Sinh học 11 Cánh diều Bài 2: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật (Giải, Sơ đồ tư duy, Trắc nghiệm)

Trả lời câu hỏi Sinh học 11 Cánh diều Bài 2: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật kèm sơ đồ tư duy trực quan, dễ hiểu và luyện tập trắc nghiệm có đáp án

Giải Sinh học 11 Cánh diều Bài 2: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Câu hỏi mở đầu: 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?

Lời giải:

– Cây khi không được cung cấp đủ nước và dinh dưỡng khoáng:

+ Lá của cây héo rũ và rụng dần theo thời gian, rễ và thân yếu đi, cây chậm phát triển, khả năng sinh trưởng kém

+ Lá cây khi không có đủ dinh dưỡng khoáng thì màu sắc thường bị thay đổi, từ màu xanh ngả dần sang vàng.

=> Muốn cây phát triển tốt, tươi, xanh thì trước nhất chúng ta cần phải biết cách nhận biết được sự thay đổi của cây và có biện pháp phòng tránh phù hợp.

I. Vai trò của nước và một số nguyên tố khoáng đối với thực vật

Luyện tập: Quan sát hình 2.3, xác định nguyên tố dinh dưỡng khoáng bị thiếu theo gợi ý ở bảng 2.2.

Bảng 2.2: Mô tả triệu chứng thiếu một số nguyên tố dinh dưỡng khoáng ở cây ngô

Lời giải:

Mô tả triệu chứng thiếu một số nguyên tố dinh dưỡng khoáng ở cây ngô.

II. Sự hấp thụ nước, khoáng và vận chuyển các chất trong cây

Câu hỏi 1: Quan sát hình 2.3 và cho biết sự trao đổi nước trong cây gồm những quá trình nào?

Lời giải:

– Cây có 3 quá trình trao đổi nước:

+ Hấp thụ nước ở rễ

+ Vận chuyển nước trong mạch gỗ xylem của thân cây

+ Thoát hơi nước ở lá

Câu hỏi 2: Quan sát hình 2.3, cho biết:

– Cây hấp thụ nước và khoáng nhờ cơ quan nào?

– Nước và khoáng được hấp thụ vào rễ cây nhờ cơ chế nào?

Lời giải:

–  Cơ quan giúp cây hấp thụ nước và khoáng:

+ Cây sống ở dưới nước: hấp thụ từ môi trường xung quanh qua bề mặt các tế bào biểu bì của cây

+ Cây sống trên cạn: hấp thụ từ dung dịch đất qua bề mặt tế bào biểu bì rễ, chủ yếu qua các tế bào lông hút. Hoặc cây sống trên cạn cũng có thể sử tế bào khí khổng trên bề mặt lá để hấp thụ nước và khoáng.

– Cơ chế giúp rễ cây hấp thụ nước và khoáng: Các chất khoáng tan trong nước và tồn tại ở trạng thái ion, vì vậy sự hấp thụ ion khoáng gắn liền với sự hấp thụ nước

+  Sự hấp thụ nước: Nước di chuyển từ dung dịch đất (môi trường nhược trương) vào tế bào lông hút (môi trường ưu trương) nhờ có cơ chế thẩm thấu (thụ động). Quá trình thoát hơi nước ở lá và nồng độ các chất tan cao giúp duy trì tính ưu trương của dịch tế bào rễ so với dung dịch đất.

– Sự hấp thụ khoáng: Hai cơ chế thụ động và chủ động giúp các ion khoáng từ đất xâm nhập vào dễ cây.

+ Cơ chế thụ động:dịch tế bào lông hút (nơi có nồng độ thấp) nhận được ion khoáng từ dung dịch đất (nơi có nồng độ cao) khuếch tán đến; hoặc theo dòng nước liên kết xâm nhập vào rễ cây theo dòng nước liên kết; hoặc khi có sự tiếp xúc trực tiếp giữa lông hút và hạt keo đất thì từ bề mặt hạt keo đất trao đổi với ion khoáng trên bề mặt rễ.

