vận tốc nhỏ - Không điều chỉnh Cơ sở khoa học việc tới nước hợp lý cho trồng - Cân nước vấn đề hạn trồng - Tưới nước hợp lí cho trồng: - Khi cần tưới nước? - Lượng nước cần tới bao nhiêu? - Cách tưới nào? B - HỆ THỐNG CÂU HỎI Câu 1: Trình bày đặc điểm rễ liên quan đến chức hút nước hút khoáng? Trả ời: Đặc điểm rễ liên quan đến chức hút nước hút khống: - Rễ có khả đâm sâu, lan rộng - Có khả hướng hố hướng nước - Sinh trưởng liên tục - Trên bề mặt rễ có nhiều tế bào biểu bì biến đổi thành tế bào lông hút Câu ( Đề HSG 2009 – 2010): a Lơng hút có đặc điểm cấu tạo phù hợp với chức hút nước? b Số lượng lông hút thay đổi điều kiện nào? Trả lời: * Cấu tạo lông hút phù hợp với chức hút nước: - Thành TB mỏng, không thấm cutin -> dễ thấm nước - Không bào trung tâm lớn -> tạo áp suất thẩm thấu cao - Có nhiều ti thể -> hoạt động hơ hấp mạnh -> áp suất thẩm thấu lớn * Số lượng lông hút thay đổi khi: - Môi trường ưu trương, axit (chua), thiếu oxi Câu 3: Tại nước vận chuyển theo chiều từ đất lên cây? Trả lời: - Do TB cạnh có ASTT khác - Do q trình nước liên tục diễn làm ASTT tăng dần từ vào trong, từ rễ lên => Nước vận chuyển theo chiều Câu 4: Trình bày đường hấp thụ nước rễ? Đặc điểm chúng? Vai trò vòng đai Caspari? Trả lời: * đường: + Con đường thành TB - gian bào: Nước từ đất vào lông hút => gian bào tế bào nhu mô vỏ => đai Caspari => trung trụ => mạch gỗ + Con đường tế bào chất (Qua CNS - không bào): Nước từ đất vào lông hút => CNS không bào tế bào nhu mô vỏ => trung trụ => mạch gỗ * Đặc điểm: Qua thành TB – gian bào Qua CNS - khơng bào + Ít qua phần sống TB + Đi qua phần sống tế bào + Không chịu cản trở CNS + Qua CNS => cản trở di chuyền nươc chất khoáng + Tốc độ nhanh + Tốc độ chậm + Khi đến thành TB nội bì bị vịng đai Caspari cản trở + Khơng bị cản trở đai => nước vào TB nội bì Caspari * Vai trị vịng đai Caspari: Đai nằm phần nội bì rễ, kiểm sốt điều chỉnh lượng nước, kiểm tra chất khoáng hoà tan Câu (đề HSG 2008 - 2009): Cho thành phần sau đây: Lông hút, đai Caspari, tế bào nhu mơ vỏ, tế bào trụ bì, tế bào nội bì, gian bào Hãy mơ tả đường nước chất khống hồ tan nước từ đất tới mạch gỗ cây? Trả lời: - Con đường tế bào chất: Nước chất khống hồ tan nước từ đất => lơng hút => tế bào nhu mô vỏ => tế bào nội bì => tế bào trụ bì => mạch gỗ - Con đường gian bào: Nước chất khống hồ tan nước từ đất => lông hút => gian bào => đai Caspari => tế bào nội bì => tế bào trụ bì => mạch gỗ Câu (đề HSG 2009 – 2010): Giải thích cạn ngập úng lâu chết? Trả lời: * Vì: Khi bị ngập úng -> rễ thiếu oxi-> ảnh hưởng đến hơ hấp rễ -> tích luỹ chất độc hại tế bào làm cho lơng hút chết, khơng hình thành lơng hút mới-> khơng hút nước -> chết Câu Trình bày khái niệm áp suất rễ? Giải thích áp suất rễ thường quan sát bụi thấp? Trả lời: - Áp suất rễ: lực đẩy nước từ rễ lên thân - Áp suất rễ thường quan sát bụi thấp vì: + Áp suất rễ: khơng lớn + Cây bụi thấp: Do chiều cao thân ngắn, mọc thấp gần mặt đất, khơng khí dễ bão hịa (trong điều kiện ẩm ướt) nên áp suất rễ đủ mạnh để đẩy nước từ rễ lên => nên điều kiện mơi trường bão hồ nước áp suất rễ đẩy nước lên thân gây tượng ứ giọt rỉ nhựa Câu C¸c b»ng chøng khả hút đẩy nớc cách chủ ®éng cđa hƯ rễ nào? Trong canh t¸c để hút nớc dễ dàng cần ý biện pháp kỹ thuật nào? Tr li: *Bằng chứng khả hút đẩy nớc chủ động hệ rễ: + Hiện tợng rỉ nhựa: Cắt ngang thân gần mặt đất, thời gian sau mặt cắt rỉ giọt nhựa; chứng tỏ rễ đà hút đẩy nớc chủ động + Hiện tợng ứ giọt: úp chuông thuỷ tinh lên nguyên vẹn sau tới đủ nớc, thời gian sau, mép xuất giọt nớc Sự thoát nớc bị ức chế, nớc tiết thành giọt mép qua lỗ khí chứng tỏ hút đẩy nớc chủ động * Biện pháp kỹ thuật để hút nớc dễ dàng: Làm cỏ, sục bùn, xới đất kĩ để hô hấp tốt tạo điều kiện cho trình hút nớc chủ động Cõu Con ng vận chuyển nước, chất khống hồ tan chất hữu cây? Động lực vận chuyển đường đó? Trả lời: Nội dung Con đường vận chuyển: Động lực vận chuyển: Nước chất khống hồ tan Chủ yếu đường qua mạch gỗ, nhiên nước vận chuyển từ xuống theo mạch rây vận chuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rây ngược lại Lực đẩy rễ (áp suất rễ), lực hút (do thoát nước) lực trung gian (lực liên kết phân tử nước Chất hữu Theo dòng mạch rây Sự chênh lệch ASTT quan nguồn (nơi saccarozo tạo thành) có ASTT cao quan chứa lực bám phân tử nước với thành mạch dẫn ) (nơi saccarozo sử dụng hay dự trữ) có ASTT thấp Câu 10 Trình bày cấu tạo phù hợp với chức thoát nước? Trả lời: - Bề mặt bao phủ bới lớp TB biểu bì - Các TB biểu bì biến đổi thành TB khí khổng - Các TB khí khổng có lục lạp => tiến hành quang hợp - Thành TB dày, thành ngoài mỏng - Phủ bề mặt ngồi phủ lớp cutin để chống thoát nước Câu 11 Tại mùa lạnh thường bị rụng lá? Trả lời: Vì: Khi nhiệt độ thấp + CNS trở nên đặc -> nước khó vận chuyển -> khó hút nước + Hơ hấp giảm -> ATP tổng hợp -> giảm trình hút nước + KHơng khí ngồi mơi trường trở nên khơ hanh -> tăng q trình THN => điều kiện q trình hút nước hợ nước nhiều rụng để giảm bớt quỏ trỡnh THN Câu 12 Trình bày cấu tạo tế bào lỗ khí phự hợp với chức nó? Tác nhân chủ yếu điều tiết đ mở khí khỉng? Trả lời: - Cấu tạo: + Tự vẽ hình + Mô tả: mép tế bào dày, mép ngồi mỏng => giúp thực chế đóng mở khí khổng có chứa lục lạp => tiến hành quang hợp để tạo chênh lệch ASTT - Tác nhân chủ yếu gây đóng mở khí khổng: ánh sáng Câu 13 ( Đề HSG 2009 – 2010): a Rễ hút khoáng theo chế nào? Nêu khác chế hút khống đó? b Tại nói q trình hấp thụ nước khống liên quan đến q trình hơ hấp rễ cây? Trả lời: a Cơ chế thụ động Cơ chế chủ động - Iơn khống từ đất vào rễ theo - Ngược građien nồng độ građien nồng độ - Không tiêu tốn ATP - Tiêu tốn ATP - Không cần chất mang - Cần chất mang b - Vì phần lớn chất khoáng hấp thụ qua rễ vào theo cách chủ động cần tới ATP chất tải ion - Q trình hơ hấp tạo ATP chất tải ion cung cấp chủ yếu cho hấp thụ chất khoáng qua tế bào rễ II SỰ HẤP THỤ KHOÁNG VÀ TRAO ĐỔI NITƠ Ở THỰC VẬT A - HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Sự hấp thụ nguyên tố khoáng Các nguyên tố khoáng thường hấp thụ vào dạng ion qua hệ thống rễ chủ yếu Có hai cách hấp thụ ion khống rễ: * Cách bị động: - Các ion khoáng khuyếch tán theo chênh lệch nồng độ từ cao đến thấp - Các ion khống hồ tan nước vào rễ theo dịng nước - Các ion khống hút bám bề mặt keo đất bề mặt rễ trao đổi với có tiếp xúc rễ dung dịch đất Cách gọi hút bám trao đổi * Cách chủ động: - Mang tính chọn lọc ngược với gradient nồng độ nên cần thiết phải có lượng, tức tham gia ATP chất trung gian ,thường gọi chất mang - ATP chất mang cung cấp từ trình trao đổi chất, mà chủ yếu q trình hơ hấp Như lại lần thấy rằng: Quá trình hấp thụ nước chất khống liên quan chặt chẽ với q trình hơ hấp rễ Vai trị ngun tố khống 2.1 Vai trò nguyên tố đa lượng: Các nguyên tố đa lượng thường đóng vai trị cấu trúc tế bào, thành phần đại phân tử tế bào (protein, lipit, axit nucleic, ) Các nguyên tố đa lượng cịn ảnh hưởng đến tính chất hệ thống keo chất nguyên sinh như: Điện tích bề mặt, độ ngậm nước, độ nhớt độ bền vững hệ thống keo 2.2 Vai trò nguyên tố vi lượng: Các nguyên tố vi lượng thường thành phần thiếu hầu hết enzym Chúng hoạt hoá cho enzym trình trao đổi chất thể Vai trị nguyên tố đa lượng, vi lượng minh hoạ bảng sau (Bảng2.1) B - HỆ THỐNG CÂU HỎI Câu 14 Vì mơ thực vật xảy trình khử nitrat? Trả lời: - Nitơ dạng NO3- có nhiều đất thực vật hấp thụ dễ dàng - Nitơ dạng NO3- dạng ơxi hố, cịn cần nhiều Nitơ dạng khử NH 2, NH3, NH4+ để tạo axit amin - Do đó, thực vật cần có trình khử NO 3- để tạo NH4+ tiếp tục đồng hoá tạo aa để dự trữ nitơ prôtêin Câu 15 Tại đất chua thường nghèo chất dinh dưỡng? Trả lời: - Đất chua có nhiều ion H+ Các ion H+ dịch đất thực phản ứng trao đổi ion, ion + H bám bề mặt hạt keo đẩy ion khoáng dịch đất Các ion khoáng bị rửa trôi làm cho đất bị nghèo chất dinh dưỡng Câu 16 (Olympic 2009) a Cây xanh sử dụng nguồn N khơng khí đất phương thức nào? b Nhóm VSV có khả cố định nitơ khí quyển? Cho biết điều kiện để nhóm thực trình cố đinh đạm? c Trong trình cố định đạm, nguyên tử H NH3 có nguồn gốc từ chất nào? Trả lời: a Cây xanh sử dụng nguồn N khơng khí đất phương thức sau: - Nguồn N khơng khí: + Khi có sấm chớp: N2 + O2 -> HNO3 -> hợp chất nitrat -> dễ hấp thụ + Hoạt động VSV tự cộng sinh có khả cố định nitơ cho đất, từ biến đổi thành hợp chất chứa nitơ => dễ hấp thụ - Nguồn N đất: Do phân huỷ xác, bã động, thực vật + Sự hoá mùn: Xác động, thực vật nhờ vi khuẩn, nấm phân giải thành chất mùn -> aa + Sự hoá amoniac: aa tiếp tục nhờ vi khuẩn phân giải thành ure sau phân giải tiếp tục thành NH3 + Sự hoá nitrit: NH3 oxihoá thành HNO2 sau hình thành muối nitrit + Sự hố nitrat: HNO2 oxihố thành HNO3 sau hình thành muối nitrat b Nhóm VSV có khả cố định nitơ khí quyển: - Vi khuẩn sống tự đất nước: Nostoc, Clostridium… - Vi khuẩn cộng sinh: Rhizobium, Anabaena azollae… * Điều kiện để nhóm thực q trình cố đinh đạm: + Có lực khử mạnh + Được cung cấp NL ATP + Có tham gia enzim nitrogenaza + Thực điều kiện kị khí c Trong q trình cố định đạm, nguyên tử H NH3 có nguồn gốc từ glucozơ vì: Quá trình khử N thành NH3 sử dụng lực khử NADH, chất tạo từ q trình hơ hấp Mà hơ hấp sử dụng ngun liệu glucozơ, nguyên tử H glucozơ gắn với NAD để tạo thành NADH Câu 17 V× thực vật xanh tắm biển đạm nhng thiếu đạm? Lm th no Nit khụng khớ tr thành dạng mà sử dụng được? Nêu chế điều kiện đê thực trình ny? Nêu số xanh có khả sử dơng nit¬? Trả lời: - Thùc vËt xanh nãi chung tắm biển đạm nhng thiếu đạm Vì: + Nitơ tự do(N2) có liên kết bền(N N) + Cây xanh nói chung enzim xúc tác mạnh, trình hoạt hoá nitơ(Nitrogennaza, hidrogenaza) phá vỡ liên kết bền nitơ biến N2 NH3 +Các sử dụng Nitơ tự do: + Cây họ Đậu nhờ céng sinh víi vi khn Rhizobium + BÌo hoa d©u: nhê céng sinh víi vi khuÈn lam + Mét sè hoà thảo(lúa) nhờ cộng sinh với vi khuẩn