Tài liệu tham khảo ôn thi tốt nghiệp THPTQG môn Sinh học - Chuyên đề: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật

 Chuyên đề: TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở THỰC VẬT
A. KIẾN THỨC CƠ BẢN
I. TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT
1. Vai trò nước
1.1. Các dạng nước trong cây và vai trò của nó
- Trong cây có 2 dạng nước chính: nước tự do và nước liên kết.
- 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 hoá học.
Vai trò: làm dung môi, làm giảm nhiệt độ cuả cơ thể khi thoát hơi nước, tham gia một số quá 
trình trao đổi chất, đảm bảo độ nhớt cuả chất NS, giúp quá trình TĐC diễn ra bình thường trong 
cơ thể.
- Nước liên kết: liên kết với các phần tử khác trong tế bào. Mất các đặc tính lí, hoá, sinh học 
cuả nước.
Vai trò: đảm bảo độ bền vững cuả hệ thống keo trong chất nguyên sinh cuả tế bào.
1.2. Nhu cầu nước đối với thực vật
Cây cần một lượng nước rất lớn trong suốt đời sống cuả nó.
VD: 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.
2. Cơ chế vận chuyển nước trong cây
2.1. Đặc điểm cuả bộ rễ liên quan đến quá trình hấp thụ nước
- Cơ quan hút nước cuả cây là rễ.
- Bộ rễ do nhiều loại rễ tạo thành, trên mỗi mm2 bề mặt rễ lại có tới hàng trăm lông hút (hình 
thành từ tế bào biểu bì rễ)
- Các dạng nước tự do và dạng nước liên kết không chặt có trong đất được lông hút hấp thụ một 
cách dễ dàng nhờ sự chênh lệch về áp suất thầm thấu.
2.2. Cơ chế hấp thụ nước ở rễ
 Nước được hấp thụ liên tục từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế thụ động (thẩm thấu): đi 
từ môi trường nhược trương vào môi trường ưu trương trong tế bào lông hút cây nhờ sự chênh 
lệch áp suất thẩm thấu.
2.3 Con đường hấp thụ nước ở rễ
- Theo 2 con đường: - Vận tốc nhỏ
- Không được điều chỉnh
3.3. Cơ chế điều chỉnh thoát hơi nước.
a) Các phản ứng đóng mở khí khổng:
- Phản ứng mở quang chủ động
- Phản ứng đóng thủy chủ động
b) Cơ chế đóng mở khí khổng: Khí khổng gồm có 2 tế bào đóng (tb kèm). Mép trong của tế 
bào khí khổng rất dày, mép ngoài mỏng, do đó:
- Khi tế bào khí khổng trương nước khí khổng mở rất nhanh.
- Khi tế bào khí khổng mất nước khí khổng đóng lại cũng rất nhanh.
* Nguyên nhân:
+ Khi cây chiếu sáng, lục lạp trong tế bào tiến hành QH làm thay đổi nồng độ CO2 và pH. Kết 
quả, hàm lượng đường tăng -> tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào -> 2 tế bào khí khổng hút 
nước và khí khổng mở ra.
+ Hoạt động cuả các bơm ion ở tế bào khí khổng -> làm thay đổi áp suất thẩm thấu và sức 
trương nước cuả tế bào.
+ Khi cây bị hạn, hàm lượng ABA trong tế bào khí khổng tăng lên -> kích thích các bơm ion 
hoạt động -> các kênh ion mở -> các ion bị hút ra khỏi tế bào khí khổng -> áp suất thẩm thấu 
giảm -> sức trương nước giảm -> khí khổng đóng.
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến trao đổi nước và cân bằng nước
4.1. Ánh sáng
Là tác nhân gây mở khí khổng
4.2. Nhiệt độ
- Ảnh hưởng đến hấp thụ nước ở rễ (do ảnh hưởng đến sinh trưởng và hô hấp ở rễ) và thoát hơi 
nước ở lá (do ảnh hưởng đến độ ẩm không khí).