+ Cơ chế chủ động: Phải tiêu tốn năng lượng ATP thì phần lớn các ion khoáng xâm nhập từ dung dịch đất vào rễ cây ngược chiều nồng độ.

Câu hỏi 3: Quan sát hình 2.4, mô tả con đường di chuyển của nước và khoáng từ tế bào lông hút vào trong rễ.

Lời giải:

Nước và khoáng di chuyển từ tế bào lông hút vào trong rễ được chia làm hai con đườn là gian bào và tế bào chất:

– Gian bào: Nước và các ion khoáng đều di chuyển hướng tâm vào trong khoảng trống giữa các tế bào và khoảng trống giữa các bó sợi cellulose trong thành tế bào. Khi đến được lớp nội bì thì nước và các ion khoáng gặp đai Caspary và bị đai Caspary trong thành tế bào nội bì chặn lại. Nước và các ion khoáng chuyển sang con đường tế bào chất. Có đai Caspary các ion khoáng được hấp thụ vào rễ một cách có chọn lọc cả về thành phần và số lượng

– Tế bào chất: Để đến được mạch gỗ, nước và khoáng di chuyển hướng tâm qua tế bào chất của các lớp tế bào vỏ rễ thông qua cầu sinh chất.

Câu hỏi 4: Quan sát hình 2.5, cho biết nước và khoáng hấp thụ ở rễ được đưa đến các cơ quan khác như thế nào?

Lời giải:

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: 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

Câu hỏi 1: Quá trình thoát hơi nước ở thực vật diễn ra như thế nào?

Lời giải:

–  Ở thực vật quá trình thoát hơi nước diễn ra chủ yếu ở lá, thông qua hai con đường là lớp cutin và khí khổng:

+ Thoát hơi nước qua lớp cutin: Từ khoảng gian bào của thịt lá qua lớp cutin nước có thể khuếch tán để ra ngoài. Tốc độ thoát hơi nước qua lớp cutin phj thuộc vào độ dày của lớp cutin, lớp cutin càng dày thì sự khuếch tán qua lớp cutin càng nhỏ và ngược lại lớp cuntin càng mỏng thì sự khếch tấn qua lớp cutin càng lớn.

+ Thoát hơi nước qua khí khổng: Con đường thoát hơi nước chủ yếu ở thực vật là qua khí khổng. Được chia ra làm 3 giai đoạn: đi vào gian bào là dạng hơi của nước, từ gian bào hơi nước khuếch tán qua lỗ khí vào khí quyển xung quanh bề mặt lá, từ không khí hơi nước khuếch tán quanh bề mặt lá ra không khí xa hơn. Độ mở của khí khổng điều tiết tốc độ thoát hơi nước qua khí khổng.

Câu hỏi 2: Quan sát hình 2.6 và giải thích cơ chế đóng mở của khí khổng

Lời giải:

– Khí khổng đóng mở dựa trên cơ chế biến đổi sức trương nước trong các tế bào khí khổng (tế bảo hình hạt đậu). Các chất thẩm thấu (K+, malate, sucrose) khi được tế bào khí khổng tích lũy sẽ trương nước, thành mỏng phía bên ngoài sẽ bị căng mạnh và đẩy ra xa khỏi lỗ khí, thành dày phía bên trong bị căng yếu hơn làm khí khổng mở. Ngược lại, giảm sự hút nước, lỗ khí đóng lại là nhờ sự giải phóng các chất thẩm thấu khỏi tế bào khí khổng.

Câu hỏi 3: Thoát hơi nước có vai trò gì đối với thực vật?

Lời giải:

– Quá trình thoát hơi nước đối với thực vật có vai trò rất quan trọng đối với sự sống của cây.

