Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học Lớp 11 - Năm học 2019-2020

Nội dung text: Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học Lớp 11 - Năm học 2019-2020

1. Ngày soạn: 05/09/2019 BUỔI 1;2;3. BỒI DƯỠNG PHẦN SINH HỌC 10 1. Trả lời các câu sau • Tại sao nói hệ sống là hệ thống toàn vẹn được tổ chức theo nguyên tắc thứ bậc, có khả năng tự điều chỉnh và ổn định cao nhất? • Cơ thể người gồm những cấp độ tổ chức nào? • Hãy liệt kê các bậc chính trong bậc thang phân loại từ thấp đến cao. 2. Chu trình sống của dương xỉ được mô tả trong sơ đồ Hãy chọn những quá trình hoặc các giai đoạn phù hợp với các mục sau: • Những quá trình hoặc các giai đoạn tạo sự đa dạng di truyền. • Những quá trình hoặc các giai đoạn giảm phân • Những quá trình hoặc các giai đoạn với các tế bào đơn bội. • Những quá trình hoặc các giai đoạn với các tế bào lưỡng bội. HƯỚNG DẪN • Những quá trình hoặc các giai đoạn tạo sự đa dạng di truyền: Chỉ 1, 4. • Những quá trình hoặc các giai đoạn giảm phân: Chỉ 1. • Những quá trình hoặc các giai đoạn với các tế bào đơn bội: Chỉ II, III, IV. • Những quá trình hoặc các giai đoạn với các tế bào lưỡng bội: Chỉ I, V. 3. Chọn trả lời 1 câu trong các câu sau • Mô tả các đặc điểm chung của thế giới sống. • Cách thức phân loại thế giới sống. Cho ví dụ minh họa. • Đặc điểm chính của mỗi giới sinh vật. Tại sao nói sinh vật đa dạng trong thống nhất. 4. Trả lời các câu sau • Mô tả cấp độ tổ chức tế bào (vẽ hình, sơ đồ, ) • Trao đổi chất và năng lượng diễn ra ở cấp tế bào (bào quan, cơ chế, hiệu quả, ). • Sinh trưởng và phát triển của tế bào. • Chu kì tế bào. Phân chia tế bào. • Tính tự điều chỉnh của tế bào, liên lạc giữa các tế bào. 5. Bài tập tế bào: A. Nitơ; B. Ôxy; C. Canxi; D. Kali; E. Natri; F. Phospho. Nếu xét về hàm lượng chất khô, thì tỉ lệ trung bình của các nguyên tố nào cao hơn rõ rệt ở các cây hạt kín hay ở động vật có vú? Mai: cây hạt kín: N, O2, Ca. Động vật có vú: K, Na, P Liên: cây hạt kín: O2, và K. Động vật có vú: N, Ca, Na, P 1
2. Huy: Không xác định được, tùy theo loài. 6. Thí nghiệm • Đốt nóng 2 lát đá hoa cùng kích thước lên cùng nhiệt độ trong lò. Thả 1 lát vào cốc (1) đựng 100 ml rượu và 1 lát vào cốc (2) đựng 100 ml nước. Sau một thời gian xảy ra hiện tượng gì? Giải thích. • Thí nghiệm đó nhằm chứng minh điều gì? • Có thể bố trí một thí nghiệm khác tương tự không? • Trình bày cấu trúc hóa học, tính chất vật lí và ý nghĩa sinh học của nước. • Hãy giải thích tại sao nước tự do trong tế bào có tính chất lý hóa điển hình của H 2O còn nước liên kết trong tế bào không có tính chất lý hóa điển hình ấy? • Trên bề mặt của quả dưa chuột tươi thường có nhiệt độ luôn thấp hơn môi trường 1 oC - 2oC, khi nắng lên làm tan sương buổi sớm còn đọng trên lá cây, nhiệt độ không khí luôn thấp hơn khi chưa có nắng khoảng 1 oC - 20C. Hai hiện tượng này có gì giống và khác nhau? • Tại sao lá rau để vào ngăn tủ lạnh khi đưa ra ngoài rất nhanh bị hỏng. Trong khi đó lá của một số cây sống ở vùng có băng tuyết lại vẫn xanh ? 7. Thuộc tính sau đây của nước có ích lợi gì cho sinh vật? • Hấp thụ ánh sáng yếu trong vùng ánh sáng nhìn thấyd • Khả năng giữ nhiệt ổn định caoc • Nhiệt giải phóng trong quá trình kết hợp các phân tử nước caoe • Nhiệt độ hóa hơi caob • Tính phân cực của phân tử Gợi ý: Lợi ích đối với cơ thể sinh vật • Thực vật có thể dùng năng lượng mặt trời một cách hiệu quả để quang hợp. • Động vật và thực vật được bảo vệ chống lại sự đông lạnh ở nhiệt độ thấp. • Các màng sinh học được cấu tạo bởi các phân tử lipid trở nên bền vững theo nguyên lý nhiệt động học. • Các động vật và thực vật trên cạn có thể tự làm mát mà chỉ mất ít nước. • Sự thay đổi nhiệt độ ở động vật và thực vật là tối thiểu dù cho điều kiện môi trường thay đổi. • Các lực liên kết khác nhau là rất cần thiết để duy trì cấu trúc bậc 3 của prôtêin. Hình bên cho thấy một số kiểu liên kết hóa học. Đó là những kiểu liên kết hóa học nào? • Hướng dẫn: Đó là những kiểu liên kết hóa học: Liên kết hiđrô, Tương tác kị nước, Liên kết đisunphit, Liên kết ion 8. Lipit • Bằng hình vẽ, hãy mô tả cấu trúc một vài phân tử lipit. Mặc dầu rất khác nhau nhưng các loại lipít vẫn có điểm chung giống nhau. Đó là điểm nào? • Tại sao thành phần nguyên tố có trong tế bào của các loài sinh vật về cơ bản lại giống nhau? • Vẽ và giải thích từng loại liên kết 9. Hidratcacbon 2
3. Type of cacbonhidrat Example Made up from Biological importance Monosacharide + Pentose + Hexose Disaccharide Polysaccharide 10. Dựa vào chức năng của tế bào: Hãy điền các dấu + (có số lượng nhiều) hay dấu – (có số lượng ít) về một số bào quan của các loại tế bào trong bảng sau: Lưới nội chất Lưới nội chất Loại tế bào Ty thể Ribôxôm Nhân hạt trơn Tế bào tuyến giáp Tế bào kẽ Tế bào cơ Tế bào gan Tế bào hồng cầu Tế bào tuyến yên HƯỚNG DẪN Lưới nội chất Lưới nội chất Loại tế bào Ty thể Ribôxôm Nhân hạt trơn Tế bào tuyến + - + + - giáp Tế bào kẽ - + + - - Tế bào cơ - - + - + Tế bào gan + + + + + Tế bào hồng cầu Tế bào tuyến yên 11. Chứng minh rằng kích thước, hình dạng có liên quan tới chức năng của tế bào: a. Tế bào vi khuẩn; b. Tế bào lông hút ; c. Tế bào ở mô giậu của lá cây; d. Tế bào hồng cầu người; e. Tế bào thần kinh; f. Trứng các loài chim. HƯỚNG DẪN • Tế bào vi khuẩn nhỏ bé tạo điều kiện cho sự trao đổi chất nên vi khuẩn sinh trưởng và phân chia nhanh. • Tế bào lông hút có dạng sợi nhỏ và dài nên dễ len lỏi trong các khe hở của đất, hút nước và muối khoáng cho cây. • Tế bào ở mô giậu của lá cây có hình khối dẹt và dài làm tăng diện tích trao đổi chất và năng lượng đồng thời giữ được hình dạng ổn định vững chắc. • Tế bào hồng cầu người có kích thước nhỏ (khoảng 8m) hình đĩa, lõm hai mặt nên diện tích bề mặt lớn, đàn hồi tốt, len lỏi vào mạch máu nhỏ nhất, thuận lợi cho việc vận chuyển và trao đổi khí. • Các tế bào thần kinh có trục rất dài và nhiều tua phân nhánh tỏa rộng, có thể truyền các xung động thần kinh nhanh chóng giữa các bộ phận trong cơ thể động vật. • Trứng các loài chim có kích thước rất lớn, hình cầu hay hình bầu dục và chứa được lượng chất dinh dưỡng rất lớn cho phôi phát triển. 3
4. 12. Một HS vẽ 6 hình: 2 TB động vật, 2 tế bào thực vật và 2 tế bào vi khuẩn với ghi chú như sau: • Hình A: lục lạp, các riboxom, nhân • Hình B: vách tế bào, màng sinh chất • Hình C: ti thể, vách tế bào, màng sinh chất • Hình D: các vi ống, gonghi • Hình E: màng sinh chất, các riboxom • Hình F: nhân, lưới nội chất hạt Lục lạp của thực vật được cho là phát triển từ tổ tiên giống như vi khuẩn lam với hình thức sống cộng sinh. Câu nào trong số các câu sau phù hợp với giả thuyết đó ? • Lục lạp và vi khuẩn lam có diệp lục và màng thylakoi giống nhau. • Vi khuẩn lam có quang hợp tạo ôxy. • Lục lạp là cơ quan được thừa hưởng từ tổ tiên của chúng. • Lục lạp có DNA và Ribôxôm riêng của chúng. • Lục lạp có thể nhìn thấy rõ ràng trong các tế bào nhưng không có thể nuôi cấy tách riêng trong phòng thí nghiệm. • Gen của sinh vật tiền nhân biểu lộ rõ trong lục lạp. 13. Cho ví dụ minh họa các con đường vận chuyển qua màng như hình dưới đây: Hướng dẫn + - • Con đường vận chuyển các phân tử nhỏ (như O2; CO2;) hay các ion nhỏ (như Na ; Cl ; ). • Vận chuyển các chất nhờ kênh chuyên hoá . • Vận chuyển glucô qua kênh màng (cần có năng lượng). 14. Nghiền lá cây trong cối sứ , thêm vài giọt cồn 960 , để yên trong 15phút , lọc và hút dịch lọc sang 3 ống nghiệm , dịch lọc có màu xanh nâu trong ánh sáng. • Ống nghiệm 1: Đem chiếu sáng dịch lọc đó bằng tia sáng tím thì thấy có màu đỏ. • Ống nghiệm 2 : Nhỏ vào vài giọt NaOH lắc mạnh thì thấy có maù xanh • Ống nghiệm 3 : Nhỏ 1-2 giọt HCl vào dung dịch thì thấy dung dịch có màu nâu thẫm, cho thêm vào dung dịch vài giọt Đồng axetat thì thấy dung dịch có màu xanh Chất nào có trong dịch lọc ? Hãy viết công thức phân tử của nó ? Hãy giải thích các hiện tượng trên ? Hướng dẫn Trong dịch lọc có diệp lục, carôten, xantôphin. Công thức phân tử : • Diệp lục A : C55H72O5N4Mg Diệp lục B : C55H74O6N4Mg • Carôten : C40H56 Xantôphin : C40H56On - Ống nghiệm 1: Khi chiếu sáng diệp lục bằng tia sáng xanh tím , diệp lục hấp thụ ánh sáng và bức xạ lại một phần năng lượng tạo ra hiện tượng huỳnh quang , nên trong ánh sáng xanh tím nó có màu đỏ. - Ống nghiệm 2 : Khi nhỏ dung dịch NaOH vào dịch lọc, vì diệp lục là một este của axit Chlorophylic nên đã xảy ra phản ứng xà phòng hóa: COOCH3 C32H30ON4Mg (COOC20H39) + NaOH COONa 4
5. C32H30ON4MgCOONa + CH3OH + C20H39OH COOC20H39 -Ống nghiệm 3: C32H30ON4Mg COOCH3 + HCl COOC20H39 C32H30ON4H2COONa + MgCl2 COO CH3 C32H30ON4H2 + Cu(CH3COO)2 C32H30ON4Cu COOCH3 COOC20H39 + 2CH3COOH 15. Thí nghiệm: lấy 4 ống nghiệm, cho vào ống 1 và 2 mỗi ống 1 ml dung dịch tinh bột 1%, cho vào ống 3 và 4 mỗi ống 1 ml saccarôzơ 4%. Thêm vào ống 1 và ống 1 ml nước bọt pha loãng, thêm vào ống 2 và ống 4 mỗi ống 1 ml dịch chiết men bia. Đặt cả 4 ống nghiệm vào tủ ấm 40 0C ) trong 15 phút. Sau đó lấy ra cho thêm vào ống 1 và 2 mỗi ống ba giọt thuốc thử lugol, cho thêm vào ống 3 và 4 mỗi ống 1 ml thuốc thử Phêlinh, đun trên đèn cồn đến khi sôi, quan sát màu sắc các ống nghiệm và giải thích. Ống 1 Ống 2 Ống 3 Ống 4 Cơ chất Enzim Thuốc thử Kết qủa (màu) 5
6. Ngày soạn: 10/09/2019 BUỔI 4;5 Chương I. Chuyển hoá vật chất và năng lượng A. Chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật A1 .Trao đổi nước ở thực vật I. Mục tiêu Học xong phần A1 học sinh phải: - Trình bày được các dạng nước trong cây và vai trò của nó đối với đời sống của cây. - Mô tả được quá trình hấp thụ nước ở rễ, quá trình vận chuyển nước ở thân, quá trình thoát hơi nước ở lá và mối liên quan giữa các quá trình này với các điều kiện môi trường. - Giải thích được cơ chế của các động lực: động lực đẩy của rễ, động lực trung gian của thân, động lực hút của lá. - Trình bày được cơ sở khoa học của việc tưới nước hợp lí cho cây trồng. - Xây dựng tư duy logic về mối liên quan chặt chẽ giữa cấu trúc và chức năng của cơ thể thực vật. II. Tóm tắt nội dung Nước là yếu tố quan trọng bậc nhất đối với tất cả các cơ thể sống. Nước quyết định sự phân bố thực vật trên trái đất . Thực vật không thể sống thiếu nước. Chỉ cần giảm 30% hàm lượng nước trong tế bào là đã gây ra sự kìm hãm đáng kể những chức năng sinh lý quan trọng của cơ thể và ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, phát triển của toàn cây. Trao đổi nước ở thực vật bao gồm quá trình hấp thụ nước ở rễ, quá trình vận chuyển nước từ rễ lên lá, quá trình thoát hơi nước từ lá ra ngoài không khí Ba quá trình này, trong điều kiện bình thường, hoạt động nhịp nhàng, liên tục, liên hệ khăng khít với nhau, tạo nên trạng thái cân bằng nước cần thiết cho sự sống của thực vật. 1. Các dạng nước trong cây và vai trò của nó - Nước tự do - Nước liên kết Vai trò: Nước tự do vẫn giữ được tính chất vật lý, hoá học và sinh học của nước nên có các vai trò sau : làm dung môi, hạ nhiệt độ bề mặt bay hơi, tham gia vào các phản ứng hoá học, tạo độ nhớt thích hợp của chất nguyên sinh cho các quá trình trao đổi chất. Nước liên kết chỉ còn giữ được vai trò cấu trúc của chất nguyên sinh và thể hiện tính chống chịu của tế bào. 2. Quá trình hấp thụ nước ở rễ Thực vật thuỷ sinh hấp thụ nước từ môi trường xung quanh qua bề mặt các tế bào biểu bì của toàn cây. Thực vật trên cạn hấp thụ nước từ đất qua bề mặt tế bào biểu bì của rễ, trong đó chủ yếu qua các tế bào biểu bì đã phát triển thành lông hút. Quá trình hấp thụ nước ở rễ xảy ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau: * Giai đoạn nước từ đất vào lông hút Để hấp thụ nước, tế bào lông hút có ba đặc điểm cấu tạo và sinh lí phù hợp với chức năng nhận nước từ đất: - Thành tế bào mỏng, không thấm cutin - Chỉ có một không bào trung tâm lớn 6
7. - áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp của rễ mạnh Vì vậy các dạng nước tự do và dạng nước liên kết không chặt từ đất được lông hút hấp thụ một cách dễ dàng nhờ sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu (từ áp suất thẩm thấu thấp đến áp suất thẩm thâu cao), hay nói một cách khác, nhờ sự chênh lệch về thế nước(từ thế nước cao đến thế nước thấp). * Giai đoạn nước từ lông hút vào mạch gỗ (mạch xilem) của rễ Sau khi vào tế bào lông hút, nước chuyển vận một chiều qua các tế bào vỏ, nội bì vào mạch gỗ của rễ do sự chênh lệch sức hút nước theo hướng tăng dần từ ngoài vào trong giữa các tế bào. Có hai con đường vận chuyển nước từ lông hút vào mạch gỗ: - Qua thành tế bào và các gian bào đến dải Caspary (Con đường vô bào - Apoplats ) - Qua phần nguyên sinh chất và không bào (Con đường tế bào – Symplats ) * Giai đoạn nước bị đẩy từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của thân Nước bị đẩy từ rễ lên thân do một lực đẩy gọi là áp suất rễ. Có hai hiện tượng minh hoạ áp suất rễ: Hiện tượng rỉ nhựa và hiện tượng ứ giọt. Úp cây trong chuông thuỷ kín, sau một đêm, ta sẽ thấy các giọt nước ứ ra ở mép lá qua thuỷ khổng. Như vậy mặc dù không khí trong chuông thuỷ tinh đã bão hoà hơi nước, nước vẫn bị đẩy từ mạch gỗ của rễ lên lá và không thoát được thành hơi nên ứ thành các giọt. 3. Quá trình vận chuyển nước ở thân * Đặc điểm của con đường vận chuyển nước từ rễ lên lá Nước được chuyển từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của lá. Con đường này dài (có thể tình bằng mét) và nước vận chuyển chủ yếu qua mạch dẫn do lực đẩy của rễ, lực hút của lá và không bị cản trở, nên nước được vận chuyển với vận tốc lớn. * Điều kiện để nước có thể vận chuyển ở con đường này: Đó là tính liên tục của cột nước, nghĩa là không có bọt khí trong cột nước. * Cơ chế đảm bảo sự vận chuyển của cột nước: Lực cố kết giữa các phân tử H2O phải lớn cùng với lực bám của các phân tử H2O với thành mạch phaỉ thắng được lực trướng (trọng lượng cột nước). 4. Quá trình thoát hơi nước ở lá Cần nắm vững ý nghĩa của quá trình thoát hơi nước ở lá trên cơ sở các số liệu sau: Trong 1000 gam nước cây hấp thụ qua rễ thì 990 gam nước thoát ra ngoài không khí qua lá dưới dạng hơi. Đó là quá trình thoát hơi nước . Macximôp – nhà Sinh lý thực vật người Nga đã viết: “thoát hơi nước là tai hoạ tất yếu của cây”. 4.1. Con đường thoát hơi nước ở lá: Có hai con đường thoát hơi nước ở lá: a) Con đường qua khí khổng: - Vận tốc lớn . - Được điều chỉnh bằng việc đóng, mở khí khổng. b) Con đường qua bề mặt lá – qua cutin : - Vận tốc nhỏ . - Không được điều chỉnh. 4.2. Thoát hơi nước qua khí khổng: Mặc dù diện tích lỗ khí của toàn bộ khí khổng chỉ gần bằng 1% diện tích của lá, nhưng lượng nước thoát ra khỏi khí khổng lại lớn hơn lượng nước thoát qua bề mặt lá nhiều lần. Chú ý giải thích điều đó. 4.3. Các phản ứng đóng mở khí khổng: Quan sát sự đóng mở khí khổng, thấy rằng: Nếu chuyển cây từ trong tối ra ngoài sáng thì khí khổng mở và ngược lại. Như vậy rõ ràng là ánh sáng là nguyên nhân gây nên việc đóng mở khí khổng. Đó chính là phản ứng mở quang chủ động. Tuy nhiên một số cây khi thiếu nước (bị hạn) khí khổng cũng đóng lại để tránh sự thoát 7
8. hơi nước, mặc dù cây vẫn ở ngoài sáng – đó là phản ứng đóng thuỷ chủ động. Trong trường hợp này axit apxixic (ABA) tăng lên là nguyên nhân gây ra việc đóng khí khổng. Ngoài ra có một số cây sống trong điều kiện thiếu nước (cây xương rồng, các cây mọng nước ở sa mạc) để tiết kiệm nước đến mức tối đa, khí khổng đóng hoàn toàn vào ban ngày, chỉ khi mặt trời lặn, khí khổng mới mở. Rõ ràng là: Quá trình thoát hơi nước ở lá đã tạo ra một lực hút rất lớn, kéo cột nước từ rễ lên lá. Tất nhiên cột nước này phải đảm bảo tính liên tục và tính liên tục này chỉ có thể có được khi quá trình vận chuyển nước ở thân hoạt động. Rõ ràng là một sự phối hợp hoạt động của ba quá trình này đã đưa được các phân tử nước từ đất vào rễ cây và sau đó nước được đưa lên tận ngọn cây, mặc dù cây có thể cao tới vài ba mét đến hàng trăm mét. 5. Cơ sở khoa học của việc tưới nước hợp lý cho cây trồng 5.1.Cân bằng nước và vấn đề hạn của cây trồng Cân bằng nước được hiểu như sự tương quan giữa quá trình hấp thụ nước và quá trình thoát hơi nước. Khi sự mất nước được bù lại bằng sự nhận nước đến mức cây bão hoà nước thì đó là trạng thái cân bằng nước dương, khi có sự thiếu hụt n ước trong cây thì đó là trạng thái cân bằng nước âm. ở trạng thái này cây bắt đầu thiếu nước và gọi là cây bị hạn. Vấn đề đặt ra bây giờ là phải tưới nước cho cây trồng. 5.2. Tưới nước hợp lí cho cây trồng: Để có một chế độ nước thích hợp tạo điều kiện tốt cho sinh trưởng và đạt năng suất cao của cây trồng cần phải thực hiện việc tưới nước một cách hợp lý cho chúng. Vậy thế nào là tưới nước hợp lý? Đó là việc trả lời và thực hiện cùng một lúc ba vấn đề sau: - Khi nào cần tưới nước? - Lượng nước cần tưới là bao nhiêu? - Cách tưới như thế nào? Vấn đề khi nào cần tưới nước, khoa học hiện đại ngày nay căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lý của chế độ nước của cây trồng như : sức hút nước của lá, nồng độ hay áp suất thẩm thấu của dịch tế bào, trạng thái của khí khổng, cường độ hô hấp của lá về lượng nước tưới phải căn cứ vào nhu cầu nước của từng loài cây, tính chất vật lý, hoá học của từng loại đất và các điều kiện môi trường cụ thể . Vấn đề cuối cùng là cách tưới nước . Vấn đề này cũng phụ thuộc vào các nhóm cây trồng khách nhau .Ví dụ: Đối với lúa n ước thì có thể tưới ngập nước còn đối với các cây trồng cạn thì nói chung cần tưới đạt 80% ẩm dung toàn phần của đất . Cách tưới nước còn phụ thuộc vào các loại đất . Ví dụ: Đối với đất cát phải tưới nhiều lần, đối với đất mặn phải t ưới nhiều nước hơn nhu cầu nước của cây, III. Câu hỏi và bài tập III. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Nêu các dạng nước trong cây và vai trò của các dạng nước trong đời sống của cây? Câu 2. Đặc điểm cấu trúc và sinh lí của lông hút liên quan đến quá trình hấp thụ nước? Câu 3. Nêu hai con đường hấp thụ nước ở rễ và vai trò của vòng đai Caspari? Câu 4. Hiểu thế nào là áp suất rễ và áp suất rễ được biểu hiện bằng các hiện tượng nào? Mô tả các hiện tượng đó . Câu 5. Nêu ý nghĩa của quá trình thoát hơi nước ở lá? III. 2. Bài tập trắc nghiệm Bài 1. Trong điều kiện nào sau đây thì sức căng trương nước ( T ) tăng: A. Đưa cây vào trong tối B. Đưa cây ra ngoài sáng C. Tưới nước cho cây D. Bón phân cho cây 8
9. Bài 2. Nơi cuối cùng nước và các chất hoà tan phải đi qua trước khi vào hệ thống mạch dẫn: A. Khí khổng B. Tế bào nội bì C. Tế bào lông hút D. Tế bào biểu bì Bài 3. Một nhà Sinh học đã phát hiện ra rằng ở những thực vật đột biến không có khả năng hình thành chất tạo vòng đai Caspari thì những thực vật đó: A. không có khả năng cố định Nitơ B. không có khả năng vận chuyển nước hoặc các chất khoáng lên lá C. có khả năng tạo áp suất cao ở rễ so với các cây khác D. không có khả năng kiểm tra lượng nước và các chất khoáng hấp thụ Bài 4. Mùa hè gió mạnh thường làm gẫy nhiều cây hơn mùa đông A. vì mùa hè nước trong cây ít làm cho cành giòn hơnA B. vì mùa đông nước trong cây ít làm cành cứng hơnB C. vì mùa hè cây rụng nhiều láC D. vì mùa đông cây rụng lá, do nhiệt độ thấp cây không lấy được nước Bài 5. Dung dịch trong mạch rây ( floem ) gồm 10 – 20% chất hoà tan . Đó là chất nào trong các chất sau đây: A. Tinh bột B. Protein C. ATP D. Sacarôzơ IV. Hướng dẫn trả lời câu hỏi và bài tập III. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Nêu được hai dạng nước: nước tự do, nước liên kết và phân biệt được đặc điểm tự do, đặc điểm liên kết của hai dạng nước. Từ đó nêu vai trò của dạng nước tự do với đầy đủ vai trò của nước ở dạng phân tử, trong khi đó nước liên kết chỉ còn vai trò cấu trúc. Câu 5. Gợi ý trả lời: Thoát hơi nước ở lá sẽ: - Giảm nhiệt độ bề mặt lá - Lấy được CO2 phục vụ cho quá trình quang hợp - Tạo lực hút nước từ rễ lên thân III. 2. Bài tập trắc nghiệm Câu 1. A Câu 2. B Câu 3. D Câu 4. D Câu 5. D C Ngày soạn: 15/09/2019 BUỔI 6;7 Trao đổi chất khoáng và nitơ ở thực vật I. Mục tiêu Học xong phần A2 học sinh phải: - Trình bày được các cơ chế hấp thụ chất khoáng - Giải thích được vai trò của các nguyên tố khoáng trong đời sống thực vật 9
10. - Mô tả được các quá trình trao đổi nitơ trong đất, trong cây. - Giải thích được mối liên quan giữa quá trình hô hấp với quá trình trao đổi khoáng và nitơ. II. Tóm tắt nội dung 1. Sự hấp thụ các nguyên tố khoáng : Các chất khoáng ở trong đất thường tồn tại dưới dạng hoà tan và phân ly thành các ion mang điện tích dương (cation) và ion mang điện tích âm (anion) Các nguyên tố khoáng thường được hấp thụ vào cây dưới dạng ion qua hệ thống rễ là chủ yếu. Có hai cách hấp thụ các ion khoáng ở rễ: * Cách bị động : - Các ion khoáng khuyếch tán theo sự chênh lệch nồng độ từ cao đến thấp. - Các ion khoáng hoà tan trong nước và vào rễ theo dòng nước. - Các ion khoáng hút bám trên bề mặt các keo đất và trên bề mặt rễ trao đổi với nhau khi có sự tiếp xúc giữa rễ và dung dịch đất. Cách này gọi là hút bám trao đổi. * Cách chủ động : Phần lớn các chất khoáng được hấp thụ vào cây theo cách chủ động này. Tính chủ động ở đây được thể hiện ở tính thấm chọn lọc của màng sinh chất và các chất khoáng cần thiết cho cây đều được vận chuyển trái với qui luật khuyếch tán, nghĩa là nó vận chuyển từ nơi có nồng độ thấp ở đất đến nơi có nồng độ cao, thậm chí rất cao (hàng chục, hàng trăm lần) ở rễ. Vì cách hấp thụ khoáng này mang tính chọn lọc và ngược với gradient nồng độ nên cần thiết phải có năng lượng, tức là sự tham gia của ATP và của một chất trung gian , thường gọi là chất mang. ATP và chất mang được cung cấp từ quá trình trao đổi chất, mà chủ yếu là quá trình hô hấp. Như vậy lại một lần nữa chúng ta thấy rằng: Quá trình hấp thụ nước và các chất khoáng đều liên quan chặt chẽ với quá trình hô hấp của rể. 2. Vai trò của các nguyên tố khoáng *Vai trò của các nguyên tố đa lượng: Các nguyên tố đa lượng thường đóng vai trò cấu trúc trong tế bào, là thành phần của các đại phân tử trong tế bào (protein, lipit, axit nucleic, ). Các nguyên tố đa lượng còn ảnh hưởng đến tính chất của hệ thống keo trong chất nguyên sinh như: điện tích bề mặt, độ ngậm nước, độ nhớt và độ bền vững của hệ thống keo. *Vai trò của các nguyên tố vi lượng: Các nguyên tố vi lượng thường là thành phần không thể thiếu được hầu hết các enzym. Chúng hoạt hoá cho các enzym này trong các quá trình trao đổi chất của cơ thể. Vai trò của các nguyên tố đa lượng, vi lượng được minh hoạ ở bảng sau : 10
11. 3. Các con đường dẫn truyền nước, chất khoáng, chất hữu cơ Quan niệm hiện nay vẫn cho rằng có hai con đường dẫn truyền: 1. Nước, muối khoáng từ rễ lên lá theo mạch gỗ (xilem). 2. Các chất hữu cơ từ lá xuống rễ theo mạch rây (phlôem). Tuy nhiên hai con đường này không hoàn toàn độc lập với nhau. Chẳng hạn nước có thể từ mạch gỗ sang mạch rây và từ mạch rây về mạch gỗ tuỳ theo thế nước trong mạch rây. 4. Trao đổi nitơ ở thực vật 4.1. Vai trò của Nitơ đối với thực vật: - + Rể cây hấp thụ Nitơ ở hai dạng: Nitơ nitrat (NO3 ) và Nitơ amôn (NH4 ) trong đất. Các dạng Nitơ này được hình thành do sự biến đổi từ Nitơ phân tử trong khí quyển bằng con đường oxy hoá và con đường khử, trong đó con đường cố định Nitơ khí quyển đóng vai trò quan trọng. Ngoài ra các quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ của vi sinh vật đất và lượng phân bón hàng năm đã cung cấp một lượng khá lớn Nitơ cho cây trồng. Nitơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng và do đó nó quyết định năng suất và chất lượng thu hoạch. Nitơ có trong thành phần của hầu hết các chất trong cây: protein, axit nucleic, các sắc tố quang hợp, các hợp chất dự trữ năng lượng: ADP, ATP, các chất điều hoà sinh trưởng. Như vậy Nitơ vừa có vai trò cấu trúc, vừa tham gia trong các quá trình trao đổi chất và năng lượng. Nitơ có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lý của cây trồng. 4.2. Quá trình cố định nitơ khí quyển Nitơ phân tử (N2) có một lượng lớn trong khí quyển (%)và mặc dù “tắm mình trong biển khí nitơ” phần lớn thực vật vẫn hoàn toàn bất lực trong việc sử dụng khi nitơ này. May mắn thay nhờ có Enzym Nitrogenaza và lực khử mạnh (Fred-H2, FAD-H2, NAD-H2), một số vi khuẩn sống tự do và cộng sinh đã thực hiện được việc + khử N2 thành dạng nitơ cây có thể sử dụng được: NH4 . Đó chính là quá trình cố định nitơ khí quyển, thực hiện bởi các nhóm vi khuẩn tự do (Azôtobacterium, Closterium, Anabaena, Nostoc, ) và các vi khuẩn cộng sinh (Rhizobium trong nốt sần rễ cây Bộ Đậu, Anabaena azolleae trong cây dương xỉ -Azolla: bèo hoa dâu) theo cơ chế sau: 11
