Giải bài tập Sinh học lớp 11 Bài 5: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật
Bài giảng Sinh học 11 Bài 5: Dinh dưỡng nito ở thực vật
Trả lời câu hỏi giữa bài
Trả lời câu hỏi 1 trang 25 SGK Sinh học 11: Xem hình 5.1 và rút ra nhận xét về vai trò của nitơ đổi với sự phát triển của cây.
Trả lời:
* Thiếu nitơ cây không thể sinh trưởng, phát triển bình thường vì nitơ là 1 nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu.
* Nitơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với đời sống của thực vật, cụ thể:
– Nitơ tham gia cấu tạo nên các phân tử prôtêin cấu trúc, axit nuclêic, diệp lục,…
→ Thiếu nitơ sẽ làm giảm quá trình tổng hợp protein, từ đó sự sinh trưởng của các cơ quan bị giảm, giảm năng suất cây trồng.
– Nitơ là thành phần cấu tạo của enzim, coenzim và ATP -> tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất trong cơ thể thực vật thông qua hoạt động xúc tác, cung cấp năng lượng và điều tiết trạng thái ngậm nước của các phân tử protein trong tế bào chất.
Trả lời câu hỏi 2 trang 26 SGK Sinh học 11: Rễ cây hấp thụ nitơ ở dụng NH4 + (dạng khử) và NO3- (dạng ôxi hóa) từ đất, nhưng nitơ trong các hợp chất hữu cơ cấu thành cơ thể thực vật chỉ tồn tại ở dạng khử. Từ đó, hãy giả thiết phải có quá trình gì xảy ra trong cây.
Trả lời:
Dạng nitơ hấp thụ từ môi trường vào gồm hai dạng: NH4+ và NO3-. Trong đó nitơ trong NO3- ở dạng ôxi hóa. Nitơ trong các hợp chất hữu cơ trong cơ thể thực vật tồn tại ở dạng khử như NH, NH2. Do vậy, cần phải có quá trình chuyển nitơ ở dạng ôxi hóa thành dạng khử, nghĩa là phải có quá trình khử nitrat.
Trả lời câu hỏi 3 trang 26 SGK Sinh học 11: NH4+ tích lũy lại nhiều trong mô sẽ gây độc cho tế bào, nhưng khi cây sinh trưởng mạnh thì lại thiếu hụt NH4 +. Vậy cơ thể thực vật giải quyết mâu thuẫn đó như thế nào ?
Phương pháp giải:
NH4+ khi liên kết với hợp chất khác thì không gây độc cho tế bào.
Trả lời:
Khi NH4+ tích lũy nhiều trong mô sẽ gây độc cho tế bào nên cơ thể thực vật giải quyết bằng sự hình thành amit để giải độc NH4+ là liên kết NH4+ vào axit amin đicacboxilic (Axit amin dicacboxilic + NH4+ → Amit).
Amit lại là nguồn dự trữ NH4+ cung cấp khi cây sinh trưởng mạnh thiếu hụt NH4+.
Câu hỏi và bài tập (trang 27 SGK Sinh học 11)
Bài 1 trang 27 SGK Sinh học 11: Vì sao thiếu nitơ trong môi trường dinh dưỡng, cây lúa không thể sống được?
Phương pháp giải:
Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu, là thành phần không thể thay thế của nhiều hợp chất sinh học quan trọng.
Trả lời:
Thiếu nitơ trong môi trường dinh dưỡng cây lúa không thể sống được vì nitơ là nguyên tố khoáng thiết yếu, có tầm quan trọng đặc biệt đối với quá trình sống, sinh trưởng, phát triển của cây lúa:
– Nitơ tham gia cấu tạo nên protein, enzim, côenzim, axit nuclêic, diệp lục vì thế cây lúa thiếu nitơ sẽ yếu, quang hợp kém, kém phát triển, năng suất và chất lượng thấp.
Bài 2 trang 27 SGK Sinh học 11: Vì sao trong mô thực vật diễn ra quá trình khử nitrat?