Luyện tập: 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

Lời giải:

Dù tiêu tốn phần lớn lượng nước mà cây hấp thụ được nhưng quá trình thoát hơi nước lại đem đến lợi ích rất lớn đối với thực vật bởi vì quá trình thoát hơi nước đóng vai trò rất quan trọng đối với hoạt động sống của cây:

+ Tạo ra động lực đầu trên cho quá trình hấp thụ, vận chuyển vật chất ở rễ lên lá và các cơ quan phía trên.

+ Sức trương được duy trì và các cơ quan của cây được liên kết thành một thể thống nhất.

+ CO2 được đảm bảo có thể khuếch tán vào lá cung cấp cho quá trình quang hợp.

+ Nhiệt độ bề mặt lá trong những ngày nắng nóng giảm, các cơ quan được bảo vệ tránh bị tổn thương do nhiệt độ gây nên và đồng thời duy trì các hoạt động sống bình thường.

IV. Dinh dưỡng nitrogen ở thực vật

Câu hỏi 1: Quan sát hình 2.7 và cho biết cây có thể lấy nitrogen từ đâu?

Lời giải:

Trong thế giới tự nhiên, nintrogen tồn tại ở dạng tự do trong khí quyển và các djang hợp chất vô cơ, hữu cơ. Cây hấp thụ được nitrogen chủ yếu ở trong hai dạng NO3- và NH4+ nhờ cơ chế thụ động, thông qua quá trình sau:

– Quá trình hóa lí trong: oxi hóa N2 thành NO3- từ sự phóng tia lửa điện trong khí quyển làm

– Quá trình cố định được nitrogen tự do thành NH4+ là nhờ một số vi sinh vật sống tự do hay cộng sinh với thực vật (nguồn chủ yếu).

– Phân giải hợp chất nitrogen hữu cơ nhờ có quá trình vi sinh vật.

– Nitrogen có trong phân bón được con người bổ sung cho cây trồng.

Câu hỏi 2: Nitrate và ammonium được biến đổi trong cây như thế nào?

Lời giải:

– Quá trình khử nitrate (NO3-) trong cây: Trong các cơ quan thực vật khi hấp thụ NO3- cần được chuyển hóa thành NH4+. Rễ cây và cành cây được quá trình khử nitrate diễn ra qua hai giai đoạn: NO3- -> Nitrate reductase -> NO2- -> Nitrite reductase -> NH4+

– Quá trình đồng hóa ammonium (NH4+) trong cây: Ở nồng độ cao sự tích lũy NH4+ sẽ gây kiềm hóa dịch bào và gây độc cho tế bào. Thế nên sau khi NH4+ được hấp thụ hoặc được hình thành từ quá trình khử nitrate thì sẽ nhanh chóng kết hợp với các keto acid để sinh ra các amino acid sơ cấp hoặc có thể kết hợp được với glutamic acid, aspartic nhằm tạo thành các amide (glutamine và asparagine)

Luyện tập: Hãy cho biết ý nghĩa của sự hình thành amide trong cơ thể thực vật.

Lời giải:

Sự hình thành amide trong cơ thể thực vật đem lại những ý nghĩa như:

– Nhằm tránh ở nồng độ cao sự tích lũy NH4+ sẽ gây kiềm hóa dịch bào và gây độc cho tế bào.

– Giúp NH4+ dự trữ cho cơ thể thực vật khi cần sinh tổng hợp amino acid.

Vận dụng: Molybdenum tham gia cấu tạo enzyme nitrogenase. Giải thích cơ sở sinh học của việc thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu.

Lời giải:

Cấu tạo enzyme nitrogenase có sự tham gia của Molybdenum. việc thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu sẽ nhằm sinh ra cơ sở sinh học bằng cách, cây họ Đậu hình thành quan hệ cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm. Mà cấu tạo enzyme nitrogenase – loại enzyme xúc tác cho phản ứng cố định đạm của các vi khuẩn cố định đạm có molybdenum tham gia. Bởi vậy mà việc thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu sẽ giúp cho các vi sinh vật cố định đạm hình thành, phát triển, tăng hiệu quả cố định đạm để cung cấp chất đạm cho cây trồng, giúp các cây họ Đậu ăng năng suất.