12. + Các vi khuẩn tự do có thể cố định hàng chục kilogam NH4 , còn các vi khuẩn cộng sinh có thể cố định hàng + trăm kilogam NH4 /ha/năm. 4.3. Quá trình biến đổi Nitơ trong cây - + * Quá trình Amôn hóa: NO3 => NH4 - + + Cây hút được từ đất cả hai dạng nitơ oxy hóa (NO3 ) và nitơ khử ( NH4 ), nhưng cây chỉ cần dạng NH4 để hình - + thành các axit amin nên việc trước tiên mà cây phải làm là việc biến đổi dạng NO3 thành dạng NH4 . Quá trình amôn hoá xảy ra theo các bước sau đây: - - + NO3 —> NO2 —> NH4 * Quá trình hình thành axit amin: Quá trình hô hấp của cây tạo ra các xêtoaxit (R-COOH), và nhờ quá trình trao đổi nitơ các xêto axit này có thêm gốc NH2 để thành các axit amin. Có 4 phản ứng để hình thành các axit amin và sau đó có các phản ứng chuyển amin hóa để hình thành 20 axit amin và từ các axit amin này thực vật có thể tạo vô vàn các protein và các hợp chất thứ cấp khác của thực vật. Sau đây là các phản ứng khử amin hoá để hình thành các axit amin: - xetoglutaric + NH2 = glutamin - axit pyruvic + NH2 = alanin - axit fumaric + NH2 = aspartic - axit oxaloaxetic + NH2 = aspartic 4.4. Vấn đề bón phân hợp lý cho cây trồng Theo sự tính toán của các nhà Sinh lí thực vật, phân bón quyết định 50% năng suất cây trồng. Vì vậy vấn đề bón phân hợp lí cho cây trồng là vấn đề hết sức quan trọng trong nông nghiệp. Cũng như vấn đề tưới nước hợp lí, vấn đề bón phân hợp lí cho cây trồng cũng phải trả lời và thực hiện bốn vấn đề sau: Bón bao nhiêu, bón khi nào, bón thế nào và bón phân gì? a) Về lượng phân bón phải căn cứ vào các yếu tố sau đây: - Nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng (lượng chất dinh dưỡng để hình thành một đơn vị thu hoạch). - Khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất. - Hệ số sử dụng phân bón. Dựa vào các yếu tố này ta có thể tính được lượng phân bón cần thiết cho một thu hoạch định trước. Hãy tính lượng phân bón nitơ cần thiết để có một thu hoạch 50 tạ thóc /ha? Biết rằng: Nhu cầu dinh dưỡng của lúa là: 1, 4 kg nitơ / tạ thóc, lượng chất dinh dưỡng còn lại trong đất bằng 0, hệ số sử dụng phân nitơ là 60%. Cách tính như sau: Lượng nitơ cần phải bón: (1,4 . 50 . 100)/60 = 116, 7 kg Nitơ b) Về thời kì bón phân phải căn cứ vào các quá trình sinh trưởng của mỗi loại cây trồng c) Về cách bón phân: bón lót (bón trước khi trồng), bón thúc (bón trong quá trình sinh trưởng của cây) và có thể bón phân qua đất hoặc bón phân qua lá. d) Việc bón phân gì phải căn cứ vào vai trò của mỗi loại phân bón và biểu hiện của cây khi thiếu dinh dưỡng. III. Câu hỏi và bài tập III. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Trình bày cơ chế hấp thụ khoáng và nêu sự khác nhau của các cơ chế này? Câu 2. Nêu vai trò chung và vai trò của một số nguyên tố đại lượng N, P, K, Mg, S, Ca ? 12
13. Câu 3. Nêu vai trò chung và vai trò của một số nguyên tố vi lượng Fe, Co, B ? Câu 4. Trình bày quá trình cố định nitơ khí quyển? Câu 5. Nêu các quá trình biến đổi nitơ trong cây? III. 2. Bài tập trắc nghiệm 1. Các nguyên tố vi lượng cần cho cây với một lượng rất nhỏ vì: A. Phần lớn chúng đã có trong cây B. Chức năng chính của chúng là hoạt hoá enzymB C. Phần lớn chúng được cung cấp từ hạt D. Chúng có vai trò trong các hoạt động sống của cơ thể 2. Phần lớn các chất hữu cơ trong cây được tạo nên từ: A. Nước B. CO2 C. Các chất khoáng từ đất D. O2 từ không khí 3. Quá trình cố định Nitơ: A. thực hiện chỉ ở thực vật B. là quá trình oxyhoá N2 trong không khí C. thực hiện nhờ enzym nitrogenaza D. dễ thực hiện bởi N2 là bản thể có hoạt tính cao - 4. Quá trình khử Nitrat ( NO3 ): A. thực hiện chỉ ở thực vật B. thực hiện ở ty thể C. thực hiện bởi enzym nitrogenaza D. bao gồm phản ứng khử nitrit – > nitrat 5. Trong các nốt sần ở rễ, các vi khuẩn cố định nitơ lấy từ cây chủ: A. nitơ hoà tan trong nhựa cây B. oxy hào tan trong nhựa cây C. nitrat D. đường IV. Trả lời câu hỏi và bài tập IV. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Nêu được hai cơ chế hấp thụ khoáng: cơ chế bị động và cơ chế chủ động với các hình thức như đã nêu trong SGK. Phân biệt sự khác nhau giữa hai cơ chế: Cơ chế bị động chủ yếu theo cơ chế khuếch tán và không cần năng lượng. Cơ chế chủ động là cơ chế hấp thụ các chất ngược với gradien nồng độ, do đó đòi hỏi cung cấp năng lượng và đôi khi cả các chất trung gian (chất mang) Câu 2. Nêu vai trò chung của các nguyên tố đại lượng: là thành phần của các đại phân tử trong tế bào, tham gia vào cấu trúc của các thành phần của tế bào, mô, cơ quan, cơ thể. Vai trò của các chất cụ thể: trả lời theo các kiến thức trình bày trong SGK, cần lưu ý vai trò đặc trưng của từng nguyên tố. Ví dụ: N là thành phần của chất diệp lục, thành phần quan trọng trong hợp chất protein, axit nucleic. P là thành phần quan trọng trong các chất dự trữ năng lượng và trong axit nucleic. K có vai trò chủ yếu trong việc cân bằng nước và ion. Mg là thành phần của chất diệp lục. Ca là thành phần quan trọng của thành tế bào. S là thành phần của một số axit amin quan trọng như xistin, xistein, metionin. 13
14. Câu 3. Vai trò chung của các nguyên tố vi lượng: Dựa vào các kiến thức trong SGK để trả lời. Chú ý đến vai trò tham gia vào quá trình trao đổi chất với tư cách là thành phần của các coenzim và hoạt hoá enzim. Một số nguyên tố cụ thể: Fe có vai trò hoạt hoá enzim tổng hợp chất diệp lục. Co tham gia hoạt hoá enzim nitrogenaza. B tham gia hoạt hoá enzim auxin – oxidaza. Câu 4. – Nêu được hai nhóm vi khuẩn cố định nitơ khí quyển - Nêu được 4 điều kiện cố định nitơ khí quyển - Nêu cơ chế cố định nitơ khí quyển – cơ chế khử Câu 5. – Nêu quá trình khử nitrat với các lực khử NADH và FedH2 + - Nêu quá trình đồng hoá nhóm NH4 để hình thành axit amin với 4 phản ứng khử amin hoá và amin hoá. IV. 2. Bài tập trắc nghiệm Câu 1. B Câu 2. B Câu 3. C Câu 4. A Câu 5. D Ngày soạn: 20/09/2019 BUỔI 8;9 Quang hợp I. Mục tiêu Học xong phần A3, học sinh phải: - Trình bày được khái niệm và vai trò của quang hợp - Giải thích được mối liên quan chặt chẽ giữa chức năng và bộ máy quang hợp - Phân biệt và so sánh được sự giống nhau và khác nhau về các con đường cố định CO2 ở các nhóm thực vật C3, C4, CAM - Giải thích được các ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đến quang hợp - Liên hệ và vận dụng được giữa lí luận với thực tiễn vấn đề điều khiển chức năng quang hợp với mục đích nâng cao năng suất cây trồng II. Tóm tắt nội dung 1.Khái niệm về quang hợp 1.1. Định nghĩa: Phương trình quang hợp được viết như sau: 6 CO2 + 6 H2O —-A/s, Sắc tố —-> C6H12O6 + 6O2 Người ta thường dựa vào phương trình quang hợp này để định nghỉa quá trình quang hợp của thực vật. Quang hợp là quá trình cây xanh hấp thụ năng lượng ánh sáng bằng hệ sắc tố của mình và sử dụng năng lượng này để tổng hợp chất hữu cơ (đường glucôzơ) từ các chất vô cơ (CO2 và H2O). 1.2. Vai trò của quá trình quang hợp Chúng ta có thể khẳng định một cách chắc chắn rằng: Quang hợp là một quá trình mà tất cả sự sống trên trái đất này đều phụ thuộc vào nó và chứng minh điều khẳng định này bằng ba vai trò của quá trình quang hợp sau đây: 14
15. a) Quang hợp tạo ra hầu như toàn bộ các chất hữu cơ trên trái đất. Ngoài quá trình quang hợp ở cây xanh và ở một số vi sinh vật quang hợp, nói chung không có một sinh vật nào có thể tự tạo được chất hữu cơ (trừ một số rất ít vi sinh vật hoá tự dưỡng). Vì vậy người ta gọi thực vật và một số vi sinh vật quang hợp là các sinh vật quang tự dưỡng và luôn đứng đầu chuỗi thức ăn trong các hệ sinh thái. Động vật lấy thức ăn trực tiếp từ thực vật. Nhu cầu ăn, mặc, ở của con người được cung cấp gián tiếp (qua động vật) và trực tiếp từ thực vật. b) Hầu hết các dạng năng lượng sử dụng cho các quá trình sống của các sinh vật trên trái đất (năng lượng hoá học tự do – ATP ) đều được biến đổi từ năng lượng ánh sáng mặt trời (năng lượng lượng tử) do quá trình quang hợp. c) Quang hợp giữ trong sạch bầu khí quyển: Hàng năm quá trình quang hợp của các cây xanh trên trái đất đã hấp thụ 600 tỉ tấn khí CO2 và giải phóng 400 tỉ tấn khí O2 vào khí quyển. Nhờ đó tỉ lệ CO2 và O2 trong khí quyển luôn được giữ cân bằng (CO2: 0,03%, O2: 21%), đảm bảo cuộc sống bình thường trên trái đất. 1.3. Bản chất hoá học và khái niệm hai pha của quang hợp: Trên cơ sở các thí nghiệm: - Chiếu sáng nhấp nháy - Ánh sáng và nồng độ CO2 - Đo hệ số nhiệt Q10 Đã xác định: quang hợp gồm quá trình oxy hoá H2O nhờ năng lượng ánh sáng. Đây là giai đoạn gồm các phản ứng cần ánh sáng, phụ thuộc vào ánh sáng, gọi là pha sáng của quang hợp. Pha sáng hình thành ATP, NADPH và giải phóng O2. Tiếp theo là quá trình khử CO2 nhờ ATP và NADPH do pha sáng cung cấp. Đây là giai đoạn gồm các phản ứng không cần ánh sáng, nhưng phụ thuộc vào nhiệt độ, gọi là pha tối của quang hợp. Pha tối hình thành các hợp chất hữu cơ, bắt đầu là đường glucôzơ. 2. Bộ máy quang hợp 2.1. Lá- Cơ quan quang hợp Hình thái, cấu trúc của lá liên quan đến chức năng quang hợp. - Lá dạng bản và có đặc tính hướng quang ngang - Lá có một hoặc hai lớp mô giậu ở mặt trên và mặt dưới lá ngay sát lớp biểu bì chứa lục lạp thực hiện chức năng quang hợp - Lá có lớp mô khuyết với khoảng gian bào lớn, nơi chứa nguyên liệu quang hợp - Lá có hệ thống mạch dẫn dày đặc để dẫn sản phẩm quang hợp đi các cơ quan khác - Lá có hệ thống khí khổng ở cả mặt trên và mặt dưới để trao đổi khí trong quá trình quang hợp 2.2. Lục lạp -bào quan thực hiện chức năng quang hợp Cấu trúc của lục lạp thích ứng với việc thực hiện hai pha của quang hợp: pha sáng thực hiện trên cấu trúc hạt, pha tối thực hiện trên thể nền. 2.3. Hệ sắc tố quang hợp: - Nhóm sắc tố chính – clorophin. + Clorophin a: C55H72O5N4Mg + Clorophin b: C55H70O6N4Mg - Nhóm sắc tố phụ – Carotenoid + Caroten: C40H56 + Xanthophin: C40H56O(1-6) - Nhóm sắc tố của thực vật bậc thấp – phycobilin: + Phycoerythrin: C34H47N4O8 + Phycoxyanin: C34H42N4O9 15
16. Vai trò của các nhóm sắc tố trong quang hợp: a). Nhóm Clorophin hấp thụ ánh sáng chủ yếu ở vùng đỏ và vùng xanh tím chuyển năng lượng thu được từ các phôton ánh sáng cho quá trình quang phân ly H2O và cho các phản ứng quang hóa để hình thành ATP và NADPH b). Nhóm Carotenoit sau khi hấp thụ ánh sáng, đã truyền năng lượng thu được dưới dạng huỳnh quang cho Clorophin c). Nhóm Phycobilin hấp thụ ánh sáng ở vùng sóng ngắn, sóng có thể tới được nơi sinh sống của rong, rêu, tảo, ( dưới tán rừng hoặc dưới các lớp nước sâu) 3. Cơ chế quang hợp 3.1. Pha sáng Trong pha này hệ sắc tố thực vật hấp thụ năng lượng của các phôtôn ánh sáng và sử dụng năng lượng này cho các quá trình: quang hoá sơ cấp, quang phân li nước và photphorin hoá quang hoá. Có thể tóm tắt pha sáng bằng các phản ứng sau: 1. Phản ứng kích thích chlorophin: chl + h√ = chl* = chln (ch l- trạng thái bình thường, chl* – trạng thái kích thích, chln – trạng thái bền thứ cấp). 2. Phản ứng quang phân li nước: 4 chl* + 2 H2O ↔ 4chlH+ + 4e + O2 3. Phản ứng quang hoá sơ cấp 3 (được thực hiện bằng hai hệ quang hoá PSI và PSII) và photphorin hoá quang hoá: 12H2O +18ADP + 18Pv + 12NADP => 18ATP + 12NADPH2 +6O2 3.2.Pha tối Trong pha này ATP và NADPH hình thành từ pha sáng được sử dụng để khử CO2 tạo ra chất hữu cơ đầu tiên – đường glucôzơ. Pha tối được thực hiện bằng ba chu trình ở ba nhóm thực vật khác nhau: thực vật C3, thực vật C4 và thực vật CAM (viết tắt từ cụm từ Crassulacean Acid Metabolism – trao đổi acit ở họ Thuốc bỏng). Như vậy quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM đều có một điểm chung là giống nhau ở pha sáng, chúng chỉ khác nhau ở pha tối – tức là pha cố định CO2 và tên gọi thực vật C3, C4 là gọi theo sản phẩm cố định CO2 đầu tiên, còn thực vật CAM là gọi theo đối tượng thực vật có con đường cố định CO2 này. 1. Con đường cố định CO2 ở thực vật C3 2. Con đường cố định CO2 ở thực vật C4 16
17. 3. Con đường cố định CO2 ở thực vật CAM 4. ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đến Quang hợp Quang hợp là quá trình cơ bản trong hoạt động sống của cơ thể thực vật, có quan hệ mật thiết với tất cả các quá trình trao đổi chất khác của cơ thể và chịu ảnh hưởng liên tục của nhân tố môi trường. 4.1. Quang hợp và nồng độ CO2. CO2 trong không khí là nguồn cung cấp cacbon cho quang hợp. Nồng độ CO2 trong không khí quyết định vận tốc của quá trình quang hợp. 17
18. a) Điểm bù CO2: Nồng độ CO2 tối thiểu để cường độ quang hợp và cường độ hô hấp bằng nhau. b) Điểm bão hoà CO2: Nồng độ CO2 tối đa để cường độ quang hợp đạt cao nhất. 4.2. Quang hợp và cường độ, thành phần quang phổ ánh sáng Trong các yếu tố môi trường liên quan đến quang hợp, ánh sáng là yếu tố cơ bản để tiến hành quang hợp. Trong mối liên quan này, cần lưu ý hai khái niệm: a) Điểm bù ánh sáng: Cường độ ánh sáng tối thiểu để cường độ quang hợp và hô hấp bằng nhau. b) Điểm bão hoà ánh sáng: Cường độ ánh sáng cực đại để cường độ quang hợp đạt cực đại. Về thành phần quang phổ ánh sáng: Đã nghiên cứu mối quan hệ giữa cường độ quang hợp và thành phần quang phổ ánh sáng và thấy rằng: Nếu cùng một cường độ chiếu sáng thì ánh sáng đơn sắc màu đỏ sẽ có hiệu quả quang hợp lớn hơn ánh sáng đơn sắc màu xanh tím. 4.3. Quang hợp và nhiệt độ Hệ số nhiệt Q10 đối với pha sáng là: 1,1- 1,4, đối với pha tối là: 2-3. Như vậy cường độ quang hợp phụ thuộc rất chặt chẽ vào nhiệt độ. Sự phụ thuộc giữa nhiệt độ và quang hợp theo chiều hướng như sau: khi nhiệt độ tăng thì cường độ quang hợp tăng rất nhanh và thường đạt cực đại ở 25 – 350C rồi sau đó giảm mạnh đến 0. 4.4. Quang hợp và nước Vai trò của nước đối với quang hợp có thể tóm tắt như sau: - Hàm lượng nước trong không khí, trong lá ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước, do đó ảnh h ưởng đến độ mở khí khổng, tức là ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ CO2 vào lục lạp. - Nước ảnh hởng đến tốc độ sinh trưởng và kích thước của bộ máy đồng hoá. - Nước ảnh hưởng đến tốc độ vận chuyển các sản phẩm quang hợp - Hàm lượng nước trong tế bào ảnh hưởng đến độ hidat hoá của chất nguyên sinh và do đó đến điều kiện làm việc của hệ thống enzim quang hợp - Quá trình thoát hơi nước đã điều hoà nhiệt độ của lá, do đó ảnh hưởng đến quang hợp - Sau cùng nước là nguyên liệu trực tiếp cho quang hợp với việc cung cấp H+ và e cho phản ứng sáng. 5.5. Quang hợp và dinh dưỡng khoáng Chú ý học theo sơ đồ minh hoạ trong SGK 5. Quang hợp và năng suất cây trồng 5.1. Quang hợp quyết định năng suất cây trồng Người ta đã chứng minh được rằng: Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định năng suất cây trồng. Phân tích thành phần hoá học trong sản phẩm thu hoạch của cây trồng ta sẽ có các số liệu sau: C: 45%, O: 42-45%, H: 6,5% chất khô. Tổng ba nguyên tố này chiếm 90-95% khối lượng chất khô. Phần còn lại: 5-10% là các nguyên tố khoáng. Rõ ràng là 90-95% sản phẩm thu hoạch của cây lấy từ CO2 và H2O thông qua hoạt động quang hợp. Chính vì vậy chúng ta có thể khẳng định rằng: Quang hợp quyết định 90-95% năng suất cây trồng. Timiriazev-nhà Sinh lí thực vật người Nga đã viết: “ Bằng cách điều khiển chức năng quang hợp, con ngời có thể khai thác cây xanh vô hạn “. Trồng trọt đúng là một hệ thống sử dụng chức năng cơ bản của cây xanh – chức năng quang hợp và tất cả các biện pháp kĩ thuật của hệ thống trồng trọt đều nhằm mục đích sao cho mọi hoạt động của bộ máy quang hợp có hiệu quả nhất. Có thể nói: Trồng trọt chính là ngành kinh doanh năng lượng mặt trời. 5.2. Các biện pháp nâng cao năng suất cây trồng thông qua quang hợp 18
