Giải chi tiết Sinh học 11 Chân trời mới bài 2: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật

HOẠT ĐỘNG MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Quan sát hình 2.1 và cho biết cây có biểu hiện như thế nào khi không được cung cấp đủ nước và đủ chất khoáng.

Hướng dẫn trả lời:

Khi không cung cấp đủ nước và chất khoáng, cây sẽ vàng lá, héo và có thể mất sự sống.

I. VAI TRÒ CỦA TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở THỰC VẬT

Câu hỏi 1: Tại sao thực vật cần phải hấp thụ nước?

Hướng dẫn trả lời:

Thực vật cần phải hấp thụ nước vì:

- Nước là thành phần cấu tạo của tế bào, nhờ có sức trương, nước đảm bảo cho tế bào và cơ thể thực vật có một hình dạng nhất định.

- Là dung môi hòa tan các muối khoáng và chất hữu cơ trong cây, vận chuyển các chất hòa tan.

- Tham gia vào các phản ứng sinh hóa, trao đổi chất trong tế bào như phản ứng quang phân li nước, phản ứng thủy phân,...

- Điều hòa nhiệt độ giúp cây chống nóng, không bị tổn thương ở nhiệt độ cao.

Câu hỏi 2: Xem bảng 2.1, Hình 2.2 và liệt kê những biểu hiện của cây khi thiếu các nguyên tố khoáng.

Hướng dẫn trả lời:

Những biểu hiện của cây khi thiếu nguyên tố khoáng:

- Cây sinh trưởng kém, cây yếu, dễ bị đổ ngã và nhiễm bệnh.

- Lá hóa vàng, lá nhỏ hơn bình thường, từ màu lục đậm có thể chuyển sang màu đỏ tía hoặc xanh đen. Lá ngắn, khô, héo rũ hoặc biến dạng. Lá xuất hiện các mô bị hoại tử.

- Mô phân sinh bị ức chế, thân rễ ngắn, lá mềm, chồi đỉnh không phát triển hoặc bị chết

- Quả bị héo khô và rụng

II. QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở THỰC VẬT

Câu hỏi 3: Quan sát sơ đồ ở Hình 2.3, hãy mô tả sơ lược quá trình trao đổi nước trong cây.

Hướng dẫn trả lời:

Nước được hấp thụ qua các lông hút ở rễ --> Nước di chuyển từ tế bào chất của tế bào lông hút qua tế bào chất của các lớp tế bào kế tiếp --> Nước vận chuyển trong thân, từ thân đến lá --> Thoát hơi nước ở lá.

Câu hỏi 4: Cơ chế hấp thụ nước và khoáng ở rễ khác nhau như thế nào?

Hướng dẫn trả lời:

Nước được hấp thụ vào rễ cây theo cơ chế thụ động (cơ chế thẩm thấu) còn các ion khoáng di chuyển từ đất vào tế bào rễ một cách có chọn lọc theo 2 cơ chế: thụ động và chủ động. 

Câu hỏi 5: Quan sát Hình 2.5, hãy mô tả con đường hấp thụ, vận chuyển nước và muối khoáng từ môi trường đất vào mạch gỗ của rễ.

Hướng dẫn trả lời:

- Sự hấp thụ nước và muối khoáng: Nước và muối khoáng được vận chuyển từ môi trường ngoài vào miền hút bằng lông hút.

- Sự vận chuyển nước và muối khoáng: Nước và muối khoáng trong đất → lông hút → biểu bì → thịt vỏ → mạch gỗ của rễ.

Câu hỏi 6: Quan sát Hình 2.6 và cho biết sự vận chuyển các chất trong mạch gỗ và trong mạch rây xảy ra như thế nào?