Azospirillum Câu 18 Trình bày mối quan hệ chu trình Crep qúa trình đồng hố NH3? Trả lời: - Chu trình Crep tạo axit hữu α – xêtôglutarat, fumarat, oxalôaxetat Các axit hữu kết hợp với NH3 để tạo aa => dự trữ nito protein Câu 19 Có người nói: Khi chu trình Crep ngừng hoạt động bị ngộ độc NH3 Điều hay sai? Giải thích? Trả lời: - Chu trình Krebs tạo ASTT để rễ dễ dàng nhận nitơ - Có mối quan hệ chặt chẽ sản phẩm chu trình Krebs với hàm lượng NH3 Vì sản phẩm với NH3 -> axit amin -> protein Axit piruvic + NH3 -> Alanin Axit glutamic + NH3 ->Glutamic Axit fumaric + NH3 -> Aspactic Và axit hữu kết hợp với NH3 tạo thành amit làm không ngộ độc Câu 20 Tác dụng việc bón phân? Để xác định lượng phân bón cần bón cho thu hoạch định trước phải vào yếu tố nào? Trả lời: - Tác dụng: + Cung cấp nguyên tố khoáng thiếu hụt cho đất => Phục hồi độ phì nhiêu cho đất bón phân kịp thời, liều lượng, loại + Cung cấp nguyên liệu cho cấu tạo thành phần Các nguyên tố khoáng hấp thụ, chuyển hoá cung cấp cho trình TĐC => nguyên tố khống bị thiếu sinh trưởng bị giới hạn ngừng sinh trưởng - Yếu tố xác định lượng phân bón: + Nhu cầu dinh dưỡng + Khả cung cấp chất dinh dưỡng đất + Hệ số sử dụng phân bón: lượng phân bón sử dụng so với tổng lượng phân bón Câu 21 Tại trồng lúa phải làm cỏ sục bùn? Trả lời: - Đất trồng lúa thường xuyên ngập nước => dễ bị thiếu Oxi + -> ảnh hưởng đến hô hấp rễ -> ảnh hưởng đến q trình hút nước hút khống -> ảnh hưởng đến sinh trưởng – phát triển + -> VSV hoạt động hơ hấp kị khí -> Tạo khí độc hại -> gây ngộ độc cho Khi làm cỏ sục bùn loại bỏ cỏ, tránh cạnh tranh chất dinh dưỡng, oxi với lúa, đồng thời làm tăng lượng oxi đất - rế hô hấp tốt hơn/ Câu 22 a Vì sau mưa có nhiều sấm sét xanh tươi tốt hơn, mọc non nhiều hơn? b Để cho lúa lốp khơng bị đổ lúc bơng lúa chính, người ta bón phân gì? Vì phải sử dụng loại phân đó? Trả lời: a Vì: - Trong mưa có sấm sét, lượng nhỏ nitơ khơng khí bị oxi hóa điều kiện nhiệt độ áp suất cao thành NO3- theo phản ứng: N2 + O2 -> 2NO + O2 ->2NO2+ H2O -> HNO3 -> H+ +NO3- Cây cung cấp nguồn N, ít, với nước nên thực q trình quang hợp, trao đổi nước tốt nên xanh tốt b Người ta bón phân K K giúp tích luỹ xenlulozơ, hemixenlulozơ, pectin vách tế bào thực vạt, làm cho tế bào cứng cáp giúp tăng khả chống đổ lúa Câu 23 Cơ sở sinh học việc bón phân qua lá? Trong trường hợp bón phân qua có lợi ích bón phân vào đất (bón phân cho rễ) Trả lời: - Cơ sở sinh học việc bón phân qua lá: Sự hấp thụ chất dinh dưỡng qua khí khổng, thấm qua lớp cutin theo građien nồng độ - Trong trường hợp bón phân qua có lợi ích bón phân vào đất (bón phân cho rễ): + Trong đất có Ca, hàm lượng Fe dễ tiêu thấp, bị thiếu Fe (bệnh lúa vàng vơi) => phân bón có hiệu so với bón phức chất chứa sắt cho đất, đồng thời phương tiện giảm bớt độc tính Mn + Đất khơ hạn, tầng đất mặt thiếu nước giảm đáng kể chất dễ tiêu mùa sinh trưởng => bón phân qua có hiệu Câu 24 ( Đề Thi HSG Hà Tĩnh - 2013) a Những nhóm sinh vật có khả cố định nitơ khơng khí? Vì chúng có khả đó? b Vai trị nitơ đời sống xanh? Hãy nêu nguồn nitơ chủ yếu cung cấp cho cây? c.Chứng minh mối liên quan chặt chẽ q trình hơ hấp với q trình dinh dưỡng khống trao đổi nitơ Con người vận dụng hiểu biết mối quan hệ vào thực tiễn trồng trọt nào? Trả lời: a + Nhóm vi khuẩn cố định nitơ sống tự do: Cyanobacteria + Nhóm vi khuẩn cố định nitơ sống cộng sinh: Rhizobium sống cộng sinh rễ họ đậu - Chúng có khả có enzim nitrơgenaza nên có khả phá vỡ liên kết bền vững nitơ chuyển thành dạng NH3 b - Vai trò nitơ: + Về cấu trúc: Tham gia cấu tạo prôtêin, axit nuclêic, ATP, + Về sinh lý: Điều hòa trao đổi chất, sinh trưởng, phát triển (TP cấu tạo enzim, vitamin nhóm B, số hooc mơn sinh trưởng, ) - Nguồn Nitơ chủ yếu cung cấp cho là: + Nitơ vô cơ: nitrat (NO3-), amôn (NH4+ ) + Nitơ hữu cơ: axit amin, amit c - Mối liên quan chặt chẽ q trình hơ hấp với q trình dinh dưỡng khống trao đổi nitơ: + Hơ hấp giải phóng lượng dạng ATP, tạo hợp chất trung gian axit hữu + ATP hợp chất liên quan chặt chẽ với q trình hấp thụ khống nitơ, q trình sử dụng chất khống q trình biến đổi nitơ - Ứng dụng thực tiễn: + Khi trồng cây, người ta phải xới đất, làm cỏ sục bùn với mục đích tạo điều kiện cho rễ hơ hấp hiếu khí + Hiện người ta ứng dụng phương pháp trồng không cần đất: trồng dung dịch (Thuỷ canh), trồng khơng khí (Khí canh) để tạo điều kiện tối ưu cho hơ hấp hiếu khí rễ III - QUANG HỢP Ở THỰC VẬT A - HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Khái niệm quang hợp a Khái niệm - Khái niệm: Quang hợp trình xanh hấp thụ lượng ánh sáng hệ sắc tố sử dụng lượng để tổng hợp chất hữu (đường glucôzơ) từ chất vô (CO H2O) b Vai trị q trình quang hợp - Quang hợp tạo toàn chất hữu trái đất - Hầu hết dạng lượng sử dụng cho trình sống sinh vật trái đất ( lượng hoá học tự - ATP) biến đổi từ lượng ánh sáng mặt trời (năng lượng lượng tử) trình quang hợp - Quang hợp giữ bầu khí quyển: Hàng năm q trình quang hợp xanh trái đất hấp thụ 600 tỉ khí CO2 giải phóng 400 tỉ khí O2 vào khí Nhờ tỉ lệ CO O khí ln giữ cân (CO 2: 0,03%, O2: 21%), đảm bảo sống bình thường trái đất c Bản chất hoá học khái niệm hai pha quang hợp: Quang hợp gồm: - Q trình oxy hố H2O nhờ lượng ánh sáng Đây giai đoạn gồm phản ứng cần ánh sáng, phụ thuộc vào ánh sáng, gọi pha sáng quang hợp Pha sáng hình thành ATP, NADPH giải phóng O2 - Q trình khử CO2 nhờ ATP NADPH pha sáng cung cấp Đây giai đoạn gồm phản ứng không cần ánh sáng, phụ thuộc vào nhiệt độ, gọi pha tối quang hợp Pha tối hình thành hợp chất hữu cơ, bắt đầu đường glucôzơ Bộ máy quang hợp a Lá - quan quang hợp * Hình thái, cấu trúc liên quan đến chức quang hợp - Lá dạng có đặc tính hướng quang ngang - Lá có hai lớp mô giậu mặt mặt sát lớp biểu bì chứa lục lạp thực chức quang hợp - Lá có lớp mơ khuyết với khoảng gian bào lớn,nơi chứa nguyên liệu quang hợp - Lá có hệ thống mạch dẫn dày đặc để dẫn sản phẩm quang hợp quan khác - Lá có hệ thống khí khổng mặt mặt dới để trao đổi khí trình quang hợp b Lục lạp - bào quan thực chức quang hợp Cấu trúc lục lạp thích ứng với việc thực hai pha quang hợp: pha sáng thực cấu trúc hạt, pha tối thực thể c Hệ sắc tố quang hợp - Nhóm sắc tố - clorophin - Clorophin a: C55 H72 O5 N4 Mg - Clorophin b: C55 H70 O6 N4 Mg - Nhóm sắc tố phụ - Carotenoid - Caroten: C40 H56 - Xanthophin: C40 H56O(1-6) - Nhóm sắc tố thực vật bậc thấp - phycobilin: - Phycoerythrin: C34 H47 N4 O8 - Phycoxyanin: C34 H42 N4 O9 * Vai trị nhóm sắc tố quang hợp: - Nhóm Clorophin hấp thụ ánh sáng chủ yếu vùng đỏ vùng xanh tím chuyển lượng thu từ phơton ánh sáng cho trình quang phân ly H 2O cho phản ứng quang hóa để hình thành ATP NADPH - Nhóm Carotenoit sau hấp thụ ánh sáng, truyền lượng thu dạng huỳnh quang cho Clorophin - Nhóm Phycobilin hấp thụ ánh sáng vùng sóng ngắn, sóng tới nơi sinh sống rong, rêu, tảo,…( tán rừng lớp nước sâu ) Cơ chế quang hợp a Pha sáng - Trong pha hệ sắc tố thực vật hấp thụ lượng phôtôn ánh sáng sử dụng lượng cho q trình: quang hố sơ cấp, quang phân li nước photphorin hố quang hố - Có thể tóm tắt pha sáng phản ứng sau: + Phản ứng kích thích chlorophin: chl + h√ = chl* = chl (chl-trạng thái bình thường, chl*-trạng thái kích thích, chl-trạng thái bền thứ cấp) + Phản ứng quang phân li nước: chl* + H2O → 4chlH+ + 4e + O2 + Phản ứng quang hoá sơ cấp (được thực hai hệ quang hoá PSI PSII) photphorin hoá quang hoá: 12 H2O +18ADP + 18Pv + 12NADP → 18ATP + 12NADPH2 +6O2 b Pha tối - Trong pha ATP NADPH hình thành từ pha sáng sử dụng để khử CO tạo chất hữu - đường glucôzơ Pha tối thực ba chu trình ba nhóm thực vật khác nhau: thực vật C3, thực vật C4 thực vật CAM (viết tắt từ cụm từ Crassulacean Acid Metabolism - trao đổi acit họ Thuốc bỏng) - Quang hợp nhóm thực vật C3., C4 CAM có điểm chung giống pha sáng, chúng khác pha tối - tức pha cố định CO tên gọi thực vật C3., C4 gọi theo sản phẩm cố định CO2 đầu tiên, thực vật CAM gọi theo đối tượng thực vật có đường cố định CO Ảnh hưởng nhân tố môi trường đến quang hợp a Quang hợp nồng độ CO2 - CO2 khơng khí nguồn cung cấp cacbon cho quang hợp Nồng độ CO2 không khí định vận tốc q trình quang hợp - Điểm bù CO2: Nồng độ CO2 tối thiểu để cường độ quang hợp cường độ hô hấp - Điểm bão hoà CO2: Nồng độ CO2 tối đa để cường độ quang hợp đạt cao b Quang hợp ánh sáng * Cường độ ánh sáng 10 - Điểm bù ánh sáng: Cường độ ánh sáng tối thiểu để cường độ quang hợp hô hấp - Điểm bão hoà ánh sáng: Cường độ ánh sáng cực cường độ quang hợp đạt cực đại * Về thành phần quang phổ ánh sáng: Nếu cường độ chiếu sáng ánh sáng đơn sắc màu đỏ có hiệu quang hợp lớn ánh sáng đơn sắc màu xanh tím c Quang hợp nhiệt độ - Hệ số nhiệt Q10 pha sáng là: 1,1- 1,4,đối với pha tối là: 2-3 - Cường độ quang hợp phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ Sự phụ thuộc nhiệt độ quang hợp theo chiều hướng sau: nhiệt độ tăng cường độ quang hợp tăng nhanh thường đạt cực đại 25 - 350C sau giảm mạnh đến d Quang hợp nước - Hàm lượng nước khơng khí, ảnh hưởng đến q trình nước,do ảnh hưởng đến độ mở khí khổng,tức ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ CO2 vào lục lạp - Nước ảnh hởng đến tốc độ sinh trưởng kích thước máy đồng hoá - Nước ảnh hưởng đến tốc độ vận chuyển sản phẩm quang hợp - Hàm lượng nước tế bào ảnh hưởng đến độ hidat hố chất ngun sinh đến điều kiện làm việc hệ thống enzim quang hợp - Q trình nước điều hồ nhiệt độ lá,do ảnh hưởng đến quang hợp - Sau nước nguyên liệu trực tiếp cho quang hợp với việc cung cấp H+ e cho phản ứng sáng Quang hợp suất trồng a Quang hợp định suất trồng Quang hợp trình định suất trồng Phân tích thành phần hố học sản phẩm thu hoạch trồng ta có số liệu sau: C: 45%, O: 42-45%, H: 6,5% chất khô Tổng ba nguyên tố chiếm 90-95% khối lượng chất khơ Phần cịn lại: 5-10% ngun tố khoáng Rõ ràng 90-95% sản phẩm thu