19. Đã có nhiều nghiên cứu làm sáng tỏ mối quan hệ giữa hoạt động của bộ máy quang hợp và năng suất cây trồng. Nhitriporovich – nhà Sinh lí thực vật người Nga đã đưa ra biểu thức năng suất cho mối quan hệ này: Nkt = (FCO2.L.Kf .Kkt)n Nkt : năng suất kinh tế -phần chất khô tích luỹ trong cơ quan kinh tế 2 FCO2: khả năng quang hợp gồm: cường độ quang hợp (mg CO2/dm lá.giờ) và hiệu suất quang hợp (gam chất khô/m2lá.ngày). L: diện tích quang hợp, gồm chỉ số diện tích lá (m2 lá/m2 đất) và thế năng quang hợp (m2 lá.ngày). Kf: hệ số hiệu quả quang hợp – tỷ số giữa phần chất khô còn lại và tổng số chất khô quang hợp được. Kkt: hệ số kinh tế – tỷ số giữa số chất khô tích luỹ trong cơ quan kinh tế và tổng số chất khô quang hợp được. n: thời gian hoạt động của bộ máy quang hợp. Từ biểu thức trên chúng ta thấy rằng: năng suất cây trồng phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Khả năng quang hợp của giống cây trồng (FCO2). - Nhịp điệu sinh trưởng của bộ máy quang hợp (L). - Khả năng tích luỹ chất khô vào cơ quan kinh tế (Kf, Kkt). - Thời gian hoạt động của bộ máy quang hợp (n). Như vậy các biện pháp kĩ thuật nhằm nâng cao năng suất cây trồng chính là các biện pháp nhằm: - Tăng cường độ và hiệu suất quang hợp bằng chọn giống, lai tạo giống mới có khả năng quang hợp cao . - Điều khiển sự sinh trưởng của diện tích lá bằng các biện pháp kĩ thuật như bón phân, tưới nước hợp lí. - Nâng cao hệ số hiệu quả quang hợp và hệ số kinh tế bằng chọn giống và các biện pháp kĩ thuật thích hợp - Chọn các giống cây trồng có thời gian sinh trưởng vừa phải hoặc trồng vào thời vụ thích hợp để cây trồng sử dụng được tối đa ánh sáng mặt trời cho quang hợp . 5.3. Triển vọng của năng suất cây trồng Trên quan điểm quang hợp, muốn tăng năng suất cây trồng, chúng ta phải điều khiển quần thể quang hợp cả ba mặt: thành phần tạo nên quần thể, cấu trúc của quần thể và hoạt động của quần thể, sao cho có hiệu quả nhất. Trong thực tế sản xuất, người ta đã nghiên cứu tạo ra các quần thể quang hợp có năng suất rất cao như quần thể quang hợp của vi tảo Chlorella, quần thể quang hợp tối ưu của thực vật trong điều kiện khí hậu nhân tạo. Các hệ quang hợp này đã sử dụng được 5% ánh sáng mặt trời và cho năng suất khoảng 125 tạ /ha (vùng ôn đới v), 250 tạ / ha (vùng nhiệt đới v), trong khi hầu hết các quần thể cây trồng, kể cả quần thể rừng nhiệt đới chỉ mới sử dụng được 0,5 – 2,5% ánh sáng mặt trời và cho năng suất khoảng 50 tạ / ha. Trong tương lai với sự tiến bộ của các phương pháp chọn, lai tạo giống mới, với sự hoàn thiện các biện pháp kĩ thuật canh tác, chắc chắn việc nâng cao năng suất cây trồng ở một đất nước giầu ánh sáng như nước ta sẽ có triển vọng rất to lớn III. Câu hỏi và bài tập III. 1. Câu hỏi ôn tập 1. Vì sao nói: Quang hợp là quá trình oxi hoá khử? 2. Nêu vai trò của quang hợp? 3. Trong màng thylacoit của lục lạp có 2 hệ thống quang hoá3: PS I và PS II a) PS I hay PS II hoặc cả hai chứa sắc tố hấp thụ ánh sáng. Đó là những nhóm sắc tố nào? b) Quang phân ly H2O xảy ra ở đâu, sản phẩm của chúng là gì ? Sản phẩm nào được sử dụng cho phản ứng sáng? 19
20. c) Một số vi khuẩn quang hợp không có quá trình quang phân ly H2O mà phân huỷ các hợp chất khác. Hãy chọn một hợp chất đúng trong các hợp chất sau đây: H2S,CH4,Na2SO4,C2H4 4. Cây cối có thể điều chỉnh số lượng và chất lượng ánh sáng chiếu vào nó được không? Bằng cách nào? 5. Khi đo cường độ quang hợp của cây trồng vùng nhiệt đới người ta thấy có hiện cường độ quang hợp giảm vào buổi tra. Hãy giải thích hiện tợng này. III. 2. Bài tập trắc nghiệm 1. I. Sinh vật tự dưỡng cũng là sinh vật quang dưỡng II. Chỉ khoảng 1% tổng số ánh sáng chiếu xuống mặt đất được sử dụng cho quang hợp III. Chất lượng và cờng độ ánh sáng thay đổi theo chiều thẳng đứng của tán cây rừng IV. Cường độ và chất lượng ánh sáng thay đổi theo chiều thẳng đứng của cột nước. Tổ hợp nào dưới đây là đúng: A. I , III , IV B. II , III , IV C. III , IV D. I , II, III, IV 2. Chu trình Canvin -Benson : A. xảy ra vào ban đêmA B. tổng hợp glucôzơB C. giải phóng CO2C D. giải phóng O2 3. Lợi thế của thực vật C4: A. cần ít lượng tử ánh sáng để cố định 1 ptg CO2 B. xảy ra ở điều kiện nồng độ CO2 thấp hơn so với thực vật C3 C. sử dụng nước một cách kinh tế hơn thực vật C3 D. đòi hỏi ít dinh dưỡng hơn E. sử dụng ít ATP hơn trong pha tối so với thực vật C3 4. Các chất dưới đây đều có màu . Đối với chất nào thì màu sắc không liên quan trực tiếp đến chức năng của nó? A. Chlorophyll B. Phytocrom C. Cytocrom D. Hemoglobin E. Tất cả các chất trên 5. Một cây C3 và một cây C4 được đặt trong cùng một chiếc chuông thuỷ tinh kín dưới ánh sáng. Nồng độ CO2 thay đổi thế nào trong chuông thuỷ tinh? A. không thay đổi B. giảm đến điểm bù CO2 của cây C3 C. giảm đến điểm bù CO2 của cây C4 D. tăng E. giảm tới dưới điểm bù CO2 của cây C4. 20
21. 6. NADPH có vai trò gì trong quang hợp: A. cùng với chlorophyll hấp thụ năng lượng ánh sáng B. nhận e đầu tiên của pha sáng C. thành viên trong chuỗi truyền e để hình thành ATP D. cùng với PSII giúp quá trình quang phân ly nước E. mang e đến chu trình Canvin – Benson 7. Chu trình Canvin -Benson không phụ thuộc trực tiếp vào ánh sáng, nhưng không xảy ra vào ban đêm, vì sao ? A. ban đêm nhiệt độ thấp không thích hợp với các phản ứng hoá học B. nồng độ CO2 thường giảm vào ban đêm C. chu trình Canvin -Benson phụ thuộc vào các sản phẩm của pha sáng D. thực vật thường mở khí khổng vào ban đêm E. ban đêm thực vật không hình thành nớc cần cho chu trình Canvin -Benson. 8. Thực vật chịu hạn mất một lượng nước tối thiểu bởi vì: A. sử dụng con đường CAM B. giảm độ dày của lớp cutin lá C. vòng caspary phát triển giữa lá và cành D. có khoảng chứa nước lớn trong lá E. sử dụng con đường C3 9. Trong quang hợp của thực vật C4 A. APG là sản phẩm cố định CO2 đầu tiên B. RuBiSCO xúc tác cho quá trình trên C. Axit 4C được hình thành bởi PEP -cacboxylaza ở tế bào bao bó mạch D. quang hợp xảy ra trong điều kiện nồng độ CO2 thấp hơn so với thực vật C3 E. CO2 được tách từ RiDP chuyển đến phản ứng với PEP 10. Pha sáng của quang hợp sẽ cung cấp cho pha tối: A. năng lượng ánh sáng B. CO2 C. H2O D. ATP và NADPH E. O2 11. Photon của bước sóng nào giầu năng lượng nhất: A. xanh lục B. vàng C. xanh tím D. da cam E. đỏ 12. Khi nhiệt độ cao, lượng oxy hoà tan cao hơn CO2 trong lục lạp, cây nào dưới đây sự sinh trưởng không giảm: A. dưa hấu B. ngô C. lúa nước D. rau cải E. bí ngô 21
22. IV. Trả lời câu hỏi và bài tập IV. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Nói: Quang hợp là quá trình oxi hoá khử, vì quang hợp là một quá trình hoá học gồm 2 pha rõ rệt: Pha sáng là pha oxi hoá H2O nhờ năng lượng ánh sáng và pha tối là pha khử CO2 nhờ ATP và NADPH hình thành từ pha sáng. Câu 2. Vai trò của quang hợp: Nêu đầy đủ 3 vai trò: - Quang hợp là quá trình gần như duy nhất tạo ra chất hữu cơ từ các chất vô cơ. - Quang hợp biến đổi năng lượng vật lí Q (năng lượng phôtôn n) thành năng lượng hoá học dự trữ trong các chất hữu cơ ( ATP ). - Quang hợp hấp thụ CO2 và thải O2, giúp cân bằng tỉ lệ CO2 và O2 trong khí quyển và chỉ với tỉ lệ này con người và mọi sinh vật trên trái đất này mới tồn tại được. Câu 3. a) Cả hai hệ thống quang hoá đều chứa sắc tố. Đó là các nhóm sắc tố: clorophin và carotenoit. b) Quang phân li H2O xảy ra ở pha sáng ( PS II ). Sản phẩm của quá trình này là NADPH và O2. Sản phẩm NADPH được sử dụng cho phản ứng tối. c) Hợp chất đúng là H2S Câu 4. Có. Bằng cách: - Sắp xếp các tầng lá trên cây - Xoay bề mặt lá vuông góc hoặc song song với tia sáng. - Thay đổi bề mặt chiếu sáng hoặc vị trí của lục lạp. IV. 2. Bài tập trắc nghiệm Câu 1. B Câu 2. B Câu 3. B Câu 4. A Câu 5. C Câu 6. E Câu 7. C Câu 8. A Câu 9. D Câu 10. D Câu 11. C Câu 12. B Ngày soạn: 25/09/2019 BUỔI 10;11 Hô hấp thực vật I. Mục tiêu Học xong phần A4, học sinh phải: - Giải thích được khái niệm về hô hấp và vai trò của nó đối với đời sống thực vật - Mô tả được các giai đoạn của cơ chế hô hấp: quá trình, sản phẩm, nơi xảy ra, điều kiện xảy ra. - Trình bày được ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đến hô hấp - Biết vận dụng vào thực tế các biện pháp bảo quản nông sản trên quan điểm hô hấp II. Tóm tắt nội dung 1. Khái niệm về hô hấp thực vật 1.1. Định nghĩa và phương trình hô hấp Hô hấp là quá trình oxi hoá các hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O đồng thời giải phóng năng lượng cần thiết cho các hoạt động sống của cơ thể. 22
23. Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp được viết như sau: C6H12O6 + O2 => 6CO2 + 6H2O +Q (năng lượng: ATP + nhiệt) 1.2. Vai trò của quá trình hô hấp Hô hấp được xem là quá trình sinh lí trung tâm của cây xanh, có vai trò đặc biệt quan trọng trong các quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng: - Trước hết thông qua quá trình hô hấp, năng lượng hoá học tự do dưới dạng ATP được giải phóng từ các hợp chất hữu cơ và năng lượng dưới dạng ATP này được sử dụng cho các quá trình sống của cơ thể: quá trình trao đổi chất, quá trình hấp thụ và vận chuyển chủ động các chất, quá trình vận động sinh trưởng, quá trình phát quang sinh học, Cụ thể là 1 phân tử glucôzơ khi hô hấp hiếu khí giải phóng 36 ATP, tức là cơ thể thực vật đã thu được gần 50% năng lượng có trong 1 phân tử glucôzơ (674 kcal/M). - Trong các giai đoạn của quá trình hô hấp, nhiều sản phẩm trung gian đã được hình thành và các sản phẩm trung gian này lại là đầu mối (nguyên liệu) của các quá trình tổng hợp nhiều chất khác trong cơ thể. Với vai trò này hô hấp được xem như quá trình tổng hợp cả về mặt năng lượng lẫn mặt vật chất. 2. Cơ chế hô hấp Cơ chế hô hấp với các giai đoạn hô hấp sau: - Con đường đường phân - Chu trình Crép - Chuỗi truyền điện tử và quá trình photphorin hoá Các giai đoạn của quá trình hô hấp trong cơ thể thực vật có thể tóm tắt như sau: a) Giai đoạn phân giải đường (đường phân) xảy ra ở chất tế bào trong điều kiện yếm khí: Glucôzơ —-> 2 Axit pyruvic b) Phân giải kị khí và hô hấp hiếu khí - Phân giải kị khí (lên men) xảy ra ở chất tế bào chưa có sự tham gia của O2 Axit pyruvic —> Rượu Etilic Axit pyruvic —-> Axit Lactic - Hô hấp hiếu khí xảy ra ở ty thể với sự có mặt của O2: Chu trình Crép: Axit pyruvic CO2 + H2O c) Chuỗi truyền điện tử và quá trình photphorin hoá tạo ra 30 ATP 3. Hệ số hô hấp (RQ) Hệ số hô hấp -kí hiệu là RQ – là tỉ số giữa số phân tử CO2 thải ra và số phân tử O2 hút vào khi hô hấp. RQ của nhóm hydrat cacbon bằng 1 Ví dụ V: C6H12O6 + 6 O2 = 6CO2 + 6H2O RQ = 6/6 = 1 RQ của nhóm lipit, protein th ường 1 ý nghĩa của hệ số hô hấp: Hệ số hô hấp cho biết nguyên liệu (bản thể) đang hô hấp là nhóm chất gì và trên cơ sở đó có thể đánh giá tình trạng hô hấp và tình trạng của cây. 4. Năng lương hô hấp 23
