Chuyên đề Sinh học 11 - Phần: Trao đổi nước ở thực vật

Nội dung tài liệu: Chuyên đề Sinh học 11 - Phần: Trao đổi nước ở thực vật

1. CHUYÊN ĐỀ TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT Câu 1. Trình bày về các thể nước, dạng nước trong đất, trong cây và vai trò ?. Trả lời a. Các thể nước: - Trong đất: Thể lỏng, thể rắn, thể hơi - Trong cây: Thể lỏng, thể rắn, thể hơi Đối với đất: Ba thể này đều có vai trò quan trọng trong cấu trúc của đất. Tuy nhiên thể lỏng có vai trò quan trọng nhất trong việc cung cấp nước cho cây trồng. Đối với cây: Thể rắn sẽ phá vỡ tế bào, mô. Thể hơi trong các mạch thường cản trở sự vận chuyển nước. Chỉ có thể lỏng là giữ vai trò quan trọng bậc nhất trong cấu trúc và trong trao đổi chất của cây. b. Các dạng nước * Trong đất: Nước mao dẫn trong các mao mạch của đât, nước ngầm trong khoảng trống của đât, nước ngậm bám xung quanh các keo đất, nước tẩm nằm trong các keo đất. Nói chung có thể chia nước trong đất thành hai dạng : nước tự do và nước liên kết ( liên kết chặt và không chặt). Dạng nước tự do đóng vai trò cung cấp nước cho cây, dạng nước liên kết đóng vai trò cấu trúc đât. * Trong cây: Trong tế bào thực vật, nước tồn tại trong ba dạng là nước hydrat hoá, nước dự trữ và nước khe. + Nước hidrat hoá: là một thành phần liên kết hoá học của chất nguyên sinh, nước hydrat hoá kết hợp với các ion, các chất hữu cơ hoà tan và các đại phân tử, choáng hết các kẽ hở giữa các siêu cấu trúc của chất nguyên sinh và thành tế bào. Nhờ tính lưỡng cực mà các phân tử nước tập hợp và tích luỹ ở các bề mặt tích điện dưới dạng chuỗi linh động. Nước hydrat hoá chỉ chiếm từ 5-10% toàn bộ nước tế bào, nhưng lại rất cần cho sự sống của tế bào. Việc làm giảm không đáng kể hàm lượng nước hydrat hoá sẽ gây nên các biến đổi nghiêm trọng về cấu trúc chất nguyên sinh và từ đó dẫn đến sự chết của tế bào. + Nước dự trữ: có mặt trong các xoang tích nước và chủ yếu trong không bào. Đó là dạng nước dễ được dẫn truyền nhất. + Nước khe: có mặt trong các khoảng gian bào giữa các tế bào và trong các yếu tố dẫn truyền của hệ mạch (xylem) và hệ ống rây (phloem). Nước khe có chức năng như là môi trường dẫn truyền chất hoà tan theo khoảng cách ngắn (hệ apoplast) trong rễ và lá cây và dẫn truyền khoảng cách dài trong xylem và phloem. Ngoài ra nước trong cây còn có thể chia thành 2 dạng: - Nước tự do: Chiếm một lượng lớn trong cơ thể TV( 70%), là loại nước còn di động được, còn giữ nguyên được các đặc tính của nước cho nên đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động TĐC của TV. - Nước liên kết ( chặt và không chặt): chiếm 30% lượng nước trong cơ thể, đã mất tính chất ban đầu của nước, khả năng làm dung môi giảm, độ đàn hồi tăng lên... Vai trò của dạng nước này là đảm bảo độ bền vững của hệ thống keo trong chất nguyên sinh ( dựa vào nước liên kết đánh giá được khả năng chống chịu của cây: nước liên kết nhiều -> chịu hạn tốt) 2. Vai trò của nước Câu 2. a. Vai trò của nước trong đời sống thực vật. b. Vì sao hạn hán làm giảm phẩm chất và năng suất của nông sản? Trả lời a. Vai trò của nước trong đời sống thực vật. - Làm dung môi hoà tan và vận chuyển các chất. - Điều hoà nhiệt độ trong cây. - Là thành phần cấu tạo chất nguyên sinh. Trang 1
