Bài giảng Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Bài giảng Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHẦN 4: SINH HỌC CƠ THỂ CHƯƠNG I: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG A-CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT Bài 1: SỰ HẤP THỤ NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG I. ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN CỦA HỆ RỄ THÍCH NGHI VỚI CHỨC NĂNG HẤP THỤ NƯƠC VÀ MUỐI KHOÁNG 1. Hình thái của hệ rễ: Rễ cấu tạo gồm có 4 miền: - Miền trưởng thành. Miền lông hút. Miền sinh thưởng. Chóp rễ. 2. Rễ cây phát triển nhanh bề mặt hấp thụ. - Rễ cây trên cạn hấp thụ nước và ion khoáng chủ yếu qua miền lông hút. - Rễ cây sinh trưởng nhanh về chiều sâu, phân nhánh chiếm chiều rộng theo hướng của nguồn nước, tăng nhanh số lượng lông hút à tăng bề mặt hấp thụ à tăng khả năng hấp thụ nước và ion khoáng. - Lông hút tồn tại trong thời gian ngắn, dễ gãy và sẽ biến mất ở môi trường quá ưu trương, quá axit hay thiếu oxi. II. CƠ CHẾ HẤP THỤ NƯỚC VÀ ION KHOÁNG 1. Hấp thụ nước và các ion khoáng từ đất vào tế bào lông hút. a. Hấp thụ nước: Sự xâm nhập của nước từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế thụ động. (cơ chế thẩm thấu): môi trường nhược trương (môi trường đất) -> môi trường ưu trương (tế bào lông hút). So với môi trường đất, dịch của tế bào lông hút là dịch ưu trương vì: -Quá trình thoát hơi nước ở lá hút nước lên phía trên, làm giảm lượng nước trong tế bào lông hút. - Nồng độ các chất tan (ion khoáng, axit hữu cơ, đường… ) cao. b. Hấp thụ ion khoáng: Các ion khoáng xâm nhập vào tế bào rễ cây một cách chọn lọc theo 2 cơ chế: - Thụ động: nồng độ ion cao (đất) -> nồng độ ion thấp (tế bào lông hút). - Chủ động: đối với ion khoáng mà cây có nhu cầu cao (K+) di chuyển ngược chiều nồng độ, nhờ bơm ion và năng lượng ATP. 2. Dòng nước và các ion khoáng đi từ đất vào mạch gỗ của rễ. Dòng nước và các ion khoáng đi từ đất vào mạch gỗ của rễ theo 2 con đường: - Con đường gian bào: theo không gian giữa các tế bào và không gian bên trong vách xenlulôzơ. - Con đường tế bào: xuyên qua chất tế bào của các tế bào. III. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TÁC NHÂN MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI QUÁ TRÌNH HẤP THỤ NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG Các yếu tố ngoại cảnh: nhiệt độ, ánh sáng, lượng ôxi, các đặc điểm vật lý, hóa học của đất (độ pH, áp suất thẩm thấu…) ảnh hưởng đến sự hấp thụ nước và ion khoáng. Bài 2: VẬN CHUYỂN VẬT CHẤT TRONG CÂY Trong cây có 2 dòng vận chuyển: Dòng mạch gỗ và dòng libe. I. DÒNG MẠCH GỖ. 1. Cấu tạo của mạch gỗ. Tế bào mạch gỗ gồm có hai loại: quản bào và mạch ống. * Giống nhau: - Là những tế bào chết, không có màng, không bào quan tạo thành những ống rỗng. - Vách được linhin hoá bền chắc, chịu được nước. Trên vách có các lỗ bên. - Các quản bào cũng như mạch ống có các lỗ bên xếp sít khớp nhau tạo thành đường vận chuyển ngang. * Khác nhau: Quản bào Mạch ống - Tế bào dài hình thoi - Các tế bào xếp thẳng đứng gối đầu lên nhau - Có ở dương xỉ à thực vật có hoa -Tế bào ngắn , rộng hơn, có 2 đầu đục lỗ - Các tế bào xếp thẳng