24. - Hệ số sử dụng năng lượng hô hấp - Cơ chế hình thành ATP 5. Hô hấp sáng Hô hấp sáng là hô hấp xảy ra ngoài ánh sáng. Nhóm thực vật C3 thường xảy ra quá trình hô hấp này. Đó là khi thực vật C3 phải sống trong điều kiện khí hậu nóng ẩm kéo dài với nồng độ O2 cao, cường độ ánh sáng cao, trong khi nồng độ CO2 lại thấp. Khi đó trong pha cacboxi hoá của chu trinh Canvin xảy ra quá trình oxi hoá RiDP thành Axit glycolic. Axit glycolic chính là bản thể của hô hấp sáng. Hô hấp sáng không có ý nghĩa về mặt năng lượng (không giải phóng ATP), nhưng lại tiêu tốn 30-50% sản phẩm quang hợp. 6. Hô hấp và các điều kiện môi trường 6.1. Hô hấp và nhiệt độ Hô hấp bao gồm các phản ứng hoá học với sự xúc tác của các ezim do đó phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ. Mối quan hệ giữa cường độ hô hấp và nhiệt độ thường được biểu diễn bằng đồ thị có đường cong một đỉnh Nhiệt độ thấp nhất mà cây bắt đầu hô hấp biến thiên trong khoảng -100C; 00C tuỳ theo loài cây ở các vùng sinh thái khác nhau. Nhiệt độ tối ưu cho hô hấp trong khoảng 35 – 400C Nhiệt độ tối đa cho hô hấp trong khoảng 45 – 550C . Trên nhiệt độ tối đa, bộ máy hô hấp sẽ bị phá huỷ. 6.2. Hô hấp và hàm lượng nước trong cơ thể, cơ quan hô hấp Nước vừa là dung môi vừa là môi trường cho các phản ứng hoá học xảy ra. Nước còn tham gia trực tiếp vào quá trình oxi hoá nguyên liệu hô hấp. Vì vậy hàm lượng nước trong cơ quan, cơ thể hô hấp liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp. Các nghiên cứu cho thấy: Cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước (độ ẩm tương đối) của cơ thể, cơ quan hô hấp. Hàm lượng nước trong cơ quan hô hấp càng cao thì cường độ hô hấp càng cao và ngược lại. Hạt thóc, ngô phơi khô có độ ẩm khoảng 13 – 16% có cường độ hô hấp rất thấp (ở mức tối thiểu). 6.3. Hô hấp và nồng độ O2, CO2 trong không khí a) O2 tham gia trực tiếp vào việc oxi hoá các chất hữu cơ và là chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi truyền điện tử để sau đó hình thành nước trong hô hấp hiếu khí. Vì vậy nếu nồng độ O2 trong không khí giảm xuống dưới 10% thì hô hấp sẽ bị ảnh hưởng và khi giảm xuống dưới 5% thì cây chuyển sang hô hấp kị khí – dạng hô hấp không có hiệu quả năng lượng rất bất lợi cho cây trồng. b) CO2 là sản phẩm của quá trình hô hấp. Các phản ứng đêcacbôxi hoá để giải phóng CO2 là các phản ứng thuận nghịch. Nếu hàm lượng CO2 cao trong môi trường sẽ làm cho phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch và hô hấp bị ức chế. 7. Hô hấp và vấn đề bảo quản nông sản, thực phẩm, rau quả 1. Mục tiêu của bảo quản: Giữ được đến mức tối đa số lượng và chất lượng của đối tượng bảo quản trong suốt quá trình bảo quản. 2. ảnh hưởng của hô hấp trong quá trình bảo quản: a) Hô hấp tiêu hao chất hữu cơ của đối tượng bảo quản, do đó làm giảm số lượng và chất lượng trong quá trình bảo quản. 24
25. b) Hô hấp làm tăng nhiệt độ trong môi trường bảo quản, do đó làm tăng cường độ hô hấp của đối tượng bảo quản. c) Hô hấp làm tăng độ ẩm của đối tượng bảo quản, do đó làm tăng cường độ hô hấp của đối tượng bảo quản. d) Hô hấp làm thay đổi thành phần khí trong môi trường bảo quản: Khi hô hấp tăng O2 sẽ giảm, CO2 sẽ tăng và khi O2 giảm quá mức, CO2 tăng quá mức thì hô hấp ở đối tượng bảo quản sẽ chuyển sang dạng hô hấp yếm khí và đối tượng bảo quản sẽ bị phân huỷ nhanh chóng. 3. Các biện pháp bảo quản: Để giảm cường độ hô hấp đến mức tối thiểu (không giảm đến 0 vì đối tượng bảo quản sẽ chết) người ta thường sử dụng ba biện pháp bảo quản sau đây: a) Bảo quản khô: Biện pháp bảo quản này thường sử dụng để bảo quản các loại hạt trong các kho lớn. Trước khi đưa hạt vào kho, hạt được phơi khô với độ ẩm khoảng 13-16% tuỳ theo từng loại hạt. b) Bảo quản lạnh: Phần lớn các loại thực phẩm, rau quả được bảo quản bằng phương pháp này. Chúng được giữ trong các kho lạnh, tủ lạnh ở các ngăn có nhiệt độ khác nhau. Ví dụ: khoai tây ở 4, cải bắp ở 1, cam, chanh ở 6oC c) Bảo quản trong điều kiện nồng độ CO2 cao: Đây là biện pháp bảo quản hiện đại và cho hiệu quả bảo quản cao. Biện pháp này thường sử dụng các kho kín có nồng độ CO2 cao hoặc đơn giản hơn là các túi polietilen. Tuy nhiên việc xác định nồng độ CO2 thích hợp là điều hết sức quan trọng đối với các đối tượng bảo quản và mục đích bảo quản. III. Câu hỏi và bài tập III. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Vai trò của hô hấp trong đời sống thực vật và con người? Câu 2. Mối liên quan giữa phân giải kị khí (lên men l) và hô hấp hiếu khí? Câu 3. Hệ số hô hấp là gì? Nêu ý nghĩa của của việc tính hệ số hô hấp? Câu 4. Hệ số hiệu quả năng lượng hô hấp là gì? Cho một ví dụ về cách tính hệ số này? Câu5. Hãy nêu cơ sở khoa học của các biện pháp bảo quản nông sản trên quan điểm hô hấp? III. 2. Bài tập trắc nghiệm 1. Pyruvat là sản phẩm cuối cùng của quá trình đường phân. Điều khẳng định nào dới đây là đúng: A. Có nhiều năng lượng trong 6 phân tử CO2 hơn là trong 2 phân tử pyruvat B. Hai phân tử pyruvat chứa ít năng lượng hơn là một phân tử glucôzơ C. Pyruvat dễ ở trạng thái oxyhoá hơn là CO2 D. Năng lượng trong 6 phân tử CO2 nhiều hơn trong 1 phân tử glucôzơ 2. Trong hô hấp hiếu khí, điện tử di chuyển xuôi dòng từ: A. Bản thể -> chu trình Creps -> ATP à NAD+ B. Bản thể -> NADH à chuỗi truyền điện tử à O2 C. Bản thể -> ATP à O2 D. Bản thể -> đường phân à chu trình Creps -> NADH à ATP 25
26. 3. Phần lớn NADH giải phóng năng lượng cho chuỗi truyền điện tử là từ: A. Hoá thẩm B. Tế bào chất C. Đường phân D. Sinh tổng hợp E. Chu trình Creps 4. Khi các phân tử protein được sử dụng như một bản thể hô hấp tế bào thì nhóm chất nào sau đây là sản phẩm bị loại: A. Nhóm amin B. Các axit béo C. Các phân tử đường D. Các phân tử axit lactic E. Ethanol và CO2 5. Trong một thí nghiệm về hô hấp tế bào nếu bản thể hô hấp là đường có chứa O2 phóng xạ thì sau một thời gian O2 phóng xạ sẽ tìm thấy ở hợp chất nào: A. CO2 B. NADH C. H2O D. ATP E. O2 6. Hô hấp sáng: A. Chỉ xảy ra ở thực vật C4 B. Bao gồm các phản ứng xảy ra ở vi thể C. Làm tăng sản phẩm quang hợp D. Sử dụng enzym PEP – cacboxylaza E. Phụ thuộc vào cường độ ánh sáng và nồng độ CO2 7. Con đường trao đổi chất nào chung cho quá trình lên men và hô hấp hiếu khí: A. Chu trình Creps B. Chuỗi truyền điện tử C. Đường phân D. Tổng hợp Acetyl – CoA từ pyruvat E. Khử pyruvat thành lactat 8. Chất nhận điện tử cuối cùng của chuỗi truyền điện tử trong quá trình photphorin hoá oxyhoá là: A. O2 B. H2O C. NAD+ D. Pyruvat E. ADP 9. Trong cây xanh quá trình nào có thể tiếp tục trong cả 4 điều kiện sau: nắng, rải rác có mây, đầy mây, mưa A. Tăng khả năng quang hợp B. Hấp thụ nước C. Hô hấp D. Thoát hơi nước E. Rỉ nhựa và ứ giọt 26
27. 10. Các nguyên tử O2 được sử dụng để tạo H2O ở cuối chuỗi photphorin hoá được lấy từ: A. CO2 B. Glucôzơ C. O2 không khí D. Pyruvat 11. Minh hoạ nào sau đây là đúng với con đường đường phân: A. bắt đầu oxyhoá glucôzơ B. hình thành một ít ATP C. hình thành NADH D. phân chia glucôzơ thành 2 axit pyruvic E. tất cả những điều trên 12. Phần lớn ATP hình thành trong hô hấp tế bào là từ: A. đường phân B. hoá thẩm C. lên men D. sinh tổng hợp E . chu trình Creps IV. Trả lời câu hỏi và bài tập IV. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Hô hấp là một quá trình oxi hoá các hợp chất hữu cơ để giải phóng năng lượng dưới dạng ATP. Vì vậy khi nêu vai trò của hô hấp trước hết phải thấy là việc giải phóng năng lượng đang tích luỹ trong các chất hữu cơ (năng lượng hoá học n) thành dạng năng lượng ATP sử dụng cho các quá trình sống của cơ thể (năng lượng sinh học n) là vai trò lớn nhất của hô hấp. Sau nữa hô hấp đã tạo ra rất nhiều sản phẩm trung gian trong các giai đoạn hô hấp và các sản phẩm trung gian này lại là đầu mối của các quá trình tổng hợp. Đối với đời sống con người, hô hấp đã được vận dụng như một cơ sở khoa học cho các biện pháp bảo quản nông sản, rau quả, thực phẩm. Câu 2. Phân giải kị khí (lên men l) và hô hấp hiếu khí có một giai đoạn chung là con đường đường phân. Tức là từ đường glucôzơ qua con đường đường phân thành axit pyruvic, sau đó nếu môi trường tiếp tục không có oxi thì axit pyruvic bị phân giải kị khí (lên men l) thành rượu etilic hoặc axit lactic, còn nếu trong môi trường có oxi thì axit pyruvic tiếp tục oxi hoá trong chu trình Crep ở ti thể đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O. Câu 3. Hệ số hô hấp ( RQ ) là tỉ số giữa số phân tử CO2 sinh ra và số phân tử O2 hấp thụ khi hô hấp. Khi đo tỉ số này trong quá trình hô hấp, ta biết nguyên liệu đang hô hấp là thuộc nhóm chất gì và tình trạng hô hấp của cơ thể, cơ quan hô hấp. Câu 4. Hệ số hiệu quả năng lượng hô hấp ( HSHQNLHH ) là tỉ số giữa số năng lượng tích luỹ trong ATP và tổng số năng lượng chứa trong nguyên liệu hô hấp. Cách tính (đã hướng dẫn trong SGK – Bài thực hành) Câu 5. Dựa trên ảnh hưởng của các nhân tố môi trường (nhiệt độn, độ ẩm, nồng độ CO2) đến cường độ hô hấp và ảnh hưởng không có lợi của cường độ hô hấp cao đến chất lượng và khối lượng sản phẩm bảo quản. Đó chính là cơ sở khoa học của các biện pháp bảo quản lạnh, bảo quản khô, bảo quản ở nồng độ CO2 cao. IV. 2. Bài tập trắc nghiệm Câu 1. B Câu 2. B Câu 3. E Câu 4. A Câu 5. A Câu 6. E Câu 7. C Câu 8. A Câu 9. C Câu 10. C Câu 11. E Câu 12. B 27
28. BUỔI 5. Chương II. Cảm ứng A. cảm ứng ở thực vật I. Mục tiêu Học xong phần A, học sinh phải: - Phân biệt được các hình thức vận động hướng động và vận động cảm ứng ở thực vật - Nêu được nguyên nhân gây các hình thức cảm ứng ở thực vật - Rèn luyện kĩ năng quan sát và vận dụng các kiến thức đã học vào việc giải thích các hiện tượng tự nhiên trong thế giới sinh vật. II. Tóm tắt nội dung 1. Vận động hướng động 1. 1. Khái niệm Thực vật sống cố định trên mặt đất, tìm nguồn dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng bằng sự vận động hướng động. Vậy vận động hướng động là gì? Vận động hướng động là sự vận động của một bộ phận hay cơ quan của cây về phía tác nhân kích thích của môi trường. 1. 2. Các hình thức vận động hướng động 1.2.1. Vận động theo ánh sáng (hướng quang) Phản ứng hướng quang dễ dàng nhận thấy khi đặt bao lá mầm vào ánh sáng chiếu một bên, bao lá mầm sẽ uốn cong hướng về phía ánh sáng do tế bào kéo dài mạnh mẽ hơn trên phía bị che tối (không được chiếu sáng). Hoa hướng dương buổi sáng hướng về phía đông, buổi chiều quay về phía tây. Một số loài cỏ khi ở ngoài ánh sáng mặt trời thì bò lan trên mặt đất nhưng ở trong tối chúng sinh trưởng thẳng đứng và thân kéo dài ra. Phản ứng hướng quang nhạy cảm nhất với ánh sáng xanh tím, không giống phản ứng quang phát sinh hình thái, nhạy cảm với ánh sáng đỏ (phản ứng phytocrom, xem sau). Vậy giải thích như thế nào về phản ứng hướng quang? Phần sau sẽ trình bày đầy đủ hơn khi đề cập đến cơ chế tác động của auxin, ở đây chỉ nêu những nét cơ bản. Chóp của bao lá mầm nhận ánh sáng từ một phía, ánh sáng kích thích sự dẫn truyền auxin từ phía ánh sáng đến phía bị che tối làm tế bào sinh trưởng không đều và uốn cong về phía ánh sáng. 1.2.2. Vận động theo trọng lực (hướng đất) Khi đặt cây con nằm ngang thì rễ cây hướng xuống đất, còn chồi cây hướng lên trời Sự sinh trưởng như vậy gọi là hình thức vận động sinh trưởng theo trọng lực. Vì sự vận động sinh trưởng này chính là do tác động của từ trường trái đất. Vậy trọng lực đã ảnh hưởng như thế nào đến tính hướng đất hay tính hướng trọng lực của cây? Quan niệm đầu tiên cho rằng trọng lực đã gây ra sự phân bố auxin không đều ở hai phía trên và dưới của rễ hay chồi, khi đặt cây nằm ngang, dẫn đến sinh trưởng không đều, gây phản ứng hướng đất (tương tự vai trò của auxin với hướng quang). 1.2.3. Vận động theo nguồn nước (hướng nước) Rễ cây luôn luôn sinh trưởng theo nguồn nước (bò lan đến nơi có nước). ở đây nước đóng vai trò tác nhân kích thích của môi trường dẫn đến phản ứng hướng nước. Một số loài cây họ đậu và bầu bí thực sự có khuynh hướng uốn cong rễ hướng đến đất ẩm và rời xa vùng đất khô. 28
29. 1.2.4. Vận động theo nguồn dinh dưỡng (hướng hoá). Rễ cây luôn hướng về phía có nguồn dinh dưỡng tốt đối với chúng và tránh xa nguồn hoá chất độc hại. 2. Vận động cảm ứng 2.1. Khái niệm Vận động cảm ứng là sự vận động của cơ quan hay một bộ phận của cơ thể không phân biệt phía do sự tác động của các tác nhân gây ra sự vận động lên toàn bộ cơ thể (khôngphân biệt phía k). 2.2 Các hình thức vận động cảm ứng 2.2.1. Vận động theo đồng hồ sinh học Đó là các hình thức vận động nở hoa vào ban đêm (cảm đêm), nở hoa vào ban ngày (cảm ngày), nở hoa vào một giờ nhất định, như hoa Mười giờ (cảm nhiệt), vận động ngủ của các cây họ Đậu. Các hình thức vận động này xảy ra theo một nhịp điệu đã được định sẵn cho từng loài cây (Đồng hồ sinh học). 2.2.2. Vận động theo sức trương nước Đó là các hình thức vận động cụp lá, cụp cành của các cây thuộc họ Trinh nữ, vận động của các cây ăn thịt. Các hình thức vận động này xảy ra khi có sự va chạm cơ học. Sự va chạm cơ học này đã kích thích các bơm ion hoạt động, các bơm này bơm các ion ra khỏi tế bào khớp (thể gối), làm tế bào này mất nước, sức trương nước của tế bào khớp gỉảm, làm cành, lá cụp xuống hoặc các nắp, bẫy của các cây ăn thịt đóng lại. III. Câu hỏi và bài tập III. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Thế nào là vận động theo ánh sáng? Giải thích? Câu 2. Thế nào là vận động theo trọng lực? Giải thích? Câu 3. Thế nào là vận động theo đồng hồ sinh học? Giải thích? Câu 4. Thế nào là vận động theo sức trương nước? Giải thích? Câu 5. Phân biệt hai hình thức hướng động và cảm ứng? III. 2. Bài tập trắc nghiệm 1. Chụp bao giấy đen vào đỉnh sinh trưởng của một cây non, rồi chiếu sáng vào một phía. Hiện tượng gì sẽ xảy ra? A. Ngọn cây cong về phía ánh sáng, do ánh sáng chiếu về một phía của cây B. Ngọn cây cong về phía ánh sáng, do auxin chuyển về phía không được chiếu sáng đã kích thích sự sinh trưởng của tế bào phía này. C. Ngọn cây vẫn vươn thẳng, vì không có sự phân bố lại auxin giữa hai phía. D. Ngọn cây cong về phía không được chiếu sáng, do các tế bào ở phía được chiếu sáng sinh trưởng mạnh hơn. 2. Vận động theo trọng lực của rễ cây là do: A. Sự phân bố không đều hàm lượng auxin ở ngọn và rễ B. Rễ cây sinh trưởng tốt hơn trong tối C. Khi đặt cây nằm ngang, auxin tập trung nhiều ở mặt dưới của rễ, đã ức chế sự sinh trưởng của các tế bào ở mặt này. D. Khi đặt cây nằm ngang, các tế bào ở mặt trên của rễ sinh trưởng mạnh hơn, do ảnh hưởng của ánh sáng. 3. Trong các hiện tượng sau đây, hiện tượng nào không thuộc hình thức vận động sinh trưởng theo đồng hồ sinh học? A. Nở hoa vào ban ngày B. Nở hoa vào ban đêm 29