4.3. Độ ẩm đất và không khí
- Độ ẩm đất càng cao thì sự hấp thụ nước càng tốt.
- Độ ẩm không khí càng thấp thì sự thoát hơi nước càng mạnh.
4.4. Dinh dưỡng khoáng
- Hàm lượng khoáng trong đất càng cao thì áp suất dung dịch đất càng cao hấp thụ nước càng 
giảm.
4.5. Cân bằng nước cuả cây trồng - Ảnh hưởng đến tính chất hệ thống keo trong chất NS.
3.2. Vai trò cuả các nguyên tố vi lượng
- Là thành phần không thể thiếu được ở hầu hết các enzim.
- Hoạt hoá cho các enzim.
- Liên kết với các chất hữu cơ tạo thành hợp chất hữu cơ – kim loại (hợp chất cơ kim). Hợp chất 
này có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất.
VD: - Cu trong xitôcrôm
 - Fe trong EDTA (êtilen đimêtyl têtra axêtíc)
 - Co trong vitamin B12
4. Trao đổi nitơ ở thực vật
4.1. Nguồn nitơ cho cây
- Có 4 nguồn cung cấp nitơ cho cây:
+ N2 cuả khí bị oxi hoá dưới điều kiện nhiệt độ, áp suất cao.
+ Quá trình cố định nitơ khí quyển.
+ Quá trình phân giải cuả các vi sinh vật.
+ Nguồn phân bón dưới dạng amôn và nitrat.
4.2. Vai trò cuả nitơ đối với đời sống thực vật
+ Vai trò cấu trúc: Nitơ là thành phần của hầu hết các hợp chất trong cây (prôtêin, axit 
nuclêic) cấu tạo nên tế bào, cơ thể. 
+ Vai trò điều tiết: Tham gia thành phần của các enzim, hoocmôn điều tiết các quá trình 
sinh lí, hoá sinh trong tế bào, cơ thể.
4.3. Quá trình chuyển hoá nitơ trong đất 
- Qúa trình amôn hóa:
 VK amôn hóa
 +
Chất hữu cơ NH4 
- Quá trình nitrat hóa:
 Nitrosomonas Nitrobacter
 + - -
NH4 NO2 NO3
 -
* Lưu ý: Trong đất còn xảy ra quá trình chuyển hóa NO 3 → N2 (quá trình phản nitrat hóa) gây 
mất nitơ trong đất.
 VSV kị khí 
 -
 NO3 N2 6. Phân bón với năng suất cây trồng và môi trường
6.1. Bón phân hợp lí và năng suất cây trồng
 Bón phân hợp lí là bón đúng loại, bón đủ lượng (căn cứ vào nhu cầu dinh dưỡng của cây, 
khả năng cung cấp của đất, hệ số sử dụng phân bón), đúng thời kì (căn cứ vào dấu hiệu bên 
ngoài của lá cây), đúng cách (bón thúc hoặc bón lót; bón qua đất hoặc qua lá). 
6.2. Các phương pháp bón phân
- Bón phân qua rễ (bón vào đất): dựa vào khả năng của rễ hấp thụ ion khoáng từ đất. Gồm bón 
lót và bón thúc.
- Bón phân qua lá: dựa vào sự hấp thụ các ion khoáng qua khí khổng. Dung dịch phân bón qua 
lá phải:
 + Có nồng độ các ion khoáng thấp.
 + Chỉ bón khi trời không mưa và nắng không quá gắt.
6.3. Phân bón và môi trường
Nếu bón phân quá thừa (bón vượt quá mức tối ưu) có thể đầu độc cây trồng, làm giảm chất 
lượng sản phẩm và gây ô nhiễm MT đất, nước, có hại cho đời sống con người và các động vật.
B. LUYỆN TẬP
Câu 1: So sánh hai con đường vận chuyển nước vào mạch gỗ của rễ?