đứng kề đầu nhau - Có ở thực vật hạt kín và bộ dây gấm của ngành hạt trần 2. Thành phần của dịch mạch gỗ. Dịch mạch gỗ gồm: Nước, ion muối khoáng, chất hữu cơ (axit amin, vitamin, ancaclôit…) được tổng hợp ở rễ. 3. Động lực đẩy của dòng mạch gỗ. Dòng nhựa nguyên di chuyển ngược chiều trọng lực từ rễ lên đỉnh nhờ 3 lực sau: - Ap suất rễ (động lực đầu dưới). - Lực hút do thoát hơi nước ở lá (động lực đầu trên). - Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với vách mạch gỗ. II. DÒNG MẠCH RÂY: 1. Cấu tạo của mạch rây. Gồm có 2 loại tế bào: ống hình rây và tế bào kem, là những tế bào sống. - Ong hình rây không nhân, có màng sinh chất. Các tế bào nối với nhau qua các bản rây. - Tế bào kèm có nhân, giàu ti thể, cung cấp ATP cho quá trình vận chuyển chủ động trong dòng libe 2. Thành phần của dịch mạch rây: Dịch mạch rây gồm: saccarôzơ, axit amin, vitamin, hoocmon thực vật… một số ion khoáng được sử dụng lại (đặc biệt nhiều ion K+), pH = 8 -> 8.5 3. Động lực của dòng mạch rây. Động lực của dòng mạch rây là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan cho (lá) và cơ quan nhận (rễ, hạt, quả…). Bài 3: THOÁT HƠI NƯỚC I. VAI TRÒ CỦA QUÁ TRÌNH THOÁT HƠI NƯỚC. Khoảng 98% lượng nước cây hấp thụ bị mất qua con đường thoát hơi nước, chỉ khoảng 2% được sử dụng để trao đổi chất, tạo vật chất hữu cơ. Thoát hơi nước có vai trò: - Là động lực đầu trên hút dòng nước và muối khoáng từ rễ lên lá và đến các bộ phận của cây ở trên mặt đất. - Hạ nhiệt độ của lá. - Giúp khí CO2 khuếch tán vào bên trong lá cần cho quang hợp. II. THOÁT HƠI NƯỚC QUA LÁ. 1. Lá là cơ quan thoát hơi nước. Cấu tạo của lá thích nghi với chức năng thoát hơi nước. Các tế bào biểu bì của lá tiết ra lớp cutin phủ toàn bộ bề mặt của lá trừ khí khổng. 2. Hai con đường thoát hơi nước: qua khí khổng và qua cutin. - Qua khí khổng là con đường chủ yếu nhất. Do khí khổng phân bố ở mặt dưới nhiều hơn mặt trên của lá nên lượng hơi nước thoát qua mặt dưới cuả lá mạnh hơn. Độ mở của khí khổng phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng nước trong tế bào khi khổng. - Khi no nước: Vách mỏng căng ra làm vách dày cong theo và lỗ khí mở ra. - Khi mất nước: Vách mỏng hết căng và vách dày uốn thẳng làm lỗ khí khép lại ( khí khổng không bao giờ đóng hoàn toàn). - Qua cutin: hơi nước có thể khuếch tán qua lớp biểu bì của lá khi lá chưa bị lớp cutin dày che phủ. Ví dụ lá cây đoạn. III. CÁC TÁC NHÂN ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THOÁT HƠI NƯỚC Lá cây thoát hơi nước qua khi khổng là chủ yếu. Những tác nhân ảnh hưởng đến độ mở của khí khổng: nước, ánh sáng, nhiệt độ, gió ion khoáng… -Nước: ảnh hưởng đến sự thoát hơi nước thông qua việc điều tiết độ mở của khí khổng. - Ánh sáng: Khí khổng mở khi cây được chiếu sáng. Độ mở của khí khổng tăng từ sáng đến trưa và nhỏ nhất lúc chiều tối.Ban đêm khí khổng vẫn hé mở. Nhiệt độ gió, ion khoáng… cũng ảnh hưởng đến sự thoát hơi nước. IV-CÂN BẰNG NƯỚC VÀ TƯỚI TIÊU HỢP LÍ CHO CÂY TRỒNG. Cân bằng nước được tính bằng sự so sánh lượng nước do rễ hút vào và lượng nước thoát ra. Muốn tưới nước hợp lí cho cây cần dựa vào các đặc điểm di truyền, pha sinh trưởng, phát triển