t Van Der Walls: là liên kết được hình thành giữ c Van Der Walls càng lớn khi khối lượng (kích thư
2.10. Các loại liên kết Van Der Walls
ết hóa học phải tn theo định luật bảo tồn năng lư
trong nội dung Sinh lý thực vật Sinh học 11 nâng cao có r t mà chúng ta cần phải nắm vững về cấu tạo hóa h
nguyên tử H linh động có độ âm điện nhiệt độ sơi, với dung mơi
ữa các phân tử ng (kích thước) càng lớn.
năng lượng c 11 nâng cao có rất o hóa học của chúng
thì chúng ta mới có thể động của chúng
Các chất điều hịa sinh tr Auxin Hình Gibexerin Hình 2.1 *Sử dụng các thí nghi Ví dụ 10: khi dạ - Mục đích tích h
ở thực vật như là hoocmon kích thích sinh trư
ể hiểu rõ được đặc tính sinh học cũng nh
u hịa sinh trưởng ở thực vật
Hình 2.11. Cấu trúc hóa học của auxin
2.12. Cấu trúc hóa học của gibexerin
hí nghiệm hóa học trong dạy học nội dung Sinh lý th ạy bài 35: “Hoocmon thực vật” Sinh học 11 nâng c đích tích hợp: giúp HS nhận biết được một số các lo
là hoocmon kích thích sinh trưởng auxin.
ũng như cơ chế hoạt
Sinh lý thực vật c 11 nâng cao các loại hoocmon
- Nội dung dạy h Hoạt động của th - GV giải thích về nghiệm, các loại ngun li bước tiến hành thí nghi
Hình 2.13. Cấu tạo của IAA
- HS chia thành các nhóm nh hành thí nghiệm và quan sát k - HS viết tường trình và n
48 y học
a thầy và trị Nội dung
q trình thí i nguyên liệu và các n hành thí nghiệm
Cấu tạo của IAA
HS chia thành các nhóm nhỏ, tiến m và quan sát kết quả. ng trình và nộp cho GV. Thu nhận Auxin tổng s IAA từ hạt ngô * Nguyên liệu: - Chế phẩm IAA - Thuốc thử Xanpe - Dung dịch FeCl3 0,5M và HCl (hoặc H2SO4) 35% * Cách làm
- Lấy hai ống nghiệm + Ống nghiệm 1: 1 ml IAA + Ống nghiệm 2 (đối ch nước cất
- Thêm vào 2 ống nghi 2ml thuốc thử Xanpe, lắ * Kết quả:
- Sau khoảng 30 phút, ố
chứa IAA sẽ chuyển sang màu đ i dung ng số có chứa ch FeCl3 0,5M và HCl m 1: 1 ml IAA i chứng): 1 ml ng nghiệm, mỗi ống ắc đều. ống nghiệm có n sang màu đỏ.
2.5. Xây dựng một số chủ đề, giáo án tích hợp liên mơn
2.5.1. Chủ đề tích hợp liên mơn mà đề tài lựa chọn là:
TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT * Lý do chọn chủ đề
Nước có vai trị rất quan trọng đối với sự sống và sự phát triển của thực vật. Cấu tạo hóa học và tính chất vật lý lại có liên quan mật thiết đến các vai trị của nước.
* Mục đích tích hợp
Giúp người học thiết lập được mối quan hệ giữa cấu tạo hóa học, tính chất vật lý với vai trò của nước đối với sự sống của thực vật cũng như các hoạt động trao đổi nước ở cây để thực hiện các mục tiêu bài học.
* Mục tiêu bài học - Về kiến thức
+ Trình bày được quá trình hấp thụ nước ở rễ và quá trình vận chuyển nước ở thân.
+ Trình bày được mối liên quan giữa cấu trúc của lơng hút với q trình hấp thụ nước.
+ Trình bày được sự thống nhất giữa cấu trúc và chức năng trong các cơ quan của thực vật.
+ Trình bày được ý nghĩa của q trình thốt hơi nước.
+ Trình bày được 2 con đường thoát hơi nước ở lá. Mô tả được các phản ứng đóng mở khí khổng.
+ Nêu được mối liên quan giữa các nhân tố môi trường với quá trình trao đổi nước.
+ Nêu được cơ sở - Về kỹ năng
Thành thạo kỹ năng làm vi lớp.
- Về thái độ
Xây dựng ý thức quan tâm và tìm hi nghiệp của HS.