2. - Tham gia các phản ứng sinh hoá trong tế bào. - Tham gia dẫn truyền xung động dòng điện sinh học trong cây - Điều hoà nhiệt độ trong cây b. Vì sao hạn hán làm giảm phẩm chất và năng suất của nông sản ? - Mô thiếu nước làm nhiệt độ tăng cao, biến tính hệ keo nguyên sinh. - Hệ enzim bị phân huỷ, cường độ quang hợp giảm. - Các quá trình tổng hợp trong tế bào giảm, các quá trình phân huỷ tăng. - Sự phân giải protein tạo NH3 gây độc cho cây. II. Quá trình trao đổi nước ở thực vật 1. Sự hút nước từ đất vào mạch gỗ của rễ * Sự thích nghi của rễ với chức năng hút nước và ion khoáng Câu 3. Rễ thực vật trên cạn có đặc điểm hình thái gì thích nghi với chức năng tìm nguồn nước và hấp thụ nước và muối khoáng? Trả lời Rễ thực vật trên cạn sinh trưởng nhanh, đâm sâu, lan toả hướng tới nguồn nước, đặc biệt hình thành liên tục các tế bào lông hút với số lượng khổng lồ đã tạo nên bề mặt tiếp xúc lớn giữa rễ với đất, nhờ vậy sự hấp thụ nước và các ion khoáng được thuận lợi. Câu 4. a. Nêu các đặc điểm của lông hút liên quan đế quá trình hấp thụ nước. b. Vì sao tế bào lông hút của cây xanh có thể hút nước theo cách thẩm thấu? c. Nhiều loài thực vật không có lông hút thì cây hấp thụ nước và ion khoáng bằng cách nào? d. Giải thích vì sao cây trên cạn bị ngập úng lâu sẽ chết? e. Trong trồng trọt, có nên dùng thuốc tiêu diệt tận gốc các loại nấm ở thực vật không? Vì sao? Trả lời a. Để hấp thụ nước, các tế bào lông hút có 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 chứa nhiều chất hòa tan nên áp suất thẩm thấu rất cao. + Có nhiều ti thể, hoạt động hô hấp mạnh cung cấp ATP cho hoạt động hút khoáng. + Đầu lông hút nhỏ, thuôn nhọn để len vào mao quản đất. 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 thế nước cao đến thế nước thấp). b. Màng tế bào lông hút có tính thấm chọn lọc (màng bán thấm tương đối). c. - Thực vật thủy sinh không có lông hút thì cây hấp thụ nước và ion khoáng thông qua lớp tế bào biểu bì trên toàn bộ bề mặt cơ thể. - Ở tế bào rễ còn non, vách của tế bào chưa bị suberin hóa cũng tham gia hấp thụ nước và ion khoáng. - Một số cây ở trên cạn, hệ rễ không có lông hút nhưng rễ được nấm rễ bao bọc. Nhờ nấm rễ, các loại cây đó hấp thụ nước và ion khoáng một cách dễ dàng và có tính chọn lọc. Mặt khác, sợi nấm tạo nên bề mặt hấp thụ lớn d. Đối với cây trên cạn, khi bị ngập úng rễ cây thiếu ôxy nên phá hoại tiến trình hô hấp bình thường của rễ, tích luỹ các chất độc hại đối với tế bào làm cho lông hút chết và không hình thành được lông hút mới. Không có lông hút cây không hấp thụ được nước, cân bằng nước trong cây bị phá vỡ và cây bị chết. e. - Cây có biểu hiện còi cọc, kém phát triển do cây thiếu khoáng nghiêm trọng. Trang 2
3. - Nấm cộng sinh với rễ tạo thành quần hợp hỗ sinh rễ nấm giúp cây hấp thụ được nước và các nguyên tố khoáng. - Sợi nấm có rễ nấm giúp cho rễ cây và nấm có một diện tích bề mặt khổng lồ để hấp thụ nước và muối khoáng. → Sử dụng thuốc diệt nấm làm cây giảm hấp thụ khoáng → còi cọc, kém phát triển. Câu 5: Quan sát hình sau và cho biết tên cấu trúc A, B. Nêu vai trò của hai cấu trúc này đối với thực vật. Trả lời A- ngoại rễ nấm, B- nội rễ nấm - Vai trò: + tăng diện tích bề mặt hấp thụ nước và khoáng chất + nấm tiết ra các nhân tố sinh trưởng kích thích rễ sinh trưởng và phân