Phương pháp giải:
Quá trình khử nitrat là chuyển NO3- thành NH4+
Trả lời:
Thực vật chỉ có thể sử dụng nitơ ở dạng khử là NH4+. Tuy nhiên khi cây hấp thụ nitơ thì chúng hấp thụ ở cả dạng NH4+ và NO3-. Do vậy trong mô thực vật cần diễn ra quá trình khử nitrat để chuyển NO3- thành NH4+ để cây có thể sử dụng.
Bài 3 trang 27 SGK Sinh học 11: Thực vật đã có đặc điểm thích nghi như thế nào trong việc bảo vệ tế bào khỏi bị dư lượng NH4+ đầu độc?
Trả lời:
Khi lượng NH4+ trong cơ thể thực vật quá nhiều chúng sẽ khử độc NH4+ đồng thời dự trữ NH4+ bằng cách hình thành amit: Axit amin đicacbôxilic + NH4+ → Amit.
Ví dụ: Axil glutamic + NH4+ → Glutamin.
Lý thuyết Bài 5. Dinh dưỡng Nito ở thực vật
I. VAI TRÒ SINH LÍ CỦA NGUYÊN TỐ NITƠ ĐỐI VỚI THỰC VẬT
1. Vai trò sinh lí của nitơ đối với thực vật
– Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu của thực vật. Nitơ được rễ cây hấp thụ từ môi trường ở dạng NH4+ và NO3-. Trong cây NO3- được khử thành NH4+.
– Nitơ có vai trò quan trọng đối với đời sống của thực vật:
- Vai trò chung: Đảm bảo cho cây sinh trưởng và phát triển tốt
- Vai trò cấu trúc: Tham gia cấu tạo nên các phân tử protein, enzim, coenzim, axit nucleic, diệp lục, ATP… Nitơ có trong các chất điều hòa sinh trưởng → Dấu hiệu khi cây thiếu Nitơ là cây sinh trưởng kém, xuất hiện màu vàng nhạt trên lá; thừa N, cây phát triển quá nhanh, dễ lốp, đổ.
- Vai trò điều tiết: Tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất và trạng thái ngậm nước của tế bào và ảnh hưởng đến mức độ hoạt động của tế bào.
→ Nitơ có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lý của cây trồng
2. Nguồn cung cấp nitơ cho cây
II. QUÁ TRÌNH ĐỒNG HOÁ NITƠ Ở THỰC VẬT
Sự đồng hoá Nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình:
1. Quá trình khử nitrat (NO3- )
– Là quá trình chuyển hoá NO3- thành NH4+, có sự tham gia của Mo và Fe được thực hiện ở mô rễ và mô lá diễn ra qua 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: NO3- (nitrat) được khử thành NO2- (nitrit), được xúc tác bởi enzim nitrat reductaza.
NO3- + NAD(P)H + H+ + 2e- → NO2- + NAD(P)+ + H2O
- Giai đoạn 2: NO2- (nitrit) được khử thành NH4+ (amoni) được xúc tác bởi enzim nitrit reductaza.
NO2- + 6 Feredoxin khử + 8H+ + 6e- → NH4+ + 2H2O
– Điều kiện cho quá trình khử nitrat:
- Có các enzim đặc hiệu xúc tác cho các phản ứng
- Có các lực khử mạnh
– Ý nghĩa: hạn chế sự tích lũy nitrat trong các bộ phận của cây
2. Quá trình đồng hoá NH4+ trong mô thực vật
Theo 3 con đường:
* Amin hoá trực tiếp các axit xêto tạo axit amin:
Axit xêto + NH4+ → Axit amin.
Vd: Axit α- xetoglutaric + NH4+ + NADH2 → Axit glutamic + H2O + NAD+
* Chuyển vị amin:
Axit amin + axit xêto → axxit amin mới + axit xêto mới
Vd: Axit glutamic + Axit piruvic → Alanin + Axit α- xetoglutaric
*Hình thành amit: Là con đường liên kết phân tử NH3 với axit amin đicacboxilic.
Axit amin đicacboxilic + NH4+ → amit
Vd: Axit glutamic + NH4+ → Glutamin
→ Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học quan trọng
+ Đó là cách giải độc NH3 tốt nhất (NH3 tích luỹ lại sẽ gây độc cho tế bào)
+ Amit là nguồn dự trữ NH3 cho quá trình tổng hợp a. amin khi cần thiết.