của giống và loài cây, đặc điểm đất và thời tiết. Bài 4: VAI TRÒ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ KHOÁNG I. NGUYÊN TỐ DINH DƯỠNG KHOÁNG THIẾT YẾU TRONG CÂY. * Nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu là: - Nguyên tố mà thiếu nó cây không hoàn thành được chu trình sống. - Không thể thay thế được bởi bất kì nguyên tố khác. -Phải trực tiếp tham gia vào các quá trình chuyển hóa vật chất trong cơ thể. * Nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu gồm: -Nguyên tố đại lượng: C, H, O, P, K, S, Ca, Mg… - Nguyên tố vi lượng (<100 mg/kg): Fe, Mn, B, Cl, Zn, Mo, Ni… II. VAI TRÒ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ DINH DƯỠNG TRONG CƠ THỂ THỰC VẬT. Nội dung bảng 4 sgk III. NGUỒN CUNG CẤP CÁC NGUYÊN TỐ DINH DƯỠNG KHOÁNG CHO CÂY 1. Đất là nguồn chủ yếu cung cấp các dinh dưỡng khoáng cho thực vật. - Muối khoáng trong đất tồn tại 2 dạng: + Không tan: cây không hấp thụ được. + Hoà tan (dạng ion, hàm lượng dễ tiêu): Cây hấp thụ được. Sự chuyển hóa muối khoáng từ dạng không tan thành dạng hòa tan chịu ảnh hưởng nhiều của nhân tố môi trường: hàm lượng nước, độ pH, nhiệt độ, VSV đất, cấu trúc đất. 2. Phân bón cho cây trồng. Bón phân không hợp lí, với liều lượng cao quá mức sẽ gây độc hại cho cây, gây ô nhiễm cho nông phẩm, môi trường đất và nước. Ví dụ: lượng Mo>20mg/1kg chất khô làm động vật ăn vào bị ngộ độc, ở người bị bệnh thống phong. BÀI 5: DINH DƯỠNG NITƠ Ở THỰC VẬT I. VAI TRÒ SINH LÍ CỦA NGUYÊN TỐ NITƠ. Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu của thực vật, được rễ cây hấp thụ ở dạng ion: NH4+ (dạng khử) và NO3- (dạng oxi hoá). - Vai trò cấu trúc: Là thành phần không thể thay thế của nhiều hợp chất sinh học quan trọng: prôtêin, axit nuclêic, diệp lục, ATP… Thiếu nitơ: lá có màu vàng nhạt. - Vai trò điều tiết: + Điều tiết quá trình trao đổi chất qua hoạt động xúc tác và cung cấp năng lượng. + Điều tiết trạng thái ngậm nước của tế bào. II. QUÁ TRÌNH ĐỒNG HOÁ NITƠ TRONG MÔ THỰC VẬT Sự đồng hoá nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình: Khử nitrat và đồng hoá NH3. 1. Quá trình khử nitrat. Do trong cơ thể thực vật, nitơ tồn tại trong hợp chất hữu cơ ở dạng khử nên cần có quá trình khử nitrat. Là quá trình chuyển hoá NO3- thành NH3, diễn ra trong mô rễ và mô lá. NO3- (nitrat) à NO2- (nitrit)à NH3 (amoniac) Nguyên tố vi lượng Mo và Fe hoạt hoá quá trình khử này. 2. Quá trình đồng hoá NH3 trong mô thực vật NH3 trong mô thực vật được đồng hoá theo 3 con đường: a> Amin hoá trực tiếp các axit xêtô. Axit xêtô + NH3 à axit amin Ví dụ: axit µ-xêtôglutaric + NH3à axit glutamic b> Chuyển vị amin. Axit amin + axit xêtô àaxit amin mới + axit xêtô mới. Ví dụ: axit glutamic + axit piruvic à alanin + axit µ-xêtôglutaric c> Hình thành amit. Axit amin đicacboxilic + NH3 à amit Ví dụ : axit glutamic + NH3 à glutamin * Ý nghĩa: - Là con đường khử độc khỏi NH3 dư thừa. - Amit là nguồn dự trữ cung cấp NH3 cho quá trình tổng hợp prôtêin cần thiết. BÀI 6: DINH DƯỠNG NITƠ Ở THỰC VẬT (tiếp theo) III. NGUỒN CUNG CẤP NITƠ TỰ NHIÊN CHO CÂY. 1.Nitơ trong không khí: N chiếm 80 % trong khí quyển , N sau khi được các vsv cố định N chuyển hóa thành NH3 thì cây mới sử dụng được. NO và NO2 là độc cho cây. 2. Nitơ trong đất. Nitơ trong đất tồn tại 2 dạng: - Nitơ vô cơ trong muối khoáng: Cây hấp thụ nitơ dưới dạng NH4+ và NO3-. - Nitơ hữu cơ trong xác sinh vật (thực vật, động vật): Cây không trực tiếp hấp thu được. Nó chỉ được cây hấp thu sau khi đã được các VSV đất khoáng hoá thành NH4+ và NO3-. IV-QUÁ TRÌNH CUYỂN HÓA NITƠ TRONG ĐẤT VÀ CỐ ĐỊNH NITƠ: 1.Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất. - Trong đất xảy ra quá trình phản nitrat hoá: chuyển nitrat (NO3- ) thành nitơ do các VSV kị khí thực hiện. Để ngăn chặn việc mất nitơ cần đảm bảo độ thoáng cho đất. 2. Quá trình cố định nitơ phân tử. Quá trình cố định nitơ phân tử là quá trình liên kết N2 với H2 để hình thành NH3. Nhóm VSV cố định nitơ có vai trò là bù đắp lượng nitơ của đất đã bị cây lấy đi. Có 2 con đường cố định nitơ phân tử: - Con đường hoá học: N2 + 3H2 2000C NH3 200atm - Con đường sinh học: 2 nhóm VSV: + VSV sống tự do: Vi khuẩn lam. + VSV sống cộng sinh với thực vật bặc cao. Ví dụ: vi khuẩn thuộc chi Rhizobium tạo nốt sần trên rễ cây họ đậu. Các vi khuẩn này có enzym nitrôgenaza bẽ gãy 3 liên kết cộng hoá trị bền vững giữa 2 nguyên tử nitơ để liên kết với hidrô tạo amôniac. Đây là con đường cố định nitơ phổ biến nhất. IV. PHÂN BÓN VỚI NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG VÀ MÔI TRƯỜNG 1. Bón phân hợp lí và năng suất cây trồng. - Bón đúng loại phân, đủ liều lượng và tỉ lệ các thành phần dinh dưỡng . - Bón theo nhu cầu của giống, loài cây, thời kì sinh trưởng và phát triển, đặc tính lí hoá của đất va thời tiết. 2. Các phương pháp bón phân. Có 2 phương pháp bón phân dựa vào các cơ quan của cây: - Bón cho rễ (bón vào đất) dựa vào khả năng của rễ hấp thu các ion khoáng từ đất. - Bón cho lá dựa vào khả năng hấp thụ các ion khoáng qua khí khổng. Dung dịch phân bón phải có nồng độ các muôí khoáng thấp. 3. Phân bón và môi trường. Bón phân hợp lí tăng năng suất cây trồng và không gây ô nhiễm môi trường: ô nhiễm nguồn nước, làm xấu lí hoá tính của đất, hiệu quả kinh tế kém. BÀI 7 THỰC HÀNH: THÍ NGHIỆM THOÁT HƠI NƯỚC VÀ THÍ NGHIỆM VỀ VAI TRÒ CỦA PHÂN BÓN. A. MỤC TIÊU Sau khi học xong bài này, HS có khả năng: -Sử dụng giấy côban clorua để phát hiện tốc độ thoá hơi nước khác nhau ở hai mặt lá. -Sử dụng được các hoá chất gây kết tủa vàtạo màu đặc trưng để nhận biết sự hiện diện của các nguyên tố trong khoáng tro thực vật, vẽ được hình dạng đặc trưng của các tinh thể muối khoáng đã phát hiện. B. NỘI DUNG VÀ CÁCH TIẾN HÀNH I.THÍ NGHIỆM: SO SÁNH TỐC ĐỘ THOÁT HƠI NƯỚC Ở HAI MẶT LÁ. Nguyên tắc: Tốc độ thoát hơi nước ở lá cây ngoài nắng khác lá cây ở trong mát. Mặt dưới lá có nhiều khí khổng hơn mặt trên nên tốc độ thoát hơi nuớc cũng khác nhau. Giấy côban clorua sẽ chuyễn từ màu xanh sang màu hồng khi tiếp xúc với hới nuớc. Chuẩn bị: Lá cây nguyên trên cây. Cặp nhựa hoặc gỗ. Bản kính hoặc lam kính. Giấy tẩm clorua coban 5% đã sấy khô. Tiến hành thí nghiệm : Dùng 2 miếng giấy tẩm côban clorua đặt lên trên và dưới đối xứng nhau qua lá. Đặt kính lên trên giấy ở cả 2 mặt. Dùng kẹp gỗ ép 2 miếng kính tạo thành hệ thống kín. Bấm giây đồng hồ, so sánh thời gian chuyển màu và diện tích giấy có màu hồng ở 2 mặt của lá torng cùng thời gian. Một nhóm gồm 5-6 học sinh. Kết quả: Tên cây, vị trí của lá Ngày, giờ Thời gian chuyển màu của giấy côban clorua Mặt trên Mặt dưới Kết luận: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. II- NGHIÊN CỨU VAI TRÒ CỦA PHÂN BÓN NPK. Gv hướng dẫn học sinh làm tại nhà và nộp bài thu hoạch như bảng 7.2 sgk. BÀI 8 QUANG HỢP Ở CÂY XANH I. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP Ở THỰC VẬT. 1. Quang hợp là gì? Quang hợp là quá trình trong đó năng lượng ánh sáng mặt trời được diệp lục hấp thụ để tổng hợp cacbonhidrat và giải phóng ôxi từ khí cacbonic và nước. ASMT 6CO2 + 6H2O ----------> C6H12O6 + 6O2 Diệp lục 2. Vai trò của quang hợp Vai trò quang hợp: - Cung cấp thức ăn, năng lượng để duy trì sự sống của sinh giới. - Cung cấp nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp và dược liệu chữa bệnh. - Điều hoà khí hậu, ngăn chặn hiệu ứng nhà kính. II. LÁ LÀ CƠ QUAN QUANG HỢP 1. Hình thái, giải phẩu của lá thích nghi với chức năng quang hợp * Bên ngoài: - Diện tích bề mặt lớn để hấp thu các tia sáng. - Phiến lá mỏng thuận lợi cho khí khuếch tán vào và ra dễ dàng. - Trong lớp biểu bì của mặt lá có khí khổng để cho khí CO2 khuếch tán vào bên trong lá đến lục lạp. * Bên trong: - Tế bào mô giậu chứa nhiều diệp lục phân bố bên dưới lớp biểu bì mặt trên của lá để trực tiếp hấp thụ các tia sáng. - Tế bào mô khuyết nằm phía mặt dưới của phiến lá, có nhiều khoảng rỗng làm khí dễ dàng khuếch tán đến các tế bào chứa sắc tố quang hợp. - Hệ gân lá tủa đến từng tế bào nhu mô của lá, chứa mạch gỗ cung cấp nước, ion khoáng và mạch libe dẫn sản phẩm quang hợp đến các cơ quang hợp. - Trong lá có nhiều tế bào chứa lục lạp với hệ sắc tố quang hợp bên trong. 2. Lục lạp là bào quan quang hợp - Bên ngoài có màng kép bao bọc. - Bên trong: + Có các túi dẹt gọi là tilacôit. Không gian bên trong là xoang tilacôit. Màng tilacôit là nơi phân bố của hệ sắc tố quang hợp. + Nhiều tilacôit xếp chồng lên nhau: hạt grana. + Các grana nối với nhau bởi các tilacôit: hệ thống các tialacôit. + Chất lỏng giữa màng trong của lục lạp và màng của tilacôit gọi là chất nền (strôma). 3.Hệ sắc tố quang hợp Hệ sắc tố quang hợp phân bố trong màng tilacôit, gồm: - Diệp lục: Làm lá có màu lục do các tia lục không được diệp lục hấp thụ, phản chiếu vào mắt nên ta thấy lá có màu lục. Gồm: + Diệp lục a: Tham gia trực tiếp vaò sự chuyển hoá năng lượng ánh sáng được hấp thụ từ các sắc tố khác thành năng lượng hoá học trong ATP và NADPH. + Diệp lục b: Hấp thụ ánh sáng và truyền cho diệp lục a. - Carôtenôi: là sắc tố phụ quang hợp, hấp thu năng lượng ánh sáng và truyền cho diệp lục a. gồm : + Carôten: L àm quả, củ, lá có màu đỏ, da cam, vàng… và bảo vệ bộ máy quang hợp và tế bào khỏi bị nắng cháy khi cường độ chiếu sáng cao. + Xantôphin. + Ở loài tảo, sắc tố phụ quang hợp là phicôbilin. BÀI 9 QUANG HỢP Ở CÁC NHÓM THỰC VÂT C3, C4 VÀ CAM Quang hợp gồm : - Pha sáng: giống nhau ở thực vật C3, C4, CAM. - Pha tối: khác nhau ở thực vật C3, C4, CAM. I. THỰC VẬT C3 1. Pha sáng - Là pha chuyển hoá năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hoá học trong ATP và NADPH. - Diễn ra ở tilacôit, khi có chiếu sáng. - Quang phân li nước diễn ra ở xoang tilacôit. 