nhánh + nấm tiết ra các chất kháng sinh bảo vệ cây khỏi các tác nhân gây bệnh trong đất * Cơ chế hút nước - Cơ chế thẩm thấu Câu 6. a. Nước đi vào tế bào lông hút bằng những con đường nào? b. Giả định rằng một thể đột biến ở cây Arabidopis thiếu aquaporin hoạt động, có khối lượng rễ lớn gấp 3 lần cây hoang dại. Hãy giải thích. Trả lời: a. 2 con đường - Thẩm thấu qua màng sinh chất: Khó vào do lớp PL kép, nước vào được khi phân tử pr trên màng hoạt động tạo ra con đường cho nước vào. - Vận chuyển qua kênh aquaporin: đây là con đường chính. b. Điều đó chứng tỏ con đường hấp thụ nước qua kênh cao gấp 3 lần con đường khếch tán qua màng sinh chất. Câu 7. Khi nghiên cứu áp suất thẩm thấu của dịch tế bào của một số loài cây người ta thu được số liệu sau: Rong đuôi chó: 3,14 atm Bèo hoa dâu: 3,49 atm Cây đậu leo: 10,23 atm Cây bí ngô: 9,63 atm Phi lao: 19,68 atm Cây sơn: 24,08 atm a) Em có thể rút ra kết luận gì? Giải thích? b) Có thể sắp xếp các cây vào các nhóm sinh thái khác nhau như thế nào, tại sao có sự sắp xếp đó? Trả lời a. - Kết luận: + Áp suất thẩm thấu là một đại lượng biến đổi. Trang 3
4. + Những nhóm cây sinh thái khác nhau thì có P khác nhau. + Cây mọc ở đất khô cằn thì có áp suất thẩm thấu của dịch bào lớn, cây thủy sinh thì có áp suất thẩm thấu nhỏ. - Giải thích: + Áp suất thẩm thấu được xác định bằng công thức: P = RTCi trong đó C là nồng độ dịch bào i là hệ số điện li của chất tan R là hằng số khí T nhiệt độ dung dịch C và i khác nhau ở mỗi loài sinh vật còn R và T không phụ thuộc vào các loài sinh vật. + Ở những môi trường sinh thái khác nhau, thế nước trong đất khác nhau, cây muốn hút được nước thì phải tạo ra một tiềm năng thẩm thấu lớn hơn tiềm năng thẩm thấu trong đất (P dịch bào > P dịch đất). Vì ở môi trường nước, P môi trường nhỏ → P dịch bào thấp, còn ở môi trường đất khô cằn, P dịch đất lớn → P dịch bào lớn. b. Dựa vào áp suất thẩm thấu của dịch tế bào, ta có thể xếp các cây trên vào các nhóm theo chiều tăng dần của áp suất thẩm thấu: - cây ưa ẩm hay ẩm sinh (rong đuôi chó, bèo hoa dâu). - cây trung sinh (cây đậu leo, bí ngô). - cây ưa hạn hay hạn sinh (cây sơn, phi lao). Câu 8. Cây trồng trong đất có áp suất thẩm thấu P = 0,3 atm, trong khi áp suất thẩm thấu của rễ cây này là 0,1 atm và sức căng trương nước T = 0,8 atm. Hỏi cây có thể sống được ở đất này không? Giải thích vì sao ? Trả lời P đất = 0,3 atm , S cây = P cây - T cây S = 0,1 - 0,8 = - 0,7 atm. Như vậy, cây đã trồng không sống được ở đất này, vì sức hút nước có giá trị âm, tức là cây không lấy được nước, mà còn bị mất nước. Câu 9. Cho biết: P: áp suất thẩm thấu; T: Sức căng trương nước; S: Sức hút nước. Tính sức hút nước của tế bào trong các trường hợp sau: a) Tế bào bão hòa nước. b) Tế bào ở trạng thái thiếu nước. c) Khi xảy ra hiện tượng xitoriz. Từ đó rút ra ý nghĩa của sức hút nước? Trả lời a) Khi tế bào bão hòa nước: P = T mà S = P - T => S = O b) Khi tế bào ở trạng thái thiếu nước thì P > T, S = P - T ta có: O < S < P c) Khi xảy ra hiện tượng xitoriz thì T mang giá trị âm. Khi thay vào công thức: S = P - T, ta có: S = P - (-T) = P + T có: S > P Ý nghĩa của S: S biểu thị tình trạng thiếu nước trong tế bào do đó có ý nghĩa lớn trong việc sử dụng chỉ tiêu này để xây dựng chế độ tưới nước cho cây. Câu 10. c. Giải thích vì sao các loài cây trên cạn không sống được trên đất ngập mặn? b. Khi trồng cây trên đất có chứa hàm lượng muối vô cơ cao thì tốc độ sinh trưởng của cây sẽ như thế nào? Giải thích? c. Trên một vùng đất ngập mặn ta thấy các loài cây sú, vẹt, đước phát triển tốt còn lúa thì phát triển rất kém. Em hãy giải thích hiện tượng vừa nêu trên? Trả lời a. - Để sống được trên đất ngập mặn, tế bào của cây phải có áp suất thẩm thấu cao hơn (dịch bào phải Trang 4