hoạch lấy từ CO H2O thông qua hoạt động quang hợp b Các biện pháp nâng cao suất trồng thơng qua quang hợp Đã có nhiều nghiên cứu làm sáng tỏ mối quan hệ hoạt động máy quang hợp suất trồng Nhitriporovich- nhà Sinh lí thực vật người Nga đưa biểu thức suất cho mối quan hệ này: Nkt = (FCO2.L.Kf Kkt)n Nkt : suất kinh tế-phần chất khơ tích luỹ quan kinh tế FCO2: khả quang hợp gồm: cường độ quang hợp (mg CO2/dm2 lá.giờ) hiệu suất quang hợp (gam chất khơ/m2lá.ngày) L: diện tích quang hợp, gồm số diện tích (m2 lá/m2 đất) quang hợp (m2 lá.ngày) Kf: hệ số hiệu quang hợp - tỷ số phần chất khơ cịn lại tổng số chất khô quang hợp Kkt: hệ số kinh tế - tỷ số số chất khơ tích luỹ quan kinh tế tổng số chất khô quang hợp n: thời gian hoạt động máy quang hợp Từ biểu thức thấy rằng: suất trồng phụ thuộc vào yếu tố sau: - Khả quang hợp giống trồng (FCO2) - Nhịp điệu sinh trưởng máy quang hợp (L) 11 - Khả tích luỹ chất khô vào quan kinh tế (Kf, Kkt) - Thời gian hoạt động máy quang hợp (n) c Triển vọng suất trồng Trong tương lai với tiến phương pháp chọn, lai tạo giống , với hoàn thiện biện pháp kĩ thuật canh tác, chắn việc nâng cao suất trồng đất nước giầu ánh sáng nước ta có triển vọng to lớn B - HỆ THỐNG CÂU HỎI Câu 25 Để phân biệt thực vật C3 C4 người ta làm thí nghiệm sau: TN1: Đưa vào chng thủy tinh kín chiếu sáng liên tục TN2: Trồng nhà kín điều chỉnh nồng độ O2 TN3: Đo cường độ quang hợp điều kiện ánh sáng cao, nhiệt độ cao (mgCO2/dm2lá.giờ) Hãy phân tích ngun tắc thí nghiệm nói Trả lời: * Thí nghiệm 1: - Nguyên tắc: Dựa vào điểm bù CO2 khác TVC3 TVC4 Cây C3 sẽ chế chết trước trước có điểm bù CO2 cao khoảng 30ppm cịn TV C4 có điểm bù CO2 thấ (0-10ppm) thấp * Thí nghiệm 2: - Nguyên tắc: Dựa vào hô hấp sáng Hô hấp sáng phụ thuộc vào nồng độ O2; hô hấp sáng có thực vật C3 khơng có thực vật C4 nên điều chỉnh O2 cao suất quang hợp TV C3 giảm * Thí nghiệm 3: - Nguyên tắc: Dựa vào điểm bảo hòa ánh sáng Điểm bảo hòa ánh sáng thực vật C4 cao thực vật C3 nên điều kiện ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao cường độ quang hợp thực vật C4 cao (thường gấp đôi ) thực vật C3 Câu 26 ( Đề Thi HSG Hà Tĩnh - 2013) a Điểm bù ánh sáng gì? Có thể sử dụng điểm bù ánh sáng để xác định ưa bóng ưa sáng khơng? Giải thích a Mặc dù diện tích lỗ khí tồn khí khổng gần 1% diện tích lá, lượng nước khỏi khí khổng lại lớn lượng nước thoát qua bề mặt nhiều lần Tại vậy? Trả lời: a - Điểm bù ánh sáng: Điểm bù ánh sáng điểm cường độ ánh sáng mà cường độ quang hợp cường độ hơ hấp - Có thể sử dụng để phân biệt ưa bóng ưa sáng: + Cây ưa sáng có điểm bù ánh sáng cao, ưa bóng có điểm bù ánh sáng thấp + Nếu cường độ ánh sáng đó: * thải CO2, có nghĩa có điểm bù ánh sáng cao → ưa sáng * cịn hấp thụ CO2, có nghĩa có điểm bù ánh sáng thấp → ưa bóng b Cơ sở vật lý q trình bốc nước chứng minh rằng: phân tử nước bốc vào khơng khí mép chậu nước dễ dàng nhiều so với phân tử nước bốc từ chậu nước Như vận tốc nước khơng phụ thuộc vào diện tích mà phụ thuộc chặt chẽ vào chu vi diện tích Rõ ràng hàng trăm khí khổng milimet vng có tổng chu vi lớn nhiều so với chu vi lý lượng nước qua khí khổng với vận tốc lớn Câu 27 (Đề HSG 2009 – 2010): a Điểm bù ánh sáng quang hợp gì? Điểm bù ánh sáng ưa sáng ưa bóng khác nào? Giải thích? b Điểm bão hồ CO2 gì? Sự bão hồ CO2 xảy điều kiện tự nhiên không? Trả lời: 12 * Điểm bù ánh sáng là: Cường độ ánh sáng giúp quang hợp hô hấp * Cây ưa bóng có điểm bù ánh sáng thấp ưa sáng, vì: Cây ưa bóng có lục lạp to, nhiều hạt diệp lục ưa sáng -> hấp thu ánh sáng tích cực, hiệu -> có điểm bù ánh sáng thấp, thích nghi với cường độ chiếu sáng tương đối yếu * Điểm bão hoà CO2: Nồng độ CO2 để quang hợp đạt mức cao * Trong tự nhiên khơng xảy tình trạng bão hồ CO 2, vì: hàm lượng CO2 tự nhiên vào khoảng 0,03% thấp so với độ bão hoà CO2( 0,06% - 0,4%) Câu 28 Đặc điểm cấu trúc lục lạp thích ứng với việc thực hai pha q trình quang hợp? Trả lời: - Ngồi màng kép, chất (chất nền) có nhiều hạt grana Hạt grana nơi diễn pha sáng, chất nơi diễn pha tối - Hạt grana chứa hệ sắc tố quang hợp (hấp thụ tia sáng) chứa trung tâm pư chất truyền điện tử giúp pha sáng thực - Chất có cấu trúc dạng keo, suốt, chứa nhiều enzim cacboxil hóa phù hợp với việc thực phản ứng khử CO2 pha tối Câu 29 Diệp lục sắc tố phụ xanh có vai trò quang hợp? Trả lời: Diệp lục: clorophyl a: C55H72O5N4Mg, clorophyl b:C55H70O6N4Mg Caroten: C40H56, Xanthophyl: C40H56On (n:1-6) - Nhóm clorophyl: + Hấp thụ chủ yếu as vùng đỏ, xanh tím( mạnh tia đỏ) + Chuyển hóa lượng thu từ photon as->Quang phân li nước giải phóng oxy phản ứng quang hóa -> ATP, tạo lực khử NADPH cho pha tối - Nhóm carotenoit: + Sau hấp thụ ánh sáng chuyển lượng cho clorophyl (tia có bước sóng ngắn 440-480 nm) + Tham gia quang phân li nước giải phóng oxy + Bảo vệ diệp lục khỏi bị phân hủy lúc cường độ ánh sáng mạnh Câu 30 a Ánh sáng tán khác ánh sáng nơi quang đãng cường độ hay thành phần quang phổ? Hai loại as nói thích hợp với nhóm thực vật nào? Tại sao? b Hơ hấp sáng có ảnh hưởng hay khơng? Tại sao? c Những màu đỏ có quang hợp khơng? Tại sao? Trả lời: a Cả cường độ lẫn thành phần quang phổ + Ánh sáng phía tán thích hợp ưa bóng + Ánh sáng phía tán thích hợp ưa sáng b.