* Các nội dung bài họ Tiêu đề 1. Cấu tạo hóa học củ nước
50
ở khoa học của vấn đề tưới nước hợp lý cho cây tr
năng làm việc nhóm, nghiên cứu tài liệu, trình bày
c quan tâm và tìm hiểu những vấn đề th
ọc
Nội dung ủa
Hình 2.14. Cấu trúc hóa học của nước
- Phân tử nước (H2O) được cấu tạo t
tử Oxy kết hợp với hai nguyên tử Hidro b liên kết cộng hóa trị.
- Do đôi electron trong mối liên kết c kéo lệch về phía Oxy nên phân tử nư tích điện trái dấu nhau (đầu nguyên t điện âm còn nguyên tử Hidro mang đi làm cho phân tử nước có tính phân cự
p lý cho cây trồng .
u, trình bày trước
thực tiễn nơng
Cấu trúc hóa học của nước
o từ một nguyên Hidro bằng các
t cộng hóa trị bị nước có hai đầu u nguyên tử Oxy mang Hidro mang điện dương)
- Do phân cực nên các phân tử nước hút lẫn nhau (qua liên kết hidro) và hút các phân tử phân cực khác tạo cho nước các tính chất đặc biệt, đảm bảo những vai trị quan trọng đối với sự sống.
2. Tính chất của nước - Tỷ trọng lớn giúp nước làm giá đỡ tốt cho các cơ thể ở nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các loài di chuyển trên nước và trong nước.
- Mao dẫn:
+ Do tính phân cực nên các phân tử nước bám vào nhiều loại bề mặt, do đó nước có thể đi vào các khoảng không gian rất bé nhỏ. Hiện tượng này gọi là sự hút mao mạch hay mao dẫn.
+ Mạch gỗ được cấu tạo từ các quản bào và mạch ống, các quản bào và mạch ống có tiết diện nhỏ, được cấu tạo từ các tế bào chết hóa lignhin khơng thấm nước, tiết diện nhỏ làm tăng vận tốc dịng chảy, lignhin hóa làm giảm ma sát dòng nước và thành mạch, đây chính là sự phù hợp giữa cấu trúc của thực vật với chức năng vận chuyển nước bằng hiện tượng mao dẫn.
- Tính chịu nén: khi cho nước vào xilanh, dùng pittong ép lại thì thể tích nước khơng thay đổi, nước không thể nén lại được. Tính chịu nén của nước có ý nghĩa trong các hệ vận chuyển và là phương thức nâng đỡ cho các cơ thể có bộ xương thủy tĩnh.
52
- Nhiệt dung lớn: có nghĩa là cơ thể lấy và mất nhiệt chậm chạp, có lợi cho việc điều hòa nhiệt độ. - Dẫn nhiệt tốt: nước nguyên chất không dẫn điện những dẫn nhiệt tốt, đảm bảo việc điều hòa nhiệt độ.
- Nhiệt bay hơi lớn cho phép làm lạnh nhanh cơ thể bằng việc thoát hơi nước.
- Tính dẫn điện: nước tinh khiết có độ dẫn điện thấp nhưng các ion hòa tan trong tế bào chất dẫn điện tốt, điều đó quan trọng cho việc hoạt động chức năng của nhiều tế bào.
3. Các dạng nước trong cây và vai trị của nó
Nước trong cây có hai dạng chính: + Nước tự do
+ Nước liên kết 3.1. Nước tự do
- Chứa trong các thành phần của tế bào, trong các khoảng gian bào, trong các mạch dẫn, không bị hút bởi các phân tử tích điện hay dạng liên kết hố học.
- Vai trị: làm dung môi, làm giảm nhiệt độ của cơ thể khi thoát hơi nước, tham gia một số quá trình trao đổi chất, đảm bảo độ nhớt cuả chất nguyên sinh, giúp quá trình trao đổi chất diễn ra bình thường trong cơ thể.
3.2. Nước liên kết
các đặc tính lí, hố, sinh học của nước.
- Vai trò: đảm bảo độ bền vững của hệ thống keo trong chất nguyên sinh của tế bào.
3.3. Nhu cầu của nước đối với thực vật.
- Cây cần một lượng nước rất lớn trong suốt đời sống của nó.
- Ví dụ: Một cây ngô tiêu thụ 200kg nước, một hécta ngô trong suốt thời kỳ sinh trưởng đã cần tới 8000 tấn nước. Để tổng hợp 1g chất khô, các cây khác nhau cần từ 200g đến 600g nước.