5. ưu trương) so với môi trường đất mặn bao quanh rễ, cây mới hấp thụ được nước từ đất. Dịch bào rễ cây trên cạn nhược trương so với môi trường đất ngập mặn nên không thể hấp thụ được nước từ đất, cân bằng nước trong cây bị phá vỡ và cây bị chết. - Cây ngập mặn thường có các đặc điểm thích nghi đảm bảo cung cấp ôxy cho quá trình hô hấp của các tế bào rễ như có các rễ hô hấp (các cây thuộc chi Bần, Vẹt, Mắm). Cây trên cạn không có được các đặc điểm đó nên không thể sống được trên đất ngập mặn. b. Khi trồng cây trên đất có chứa hàm lượng muối vô cơ cao thường dẫn đến tốc độ sinh trưởng của cây giảm. Vì : - Làm giảm khả năng hút nước của rễ do nồng độ dung dịch đất cao. - Một số ion khoáng của dung dịch môi trường ảnh hưởng xấu lên khả năng hút khoáng của cây do nồng độ của chúng trong dung dịch quá cao. c. Không bào của cây chịu mặn (sú, vẹt) chứa dịch bào tạo áp suất thẩm thấu lớn, do tích trữ một lượng muối lớn lấy được nước của môi trường có nồng độ muối thấp hơn. - Các cây khác có áp suất thẩm thấu thấp hơn không lấy được nước mà còn bị mất nước. Câu 11. Người ta căn cứ vào áp suất thẩm thấu ( P ) để xác định cây chịu hạn và cây kém chịu hạn. Hãy nêu nguyên tắc xác định P. Trả lời 1. Áp suất thẩm thấu được xác định bằng công thức: P = RTC. R là hằng số = 0,082 T là nhiệt độ tuyệt đối = 273 + nhiệt độ khi đo P. Để tính P, ta phải xác định C. Đó là nồng độ dịch tế bào. Như vậy nguyên tắc xác định P chính là nguyên tắc xác định nồng độ dịch tế bào. Nguyên tắc: Không thể xác định trực tiếp nồng độ dịch tế bào, mà phải xác định gián tiếp bằng cách so sánh nó với một dung dịch đã biết nồng độ. Cách 1: Phương pháp co nguyên sinh: Đưa tế bào vào các dung dịch đã biết nồng độ (pha từ đường hoặc muối), sẽ tìm thấy ở một dung dịch, tế bào bắt đầu co nguyên sinh. Nồng độ của dung dịch đó chính là tương đương với nồng độ dịch tế bào. Cách 2: Phương pháp So sánh tỉ trọng dung dịch : Rút dịch tế bào ra khỏi lá. Nhỏ vào mỗi dung dịch đã biết nồng độ (pha từ đường hoặc muối) một giọt dịch tế bào và quan sát, nếu giọt dịch đứng yên ở giữa dung dịch rồi tan dần, thì ở dung dịch đó tỉ trọng của dịch tế bào và dung dịch bằng nhau và nồng độ dung dịch đó chính là nồng độ dịch tế bào cần tìm. - Thế nước Câu 12. Thành tế bào giúp tế bào thực vật duy trì sự ổn định tương đối về thể tích trước những thay đổi lớn về thế năng nước do quá trình thoát hơi nước tạo ra. Thế năng nước (ᴪw) của tế bào thực vật gồm thế năng chất tan (ᴪs) và thế năng áp suất trương (ᴪp). Thể tích tương đối của tế bào tương quan với thế năng nước và các thành phần của nó như mô tả trong hình 1. Trang 5