- Hơ hấp sáng (quang hô hấp) diễn đồng thời với quang hợp nhóm C 3, gây lãng phí sản phẩm quang hợp - Xảy lục lạp, peroxixom ti thể c Có.Vì có màu đỏ có nhóm săc tố màu lục, bị che khuất màu đỏ nhóm săc tố dịch bào antơxianin carotenoit Vì vậy, tiến hành quang hợp bình thường, nhiên cường độ quang hợp thường không cao Câu 31 Tại biện pháp bảo quản nông sản, thực phẩm, rau nhằm mục đích giảm thiểu cường đọ hơ hấp Có nên giảm cường độ hơ hấp đến khơng? Vì sao? Trả lời: * Vì: Hơ hấp làm tiêu hao chất hữu - Hô hấp làm tăng nhiệt độ môi trường bảo quản -> tăng cường độ hô hấp đối tượng đựơc bảo quản - Làm tăng độ ẩm -> tăng cường độ hh, tạo điều kiện cho vi sinh vật gây hại phá hỏng sản phẩm - Làm thay đổi thành phần khơng khí mơi trường bảo quản -> O2 giảm nhiều -> mt kị khí – sản phẩm bị phân hủy nhanh chóng * Khơng nên, đối tượng bảo quản chết, hạt giống, củ giống Câu 32 RQ có ý nghĩa gì? RQ nhóm chất hữu khác nào? Trả lời: 13 - RQ kí hiệu hệ số hô hấp: tỉ lệ số phân tử CO2 thải số phân tử O2 lấy vào hô hấp - RQ cho biết nguyên liệu hơ hấp nhóm chất sở đánh giá tình trạng hơ hấp tình trạng - RQ nhóm cacbohidrat = 1, lipit, protein Câu 33 Nêu khác hô hấp hiếu khí lên men thực vật? Trả lời: Hơ hấp hiếu khí Lên men - Cần oxy - Khơng cần - xảy tế bào chất ti thể - xảy tế bào chất - Có chuổi truyền electron - Khơng có - Sản phẩm cuối: hợp chất vô CO2 H2O - SP cuối hợp chất hữu cơ: axit lactic, rượu - Tạo nhiều lượng (36ATP) - Ít lượng hơn(2ATP) Câu 34 Hơ hấp sáng gì? Hơ hấp sáng xảy nhóm thực vật nào, quan nào? Nguồn gốc nguyên liệu sản phẩm cuối hô hấp sáng? Trả lời: - Hô hấp sáng: q trình hơ hấp xảy ngồi ánh sáng - Hơ hấp sáng xảy nhóm TV C3,, loại bào quan: lục lạp, peroxixom ti thể - Nguồn gốc nguyên liệu: RiDP quang hợp, sản phẩm cuối tạo thành là: CO Serin Câu 35 Ở mía có loại lục lạp nào? Phân tích chức loại lục lạp q trình cố định CO2? Trả lời: Mía thuộc nhóm TV C4 nên có loại lục lạp: + Lục lạp tế bào mơ giậu: có enzim PEP – cacboxilaza cố định CO2 tạo AOA, dự trữ CO2 + Lục lạp tế bào bao bó mạch: có enzim RiDP cacboxilaza cố dịnh CO2 hợp chát hữu Câu 36 - Tại nói q trinh đồng hố CO thực vật C3, C4, CAM phải trải qua chu trình Canvin? - Sự điều hồ chu trình Canvin có ý nghĩ nào? - Loại enzim quan trọng việc điều hồ chu trình Canvin? Trả lời: - Vì: Chu trình Canvin mang tính phổ biến: tất lồi thực vật đồng hố CO phải trải qua chu trình Canvin để tổng hợp đường, từ tổng hợp CHC khác - Ý nghĩa: Đảm bảo q trình đồng hố CO2 xảy thuận lợi, phù hợp với nhu cầu thể - Chu trình Canvin điều hồ enzim Ri1,5DP – cacboxilaza định phản ứng quan trọng chu trình => ảnh hưởng tới việc tổng hợp hay nhiều enzim ảnh hưởng tới tốc độ chu trình Canvin Câu 37 Tại trưa nắng, ánh sáng dồi cường độ quang hợp lại giảm? Trả lời: - Do vào trưa năng, cường độ THN mạnh nên tế bào lỗ khí nước => lỗ khí đóng làm q trình trao đổi khí ngưng trệ - Vào buổi trưa, AS dồi tỉ lệ bước sóng ngắn tăng nên sắc tố quang hợp hấp thu - Khi AS mạnh => Nhiệt độ cao làm ảnh hưởng đến hoạt động hệ enzim Câu 38 Vì phải bón CO2 cho nhà lưới phủ nilon trước mặt trời lặn sau mặt trời mọc? Trả lời: - Trong khu vực có che phủ nilon mỏng, lưu thơng khí bị cản trở, lượng CO bị hao hụt sau quang hợp Do nồng độ CO2 giảm xuống thấp - Ban đêm không quang hợp, tăng hô hấp lấy O2, thải CO2 => Phải bón CO2 cho sau mặt trời mọc khoảng 30 phút ngừng bón mặt trời lặn khoảng 1-2h Ban đêm khơng bón CO2 nơng độ CO2 q cao làm ức chế hơ hấp Câu 39 Trong mµng thylacoit lục lạp có hệ thống quang hoá: PS I vµ PS II a PS I hay PS II hai chứa sắc tố hấp thụ ánh sáng Đó nhóm sắc tố ? 14 b Quang phân ly H2O xảy đâu,sản phẩm chúng ? Sản phẩm đợc sử dụng cho phản ứng sáng ? c Một số vi khuẩn quang hợp trình quang phân ly H 2O mà phân huỷ hợp chất khác HÃy chọn hợp chất hợp chất sau : H2S, CH4, Na2SO4, C2H4 Trả lời: a) C¶ hai hệ thống quang hoá chứa sắc tố Đó nhóm sắc tố : clorophin carotenoit b) Quang phân li H2O xảy pha sáng ( PS II ) Sản phẩm trình NADPH O2 Sản phẩm NADPH đợc sử dụng cho phản ứng tối c) Hợp chất H2S Cõu 40 Cây cối điều chỉnh số lợng chất lợng ánh sáng chiếu vào đợc không ? Bằng cách nào? Tr li: Có Bằng cách : - Sắp xếp tầng - Xoay bề mặt vuông góc song song với tia sáng - Thay đổi bề mặt chiếu sáng vị trí lục lạp - Thay đổi hàm lợng tỉ lệ nhóm sắc tố IV- Hễ HP THC VT A- HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Khái niệm hơ hấp a Định nghĩa phương trình hơ hấp - Hơ hấp q trình oxi hố hợp chất hữu thành CO H2O đồng thời giải phóng lượng cần thiết cho hoạt động sống thể - Phương trình