 Trả lời:
 Vận chuyển nước vào mạch gỗ của rễ theo 2 con đường:
 + Con đường gian bào
 + Con đường tế bào chất :
 Con đường gian bào Con đường tế bào chất
 (đường màu đỏ) (đường màu xanh)
Đường đi Nước và các ion khoáng đi theo không gian Nước và các ion khoáng đi qua hệ 
 giữa các bó sợi xenllulozo trong thành TB thống không bào từ TB này sang TB 
 Và đi đến nội bì, gặp đai Caspari chặn lại khác qua các sợi liên bào nối các 
 nên phải chuyển sang con đường tế bào không bào, qua TB nội bì rồi vào mạch 
 chất để vào mạch gỗ của rễ gỗ của rễ
Đặc điểm Nhanh, không được chọn lọc. Chậm, được chọn lọc. a. Con đường sinh học cố định Nitơ là gì? Đặc điểm của con đường đó?
b. Tại sao thực vật sống trong môi trường giàu Nitơ mà vẫn bị đói đạm?
Trả lời
a. Con đường sinh học cố định N
 - Là quá trình cố định N nhờ các VSV
 - Điều kiện: Có lực khử mạnh, có ATP, enzim nitrogenase, kị khí.
b. Cây sống trong không khí giàu nitơ (80%) nhưng vẫn đói đạm do phân tử N2 có liên kết ba 
bền vững cây không lấy được Nitơ.
Câu 7: Bài tập xác định lượng phân bón cho cây trồng
Bài tập: Xác định lượng phân đạm cần bón cho lúa chiêm để có năng suất 50 tạ/ha. Biết rằng 
nhu cầu dinh dưỡng về ni tơ là 1,4 kg/tạ năng suất, hệ số sử dụng phân bón là 60% và loại phân 
là urê.
Hướng dẫn:
 50x1,4
 Lượng Nitơ cần bón cho 1 ha là: x100% = 116,67 kg
 60
C. TRẮC NGHIỆM
* Nhận biết
Câu 1: Nitơ được rễ cây hấp thụ ở dạng
 A. NH4+ và NO3- B. NO2-, NH4+ và NO3-
 2- 4+ 3- 4+ 3-
 C. N2, NO , NH và NO D. NH3, NH và NO
Câu 2: Nhận định không đúng khi nói về vai trò của nitơ đối với cây xanh
 A. thiếu nitơ cây sinh trưởng còi cọc, lá có màu vàng. 
 B. nitơ tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất trong cơ thể thực vật.
 C. nitơ tham gia cấu tạo nên các phân tử prôtêin, enzim, côenzim, axit nuclêic, diệp lục...
 D. thiếu nitơ lá non có màu lục đậm không bình thường.
Câu 3: Dòng mạch gỗ được vận chuyên nhờ
1. Lực đẩy (áp suất rễ) 
2. Lực hút do thoát hơi nước ở lá
3. Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ
4. Sự chênh lệch áp suât thẩm thấu giữa cơ quan nguồn (lá) và cơ quan đích (hoa, củ)
5. Sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa môi trường rễ và môi trường đất
 A. 1, 3, 5 B. 1, 2, 4 C. 1, 2, 3 D. 1, 3, 4 • Thông hiểu
Câu 13: Cho các phát biểu sau đây:
 (1) Độ pH của dung dịch đất không ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ nước và khoáng của rễ.
 (2) Ion khoáng chỉ có thể đi vào rễ nhờ tiêu thụ ATP.
 (3) Tế bào lông hút nhờ có hệ thống ti thể phát triển nhằm cung cấp năng lượng cho quá trình 
 vận chuyển.
 (4) Để vào mạch gỗ, nước và ion khoáng phải đi qua vành đai nội bì.
 Có bao nhiêu phát biểu đúng?