6. Hình 1. Thể tích tương đối của tế bào Hãy xác định mỗi câu sau đây là đúng hay sai, giải thích? A. Thay đổi về thế năng nước của tế bào thực vật thường đi kèm với sự thay đổi lớn của cả áp suất trương và thể tích tế bào. B. Sự mất áp suất trương cho biết điểm kết thúc co nguyên sinh, với sự giảm khoảng 15% thể tích tế bào. C. Khi thể tích tế bào giảm 10%, hầu như sự thay đổi của thế năng nước của tế bào là do giảm thế năng chất tan cùng với thay đổi nhỏ của áp suất trương. D. Trong quá trình lấy lại nước (rehydration), sự tăng thể tích tế bào dừng lại khi thành tế bào tạo áp suất tương đương với áp suất trương và thế năng nước của tế bào đạt giá trị bằng 0. Trả lời A. SAI. Vì sự thay đổi về thế năng nước của tế bào thực vật thường đi kèm với sự thay đổi lớn của cả áp suất trương trong khi đó thể tích tương đối của tế bào tăng rất ít như thấy trong hình vẽ. B. SAI vì: Sự co nguyên sinh bắt đầu khi mà áp suất trương của tế bào biến mất, do vậy sự mất áp suất trương cho biết thời điểm bắt đầu co nguyên sinh. Kết thúc co nguyên sinh thể tích của tế bào giảm 15%; thế nước và thế chất tan đều có giá trị dưới âm 3 C. Đúng. Khi thể tích tế bào giảm 10%, hầu như sự thay đổi của thế năng nước của tế bào là do giảm thế năng chất tan cùng với thay đổi nhỏ của áp suất trương. D. Đúng. Quá trình phản co nguyên sinh của tế bào, tế bào lấy lại nước làm tăng thể tích tế bào dừng lại khi cân bằng khi thành tế bào tạo áp suất tương đương với áp suất trương và thế năng nước của tế bào đạt giá trị bằng 0. Câu 13. Một cây thuộc loài thực vật ẩm sinh mọc trong đất có nồng độ muối cao, mặc dù đã được tưới nước cây này vẫn bị héo. a. Cho biết 3 giá trị đo được về thế nước của cây trên là: – 5 atm, - 1 atm và – 8 atm. Hãy xếp các giá trị trên tương ứng với thế nước ở lá, rễ và đất? b. Để cây không bị héo có thể sử dụng phương pháp nào trong các phương pháp sau là hiệu quả nhất, giải thích tại sao? + Tăng độ ẩm không khí. + Tưới nước tiếp tục cho cây. + Phủ một lớp sáp trên bề mặt lá. + Đưa cây vào bóng râm. Trả lời a. Nước đi từ nơi có thế nước cao đến nơi có thế nước thấp. Cây đang bị héo nên thế nước của lá, rễ và đất lần lượt là - 1 atm, - 5 atm, - 8 atm. Trang 6
7. b. Sử dụng phương pháp tiếp tục tưới nước cho cây để tăng thế nước cho đất, rửa mặn. Câu 13 . Chuyên Thái Bình Trong một thí nghiệm, thế nước của đất và sự sinh trưởng của cây trên đất được đo trong 8 ngày. Các kết quả được hiển thị ở hình bên biết rằng màu trắng và đen trên trục hoành tương ứng là ngày và đêm. - đồ thị nào thể hiện thế nước của đất, đồ thị nào thể hiện thế nước trong lá? Giải thích? - Thời điểm nào lá bắt đầu héo? Giải thích? Trả lời - Đồ thị Q thể hiện thế nước trong đất, đồ thị P thể hiện thế nước trong cây - Vì đồ thị P có sự thay đổi thế nước giữa đêm và ngày, ban đêm thế nước cao do không có thoát hơi nước, ban ngày thế nước thấp do quá trình thoát hơi nước xảy ra mạnh - Tại thời điểm P trong đồ thị tương đương ngày số 6 thì lá bắt đầu héo - vì thế nước trong đất giảm mạnh vào ngày thứ 6 làm cho cây không lấy được nước dẫn tới thế nước trong cây giảm mạnh Câu 14. (Chuyên Tuyên Quang) Hình dưới đây mô tả sơ đồ cắt ngang của lá cây: a. Thế nước thay đổi thế nào khi đi từ biểu bì tới mạch gỗ của rễ Hãy sắp xếp các vị trí từ 1 đến 4 theo thứ tự giảm dần thế nước. Giải thích tại sao lại sắp xếp được như vậy. Trả lời Thế nước được đặc trưng bởi hàm lượng nước tự do trong môi trường. Môi trường nào có hàm lượng nước tự do cao thì thế nước cao. Thứ tự: 1→ 2 → 4 → 3 - Giải thích: + Vị trí 1 là mạch gỗ, vị trí 2 là tế bào mô giậu, vị trí 4 là khoảng trống trong lá, vị trí 3 là không khí ngoài lá. Trang 7