tổng quát q trình hơ hấp đợc viết sau: C6H12O6 + O2 → 6CO2 + 6H2O + Q (năng lượng : ATP + nhiệt) b Vai trị q trình hơ hấp - Trước hết thơng qua q trình hơ hấp, lượng hoá học tự dạng ATP giải phóng từ hợp chất hữu lượng dạng ATP sử dụng cho trình sống thể: trình trao đổi chất, trình hấp thụ vận chuyển chủ động chất, trình vận động sinh trưởng, trình phát quang sinh học,… - Trong giai đoạn q trình hơ hấp, nhiều sản phẩm trung gian hình thành sản phẩm trung gian lại đầu mối (nguyên liệu) trình tổng hợp nhiều chất khác thể Cơ chế hô hấp Cơ chế hô hấp với giai đoạn hô hấp sau: - Con đường đường phân - Chu trình Crép - Chuỗi truyền điện tử trình photphorin hố a Giai đoạn phân giải đường (đường phân): xảy chất tế bào điều kiện yếm khí: Glucơzơ Axit pyruvic b Phân giải kị khí hơ hấp hiếu khí - Phân giải kị khí (lên men) xảy chất tế bào chưa có tham gia O2 Axit pyruvic Rượu Etilic Axit pyruvic Axit Lactic 15 - Hơ hấp hiếu khí xảy ty thể với có mặt O2: Chu trình Crép : Axit pyruvic CO2 + H2O c Chuỗi truyền điện tử q trình photphorin hố tạo 30 ATP Hệ số hô hấp (RQ) - Hệ số hơ hấp- kí hiệu RQ - tỉ số số phân tử CO2 thải số phân tử O2 hút vào hô hấp RQ nhóm hydrat cacbon Ví dụ : C6H12O6 + O2 = 6CO2 + 6H2O RQ = 6/6 = RQ nhóm lipit,protein thường < RQ nhiều acit hữu thường > - Ý nghĩa hệ số hô hấp: Hệ số hô hấp cho biết nguyên liệu (bản thể) hô hấp nhóm chất sở đánh giá tình trạng hơ hấp tình trạng Năng lương hô hấp - Hệ số sử dụng lượng hơ hấp - Cơ chế hình thành ATP Hô hấp sáng - Hô hấp sáng hơ hấp xảy ngồi ánh sáng Nhóm thực vật C thường xảy q trình hơ hấp Đó thực vật C3 phải sống điều kiện khí hậu nóng ẩm kéo dài với nồng độ O cao, cường độ ánh sáng cao, nồng độ CO lại thấp Khi pha cacboxi hoá chu trinh Canvin xảy trình oxi hố RiDP thành Axit glycolic Axit glycolic thể hô hấp sáng - Hô hấp sáng khơng có ý nghĩa mặt lượng (khơng giải phóng ATP), lại tiêu tốn 3050% sản phẩm quang hợp Hô hấp điều kiện môi trường a Hô hấp nhiệt độ - Hô hấp bao gồm phản ứng hoá học với xúc tác ezim phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ - Mối quan hệ cường độ hô hấp nhiệt độ thường biểu diễn đồ thị có đường cong đỉnh + Nhiệt độ thấp mà bắt đầu hô hấp biến thiên khoảng -100C; 00C tuỳ theo loài vùng sinh thái khác + Nhiệt độ tối ưu cho hô hấp khoảng 35 - 400C + Nhiệt độ tối đa cho hô hấp khoảng 45 - 550C Trên nhiệt độ tối đa, máy hô hấp bị phá huỷ b Hô hấp hàm lượng nước - Nước vừa dung môi vừa mơi trường cho phản ứng hố học xảy Nước cịn tham gia trực tiếp vào q trình oxi hố ngun liệu hơ hấp Vì hàm lượng nước quan, thể hô hấp liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp - Các nghiên cứu cho thấy: + Cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước (độ ẩm tương đối) thể, quan hô hấp + Hàm lượng nước quan hơ hấp cao cường độ hơ hấp cao ngược lại Hạt thóc, ngơ phơi khơ có độ ẩm khoảng 13 - 16% có cường độ hô hấp thấp (ở mức tối thiểu) c Hơ hấp nồng độ khí O2, CO2 khơng khí - O2 tham gia trực tiếp vào việc oxi hoá chất hữu chất nhận điện tử cuối chuỗi truyền điện tử để sau hình thành nước hơ hấp hiếu khí Vì nồng độ O khơng 16 khí giảm xuống 10% hơ hấp bị ảnh hưởng giảm xuống 5% chuyển sang hơ hấp kị khí-dạng hơ hấp khơng có hiệu lượng bất lợi cho trồng - CO2 sản phẩm q trình hơ hấp Các phản ứng đêcacbơxi hố để giải phóng CO phản ứng thuận nghịch Nếu hàm lượng CO cao môi trường làm cho phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch hô hấp bị ức chế Hô hấp vấn đề bảo quản nông sản thực a Mục tiêu bảo quản: Giữ đến mức tối đa số lượng chất lượng đối tượng bảo quản suốt trình bảo quản b Ảnh hưởng hơ hấp q trình bảo quản: - Hô hấp tiêu hao chất hữu đối tượng bảo quản, làm giảm số lượng chất lượng q trình bảo quản - Hơ hấp làm tăng nhiệt độ môi trường bảo quản, làm tăng cường độ hơ hấp đối tượng bảo quản - Hô hấp làm tăng độ ẩm đối tượng bảo quản, làm tăng cường độ hô hấp đối tượng bảo quản - Hô hấp làm thay đổi thành phần khí mơi trường bảo quản: Khi hô hấp tăng O2 giảm, CO2 tăng O2 giảm mức, CO2 tăng q mức hơ hấp đối tượng bảo quản chuyển sang dạng hơ hấp yếm khí đối tượng bảo quản bị phân huỷ nhanh chóng c Các biện pháp bảo quản: - Bảo quản khô: Biện pháp bảo quản thường sử dụng để bảo quản loại hạt kho lớn Trước đa hạt vào kho, hạt phơi khô với độ ẩm khoảng 13-16% tuỳ theo loại hạt - Bảo quản lạnh: Phần lớn loại thực phẩm, rau bảo quản phương pháp Chúng đợc giữ kho lạnh, tủ lạnh ngăn có nhiệt độ khác Ví dụ: khoai tây 4, cải bắp 1, cam, chanh 6oC - Bảo quản điều kiện nồng độ CO cao: Đây biện pháp bảo quản đại cho hiệu bảo quản cao Biện pháp thường sử dụng kho kín có nồng độ CO cao đơn giản túi polietilen Tuy nhiên việc xác định nồng độ CO thích hợp điều quan trọng đối tượng bảo quản mục đích bảo quản B HỆ THỐNG CÂU HỎI Câu 41 ( Đề thi HSG Chuyên Hà am- 2010) Cơ quan thực q trình hơ hấp thực vật gì? Bản chất trình hơ hấp? Trình bày chế