30. C. Nở hoa vào 10 giờ D. Lá cụp xuống khi chạm tay vào 4. Các cây họ Đậu thường cụp lá (ngủ) khi mặt trời lặn. Hiện tượng này thuộc hình thức vận động sinh trưởng nào? A. Vận động hướng động B. Vận động theo ánh sáng C. Vận động theo đồng hồ sinh học D. Vận động theo sức trương nước 5. Điều nào sau đây không đúng khi phân biệt giữa vận động hướng động và vận động cảm ứng: A. Sự khác nhau là ở phía tác động của các nhân tố môi trường B. Sự khác nhau thể hiện ở tốc độ phản ứng trước các nhân tố tác động C. Vận động hướng động là vận động về một phía, còn vận động cảm ứng thì không phân biệt phía D. Cả hai hình thức vận động này đều liên quan đến auxin. IV. Trả lời câu hỏi và bài tập IV. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Vận động theo ánh sáng là sự vận động của một bộ phận của cây ( hoa, ngọn) về phía ánh sáng, khi ánh sáng chiếu vào một phía của cây. Ví dụ: hoa hướng dương hướng về phía mặt trời, ngọn cây hướng về phía có ánh sáng mạnh (trong trường hợp chậu cây đặt cạnh cửa sổt, ngọn cây hướng ra phía ngoài). Sự vận động này do, khi ánh sáng chiếu vào một phía của cơ thể, auxin từ phía chiếu sáng chuyển sang phía không được chiếu sáng, nồng độ auxin cao ở phía này đã kích thích sự sinh trưởng của tế bào và chính sự sinh trưởng không đều của hai lớp tế bào ở hai phía của ngọn đã làm cho ngọn cây cong về phía được chiếu sáng. Câu 2. Vận động theo trọng lực là sự vận động của rễ cây luôn luôn hướng xuống đất, ngay cả khi ta đặt cây nằm ngang. Người ta giải thích sự vận động này như sau: Khi ta đặt cây nằm ngang, auxin tập trung ở nửa dưới của thân, do tác dụng của trọng lực. Nồng độ auxin cao ở mặt dưới rễ đã gây ức chế sự sinh trưởng của tế bào và rễ cong xuống chính là do sự sinh trưởng không đều của lớp tế bào ở hai phía của rễ. Câu 3. Vận động theo đồng hồ sinh học là sự vận động theo một nhịp điệu nhất định trong ngày. Ví dụ: Vận động nở hoa, vận động ngủ. Sự vận động này do các nhân tố môi trường: ánh sáng, nhiệt độ, tác động lên cơ thể không theo một phía xác định. Câu 4. Vận động theo sức trương nước là vận động theo sự thay đổi sức trương nước của các tế bào khớp gối. Ví dụ: Vận động của các cây thuộc họ Trinh nữ, vận động của các cây ăn thịt. Vận động đậy nắp, khép bẫy, cụp lá, cụp cành xảy ra khi có một tác động cơ học là do các bơm ion hoạt động, kéo các ion và tiếp đó là nước ra khỏi tế bào khớp, làm cho các tế bào này mất sức căng trương nước. Câu 5. Sáu hình thức vận động sinh trưởng nêu trong phần ôn tập kiến thức, được chi làm hai loại: Bốn hình thức vận động hướng động (Vận động theo ánh sáng, vận động theo trọng lực, vận động theo nguồn nước, vận động theo nguồn dinh dưỡng) và hai hình thức vận động cảm ứng (Vận động theo đồng hồ sinh học, vận động theo sức trương nước). Hai hình thức vận động hướng động và vận động cảm ứng này có hai điểm khác nhau: - Vận động hướng động xảy ra do nhân tố tác động về một phía của cơ quan, hay cơ thể. Trong khi đó vận động cảm ứng xảy ra do các nhân tố tác động không phân biệt phía. - Vận động hướng động xảy ra chậm, do liên quan đến sự phân bố lại các chất điều hoà sinh trưởng và liên quan đến sự sinh trưởng của tế bào. Trong khi đó vận động cảm ứng xảy ra nhanh, vì chỉ liên quan đến hoạt động của các bơm ion và sự thay đổi sức trương nước của tế bào. 30
31. IV. 2. Bài tập trắc nghiệm Câu 1. C Câu 2. C Câu 3. D Câu 4. C Câu 5. D . Ngày soạn: 05/10/2019 BUỔI 12;13. Chương III. Sinh trưsởng và phát triển Sinh trưởng và phát triển ở thực vật I. Mục tiêu Học xong phần A học sinh phải: - Phân biệt hai khái niệm sinh trưởng và phát triển. - Phân biệt: sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp. - Nêu được các nhóm chất điều hoà sinh trưởng về tác dụng sinh lí và một số ứng dụng. - Rèn luyện kĩ năng quan sát, vận dụng các kiến thức vào việc giải thích các vấn đề trong thực tiễn trồng trọt. II. Tóm tắt nội dung 1. Khái niệm * Sinh trưởng là qúa trình tăng không thuận nghịch về số lượng, kích thước, khối lượng của tế bào, mô, cơ quan và cơ thể. * Phát triển là quá trình biến đổi về chất lượng các cấu trúc và chức năng của cơ quan, cơ thể làm cây ra hoa, kết quả, tạo hạt. Tuy nhiên trong thực tế, quá trình sinh trưởng và phát triển rất khó phân biệt và thường xen kẽ lẫn nhau, trong sinh trưởng có phát triển và ngược lại trong phát triển có sinh trưởng. Vì vậy người ta thường phân biệt hai khái niệm kế tiếp nhau này bằng sự ra hoa. 2. Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp * Sinh trưởng sơ cấp Là hình thức sinh trưởng theo chiều cao làm cây cao lên, xảy ra ở mô phân sinh ngọn * Sinh trưởng thứ cấp Là hình thức sinh trưởng theo chiều rộng làm cây to ra, xảy ra ở tầng phát sinh mạch. Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp khác nhau nhiều ở các cây một lá mầm và cây hai lá mầm Sự sinh trưởng sơ cấp và thứ cấp khác nhau ở các cây một lá mầm và cây hai lá mầm. 31
32. 3. Điều kiện bên ngoài ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển Các điều kiện tự nhiên và biện pháp canh tác là những nhân tố bên ngoài chi phối tới quá trình sinh trưởng và phát triển. a. Nước (độ ẩm): Nước là yếu tố tác động lên hầu hết các giai đoạn: nẩy mầm, ra hoa, tạo quả và hoạt động hướng nước của cây. Nước là nguyên liệu của trao đổi chất ở cây. b. Nhiệt độ: Là điều kiện sống rất quan trọng đối với thực vật. Nhiệt độ có vai trò quyết định ở giai đoạn nảy mầm của hạt của chồi. Đối với sự sinh trưởng, nhiệt độ tối ưu trung bình là 25 – 35oC, tối thiểu 5 – 15oC và tối đa là 45 – 50oC c. ánh sáng: ánh sáng có ảnh hưởng đến sự tạo lá, rễ, hình thành chồi, hoa, sự rụng lá, quy định tính chất cây ngắn ngày hay cây dài ngày, cây ưa sáng, cây ưa bóng. d. Phân bón: là nguồn cung cấp nguyên liệu cho cấu trúc tế bào, (ADN, ARN, ATP, enzim) và các quá trình sinh lý diễn ra trong cây. 3. Các chất điều hoà sinh trưởng (phytohoocmôn) Phytôhoocmôn là các chất hữu cơ có mặt trong cây với một lượng rất nhỏ, chuyển vận đến các bộ phận khác nhau của cây, điều tiết các hoạt động sinh trưởng, đảm bảo sự hài hoà giữa cơ quan, bộ phận của cây. Phytôhoocmôn có hai nhóm: * Nhóm chất kích thích sinh trưởng: - auxin, giberelin có tác động đến sự kéo dài, lớn lên của tế bào - xitôkinim: có vai trò trong phân chia tế bào * Nhóm các chất kìm hãm sinh trưởng - Axit absixic: tác động đến sự rụng lá - Etylen tác động đến sự chín của quả - Chất làm chậm sinh trưởng và chất diệt cỏ. 3.1. Nhóm chất kích thích sinh trưởng a) Auxin Có 3 dạng auxin chính: auxin a: C18H32O5; auxin b: C18H30O4 và heterôauxin: C10H9O2N (AIA-axit inđôlyl axêtic) Auxin có ở mô phân sinh chồi, lá mầm và rễ. ở đỉnh chồi ngọn, auxin vận chuyển xuống theo trọng lực tới cơ quan khác với tốc độ 5-15 mm/giờ . Auxin có tác động kích thích nhiều hoạt động sinh trưởng, làm giãn tế bào, tác động đến vận động theo ánh sáng và vận động theo trọng lực, làm cho chồi ngọn và rễ chính sinh trưởng mạnh (ưu thế đỉnh hay ức chế chồi bên ), kích thích sự ra quả và tạo quả không hạt, kìm hãm sự rụng (hoa, quả, lá), thúc đẩy sự chuyển động chất nguyên sinh. b) Giberelin Giberelin là nhóm phytôhoocmôn phát hiện sau auxin. Khi nghiên cứu bệnh nấm lúa von đã phân lập được axit giberelic (GA): C19H22O6 gọi là Giberelin A3. 32
33. Giberelin (GA có tác động về nhiều mặt: kích thích thân mọc cao, dài, các lóng vươn dài ra, kích thích ra hoa, tạo quả sớm và quả không hạt, kích thích sự nảy mầm của hạt, củ và thân ngầm, có tác động tới quá trình quang hợp, hô hấp, trao đổi nitơ, axít nuclêic, hoạt tính enzin và thành phần hoá học trong cây. c) Xitôkinin Xitôkinin là dẫn xuất của ađênin ( C5H6N4 ) có tác động đến quá trình phân chia tế bào, hình thành cơ quan mới, ngăn chặn sự hoá già (có liên quan tới sự ngăn chặn sự phân huỷ prôtein, axít nuclêic và diệp lục.) 3.2. Các chất kìm hãm sinh trưởng a) Axit absixic (AAB = chất gây ngủ) : C14H19O4 Là phytôhoocmôn của sự hoá già được tách chiết từ cơ quan đang nghỉ hay sắp rụng. Vai trò chủ yếu là kìm hãm sự sinh trưởng của cành, lóng, gây trạng thái ngủ của chồi, của hạt, làm khí khổng đóng. b) Etylen (CH2 = CH2) Là phytôhoocmôn dạng khí làm tăng nhanh quá trình chín ở quả, làm rụng lá, quả, làm chậm sự sinh trưởng của các mầm thân củ (Ví dụ mầm khoai tây) c) Chất làm chậm sinh trưởng và chất diệt cỏ Chất làm chậm sinh trưởng: Là chất tổng hợp nhân tạo có vai trò như chất ức chế sinh trưởng. Các chất này được sử dụng để làm thấp cây, cứng cây, chống lốp, đổ v.v Ví dụ: CCC (Clocôlinclorit), MH (malein hyđratzit), ATIB (axit 2,3, 5 triiođbenzôic) Chất diệt cỏ: Là các chất diệt các loại cỏ dại trên cơ sở chúng phá hoại các màng tế bào và màng sinh chất, kìm hãm quang hợp, xáo trộn quá trình sinh trưởng, ngừng trệ quá trình phân bào, ngăn cản các quá trình sinh tổng hợp. Ví dụ 2,4D; 2,4,5T, cacbamit, percloram v.v 3.3. Sự cân bằng phytohoocmôn Mọi hoạt động sinh trưởng và phát triển đều được điều chỉnh bởi các tác động của enzim và phytohoocmôn. Vì vậy, ở cây luôn diễn ra sự cân bằng giữa đồng hoá và dị hoá giữa tác động kích thích và kìm hãm . 3.4. Những nguyên tắc khi sử dụng các chất điều hoà sinh trưởng trong nông nghiệp: - Nồng độ sử dụng phải thích hợp (từ vài ppm đến vài chụct, vài trăm ppm) - Thoả mãn nhu cầu về nước và phân bón cùng với các điều kiện môi trường thuận lợi - Chú ý tính chất đối kháng, hỗ trợ giữa các phytohoocmôn. Đối với chất diệt cỏ chú ý tính chọn lọc riêng biệt. 4. Phát triển ở thực vật có hoa 4.1. Các nhân tố chi phối sự ra hoa a. Vai trò chất điều hoà sinh trưởng Sự phân hoá giới tính của hoa liên quan với lượng hoocmôn. Cây non nhiều lá, ít rễ, nhiều giberelin sẽ tạo nên 85 – 90% là cây đực. Ngược lại cây nhiều rễ phụ nhiều xitôkinin thì đa phần là cây cái. Cây vừa có nhiều rễ và lá tạo sự cân bằng hoocmôn, giới tính đực cái ở trạng thái cân bằng, tỷ lệ hoa đực cái bằng nhau. b. Vai trò ngoại cảnh Ngày ngắn, ánh sáng xanh, nhiệt độ thấp, hàm lượng CO2 cao, độ ẩm cao, nhiều nitơ tạo nhiều hoa cái. Ngày dài, ánh sáng đỏ, nhiệt độ cao, hàm lượng CO2 thấp, nhiều kali tạo nhiều hoa đực. Một chế độ dinh dưỡng tốt, thích hợp, tỷ lệ C/N cân đối sẽ tạo cây khoẻ, thúc đẩy sự ra hoa. 33
34. 4.2. Hoocmôn ra hoa – Florigen - Bản chất florigen Theo học thuyết Trailakhian thì florigen là hoocmôn kích thích ra hoa. Đó là một tập hợp của gibêrelin (kích thích sinh trưởng của đế hoa) và antêxin (kích thích sự ra mầm hoa – antexin là chất giả thiết) - Tác độngcủa florigen Lá là cơ quan tiếp nhận ánh sáng và sản sinh florigen kích thích sự ra hoa của cây. 4.3. Thuyết Quang chu kì Quang chu kỳ là sự xen kẽ thời gian chiếu sáng và thời gian tối (độ dài của ngày đêm), có liên quan tới hiện tượng sinh trưởng và phát triển của cây. Quang chu kỳ có tác động đến sự: ra hoa, rụng lá, tạo củ, di chuyển các hợp chất quang hợp. Phân loại cây theo quang chu kỳ : Có 4 loại cây theo quang chu kỳ Cây không cần ánh sáng: Ra hoa trong đêm tối liên tục như khoai tây trồng từ mầm củ, hoa huệ, hoa dạ hướng) Cây trung tính: Ra hoa ở ngày dài lẫn ngày ngắn: phần lớn cây trồng (cà chua, lạc, đậu, ngô ) Cây ngày ngắn: Ra hoa trong điều kiện ngày ngắn, đêm dài (Thược dược, đậu tương, cúc, gai dầu) Cây ngày dài: Ra hoa trong điều kiện ngày dài, đêm ngắn (Hành, cà rốt, rau diếp, lúa mì, sen cạn, củ cải đường) Phytocrôm Phytocrôm là sắc tố enzim có mặt ở chồi mầm và chóp của lá mầm. Tồn tại ở hai dạng P660 (hấp thụ ánh sáng đỏ có bước sóng 660mm, còn gọi là P đỏ và P730 hấp thụ ánh sáng đỏ xa ở bước sóng 730mm , còn gọi là P đỏ xa. Hai dạng phytocrom P đỏ và P đỏ xa có thể chuyển hoá lẫn nhau. Phytocrôm tác động đến sự ra hoa, sự nảy mầm, tổng hợp sắc tố, enzim, các vận động cảm ứng, đóng mở khí khổng. III. Câu hỏi và bài tập III. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Nêu và phân biệt hai khái niệm sinh trưởng và phát triển? Câu 2. Thế nào là sinh trưởng sơ cấp, thứ cấp? Câu 3. Trình bày các tác dụng sinh lí của các nhóm chất điều hoà sinh trưởng thực vật? Câu 4. Nêu nguyên tắc ứng dụng và một số ứng dụng của các nhóm chất điều hoà sinh trưởng thực vật? Câu 5. Trình bày Thuyết quang chu kì và vai trò của nó trong quá trình ra hoa? III. 2. Bài tập trắc nghiệm 1. Chất nào sau đây không phải là chất kích thích sinh trưởng: a) GA3 b) ABA c) 2,4D d) Kinetin 2. Chất nào sau đây không phải là chất ức chế sinh trưởng: a) ABA b) Ethylen 34