8. + Chỉ có vị trí 1 và 2 là nước tồn tại ở dạng lỏng, vị trí 3 và 4 nước tồn tại ở dạng khí nên thế nước thấp hơn. + Trong 2 vị trí 1 và 2, nồng độ chất tan ở vị trí 2 cao hơn nên thế nước thấp hơn. Trong 2 vị trí 3 và 4, vị trí 3 là không khí ngoài lá, ở vị trí này do không gian rộng hơn, có hoạt động đối lưu của không khí, gió... nên mật độ các phân tử nước (độ ẩm) thấp hơn vị trí 4. Các con đường nước di chuyển từ đất vào mạch gỗ của rễ Câu 15. Nước được hấp thụ từ đất vào cây qua rễ theo hai con đường: a) Đó là hai con đường nào? b) Nêu những đặc điểm lợi và bất lợi của hai con đường đó? c) Hệ rễ đã khắc phục đặc điểm bất lợi của hai con đường đó bằng cách nào? Trả lời a) Đó là hai con đường : -Con đường vô bào(con đường gian bào) : Con đường qua thành tế bào lông hút vào các khoảng trống gian bào, đến thành tế bào nội bì, gặp vòng đai Caspari, chuyển vào tế bào nội bì rồi vào mạch gỗ của rễ. - Con đường tế bào: nước vào tế bào chất, qua không bào, sợi liên bào. Nói chung là nước đi qua các phần sống của tế bào, qua tế bào nội bì rồi vào mạch gỗ của rễ. b) Nêu những đặc điểm lợi và bất lợi của hai con đường - Con đường dọc thành tế bào và gian bào: hấp thụ nhanh và nhiều nước (lợi), nhưng lượng nước và các chất khoáng hoà tan không được kiểm tra (bất lợi). - Con đường tế bào: lượng nước và các chất khoáng hoà tan được kiểm tra bằng tính thấm chọn lọc của tế bào sống (lợi), nhưng nước được hấp thụ chậm và ít (bất lợi) c) Sự khắc phục của hệ rễ: Đặt vòng đai Caspari trên thành tế bào nội bì. Vòng đai Caspari được cấu tạo bằng chất không thấm nước và không cho các chất khoáng hoà tan trong nước đi qua. Vì vậy nước và các chất khoáng hoà tan phải đi vào trong tế bào nội bì, ở đây lượng nước đi vào được điều chỉnh và các chất khoáng hoà tan được kiểm tra. Câu 16 a. Nêu ưu điểm và nhược điểm của con đường cộng bào và vô bào? b. Nêu vị trí, thành phần hóa học và vai trò của đai casparin. c. Trình bày hai thí nghiệm để minh họa vai trò của đai casparin. Trả lời a. Hấp thu nước qua rễ ở thực vật có hai con đường chính là con đường cộng bào (symplast) và con đường vô bào (apoplast). Mỗi con đường có ưu điểm và khuyết điểm riêng. - Con đường cộng bào có thể kiểm tra chất tan nhờ tính thấm của màng sinh chất. Tuy nhiên nước đi theo con đường này thì chậm do sức cản của chất nguyên sinh - Con đường vô bào: nước có thể đi rất nhanh qua khoảng gian bào, tuy nhiên, dòng nước và chất tan lại không được kiểm tra. b. Đai casparin gồm các tế bào đã được lignin hóa, ngăn không cho dòng nước và chất tan đi qua. Đai casparin nằm ở lớp nội bì, sát trụ rễ. Vai trò của đai casparin là kiểm tra thành phần chất tan và nước khi đi theo con đường vô bào Hai thí nghiệm để chứng minh cho vai trò của đai casparin: - Lấy dung dịch X có thể ức chế quang hợp. Một nhóm thí nghiệm thì phun trực tiếp chất lên lá, một nhóm còn lại tưới nước. Sau đó sẽ xem khả năng quang hợp của lá - Có một hoa màu trắng. Nếu tưới dung dịch có màu vào chậu hoa thì hoa sẽ không đổi màu. Ngược lại, nếu cắt ngang thân cây mà cắm vào hoa sẽ đổi màu. Trang 8