 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
Câu 14: Lực đóng vai trò chính trong quá trình vận chuyển nước ở thân là
 A. lực đẩy của rể (do quá trình hấp thụ nước). 
 B. lực hút của lá do (quá trình thoát hơi nước).
 C. lực liên kết giữa các phân tử nước. 
 D. lực bám giữa các phân tử nước với thành mạch dẫn.
Câu 15: Biện pháp nào ngăn chặn được quá trình phản ứng nitrat hóa ở đất?
 A. Đảm bảo độ thoáng cho đất.
 B. Chống ngập úng ở cây.
 C. Trồng cây họ đậu.
 D. Đảm bảo độ thoáng cho đất, chống ngập úng ở cây và trồng cây họ đậu.
Câu 16: Cây mọc tốt trên đất có nhiều mùn vì
 A. trong mùn có nhiều không khí.
 B. mùn là các hợp chất chứa nitơ.
 C. trong mùn chứa nhiều chất khoáng.
 D. cây dễ hút nước hơn.
Câu 17: Ở ngoài dung dịch đất, nồng độ ion khoáng X cao hơn so với bên trong tế bào, các ion 
khoáng xâm nhập vào bên trong tế bào nhờ
 A. hấp thu khoáng tích cực.
 B. hấp thu khoáng ngược chiều građien nồng độ.
 C. hấp thu khoáng chủ động.
 D. hấp thu khoáng thụ động.
Câu 18: Quá trình hấp thụ chủ động các ion khoáng, cần sự góp phần của yếu tố nào?
1. Năng lượng là ATP 4. Căn cứ vào nhóm cây trồng khác nhau.
 5. Căn cứ vào tính chất vật lí, hóa học của đất.
 6. Căn cứ vào sự đóng mở khí khổng.
 A. 1, 2, 3, 4. B. 1, 2, 4, 5. C. 2, 3, 4, 5. D. 3, 4, 5, 6.
Câu 24: Phát biểu nào sau đây đúng?
 1. Trời lạnh sức hút nước của cây giảm.
 2. Sức hút nước của cây mạnh hay yếu không phụ thuộc vào độ nhớt của chất nguyên sinh.
 3. Độ nhớt của chất nguyên sinh tăng sẽ gây khó khăn cho sự chuyển dịch của nước, làm 
 giảm khả năng hút nước của rễ.
 4. Một trong các nguyên nhân rụng lá mùa đông là do cây tiết kiệm nước vì hút nước được 
 ít.
 A. 1, 3. B. 1, 2, 3. C. 3, 4. D. 1, 3, 4.
Câu 25: Quá trình hấp thụ chủ động các ion khoáng cần sự góp phần của yếu tố nào?
 1. Năng lượng ATP.
 2. Tính thấm chọn lọc của màng sinh chất.
 3. Các bào quan là lưới nội chất và bộ máy Gôngi.
 4. Enzim hoạt tải (chất mang)
 A. 1, 4. B. 1, 3, 4. C. 2, 4. D. 1, 2, 4.
Câu 26: N  N → NH ≡ NH → NH2 – NH2 → 2NH3. Đây là sơ đồ thu gọn chưa đầy đủ của quá 
trình nào sau đây?
 A. Cố định nitơ trong cây. B. Cố định nitơ trong khí quyển. 
 C. Đồng hóa NH3 trong cây. D. Đồng hóa NH3 trong khí quyển. 
* Vận dụng
Câu 27: Vì sao khi chuyển một cây gỗ to đi trồng ở một nơi khác, người ta phải cắt đi rất nhiều 
lá?
 A. Để giảm bớt khối lượng cho dễ vận chuyển.
 B. Để giảm đến mức tối đa lượng nước thoát, tránh cho cây mất nhiều nước.
 C. Để cành khỏi gãy khi di chuyển.
 D. Để khỏi làm hỏng bộ lá khi di chuyển.
Câu 28: Nguyên nhân nào sau đây có thể dẫn đến hạn hán sinh lý?
1. Trời nắng gay gắt kéo dài