Hướng dẫn trả lời:

- Dòng mạch gỗ: các chất được vận chuyển một chiều trong mạch gỗ

- Dòng mạch rây: các chất vận chuyển theo 2 chiều là đi từ cơ quan nguồn (lá) đến cơ quan chứa (rễ, củ, quả, hạt) hoặc theo chiều ngược lại từ cơ quan dự trữ đến cơ quan sử dụng (chồi non, lá non). Ngoài ra nước cũng có thể vận chuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rây nhờ vách ngăn ngang có thủng lỗ.

Câu hỏi 7: Sự thoát hơi nước ở lá được thực hiện như thế nào? Hãy giải thích nguyên nhân gây nên sự đóng, mở của khí khổng.

Hướng dẫn trả lời:

Ở thực vật có hai con đường thoát hơi nước là con đường qua khí khổng và con đường qua bề mặt lớp cutin biểu bì lá. Thoát hơi nước qua khí khổng là hình thức thoát hơi nước chủ yếu, chiếm tới 90% nước thoát ra, còn lượng nước thoát ra qua cutin là rất ít.

Thoát hơi nước qua khí khổng được điều tiết bởi cơ chế đóng mở khí khổng.

- Khi no nước, thành mỏng của tế bào khí khổng căng ra làm cho thành dày cong theo thành mỏng và khí khổng mở ra.

- Khi mất nước, thành mỏng hết căng và thành dày duỗi thẳng, khí khổng đóng lại.

Thoát hơi nước qua cutin trên biểu bì lá : lớp cutin càng dày, thoát hơi nước càng giảm và ngược lại.

Nguyên nhân chủ yếu làm cho khí khổng đóng hay mở là do sự chênh lệch nồng độ các chất tan ở tế bào hạt đậu.

Câu hỏi 8: Sự thoát hơi nước có vai trò như thế nào đối với đời sống của cây?

Hướng dẫn trả lời:

- Thoát hơi nước là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ giúp vận chuyển nước và các ion khoáng từ rễ lên lá và đến các bộ phận khác của cây, tạo môi trường liên kết các bộ phận của cây; tạo độ cứng cho thực vật thân thảo.

- Thoát hơi nước có tác dụng hạ nhiệt độ của lá vào những ngày nắng nóng đảm bảo cho các quá trình sinh lý xảy ra bình thường. 

- Thoát hơi nước giúp cho khí CO  khuếch tán vào bên trong lá cần cho quang hợp.

Hoạt động luyện tập

Câu hỏi: Quan sát số liệu về số lượng khí khổng ở hai mặt lá của một số loài thực vật dưới đây. Hãy rút ra nhận xét về sự phân bố của khí khổng ở lá cây Một lá mầm và lá cây Hai lá mầm. 

Hướng dẫn trả lời:

 Nhận xét: Ở cây một lá mầm, số lượng khí khổng tương đối đồng đều giữa hai mặt lá. Ở cây hai lá mầm, số lượng khí khổng ở mặt trên của lá thường ít hơn mặt dưới của lá.

=> Kết luận: Số lượng khí khổng ở mặt trên và mặt dưới của lá khác nhau tùy theo loài thực vật.

Sự phân bố khí khổng có liên quan đến nhiệt độ ở môi trường sống. Mặt trên của lá tập trung ít khí khổng hơn so với mặt dưới. Sở dĩ phải có cấu tạo như vậy là bởi vì mặt trên của lá tiếp xúc với ánh sáng mặt trời nhiều hơn. Nếu mặt trên có nhiều khí khổng thì mặt trên sẽ thoát hơi nước nhanh hơn rất nhiều so với mặt dưới. Khi đó, lá sẽ mất nhiều nước hơn và nhanh khô héo rồi chết. 

Hoạt động vận dụng

Câu hỏi: Có ý kiến cho rằng: "Ở thời điểm buổi trưa mùa hè nắng nóng, người nông dân nên tưới bổ sung nước để cây trồng tăng cường quang hợp và đạt năng suất cao". Em có đồng ý với ý kiến này không? Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

Em không đồng ý với ý kiến trên

Giải thích: 

- Làm thay đổi nhiệt độ đột ngột theo hướng bất lợi cho cây.