35. c) 2,4,5 T d) CCC 3. Cân bằng hocmon nào quyết định ưu thế ngọn: a) Cytokinin / GA b) AIA / ABA c) AIA / Cytokinin d) AIA / GA 4. Khi cây hoá già thì hàm lượng chất nào trong cây sẽ tăng: a) AIA b) Ethylen c) Cytokinin d) GA 5. Chọn ý không đúng về Auxin: a) Auxin kích thích ra rễ ở cành giâm, cành chiết b) Auxin có vai trò ức chế sinh trưởng chồi bên c) Tác dụng kích thích hay kìm hãm của Auxin phụ thuộc vào nồng độ d) Auxin vận chuyển hướng gốc theo sự chênh lệch nồng độ e) Khi ngắt ngọn cây đã làm mất vai trò ưu thế đỉnh của Auxin 6. Điều nào dưới đây không đúng về sự vận chuyển của Auxin: a) không vận chuyển theo ống rây và xylem b) vận chuyển trong các tế bào nhu mô cạnh các bó mạch c) vận chuyển chậm d) vận chuyển hướng gốc e) vận chuyển không cần năng lượng 7. Những biến đổi xảy ra khi quả chín (màu sắc, cấu trúc, thành phần hoá học) chủ yếu là do: a) hàm lượng CO2 trong không khí b) biến đổi nhiệt độ c) tổng hợp ethylen trong quả d) tăng hàm lượng auxin trong quả e) tăng hàm lượng giberelin trong quả 8. Hocmon thực vật nào dưới đây làm chậm sự hoá già của cây: a) cytokinin b) ABA c) ethylen d) GA3 e) auxin 9. Chọn ý không đúng trong các ý sau: a) quang chu kỳ là hiện tượng liên quan đến đồng hồ sinh học b) hocmon thực vật có vai trò điều chỉnh thời gian ra hoa c) hiện tượng quang chu kỳ quyết định chính là độ dài đêm d) phần lớn thực vật là cây trung tính e) hiện tượng quang chu kỳ hạn chế sự nhập nội cây trồng 35
36. 10. Một cây ngày dài có độ dài đêm tơí hạn là 9 giờ sẽ ra hoa . Hỏi chu kỳ nào dưới đây sẽ làm cho cây này không ra hoa: a) 16 h sáng / 8 h tối b) 14 h sáng / 10 h tối c) 15, 5 h sáng / 8, 5 h tối d) 4 h sáng / 8 h tối / 4 h sáng / 8 h tối e) 8 h sáng / 8 h tối / bật sáng ban đêm / 8 h tối 11. Phytocrom 730 ức chế sự ra hoa của: a) cây già cỗi b) cây cần ra hoa sớm c) cây ngày ngắn d) cây ngày dài e) cây trung tính 12. Khi ta gọi một cây là cây ngày ngắn thì có nghĩa là: a. Nó ra hoa vào mùa đông b. Nó ra hoa khi ngày ngắn hơn 12 giờ c. Nó ra hoa khi trồng ở vùng xích đạo d. Nó ra hoa khi đêm dài hơn độ dài đêm tới hạn e. Các ý trên đều đúng IV. Trả lời câu hỏi và bài tập IV. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Nêu khái niệm: – Sinh trưởng là sự tăng một chiều về số lượng, kích thước, khối lượng của tế bào, mô, cơ quan, cơ thể. - Phát triển là sự hình thành nên những cơ quan mới mang một chức năng mới. Thường được đánh dấu rõ nhất ở sự ra hoa. Như vậy, có thể phân biệt hai khái niệm này ở chỗ: Sinh trưởng được hiểu theo sự thay đổi về lượng, còn phát triển được hiểu theo sự thay đổi về chất. Tuy nhiên cũng khó phân biệt rạch ròi giữa sinh trưởng và phát triển. Vì theo định nghĩa như trên thì trong sinh trưởng có bao hàm sự phát triển, ngược lại trong phát triển có bao hàm sự sinh trưởng. Câu 2. Sinh trưởng sơ cấp là sự sinh trưởng theo chiều cao, xảy ra ở các mô phân sinh ngọn. Sinh trưởng thứ cấp là sự sinh trưởng theo chiều rộng, xảy ra ở tầng phát sinh mạch (vòng tượng tầng). Như vậy, sinh trưởng sơ cấp làm cây cao lên, còn sinh trưởng thứ cấp làm cây to ra. Cần lưu ý là sinh trưởng sơ cấp và thứ cấp ở các cây một lá mầm và cây hai lá mầm khác nhau rõ rệt và ở các cơ quan khác nhau cũng khác nhau. Câu 3. Hướng dẫn trả lời: Các tác dụng sinh lí của các chất điều hoá sinh trưởng rất đa dạng. Do đó đối với mỗi nhóm chất chỉ chọn một số tác dụng sinh lí đặc trưng cho nhóm. Đối với nhóm chất ức chế chỉ nêu tác dụng sinh lí của Etilen, Axit Apxisic, Clo-Cholin- Chlorit ( CCC ). Ví dụ: Tác dụng sinh lí của Auxin: - Gây vận động theo ánh sáng - Kích thích pha dãn tế bào - Ra rễ cành giâm, cành chiết - Kích thích đậu hoa, đậu quả, tạo quả không hạt - ưu thế đỉnh sinh trưởng (kìm hãm sinh trưởng chồi bên k). 36
37. Câu 4. Nguyên tắc ứng dụng các chất điều hoà sinh trưởng trong trồng trọt: Phải nêu được ba nguyên tắc sau đây: - Phải thăm dò nồng độ thích hợp cho từng cây và từng mục đích sử dụng. Thường nồng độ rất thấp (mức độ ppm m) - Phải đảm bảo các điều kiện khí hậu, đất đai, phân bón, tối ưu. - Phải chú ý đến tính hỗ trợ và tính đối kháng giữa các nhóm chất và tính chọn lọc (đối với các chất diệt cỏ). Một số ứng dụng của các chất điều hoà sinh trưởng: Gợi ý trả lời như sau: Căn cứ vào tác dụng sinh lí, có thể suy ra những ứng dụng. Ví dụ: Nhóm chất Auxin có những ứng dụng sau: - Phun trên lá giúp cây sinh trưởng tốt, giúp đậu hoa, đậu quả, tạo quả không hạt - Sử dụng cho việc ra rễ nhanh các cành chiết, cành ghép, cành giâm, ra rễ của mô sẹo trong nuôi cấy in vitro. - Ngắt ngọn để được nhiều nhánh, cành. Câu 5. Thuyết quang chu kì và vai trò của nó: - Định nghĩa: Thuyết quang chu kì là thuyết giải thích quá trình ra hoa phụ thuộc vào quang chu kì (sự xen kẽ giữa ngày và đêms, giữa thời gian chiếu sáng và thời gian che tối) - Nội dung: Trên cơ sở quá trình ra hoa phụ thuộc vào thời gian sáng, tối, tức là phụ thuộc vào độ dài ngày và đêm, người ta chia ra 3 nhóm cây: Nhóm cây ngày dài (ra hoa trong điều kiện ngày dàir, đêm ngắn), Nhóm cây ngày ngắn (ra hoa trong điều kiện ngày ngắnr, đêm dài), Nhóm cây trung tính (ra hoa trong cả hai điều kiện trên r). - Thời gian ban đêm (thời gian tối t) quyết định sự ra hoa. Nêu 4 thí nghiệm chứng minh điều này. - Nêu vai trò của nhóm sắc tố enzim Phytochrom (Phytochrom 660 và Phytochrom 730) trong Thuyết quang chu kì. - Trong thực tế người ta đã chia đêm dài thành hai đêm ngắn bằng cách chiếu sáng ban đêm, để thúc đẩy cây ra hoa (cây ngày dài ), hoặc để kìm hãm sự ra hoa (cây ngày ngắn). IV. 2. Bài tập trắc nghiệm Câu 1. B Câu 2. C Câu 3. C Câu 4. B Câu 5. D Câu 6. E Câu 7. C Câu 8. A Câu 9. A Câu 10. B Câu 11. C Câu 12. D 37
38. BUỔI 7 Chương IV. Sinh sản A. Sinh sản ở thực vật I. Mục tiêu Học xong phần A học sinh phải: - Phân biệt được sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính ở thực vật - Phân biệt được sinh sản vô tính tự nhiên và sinh sản vô tính nhân tạo - Nêu được các quá trình thụ phấn, thụ tinh, quá trình chín quả và hạt - Làm quen với các ứng dụng thực tiễn của sinh sản vô tính và hữu tính của thực vật trong nông nghiệp - Xây dựng ý thức quan sát và giải thích những vấn đề đặt ra của thực tiễn sản xuất bằng các kiến thức đã học được. II. Tóm tắt nội dung 1. Sinh sản vô tính ở thực vật Sinh sản vô tính là sự hình thành cây mới mang đặc tính giống hệt cây mẹ, từ một phần của cơ quan sinh dưỡng (rễ, thân, lá, chồi, ) không có sự kết hợp giữa tính đực và cái. Sinh sản vô tính còn gọi là sinh sản sinh dưỡng. Sinh sản sinh dưỡng ở thực vật có hoa 1.1. Sinh sản sinh dưỡng tự nhiên Trong tự nhiên, thực vật có khả năng tạo những cơ thể mới từ một bộ phận của thân bò (dâu tây, rau má), thân rễ (cỏ gấu), thân củ (khoai tây), lá cây (thuốc bỏng), rễ củ (khoai lang). Đó là sự sinh sản sinh dưỡng tự nhiên. 1.2. Sinh sản sinh dưỡng nhân tạo Là sự sinh sản từ một bộ phận cắt rời của cây để tạo nên cây mới do con người thực hiện. Các dạng sinh sản sinh dưỡng nhân tạo gồm: giâm (cành, lá, rễ), chiết (cành), ghép (cành, chồi), nuôi cấy mô- tế bào. a) Giâm Giâm là hình thức sinh sản sinh dưỡng từ một đoạn thân, cành (mía, dâu tằm, sắn, khoai tây), một đoạn rễ (rau diếp) hay mảnh lá (lá cây thuốc bỏngl) . Có thể dùng chất kích thích cho sự ra rễ nhanh chóng hơn. b) Chiết ở cây ăn quả nếu gieo từ hạt để tạo thành cây mới và thu hoạch quả phải đợi thời gian khá lâu. Dùng chiết cành rút ngắn thời gian sinh trưởng, sớm thu hoạch và biết trước đặc tính của quả. 38
39. Chọn cây khoẻ, mập, gọt lớp vỏ, bọc đất mùn quanh lớp vỏ bóc hay ghim giữ phần vỏ bóc xuống lớp đất mặt, đợi khi ra rễ cắt rời cành đem trồng. c) Ghép Ghép là phương pháp nhân giống lợi dụng tính chất tốt của một đoạn thân, cành, chồi (cành ghép) của một cây này ghép lên thân hay gốc của một cây khác (gốc ghép) sao cho phần vỏ có các mô tương đồng tiếp xúc và ăn khớp với nhau. Chỗ ghép sẽ liền lại và chất dinh dưỡng của gốc ghép sẽ nuôi cành ghép. Cành ghép sẽ mang thêm đặc tính của gốc ghép mà ta cần. Hai cây cùng ghép có thể cùng loài, cùng giống, chỉ khác nhau một số đặc tính mong muốn ở gốc ghép (chịu lạnh, nóng, mặn, chống sâu bệnh, năng suất cao và phẩm chất hoa quả ngon) Có nhiều kiểu ghép: ghép áp, ghép nêm, ghép dưới vỏ, ghép mắt, ghép cửa sổ, ghép chữ T v.v d) Nuôi cấy mô Dựa trên nguyên lý cơ bản về sinh sản sinh dưỡng: mọi cơ thể thực vật (cũng như động vật) đều gồm các tế bào, là các đơn vị cơ bản cùng mang một lượng thông tin di truyền. Do đó trong một môi trường thích hợp và cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng có thể nuôi, cấy mô- tế bào để tạo nên cây hoàn chỉnh. Phương pháp này góp phần tạo nhanh giống mới, sạch bệnh, có hiệu quả kinh tế cao (cây ăn quả, cây nhập nội ) 2. Sinh sản hữu tính ở thực vật Sinh sản hữu tính là hình thức tạo cơ thể mới có sự giao phối của hai giao tử (n) mang tính đực (tinh trùng) và tính caí (trứng) thông qua sự thụ tinh. Sự thụ tinh tạo nên hợp tử (2n). Hợp tử phát triển thành cơ thể mới. Nó khác sinh sản vô tính là có giao tử – giao phối đực, cái – thụ tinh – hợp tử. 2.1. Sinh sản hữu tính ở thực vật bậc cao * Sự thụ phấn và sự thụ tinh : - Sự hình thành hạt phấn Hạt phấn được hình thành từ tế bào mẹ hạt phấn (2n). Mỗi tế bào mẹ khi giảm phân cho 4 hạt phấn đơn bội (n). Bên trong hạt phấn gồm hai tế bào: tế bào dinh dưỡng phân hoá thành ống phấn, tế bào bé là tế bào phát sinh sẽ cho hai giao tử đực (tinh trùng) - Sự hình thành túi phôi Một tế bào lưỡng bội nằm gần lỗ thông của noãn phân chia giảm phân cho bốn tế bào con đơn bội. Một trong 4 tế bào sẽ phân chia liên tiếp để tạo nên túi phôi, ba tế bào đơn bội kia thui héo dần. Túi phôi chứa noãn cầu đơn bội (trứng) và nhân phụ (2n) - Sự thụ phấn Thụ phấn là quá trình chuyển hạt phấn từ nhị sang đầu vòi nhụy của hoa trên cùng cây (tự thụ phấn) – thụ phấn trực tiếp), hay rơi trên đầu nhụy một cây khác loài (thụ phấn chéo – thụ phấn gián tiếp) Sự thụ phấn chéo có thể do tác nhân tự nhiên (gió, nước, sâu bọ) hay nhân tạo (do người) - Sự nảy mầm của hạt phấn Hạt phấn rơi vào đầu nhụy gặp thuận lợi sẽ nảy mầm mọc ra một ống phấn. ống phấn theo vòi nhuỵ đi vào bầu nhụy, hai giao tử đực nằm trong ống phấn, được ống phấn mang tới noãn. - Sự thụ tinh Khi ống phấn đến noãn, qua lỗ noãn tới túi phôi, một giao tử đực kết hợp với noãn cầu thành hợp tử, còn tinh tử đực thứ hai kết hợp với nhân phụ 2n để tạo thành nội nhũ 3n. ở thực vật có hoa cả hai giao tử đực đều tham gia vào thụ tinh nên gọi là thụ tinh kép. 39
40. - Sự tạo quả và kết hạt Sau khi thụ tinh noãn biến đổi thành hạt. Phôi của hạt phát triển đầy đủ thành cây mầm: gồm rễ mầm, thân mầm, chồi mầm và lá mầm. Bầu nhụy sẽ biến đổi thành quả. Đồng thời với sự tạo quả là sự rụng các bộ phận đài, cánh của hoa. - Sự chín của quả, hạt a) Sự biến đổi khi quả chín Khi quả đạt kích thước cực đại, những biến đổi trong quả, hạt diễn ra mạnh mẽ: - Sự biến đổi màu sắc Diệp lục giảm đi, carôtenôit (gồm caroten và xantophin) xuất hiện - Sự biến đổi mùi vị Xuất hiện các chất thơm có bản chất este, alđêhyt, xeton. Các chất alcaloit và axit hữu cơ giảm đi, còn fructôzơ, xacanôzơ tăng lên. Etylen hình thành. - Tăng độ mềm Khi quả chín pectat canxi gắn chặt ở tế bào quả xanh bị phân huỷ, các tế bào rời nhau, xenlulozơ vách tế bào bị thuỷ phân, phân giải làm tế bào vỏ và ruột quả mềm ra. b) Các điều kiện ảnh hưởng đến sự chín ở quả - Etylen: Kích thích hô hấp, làm tăng tính thấm của màng, giải phóng các enzim thuỷ phân làm quả chín nhanh. - Khi bảo quản quả, hạt trong bao gói kín, hô hấp quả, hạt làm tăng hàm lượng CO2 (có khi đến 10c% ) và trong trường hợp này, quả sẽ chậm chín. - Nhiệt độ cao kích thích sự chín, nhiệt độ thấp làm chậm sự chín quả, hạt. 3. một số ứng dụng trong nông nghiệp về sinh sản vô tính và hữu tính 3.1. ứng dụng sinh sản vô tính Phương pháp nhân giống bằng sinh sản vô tính kết hợp dùng chất kích thích sinh trưởng thúc đẩy nhanh quá trình tạo rễ, rút ngắn thời gian và nhân nhanh cây mới ở mọi thời gian thích hợp, đạt năng suất cao tạo cây ăn quả 4 mùa - Giâm cành, lá, rễ: Chuẩn bị các loại cành, đoạn thân (mía, sắn, hoa giấy, dâu tằm, rau muống, chè, rau ngót), lá (thu hải đờng, thuốc bỏng), rễ (hành búi, rau cần, huệ, thược dược) Tiến hành thí nghiêm: Làm đất tơi vụn, trộn 1/3 mùn hay phân mục, đánh thành luống nhỏ cao 10-12cm. Có thể dùng bùn trộn cát, hay cát non tạo thành luống. Luống dưới bóng mát. Cắt thân bánh tẻ nằm ở giữa cây (cắt vào sáng sớm hay chiều tối) thành đoạn nhỏ (5-7cm), đặt nghiêng 2/3 phần gốc trên rãnh luống, vun đất và tưới ẩm. Có thể sử lý bằng chất kích thích ở nồng độ 2000 – 8000ppm cho rễ ra nhanh. Cắt các mảnh lá đặt nằm ngang lên đất ẩm (thu hải đường, thuốc bỏng) vòng cung hay đứng (lá lưỡi hổ) (xem hình sinh sản vô tính). Duy trì độ ẩm như phần nêu trên. Theo dõi sự ra chồi và thành cây mới. Cắt rễ chùm thành từng phần nhỏ đem giâm và theo dõi sự ra cây mới. Mật độ cành giâm tuỳ thuộc vào kích thước và thời vụ. Từ sau lúc cắm cành đến lúc ra rễ, phải thường xuyên tưới nước để độ ẩm trên mặt lá đạt 90-95% và nền đất 70%. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình ra rễ là 20-25oC. - Chiết cành: Cành đã bóc một đoạn vỏ. Có thể vít cành vùi vào đất hay đắp bầu trên cành Các cây ăn quả (vải, nhãn, ổi, mơ, mận, cam, quít, bưởi ) trồng bằng cách chiết cành chóng cho thu hoạch quả. Chọn cành chiết cũng tương tự cành để giâm. Cành nhỏ có khả năng ra rễ tốt hơn cành to (không được nhỏ quá) Ghim chặt cành chiết và lấp đất ẩm lên trên. Từ 30 – 60 ngày cành mọc rễ, cắt rời cành chiết và theo dõi sinh trởng. 40