4. Quá trình hấp thụ nước ở rễ
4.1. Rễ - cơ quan hút nước của cây
Hình 2.15. Cấu tạo lơng hút của rễ
- Bao gồm: + 143 rễ cấp 1 + 35 nghìn rễ cấp 2
+ 2 triệu 300 nghìn rễ cấp 3 + 11 triệu 500 nghìn rễ cấp 4
54
4.2. Đất - nơi cung cấp nước cho cây
Hình 2.16. Cấu tạo đất
- Trong đất, nước tồn tại ở trạng thái l - Ở trạng thái lỏng nước gồm có + Nước mao dẫn + Nước tr + Nước màng + Nước ng 4.3. Các con đường hấp thu nước ở -Có hai con đường:
+ Qua chất nguyên sinh - không bào: symplas + Thành tế bào - gian bào: apolast
Hình 2.17. Các con đường hấp thu nư
c cho cây Cấu tạo đất ng thái lỏng và khí c trọng lực c ngậm ở rễ : symplas p thu nước ở rễ
- Động cơ của quá trình hút nước:
+ Hút nước bị động: Động lực là sự thoát hơi nước ở lá.
+ Hút nước chủ động : Động lực là bộ rễ.
4.4. Cơ chế để dòng nước đi một chiều từ đất vào rễ lên thân
- Do gradien nồng độ chất tan : cơ chế khuếch tán thẩm thấu, nước vận chuyển từ nơi có nồng độ chất tan thấp đến nơi có nồng độ chất tan cao.
- Do gradien thế năng nước: nước vận chuyển từ nơi có thế năng cao đến nơi có thế năng thấp - Hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt.
5. Quá trình vận chuyển nước ở cây
5.1. Đặc điểm của quá trình vận chuyển nước ở thân
- Nước và các chất khống hịa tan trong nước được vận chuyển theo một chiều từ rễ lên lá.
- Chiều dài của cột nước phụ thuộc vào chiều dài của thân cây.
5.2. Con đường vận chuyển nước ở thân
- Nước được vận chuyển chủ yếu bằng con đường qua mạch gỗ từ rễ lên lá.
- Tuy nhiên nước cũng có thể được vận chuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rây hoặc ngược lại.
56
Hình 2.18. Con đường vận chuyở thân ở thân
- Cấu tạo xylem
Hình 2.19. Cấu tạo xylem
- Động lực vận chuyển nước trong cây
n chuyển nước
Cấu tạo xylem
6. Thoát hơi nước ở lá
5.3. Tại sao dòng nước lại chuy chiều?
lá 6.1. Q trình thốt hơi nước
6.1.1. Các con đường thốt hơi nước
Hình 2.20. Các con đường thốt hơi nư a. Qua thân và cành
- Qua các vết sần (bì khổng) trên thân - Chỉ có ở những cây gỗ.
- Lượng nước thốt ra khơng đáng kể
- Ở những cây cịn non, cây trong bóng râm ho nơi có khơng khí ẩm.
- Tốc độ chậm.
- Khơng được điều chỉnh bởi bất kì cơ ch
b. Thốt hơi nước qua khí khổng
- Chủ yếu ở những cây trưởng thành, có khí kh phát triển, thốt hơi nước qua cutin y
- Ba giai đoạn chính:
+ Nước bốc hơi từ bề mặt tế bào nhu mô lá vào i chuyển theo một
ớc:
ng thoát hơi nước
) trên thân và cành.
ể.
ng cây còn non, cây trong bóng râm hoặc
ơ chế nào.
ng thành, có khí khổng c qua cutin yếu.
58 gian bào.
+ Hơi nước khuếch tán qua khe khí kh
+ Hơi nước khuếch tán từ bề mặt lá ra khơng khí xung quanh.
- Đặc điểm:
+ Khoảng cách di chuyển ngắn.
+ Nước đi qua cả tế bào sống và gian bào.
+ Chiếm tới 99% lượng nước hút vào trong su mùa sinh trưởng.
- Cấu tạo khí khổng
Hình 2.21. Cấu tạo khí khổng
+ Gồm 2 tế bào đóng (guard cells) tạo thành l
có chứa các hạt lục lạp và các bào quan khác, thành trong dày, thành ngoài mỏng hơn.
+ Bên ngoài là nhiều các tế bào biểu bì khác hay
bào phụ, khơng có lục lạp và thành tế
ch tán qua khe khí khổng.
t lá ra khơng khí
ng và gian bào.
c hút vào trong suốt
Cấu tạo khí khổng o thành lỗ khí, p và các bào quan khác, ng hơn. u bì khác hay tế ế bào mỏng.