- Giọt nước đọng trên lá sau khi tưới, trở thành thấu kính hội tụ hấp thụ ánh sáng và đốt nóng lá, làm lá héo.

- Đất nóng, tưới nước sẽ bốc hơi nóng, làm héo lá.

III. DINH DƯỠNG NITROGEN Ở THỰC VẬT

Câu hỏi 9: Quan sát hình 2.19 và cho biết nguồn nitrogen cung cấp cho cây được tạo ra từ những hoạt động nào.

Hướng dẫn trả lời:

Nguồn nitrogen cung cấp cho cây được tạo ra từ:

- Phân bón

- Khử N2 trong không khí

- Chất thải, xác động, thực vật

- Vi sinh vật cố định đạm

Hoạt động vận dụng

Câu hỏi: Hiện tượng nào trong tự nhiên được con người ứng dụng để sản xuất phân đạm?

Hướng dẫn trả lời:

Ứng dụng để sản xuất phâm đạm nhờ quá trình cố định đạm của vi sinh vật cố định đạm.

Câu hỏi 10: Khi được hấp thụ vào trong cây, các dạng nitrogen được chuyển hóa như thế nào?

Hướng dẫn trả lời:

- Quá trình khử NO3- : Khi được hấp thụ vào cây, dạng nitrogen hóa (NO3-) được biến đổi thành dạng khử (NH4+): NO3- (nitrat) → NO2- (nitrit) → NH4+ (amoni)

- Quá trình đồng hóa NH4+ để tạo thành các amino acid và các amide (theo con đường amin hóa các keto acid và chuyển vị amin). Sự hình thành amide được xem là con đường khử độc NH4+ dư thừa, đồng thời tạo ra nguồn dự trữ NH4+ cho quá trình tổng hợp amino acid khi cần thiết. Từ các amini acid, thực vật tạo ra các protein và các hợp chất thứ cấp khác.

IV. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ DINH DƯỠNG KHOÁNG Ở THỰC VẬT

Câu hỏi 11: Từ thông tin ở Bảng 2.3, hãy rút ra nhận xét về sự ảnh hưởng của độ ẩm đất đến cường độ thoát hơi nước của cây nha đam.

Hướng dẫn trả lời:

Nhận xét: Độ ẩm của đất càng lớn thì cường độ thoát hơi nước của cây nha đam càng tăng và ngược lại.

Câu hỏi 12: Nhiệt độ môi trường đất, nhiệt độ của không khí ảnh hưởng như thế nào đến quá trình trao đổi nước và khoáng ở thực vật.

Hướng dẫn trả lời:

Nhiệt độ của đất ảnh hưởng rất lớn đến sự hút nước và muối khoáng của rễ cây. Nhiệt độ không khí ảnh hưởng tới quá trình thoát hơi nước ở lá cây. Ban ngày trời nắng, nhiệt độ tăng cao, thực vật cần thoát hơi nước mạnh giữ cho cây không bị đốt nóng, khi đó quá trình hút nước và muối khoáng của rễ cây tăng lên.

V. ỨNG DỤNG THỰC TIỄN CỦA TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ DINH DƯỠNG KHOÁNG

Câu hỏi 13: Để tưới nước hợp lí cho cây trồng cần dựa vào những yếu tố nào?

Hướng dẫn trả lời:

Để tưới nước hợp lí cho cây trồng cần dựa vào những yếu tố:

- Loài cây

- Thời kì sinh trưởng

- Loại đất trồng

- Điều kiện thời tiết.

Câu hỏi 14: Để bón phân hợp lí cho cây trồng cần dựa vào những yếu tố nào?

Hướng dẫn trả lời:

Để bón phân hợp lí cho cây trồng cần dựa vào những yếu tố:

- Loại phân bón

- Liều lượng

- Thành phần dinh dưỡng

- Nhu cầu của giống và loài cây

- Thời điểm cây cần và điều kiện đất đai, thời tiết, mùa vụ