2H2O as 4H+ + 4e- + O2 - O2 có nguồn gốc từ H2O. - Prôton khử NADP+ à NADPH. - e- đến bù lại các điện tử của diệp lục a đã bị mất khi diệp lục này truyền e- cho các chất khác. - Sản phẩm: ATP. NADPH, O2 2. Pha tối (pha cố định CO2) - Diễn ra ở chất nền của lục lạp. - Dựa vào con đường cố định CO2 khác nhau, ta chia ba nhóm thực vật. Thực vật C3: Gồm loài tảo đơn bào à loài cây gỗ lớnà phân bố khắp nơi. Cố định CO2 theo con đuờng C3 (chu trình Canvin). - Chất nhận CO2 đầu tiên: Ribulôzô -1.5 - điP. - Sản phẩm ổn định đầu tiên: APG - Gồm 3 pha: + Pha cố định CO2. + Pha khử: APG à PGA dưới tác dụng của ATP và NADPH của pha sáng. Cuối pha khử, một phần PGA tách khỏi chu trình à glucôzơ à tinh bột, axit amin… + Pha tái sinh chất nhận ban đầu ribulôzô –1.5 –điP. II- THỰC VẬT C4: Gồm một số loài thực vật nhiệt đới, cận nhiệt đới: mía, rau dền, ngô cao lương. thực hiện quang hợp theo chu trình C4: Có quá trình cố định CO2 bổ sung trước chu trình Canvin. - Chất nhận CO2 đầu tiên :PEP - Sản phẩm ổn định đầu tiên: AOA - Gồm 2 giai đoạn: + Giai đoạn I: Chu trình C4 xảy ra trong tế bào nhu mô thịt lá, enzym là PEP ccboxilaza. + Giai đoạn II: Chu trình Canvin xảy ra trong tế bào bao bó mạch, enzym Rubisco. III- THỰC VẬT CAM: Gồm loài mọng nước ở vùng hoang mạc, khô hạn: Xương rồng, dứa, thanh long… có đặc điểm của khí khổng: + Đóng vào ban ngàyà cản trở khí CO2 khuếch tán vào lục lạp à giảm quang hợp. + Mở vào ban đêm. à Cố định CO2 theo chu trình CAM. - Giống như chu trình C3. - Gồm 2 giai đoạn: + Giai đoạn I: Cố định CO2 xảy ra vào ban đêm (khí khổng mở). + Giai đoạn II: Tái cố định chất nhận CO2 theo chu trình Canvin xảy ra vào ban ngày ( khí khổng đóng). - Có 1 loại lục lạp tham gia. à Chu trình CAM là phản ứng thích nghi sinh lý của thực vật mọng nuớc đối với môi trường khô hạn ở sa mạc. Kết luận: Tổng hợp chất hữu cơ trong quang hợp được bắt đầu từ PGA của chu trình Canvin chuyển hoá thành cacbonhidrat, prôtêin và lipit. ** một số điểm phân biệt các nhóm thực vật: Bảng 8 SGK nâng cao BÀI 10 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ NGOẠI CẢNH ĐẾN QUANG HỢP I. ÁNH SÁNG 1. Cường độ ánh sáng - Điểm bù ánh sáng: Cđas khi cđqh cân bằng với cường độ hô hấp. - Điểm no ánh sáng là trị số ánh sáng mà từ đó ta tăng cdas thì cđqh không tăng thêm. - Tăng cdas cao hơn điểm bù ánh sáng thì cđqh tăng đến khi tới điểm no ánh sáng. 2. Quang phổ ánh sáng - Các tia sáng có độ dài bước sóng khác nhau thì ảnh hưởng khác nhau đến cđqh. - Tia xanh tím kích thích sự tổng hợp axit amin, prôtêin. - Tia đỏ kích thích sự tổng hợp cacbonhidrat. - Thành phần ánh sánh biến động theo thời gian và độ sâu. Ví dụ: Tia tím có nhiều vào buổi trưa. - Cây mọc dưới tán rừng chứa nhiều diệp lục b cao giúp hấp thụ tia sáng có bước song ngắn. II. NỒNG ĐỘ CO2 - Nồng độ CO2 tối thiểu để cây quang hợp: 0.008%- 0.01%. Dưới giá trị này, cây quang hợp yếu hoặc không quang hợp được. - Tăng nồng độ CO2: + Lúc đầu, cđqh tăng. + Sau đó, cđqh tăng chậm tới trị số bão hoà CO2, vượt qua trị số này, cđqh