9. Câu 17 . Trong một thí nghiệm với cây trồng trong dung dịch, người ta cho một chất ức chế quang hợp tan trong nước vào dung dịch nuôi nhưng cường độ quang hợp của cây không bị giảm. Vì sao? Trả lời Chất ức chế có thể hấp thụ vào rễ nhưng không đi vào mạch gỗ được do đai caspary ở nội bì ngăn lại→ chất ức chế không đến được tế bào quang hợp → cường độ quang hợp của cây không bị giảm. 2. Sự vận chuyển nước trong cây * Dòng mạch gỗ Câu 18. a. Quá trình vận chuyển nước trong thân đã diễn ra như thế nào? b. Ở thực vật có mạch, sự vận chuyển nước liên tục trong mạch gỗ phụ thuộc vào những yếu tố nào? Yếu tố nào làm ngưng trệ sự liên tục đó? c. Nếu một ống mạch gỗ bị tắc, dòng nhựa nguyên trong ống đó có thể tiếp tục đi lên được không? Trả lời a. - Con đường vận chuyển: theo dòng mạch gỗ là chính. Tuy nhiên, nước cũng có thể vận chuyển theo chiều từ trên xuống ở mạch rây hay vận chuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rây hoặc ngược lại. - Đặc điểm: con đường dài (từ rễ lên lá), qua các tế bào chết (mạch gỗ), gồm nước và muối khoáng - Động lực: phối hợp của 3 lực: + Lực hút của lá do quá trình thoát hơi nước (quan trọng nhất). + Lực đẩy của rễ do quá trình hấp thụ nước. + Lực trung gian: lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ. b. * Các yếu tố ảnh hưởng tới sự liên tục của cột nước trong mạch gỗ: - Áp suất rễ. - Lực hút của lá. - Lực cố kết phân tử nước và sự liên kết của các phân tử nước với thành mạch. * Yếu tố làm ngưng trệ sự liên tục của mạch gỗ: một bọt khí trong mạch sẽ làm đứt gãy sự liên tục của dòng nước. c. Nếu một ống mạch gỗ bị tắc, dòng nhựa nguyên trong ống đó vẫn có thể tiếp tục đi lên được bằng cách chuyển ngang qua các lỗ bên vào ống bên cạnh và tiếp tục đi lên trên. Câu 19. Chứng minh cấu tạo của mạch gỗ thích nghi với chức năng vận chuyển nước và các ion khoáng từ rễ lên lá. Trả lời - Trong thân của thực vật có mạch gỗ gồm các tế bào chết. Tế bào mạch gỗ gồm 2 loại quản bào và mạch ống nối kế tiếp với nhau tạo thành con đường vận chuyển nước và các ion khoáng... từ rễ lên lá. - Hệ thống quản bào gồm các tế bào hẹp và dài đã mất hẳn chất nguyên sinh và chết. Chúng có thành tế bào dày, hoá gỗ và giữa các vách có nhiều lỗ cho nước đi từ tế bào này qua tế bào khác (vận chuyển ngang). Theo chiều thẳng đứng, giữa các tế bào cũng có vách ngăn nhưng có rất nhiều lỗ trên các vách ngăn đó tạo nên một hệ thống liên tục vận chuyển nước lên cao. - Hệ thống mạch gỗ cũng giống như quản bào là những tế bào chết có thành tế bào dày và hoá gỗ. Khác cơ bản với quản bào là giữa các tế bào không có vách ngăn nên tạo các ống mao quản liên tục suốt hệ thống dẫn, qua đó nước chảy trong mao quản thông suốt. - Mạch gỗ gồm các tế bào chết nối kế tiếp nhau tạo thành ống rỗng giúp dòng nước, ion khoáng và các chất hữu cơ được tổng hợp ở rễ di chuyển bên trong. Động lực vận chuyển nước và muối khoáng Trang 9