+ Đơi khi tế bào lỗ khí hóa gỗ, sự đóng m thực hiện là nhờ hoạt động của các t bên cạnh (tế bào quanh lỗ khí). Trong trư lỗ khí khơng đóng được thì lớp cuticun s chặt khe lỗ khí và bịt ln cả khoang dư - Phân loại khí khổng
+ Cây 2 lá mầm:
Hình 2.22. Khí khổng ở cây 2
+ Cây 1 lá mầm
Hình 2.23. Khí khổng ở cây 1 6.1.2. Thoát hơi nước ở là phụ thuộ 6.1.2. Thoát hơi nước ở là phụ thuộ tố chính
+ Sự chênh lệch về nồng độ hơi nướ
đóng mở lỗ khí a các tế bào biểu bì khí). Trong trường hợp p cuticun sẽ đóng khoang dưới lỗ khí. 2 lá mầm 1 lá mầm ộc vào 2 nhân ớc giữa khoảng
60
khơng trong lá và bên ngồi khơng khí.
+ Yếu tố kháng khuếch tán (r) của con đường. Chúng ta sẽ xem xét sự khác nhau hay sự chênh lệch nồng độ hơi nước điều khiển tỉ lệ thoát hơi nước như thế nào?
+ Sức kháng này liên quan tới sự khuếch tán thơng qua lỗ khí , gọi là sức kháng khí khổng của lá (rs). Sức kháng thứ 2 là do lớp không khí khơng bị khuấy động gần bề mặt lá thơng qua đó hơi nước cần phải khuếch tán qua để tới được lớp khơng khí hỗn loạn ở xa hơn. Các tế bào lỗ khí có thể nằm trên cùng mặt phẳng với tế bào biểu bì (thân cẩm chướng), có thể lồi lên một chút (thân hoa hồng) hoặc nằm lõm xuống (thân hoa huệ, thân thuốc bỏng, thân cây sú). Lỗ khí có thể nằm sâu trong một hốc ở lá, có phủ đầy lơng (lá trúc đào) hoặc trong các rãnh (cây họ Lúa) để giảm bớt sự thoát hơi nước.
6.1.3. Cơ sở vật lý của thốt hơi nước: q trình
bốc hơi nước diễn ra theo quy luật Dalton : V = K(F-f) 760S/P
Trong đó:
V : lượng nước bốc hơi từ một đơn vị bề mặt. K : hệ số khuyếch tán (thường là hằng số tìm ra trên cơ sở thực nghiệm).
khí (sức hút nước của khơng khí) là giá tr định tốc độ bốc hơi nước.
P : áp suất khí quyển (mmHg). S : diện tích bề mặt lá.
- Các chỉ tiêu của q trình thốt hơi nư + Cường độ thốt hơi nước được tính b lượng nước tiêu hao trên một đơn v
trong một đơn vị thời gian. Đơn vị tính: gam nư tiêu hao trên 1m2 lá trong m
mgH2O/dm2lá /h.
+ Hiệu suất thoát hơi nước
+ Hệ số thoát hơi nước
+ Thoát hơi nước tương đối
- Nguyên nhân gây đến sự đóng m Thực chất chính là do sự đóng mở c vệ.
a khơng khí) là giá trị quyết
ơi nước
ính bằng trọng t đơn vị diện tích lá tính: gam nước lá trong một giờ hoặc
đóng mở khí khổng: của tế bào bảo
62
6.2. Các cơ chế điều hòa q trình thốt hơi
nước
Bao gồm:
- Cơ chế đóng mở khí khổng - Cơ chế ngồi khí khổng
+ Q trình bay hơi nước ở gian bào của lá + Bốc hơi nước từ bề mặt các tế bào nhu mô
6.2.1. Cơ chế đóng mở khí khổng
- Có ba giả thuyết về cơ chế đóng mở khí khổng + Giả thuyết tinh bột đường
+ Giả thuyết ánh sáng xanh + Giả thuyết ABA
a. Giả thuyết tinh bột đường
+ Khi đưa cây ra ngoài sáng, cây quang hợp, sử dụng CO2 Nồng độ CO2 giảm → tăng pH trong tế bào bảo vệ, giá trị pH gần với giá trị trung hoà sẽ xúc tác cho enzym photphorinlaza trong phản ứng thuỷ phân tinh bột thành đường → áp suất thẩm thấu tăng→ nước đi vào tế bào → tế bào đóng trương lên → lỗ khí mở ra.
b. Giả thuyết ánh sáng xanh c. Giả thuyết ABA
6.2.2. Cơ chế ngồi khí khổng
+ Cây hướng dương khí khổng mở suốt ngày và chỉ gần chiều tối mới đóng.
+ Cỏ mục túc thì khí khổng đóng ngay từ lúc 1 giờ trưa.
+ Ở cây bông, trong những ngày nắng thường thấy