giảm. Trị số này biến đổi tuỳ vào cường độ chiếu sáng, nhiệt độ… - Khi cđas cao, tăng nồng độ CO2, cđqh tăng. - Trong tự nhiên, nồng độ CO2 trung bình: 0,03%. Đất là nguồn cung cấp chủ yếu do go hấp của VSV và rễ cây. III. NƯỚC Nước là yếu tố rất quan trọng đối với quang hợp: là nguyên liệu, môi trường, điều tiết khí khổng và nhiệt độ của lá. IV. NHIỆT ĐỘ - Nhiệt độ ảnh hưởng đến các phản ứng trong enzym ở các pha của quang hợp. - Cđqh tăng theo nhiệt độ 25 - 35oC (giá trị tối ưu), tuỳ loài câyvà thời gian tác động. Trên ngưỡng này, quang hợp giảm và có thể ngừng hẳn. - Nhiệt độ cực tiểu và cực đại làm ngừng quang hợp ở mỗi loài cây là khác nhau. V. MUỐI KHOÁNG Muối khoáng ảnh hưởng nhiều đến quang hợp: Enzym: N, P, S. Diệp lục: Mg, N. Điều tiết độ mở khí khổng: K Quang phân li nước: Mn. Cl. VI- TRỒNG CÂY DƯỚI ÁNH SÁNG NHÂN TẠO. Giúp con người khắc phục điều kiện bất lợi của môi trường như giá rét hay sâu bệnh. Được áp dụng để sản xuất rau sạch, nhân giống cây trồng. BÀI 11 QUANG HỢP VÀ NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG I. QUANG HỢP QUYẾT ĐỊNH NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG - Quang hợp tạo ra 90% -95% tổng lượng chất hữu cơ trong cây, phần còn lại là các chất dinh dưỡng khoáng. - Cđqh gCO2/m2 lá/ngày - Năng suất sinh học là tổng lượng chấtkhô tích luỹ trong 1 ngày trên 1 hecta gieo trồng trong suốt thời gian sinh trưởng. - Năng suất kinh tế là một phần của năng suất sinh học được tích luỹ trong các cơ quan chứa sản phẩm có giá trị kinh tế đối với con người của từng loài cây (hạt, củ, quả, lá…). Ví dụ: Năng suất kinh tế của bèo hoa dâu cũng chính là năng suất sinh học. II. TĂNG NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG THÔNG QUA SỰ ĐIỀU TIẾT QUANG HỢP 1. Tăng diện tích lá Giữa năng suất cây trồng và quang hợp có mối phụ thuộc chặt chẽ, do đó có thể tăng năng suất cây trồng bằng cách điều tiết các yếu tố ảnh hưởng quang hợp. 2. Tăng cđqh - Điều khiển diện tích bộ lá nhờ các biện pháp: Bón phân, tưới nước hợp lí, chăm sóc đúng kỹ thuật tuỳ theo loài, giống cây trồng. - Tác dụng của bộ lá đối với quang hợp thể hiện ở trị số diện tích lá (m2 lá/m2 đất). Ví dụ: ở cây lấy hạt là 3-4 (30.000- 40 m2 lá/ha) - Cđqh là chỉ số thể hiện hiệu suất hoạt động của bộ máy quang hợp (lá), quyết định đến sự tích luỹ chất khô và năng suất cây trồng. - Biện pháp: Cung cấp nước, bón phân, chăm sóc hợp lí, tuyển chọn và tạo mới các giống cây trồng có cđqh cao. 3. Tăng hệ số kinh tế. Tuyển chọn các giống cây có sự phân bố sản phẩm quang hợp vào các bộ phận có giá trị kinh tế (hạt, quả, củ…) với tỉ lệ cao, do đó sẽ tăng hệ số kinh tế của cây trồng. Các biện pháp nông sinh như bón phân hợp lí VD: cây nông nghiệp bón đủ kali tăng hệ số kinh tế. ** Triển vọng tăng năng suất cây trồng. BÀI 12 HÔ HẤP Ở THỰC VẬT I. KHÁI QUÁT VỀ HÔ HẤP Ở THỰC VẬT 1. Hô hấp ở thực vật là gì? Hô hấp là quá trình ôxi hoá nguyên liệu hô hấp, đặc biệt là glucôzơ đến khí CO2, nước và tích luỹ năng lượng ở dạng dễ sử dụng ATP. 2. Phương trình hô hấp tổng quát: C6H12O6 + 6O2 à 6CO2 + 6H2O + 2880kJ / mol (Nhiệt + ATP) 2. Vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật? - Cung