41. Chuẩn bị đất bó bầu: 2/3 đất vườn hay bùn ao phơi khô, đập nhỏ trộn với 1/3 mùn cưa, trấu, rơm rác mục, rễ bèo tây. Làm ẩm 70% độ ẩm. Mỗi bầu chiết có đường kính 6 – 8cm, chiều dài 10 – 12cm. Chọn ngày có thời tiết tốt, dùng dao sắc cắt khoanh vỏ cách gốc cành 10 – 15cm. Chiều dài khoanh vỏ gấp 1, 5 – 2 lần đường kính cành chiết. Vỏ cắt sát đến lớp gỗ. ở cây có nhựa mủ nên cắt vỏ buổi sáng, bó bầu chiết vào buổi chiều. Phía ngoài bầu chiết bọc bằng giấy nilông mỏng, buộc hai đầu bằng giây mềm và chắc sao cho bầu chiết không xoay tròn quanh cành chiết. Nếu dùng chất kích thích (nồng độ 2000 – 4000ppm) dùng bông thấm vào chỗ cắt vỏ trước khi bó bầu. - Ghép cành: Ghép là sự kết hợp một cành ghép lên gốc ghép (có đặc tính tốt về năng suất và phẩm chất) tạo thành tổ hợp ghép cùng sinh trưởng phát triển như một cây thống nhất. Ghép áp cành: Thường chọn cây có quan hệ họ hàng để làm gốc ghép. Ghép cùng giống cùng loại dễ thành công nhất. Chanh Eureka, chanh yên, chanh 4 mùa, cam ngọt, cam voi Quảng Bình, trấp Thái Bình, quít hôi, bưởi chua làm gốc ghép cho cam, quít, chanh, bưởi. Táo nhỏ quả, táo dai làm gốc ghép cho táo Gia Lộc, táo Biên Hoà, táo Thiện Phiến. Mít mật làm gốc ghép cho mít dai, mít tố nữ Nhãn trơ làm gốc ghép cho nhãn lồng Lê dại (mắc coọc) làm gốc ghép cho lê v.v Cũng có thể ghép cây khác họ: hồng gai làm gốc ghép cho nhót tây, dâu tằm, hay chanh làm gốc ghép cho lê. Ghép áp: có tỷ lệ sống cao (90 – 95%). Cành ghép có đường kính tương đương với gốc ghép đặt sát nhau. Dùng dao sắc cắt vát một miếng nhỏ (dài 1,5 – 2cm, rộng 0,4 – 0,5cm) vừa chạm vào lớp gỗ ở cả cành và gốc ghép. Buộc chặt ở vị trí cắt. Thường sau 30 – 40 ngày vết ghép liền sẹo, cắt ngọn gốc ghép, cắt gốc cành ghép cách chỗ buộc 2cm. Phương pháp này có thể dùng nhân giống cây hoa và cây cảnh. Ghép nối cành Cắt vát hình lưỡi gà, ngọn gốc ghép cách mặt đất 10 – 15cm. Cũng cắt vát như vậy đoạn cành ghép có cùng đường kính, có 2 – 3 chồi ngủ, đặt khít lên gốc ghép. Buộc chặt bằng giải nilông mảnh và dai. Buộc càng chặt càng tốt. Tưới ẩm. Sau 30 – 35 ngày có thể mở giây buộc. * Khi gốc ghép có kích thước lớn, có thể dùng cách ghép nêm, ghép dưới vỏ. Ghép nêm Cắt ngang gốc ghép (cách mặt đất 10 – 20cm). Dùng dao xẻ một rãnh dọc (sâu 3cm) ở chính giữa thân đã cắt. Cành ghép chỉ để lại chồi nách và cắt vát dài 2cm 2 bên, phần dưới tạo thành một cái nêm. Đặt nêm vào rãnh xẻ ở gốc ghép lệch về phía vỏ để vỏ cành ghép và gốc ghép tương ứng với nhau. Toàn bộ mặt cắt của nêm nằm lọt vào rãnh. Có thể dùng 2 nêm. Buộc chặt gốc ghép và cành ghép trong 15 – 20 ngày. Ghép dưới vỏ Cắt ngang gốc ghép (cách mặt đất 15 – 20cm). Dùng dao sắc rạch lớp vỏ thành một đường thẳng đứng, dài 3cm. Tách lớp vỏ ở hai bên đường rạch một khoảng vừa đủ đặt cành ghép (chỉ còn chồi nách). Cắt vát 1 bên phần dưới cành ghép dài 3cm và đặt vào chỗ mở của vỏ sao cho phần vỏ cành ghép và gốc ghép tiếp súc với nhau. Buộc chặt chỗ ghép, sau 15 – 20 ngày tháo dây buộc. - Ghép mắt: Là cách ghép phổ biến, áp dụng cho nhiều loại cây có thể vận chuyển cành ghép đi xa, ít bị nhiễm bệnh, kết quả cao. Mắt ghép lấy ở cành bánh tẻ (đường kính gốc cành 6 – 10mm, mỗi cành có 6 – 8 chồi ngủ ở các nách lá to). Dùng dao sắc cắt mắt ghép (hình 42.2) mỗi mắt có lớp gỗ rất mỏng phía trong có kèm 2 đuôi 15 – 20mm. Lát cắt phải thật “ngọt” tránh dập nát tế bào. 41
42. Ghép chữ T: Dùng dao ghép rạch 1 đường ngang 1cm cách mặt đất 10 – 20cm. Sau đó rạch 1 đường vuông góc dài 2cm ở giữa (hình chữ T). Dùng dao tách vỏ theo chiều dọc, cầm đuôi mắt ghép gài và đẩy nhẹ vào khe chữ T. Buộc chặt và làm kín vết ghép. Sau 15 – 20 ngày có thể mở dây buộc. 7 – 10 ngày sau cắt ngọn gốc ghép để chất dinh dưỡng ở gốc ghép nuôi mắt ghép. Ghép cửa sổ: Dùng dao ghép mở cửa sổ 1 x 2cm ở vỏ gốc ghép. Cắt một miếng vỏ trên cành ghép có mắt ghép ở giữa với kích thước bằng miệng cửa sổ. Đặt mắt ghép vào và quấn dây nilông bịt cửa sổ lại. Sau 15 – 20 ngày có thể mở dây buộc, 7 – 10 ngày sau đó cắt nghiêng 45o ngọn gốc ghép cách mắt ghép 2cm. * Chăm sóc cành ghép Tưới nước, phun thuốc trừ sâu bệnh và bón phân. Khi cành ghép mọc cao 40 – 50cm, tuỳ giống cây ăn quả, tuỳ dạng hình gốc ghép mà tiến hành tỉa cành con, bấm ngọn, tạo tán cho cành ghép. Trên mỗi cành ghép chỉ để 2 – 3 cành chính khoẻ phân bố về mọi phía. Khi cành chính mọc dài 20 – 30cm lại tiếp tục bấm ngọn để mỗi cành chính 2 – 3 cành cấp 2. 3.2. ứng dụng sinh sản hữu tính - Dùng đất đèn sản sinh khí etylen làm quả chín nhanh - auxin và nhiệt độ thấp giúp bảo quản quả được lâu - Tạo quả không hạt: dùng auxin và giberelin phun vào hoa trước khi thụ phấn sẽ tạo quả không hạt (thường sử dụng cho cà chuat, bầu bí, cam, chanh, nho, táo, lê, dâu tây, dưa chuột, dưa hấu ) - Thụ phấn bổ khuyết ở ngô Làm một cái phễu bằng bìa cứng đường kính 10 – 15cm, cuống phễu lót lớp vải màn. Khi ngô đã trổ cờ và phun râu thì tiến hành thụ phấn. Dùng tay rung nhẹ cho phấn hoa rơi vào phễu (nếu lỗ vải màn rộng có thể đặt 1 mảnh giấy tròn để giữ hạt phấn). Sau 1 ngày đêm cho hạt phấn nảy mầm đem rây phấn hoa lên râu mới phun của bắt ngô (hoa cái). Theo dõi sinh trưởng và so sánh kết quả (số hạt, trọng lượng hạt) ở ngô được thụ phấn bổ khuyết và ngô tự thụ phấn (nhờ gió). III. Câu hỏi và bài tập III. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Hãy nêu một số ví dụ về sinh sản vô tính tự nhiên và sinh sản vô tính nhân tạo? Câu 2. Vẽ và chú thích đầy đủ một bông hoa lưỡng tính? Câu 3. Tự thụ phấn và thụ phấn chéo xảy ra trong những trường hợp nào? Nêu sự khác nhau giữa hoa thụ phấn nhờ gió và hoa thụ phấn nhờ côn trùng? Câu 4. Có khi nào một hoa lưỡng tính lại cần sự thụ phấn chéo do côn trùng không? Câu 5. Nêu sự chín quả, hạt? III. 2. Bài tập trắc nghiệm 1. Cây thường xanh rụng lá khi nào: a) vào mùa đông b) vào mùa xuân c) vào mùa hạ d) vào mùa thu e) quanh năm 2. Khi hình thành tầng rời thì quá trình vận chuyển các chất hữu cơ ra khỏi lá bị gián đoạn và đường tích luỹ trong lá đã dẫn đến sự tổng hợp: a) Carotenoit b. Xanthophin c. Antoxianin 42
43. d) Melanin e) Phycoerithrin 3. Khi cây hoá già thì hàm lượng chất nào trong cây sẽ tăng: a) AIA b) ABA c) Zẹatin d) GA e) Auxin 4. Quả được hình thành sau thụ tinh là do Auxin được đưa vào bầu từ: a. vòi nhụy b. bầu nhụy c. phôi d. ngọn cây e. hạt phấn 5. Chất điều hoà sinh trưởng nào sau đây làm chậm sự hoá già: a. cytokinin b. AIA c. ABA d. etilen e. GA3 6. Khi chlorophyl bị phân giải thì màu sắc của lá là màu của nhóm sắc tố nào? a. carotenoit b. xanthophyl c. antoxianin d. melanin e. phycoerithrin IV. Trả lời câu hỏi và bài tập IV. 1. Câu hỏi ôn tập Câu 1. Một số ví dụ: 1. Sinh sản vô tính tự nhiên: Trong tự nhiên, thực vật có khả năng tạo những cơ thể mới từ một bộ phận của thân bò (dâu tây, rau má), thân rễ (cỏ gấu), thân củ (khoai tây), lá cây (thuốc bỏng), rễ củ (khoai lang). 2. Sinh sản vô tính nhân tạo: Là sự sinh sản từ một bộ phận cắt rời của cây để tạo nên cây mới do con người thực hiện. Các dạng sinh sản sinh dưỡng nhân tạo gồm: giâm (cành, lá, rễ), chiết (cành), ghép (cành, chồi), nuôi cấy mô- tế bào. Câu 2. Gợi ý trả lời: Một bông hoa lưỡng tính là một bông hoa có cả nhị và nhuỵ. Như vậy khi vẽ cấu tạo đầy đủ của một bông hoa lưỡng tính sẽ có các bộ phận phải chú thích như sau: cuống hoa, đế hoa, đài hoa, tràng hoa, vòi nhị, bao phấn, vòi nhuỵ, núm nhuỵ, bầu nhuỵ. Câu 3. Tự thụ phấn xảy ra ở những hoa lưỡng tính Thụ phấn chéo xảy ra ở những hoa đơn tính Sự khác nhau giữa các hoa thụ phấn chéo nhờ gió và nhờ côn trùng: Các hoa thụ phấn nhờ gió thường có cấu tạo rất đơn giản, một số bộ phận có thể tiêu biến như đài, tràng, nhị hoặc nhuỵ vươn cao, hoa không mùi, hạt phấn nhỏ và nhiều, Các hoa thụ phấn nhờ côn trùng thường có màu sắc sặc sỡ, có mùi thơm hoặc mùi hấp dẫn với từng loại côn 43
44. trùng. Hoa có cấu tạo và sắp xếp vị trí của nhị hoặc nhuỵ thích hợp cho sự lấy hạt phấn và đưa hạt phấn vào nhuỵ của côn trùng. Câu 4. Hoa lưỡng tính vẫn có thể phải sử dụng phương thức thụ phấn chéo nhờ côn trùng. Đó là trong trường hợp sự chín của hạt phấn và của nhuỵ không trùng nhau. Trong trường hợp này nhiều khi hoa phải nhốt côn trùng qua đêm. Câu 5. Nêu quá trình chín quả và hạt: Sự chín của quả và hạt thường diễn ra theo thứ tự thời gian như sau: - Chín sinh lí: Từ lúc thu hoạch đến lúc có thể nảy mầm. Đó là thời gian thành thục của hạt, củ, quả. Thời kì này các chất kích thích sinh trưởng giảm đến mức tối đa, ngược lại các chất ức chế lại tăng đến mức tối đa, để đưa hạt vào thời kì ngủ, nghỉ. - Chín vật lí : Sự thay đổi độ cứng, mềm, sự thay đổi màu sắc, sự thay đổi mùi vị. - Chín hoá học: Sự thay đổi về hàm lượng các chất như đường, axit, các chất dự trữ như: phenol, alcanoic, antoxianin, IV. 2. Bài tập trắc nghiệm Câu 1. E Câu 2. C Câu 3. B Câu 4. C Câu 5. A Câu 6. A TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI SINH HỌC 11 1. Đồng hoá ở TV và ĐV Tiêu chí (1) TV (2) ĐV (3) Nguyên liệu tổng CO2 , H2O, các chất vô cơ. Sử dụng các chất hữu cơ sẵn có hợp trong thức ăn, nước uống. Chủ yếu tổng hợp các chất hữu cơ từ CO 2 và Biến đổi các chất hữu cơ có sẵn Cơ chế H O, khoáng nhờ NL của ánh sáng mặt trời, trong thức ăn, thành những chất tổng hợp 2 hữu cơ đơn giản, hấp thụ vào qua quá trình quang hợp. TB, tổng hợp thành chất sống đặc trưng của cơ thể và tích luỹ NL. Phương thức dinh Tự dưỡng Dị dưỡng dưỡng 2. Đồng hoá ở TV và ĐV Tiêu chí (1) TV (2) ĐV (3) Tiêu chí (1) TV (2) ĐV (3) Bộ phận TĐK giữa cơ thể và TĐK qua khí khổng ở lá và qua Đa số TĐK qua cơ quan hô MT. khoảng gian bào. hấp: Da, mang, phổi. Khuếch tán qua khoảng gian Chủ yếu nhờ máu và dịch mô. Con đường vận chuyển khí bào. Cơ chế TĐK Khuếch tán Khuếch tán Điều hoà TĐK Thể dịch TK và thể dịch 44
45. 3. Đồng hoá ở TV và ĐV Tiêu chí (1) TV (2) ĐV (3) Tiêu chí (1) TV (2) ĐV (3) Nguồn nước Trong đất, không khí Trong thức ăn, nước uống Cơ quan hấp thụ Rễ, lá Cơ quan tiêu hoá Cơ chế hấp thụ Thụ động, chủ động Thụ động, chủ động Cơ quan tiêu hoá, tuần hoàn, bài Cơ quan vận chuyển Mạch gỗ tiết. 4. Vận chuyển các chất trong cơ thể ĐV và TV Dấu hiệu (1) TV (2) ĐV (3) -Dòng mạch gỗ: vận chuyển nhựa nguyên từ Tim ĐM M. mạch TM Con đường rễ lên thân, lá. Tuần hoàn kín vận chuyển - Dòng mạch rây: vận chuyển nhựa luyện từ lá Tim ĐM Kh. máu TM đến các cơ quan Tuần hoàn hở - Áp suất rễ ; - Thoát hơi nước Động lực vận - Lực liên kết giữa các phân tử nước và giữa - Hoạt động của tim và hệ mạch chuyển các phân tử nước với mạch gỗ. - Chênh lệch huyết áp trong hệ mạch - Chênh lệch áp suất thẩm thấu hoặc thế nước. - Lực liên kết. Thành. phần - Nước, muối khoáng - Chất dinh dưỡng, khí O2 , CO2 , các chất vận - Sản phẩm quang hợp, sản phẩm tiết (sản - Sản phẩm bài tiết, sản phẩm tiết (sản chuyển phẩm quá trình chuyển hoá nội bào) phẩm quá trình chuyển hoá nội bào) 5. Cảm ứng ở TV Tiêu chí Hướng động Ứng động Đặc điểm tác - Tác nhân kích thích từ một hướng - Tác nhân kích thích không định hướng (từ nhân kích thích xác định mọi phía) - Sự tái phân bố auxin dẫn đến thay - Thay đổi tốc độ ST, hoặc biến đổi sức đổi tốc độ ST ở hai phía đối diện trương nước, co rút chất nguyên sinh, biến Cơ chế nhau của cơ quan (rể, thân, tua cuốn) đổi quá trình sinh lí, sinh hoá theo nhịp điệu chịu tác nhân kích thích. thời gian. - Vận động ST hướng tới tác nhân - Sự vận động ST theo nhịp SH hoặc sự biến Biểu hiện kích thích (hướng dương), hoặc tránh đổi sức trương nước dưới tác nhân kích thích xa tác nhân kích thích (hướng âm). không định hướng. 6.Cảm ứng ở TV Tiêu chí Biểu hiện Nguyên nhân gây cảm ứng Các tác nhân bên ngoài và bên trong Bộ phận thu nhận kích thích Các Rễ, thân, lá, hoa đảm nhận. Phương thức truyền thông tin Lan truyền điện hoá học, SH Bộ phận phân tích, tổng hợp kích thích Rễ, thân, lá, hoa đảm nhận. Bộ phận trả lời kích thích Rễ, thân, lá, hoa (cơ quan nhận kích thích trực tiếp trả lời). Đặc điểm Thường chậm, khó nhận thấy Cơ chế cảm ứng Chủ yếu thay đổi tốc độ ST; thay đổi sức trương nước, co rút chất nguyên sinh, theo đồng hồ SH. Ý nghĩa Thích nghi với sự thay đổi của MT 45