Sơ đồ tư duy Sinh học 11 Cánh diều Bài 2

Trắc nghiệm Sinh học 11 Cánh diều Bài 2: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Câu 1: Khi thiếu nguyên tố nitrogen, thực vật có triệu chứng điển hình nào sau đây?

A. Cây bị còi cọc, chóp lá hóa vàng.

B. Lá nhỏ, màu lục đậm; thân, rễ kém phát triển.

C. Lá hóa đỏ, mềm; rễ kém phát triển.

D. Lá có vết lốm đốm hoại tử dọc theo gân lá.

Giải thích:

Khi thiếu đi nguyên tố nitrogen thì thực vật có triệu chứng điển hình chính là cây bị còi cọc, chóp lá hóa vàng.

Câu 2: Trong con đường di chuyển của nước và khoáng qua gian bào, nhờ có đai Caspary mà

A. các ion khoáng được hấp thụ vào rễ một cách tối đa, hấp thụ tất cả các ion khoáng.

B. các ion khoáng được hấp thụ vào rễ một cách có chọn lọc cả về thành phần và số lượng.

C. nước và ion khoáng được giữ lại bên ngoài tễ bào.

D. nước và ion khoáng được hòa tan, giúp rễ cây dễ dàng hấp thụ.

Giải thích:

Nhờ có đai Caspary mà con đường di chuyển của nước và khoáng qua gian bào, được các ion khoáng hấp thụ vào rễ một cách có chọn lọc cả về thành phần và số lượng.

Câu 3: Con đường thoát hơi nước qua khí khổng có đặc điểm là

A. vận tốc lớn, được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng.

B. vận tốc nhỏ, được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng.

C. vận tốc lớn, không được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng.

D. vận tốc nhỏ, không được điều chỉnh.

Giải thích:

Vận tốc lớn, được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng chính là đặc điểm của con đường thoát hơi nước qua khí khổng.

Câu 4: Ý nghĩa của sự hình thành amide trong cơ thể thực vật là

A. giải độc cho tế bào khi lượng NO3-tích lũy quá nhiều, đồng thời là cơ chế dự trữ ammonium cho tế bào thực vật.

B. giải độc cho tế bào khi lượng NH4+ tích lũy quá nhiều, đồng thời là cơ chế dự trữ ammonium cho tế bào thực vật.

C. giải độc cho tế bào khi lượng NO3-tích lũy quá nhiều, đồng thời là cơ chế dự trữ nitrate cho tế bào thực vật.

D. giúp tổng hợp các keto acid, cung cấp cho tế bào thực vật.

Giải thích:

Sự hình thành amide trong cơ thể thực vật mang ý nghĩa là giải độc cho tế bào khi lượng NH4+ tích lũy quá nhiều, đồng thời là cơ chế dự trữ ammonium cho tế bào thực vật.

Câu 5: Mạch gỗ được cấu tạo từ các tế bào chết vì

A. các tế bào không được cung cấp chất dinh dưỡng nên bị chết.

B. mạch rây cấu tạo từ các tế bào sống nên mạch gỗ cần cấu tạo từ các tế bào chết.

C. giúp nước và ion khoáng di chuyển trong mạch thuận lợi hơn, chịu được áp suất lớn và chống nước rò rỉ ra ngoài.

D. Tất cả các đáp án trên.

Giải thích:

Mạch gỗ giúp cho sự di chuyển nhanh của dòng nước và ion khoáng trong mạch thuận lợi hơn từ việc tạo hệ thống ống rỗng có lực cản thấp được cấu tạo từ các tế bào chết vì. Và đồng thời, áp suất lớp của nước trong thành mạch và chống rò rỉ ra ngoài nhờ có thành tế bào gỗ được linhin hoá bền chức.