cấp nhiệt cần thiết để duy trì nhiệt độ thuận lợi cho các hoạt động sống của cơ thể thực vật. - Năng lượng ATP được sử dụng cho hoạt động sống của cây: Vận chuyển vật chất, sinh trưởng, tổng hợp các chất hưũ cơ, sửa chữa hư hại của tế bào. II.CÁC CON ĐƯỜNG HÔ HẤP Ở THỰC VẬT 1. Phân giải kị khí - Xảy ra trong rễ cây bị ngập úng, trong hạt ngâm nước hoặc thiếu ôxi . - Quá trình đường phân: Trong tế bào chất, 1glucôzơ à 2 axit piruvic. - Nếu không có oxi, thực vật xảy ra quá trình phân giải kị khí (lên men): axit pirivic à rượu êtilic + CO2 axit lactic 2. Phân giải hiếu khí Khi có O2, diễn ra ở ti thể, gồm: - Chu trình Crep: trong cơ chất của ti thể, axit piruvic bị oxi hoá hoàn toàn à 6 CO2. - Chuỗi truyền điện tử: hidrô tách ra từ axit piruvic trong chu trình Crep chuyển đến chuỗi truyền điện tử, đến oxi à H2O + 36 ATP. Từ 1 phân tử glucôzơ qua hô hấp hiếu khí giải phóng 2880kJ (Nhiệt + 38ATP). III. HÔ HẤP SÁNG - Quang hô hấp là quá trình hô hấp ở ngoài sáng diễn ra đồng thời với quang hợp ở thực vật C3 khi cdas cao, tỉ lệ O2/CO2 khoảng gấp 10 lần. - Tại lục lạp, rubisco và APG bi oxi hoá thành glicôlat (2C) được chuyển đến perôxixôm. - Tại perôxixôm, glicôlat à axit amin glixin và chuyển vào ti thể. - Tại ti thể, glixin phân giải thành CO2, NH3 và axit amin xêrin. IV. MỐI QUANG HỆ GIỮA HÔ HẤP VỚI QUANG HỢP VÀ VỚI MÔI TRƯỜNG 1. Hô hấp với quang hợp - Sản phẩm của quang hợp (C6H12O6 và O2) là nguyên liệu của hô hấp và chất oxi hoá torng hô hấp. - Sản phẩm của hô hâp (CO2 và H2O) là chất xuất phát để tổng hợp C6H12O6 , O2 trong quang hợp. 2. Hô hấp với môi trường a. Nước - Cđhh tăng tỉ lệ thuận với hàm lượng nước . Ví dụ: tăng lượng nước trong hạt khô từ 12% - 18% à hô hấp tăng 4 lần, 33% à 100 lần. - Đối với các mô đang sinh trưởng: + Mất nước ít trong thời gian ngắn:tăng cđhh. + Mất nước ít trong thời gian dài: giảm cđhh. - Bảo quản hạt tốt cần phơi khô, cất giữ nơi khô ráo. - Muốn hạt nẩy mầm phải đảm bảo đủ độ ẩm cho hạt. b.Nhiệt độ - Cđhh tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ đến giới hạn nhất định. - Giá trị tối thiểu và tối đa của hô hấp phụ thuộc điều kiện ngoại cảnh, giai đoạn phát triển, trạng thái sinh lí của mô cây. Giá trị tối ưu là 35 –45oC, giá trị tối đa là 45-50oC. - Sự phụ thuộc của hô hấp vào nhiệt độ tăng theo định luật Van-Hôp, Q10 = 2-3 (tốc độ phản ứng tăng 2-3 lần khi nhiệt độ tăng 10oC). c.Oxi có o6xi mới có hô hấp hiếu khí, đảm bảo cho quá trình phân giải hoàn toàn nguyên liệu hô hấp, giải phóng CO2 và nước, tích lũy nhiều năng lượng hơn so với phân giải kị khí. d. Hàm lượng CO2 Cđhh tỉ lệ nghịch với nồng độ CO2, Nếu cao hơn 40% sẽ ức chế hô hấp. Tác động của nồng độ CO2 cao thể hiện: Ức chế hoạt tính của enzym hô hấp. Đóng khí khổng gây khó khăn cho sự xâm nhập oxi. BÀI 13 THỰC HÀNH : QUANG HỢP A. MỤC TIÊU Sau khi học xong bài này, HS có khả năng: - Chuẩn bị được dụng cụ thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm phát hiện sự thải O2 trong quang hợp. - Xác định được cường độ quang hợp trong những điều kiện khác nhau. B. NỘI DUNG VÀ CÁCH TIẾN HÀNH I.THÍ NGHIỆM PHÁT HIỆN
File đính kèm:
de cuong sinh hoc 12.doc