hơ hấp với giai đoạn hô hấp tế bào? Trả lời: Cơ quan thực q trình hơ hấp thực vật - Ti thể bào quan làm nhiệm vụ hơ hấp tế bào Nó xem “trạm biến lượng” tế bào - Bản chất q trình hơ hấp Bản chất q trình hơ hấp: Khác với q trình đốt cháy chất hữu ngồi thể, q trình ơxi hố thể phải trải qua nhiều chặng, bao gồm nhiều phản ứng hố sinh để cuối giải phóng CO2, H2O lượng dạng ATP - Các giai đoạn q trình hơ hấp thể thực vật gồm: - Giai đoạn đường phân xảy chất tế bào pha phân giải kị khí chung cho hơ hấp kị khí(lên men) hơ hấp hiếu khí Đó q trình phân giải phân tử glucơzơ đến axit piruvic( từ phân tử glucơzơ hình thành nên phân tử axit piruvic) - Nếu ơxi, axit piruvic chuyển hố theo đường hơ hấp kị khí ( lên men) tạo rượu êtilic kèm theo giải phóng CO 2, lên men lactic, xuất sản phẩm lên men axit lactic, khơng giải phóng ơxi Hơ hấp kị khí khơng tích luỹ thên lượng ngồi phân tử ATP hình thành chặng đường phân 17 - Khi có ơxi, sản phẩm đường phân axit piruvic di chuyển vào chất ti thể, bị ơxi hố loại CO2 , hình thành nên axêtin côenzimA + Chất di chuyển vào chu trình Crep chất ti thể Qua chu trình Crep thêm phân tử CO bị loại, phân tử axit piruvic( 1/2 phân tử glucôzơ) bị ơxi hố hồn tồn qua vịng chu trình Crep + Các H+ e- tách khỏi chất hô hấp truyền đến chuỗi truyền điện tử hô hấp( NAD, FAD, ) phân bố màng ti thể Như vậy, chu trình Crep khung bon từ nguyên liệu hô hấp(axit piruvic) bị bẻ gãy hồn tồn, giải phóng phân tử CO 2; chuỗi truyền điện tử H+ tách khỏi axit piruvic chu trình Crep truyền đến chuỗi truyền điện tử màng ti thể đến ôxi để tạo phân tử H 2O tích luỹ 36 ATP Câu 42 ( Đề thi HSG Hà Tĩnh-2013) Chứng minh mối liên quan chặt chẽ q trình hơ hấp với q trình dinh dưỡng khống trao đổi nitơ Con người vận dụng hiểu biết mối quan hệ vào thực tiễn trồng trọt nào? Trả lời: - Mối liên quan chặt chẽ q trình hơ hấp với q trình dinh dưỡng khống trao đổi nitơ: + Hơ hấp giải phóng lượng dạng ATP, tạo hợp chất trung gian axit hữu + ATP hợp chất liên quan chặt chẽ với q trình hấp thụ khống nitơ, q trình sử dụng chất khống q trình biến đổi nitơ - Ứng dụng thực tiễn: + Khi trồng cây, người ta phải xới đất, làm cỏ sục bùn với mục đích tạo điều kiện cho rễ hơ hấp hiếu khí + Hiện người ta ứng dụng phương pháp trồng không cần đất: trồng dung dịch (Thuỷ canh), trồng khơng khí (Khí canh) để tạo điều kiện tối ưu cho hơ hấp hiếu khí rễ Câu 43 Trình bày lượng hô hấp thực vật? Đáp án: - Khái niệm hô hấp thực vật - Ý nghĩa hô hấp: Năng lượng hô hấp tạo dạng ATP nhiệt + Hô hấp hiếu khí: đường chủ yếu cung cấp lượng cho thực vật Có q trình tạo lượng ATP: photphorin hóa trực tiếp chất (đường phân chu trình Crebs) qua chuỗi vận chuyển electron hơ hấp + Lên men: phản ứng thích nghi TV điều kiện thiếu oxi, tạo lượng ATP - Năng lượng dạng nhiệt tạo để giữ nhiệt cho thể, tạo điều kiện cho phản ứng Một phần thải môi trường Câu 44: a Hệ số hơ hấp gì? Có nhận xét hệ số hơ hấp hạt họ lúa hạt hướng dương trình nảy mầm? b Tính lượng thu giai đoạn q trình hơ hấp oxi hóa hết 18g Glucozo? Trả lời: a.- Hệ số hô hấp (RQ) tỉ số số phân tử CO2 thải số phân tử oxi lấy vào hơ hấp - Trong q trình nảy mầm họ lúa, chất dự trữ chủ yếu đường hệ số hô hấp gần + Ở hạt hướng dương giàu chất béo, biến đổi hệ số hô hấp phức tạp: giai đoạn đầu hệ số hô hấp xấp xỉ hạt sử dụng đường để hơ hấp, sau hệ số hơ hấp giảm xuống cịn 0,3 – 0,4 hạt sử dung nguyên liệu chất béo, hệ số hô hấp lại tăng lên gần đường bắt đầu tích lũy b Tính hệ số hơ hấp 18g glucozo ứng với 0,1mol => có 0,1 * 6,02.1023 phân tử - Đường phân từ phân tử glucozo tạo ATP - Nếu oxi từ glucozo tạo 2ATP - Nếu có oxi chu trình Creps tạo ATP - Chuỗi chuyền electron tạo 34 ATP 18 (HS nhân kết với số phân tử Glucozo được) III KẾT LUẬN Trong giới hạn phạm vi đề tài thực phần Sinh lí học thực vật với nội dung chính: I - TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT II - SỰ HẤP THỤ KHOÁNG VÀ TRAO ĐỔI NITƠ Ở THỰC VẬT III - QUANG HỢP Ở THỰC VẬT IV- HÔ HẤP THỰC VẬT Trong phần gồm hệ thống kiến thức trọng tâm câu hỏi khó, đơn dãn liên quan nhằm hỗ trợ cho người học ôn tập, ôn thi HSG sinh học sinh lí thực vật Vì giới hạn chuyên đề có nhiều vấn đề liên quan hệ thống câu hỏi chưa đưa vào Nếu có điều kiện phát triên đề tài rộng đề tài Sinh lí học động vật 19 ... dinh dưỡng? Trả lời: - Đất chua có nhiều ion H+ Các ion H+ dịch đất thực phản ứng trao đổi ion, ion + H bám bề mặt hạt keo đẩy ion khống dịch đất Các ion khống bị rửa trơi làm cho đất bị nghèo... VẬT Trong phần gồm hệ thống kiến thức trọng tâm câu hỏi khó, đơn dãn li? ?n quan nhằm hỗ trợ cho người học ôn tập, ôn thi HSG sinh học sinh lí thực vật Vì giới hạn chuyên đề có nhiều vấn đề li? ?n... đặc điểm rễ li? ?n quan đến chức hút nước hút khoáng? Trả ời: Đặc điểm rễ li? ?n quan đến chức hút nước hút khống: - Rễ có khả đâm sâu, lan rộng - Có khả hướng hố hướng nước - Sinh trưởng li? ?n tục -