10. trong mạch gỗ gồm ba lực: lực đẩy (áp suất rễ), lực hút do thoát hơi nước ở lá (lực chủ yếu), lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành tế bào mạch gỗ. - Sự vận chuyển trong mạch gỗ không phải là vận chuyển tích cực. Do mạch gỗ là các tế bào chết, có tác dụng làm giảm sức cản của dòng nước được vận chuyển ngược chiều trọng lực trong cây. Đồng thời thành của những tế bào chết dày giúp cho ống dẫn không bị phá huỷ bởi áp lực âm hình thành trong ống dẫn bởi lực hút do thoát hơi nước ở lá. Câu 20. a. Thiết kế thí nghiệm chứng minh hiện tượng áp suất rễ. b. Tại sao hiện tượng ứ giọt chỉ xảy ra ở cây thân bụi và cây thân thảo? Trả lời a. - Nước bị đẩy từ rễ lên thân do một lực đẩy gọi là áp suất rễ, bằng chứng là hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt: - Hiện tượng rỉ nhựa: cắt cây thân thảo đến gần gốc, sau vài phút sẽ thấy những giọt nhựa rỉ ra từ phần thân cây bị cắt. Điều đó chứng tỏ có một áp lực đẩy nước lên từ rễ vì khi đó không còn bộ lá nữa nên không còn lực kéo của thoát hơi nước. - Hiện tượng ứ giọt: úp cây trong chuông thuỷ tinh kín, sau một đêm thấy các giọt nước ứ ra ở mép lá. Như vậy không khí trong chuông thuỷ tinh đã bão hoà hơi nước, nước bị đẩy từ mạch gỗ của rễ lên lá không thoát được thành hơi qua khí khổng đã ứ thành giọt ở mép lá. b. + Khi không khí bão hoà hơi nước, sức hút nước của lá bằng không hiện tượng ứ giọt xảy ra do áp suất rễ. + Ap suất rễ thường có giới hạn của nó, phụ thuộc vào loài cây và thường chỉ đẩy được cột nước cao vài 3 mét. + Những cây thân bụi thấp và thân thảo có chiều cao thấp, dễ bị tình trạng bão hoà hơi nước và áp suất rễ đủ mạnh để đẩy nước từ rễ lên lá gây ra hiện tượng ứ giọt. Câu 21. Chuyên Hoàng Văn Thụ - Hòa Bình Áp suất âm trong xylem (mạch gỗ) do những yếu tố nào tạo nên? Trong xylem ở thân cây, áp suất âm thay đổi như thế nào theo hướng từ rễ lên ngọn? Giải thích. Trả lời - Các yếu tố tạo nên áp suất âm trong xylem: + Lực hút lên trên do quá trình thoát hơi nước ở lá. Đây là yếu tố quan trọng nhất hình thành nên áp suất âm. + Lực kết dính của phân tử nước với nhau và với thành mạch dẫn ở thân do đặc tính phân cực của các phân tử nước. Lực này duy trì dòng nước liên tục, hỗ trợ kéo nước lên. + Lực đẩy từ rễ do quá trình hấp thụ nước từ đất. - Áp suất âm tăng dần (âm hơn) theo hướng từ dưới lên do lực hút từ phần ngọn cây tạo áp suất âm và lực đẩy từ rễ làm giảm áp suất âm. Lực hút từ lá mạnh nhất ở phía trên ngọn, giảm dần xuống dưới, lực đẩy từ rễ lớn nhất dưới gốc, giảm dần lên trên. Vì vậy ở rễ áp suất âm bé nhất, ở ngọn áp suất âm lớn nhất. Câu 22: Chuyên lê quý đôn- tỉnh bình định 1. Hình (A) cho thấy những thay đổi về độ ẩm tương đối của khí quyển vào các thời điểm khác nhau của ban ngày. Hình (B) cho thấy những thay đổi về áp suất trong xylem của cây trong cùng thời điểm tương ứng. Trang 10
11. a) Giải thích mối quan hệ giữa độ ẩm tương đối của khí quyển và áp suất trong xylem. b) Giải thích sự chênh lệch quan sát được giữa áp suất trong xylem ở đỉnh cây (ở lá) và phía dưới cùng của cây (ở rễ). Trả lời a. Độ ẩm tương đối càng thấp → áp suất trong xylem càng âm (càng giảm). b. – Khi độ ẩm tương đối của khí quyển thấp → thoát hơi nước nhiều từ lá (các tế bào thịt lá) → thế nước trong lá (trong các tế bào thịt lá) trở nên thấp hơn → càng nhiều nước di chuyển từ xylem vào các tế bào thịt lá → sự chênh lệch (gradient) thế nước giảm → tạo nên áp suất âm (áp suất giảm) trong các các xylem. – Áp suất âm tăng dần từ dưới lên do lực hút từ lá tạo áp suất âm và lực đẩy từ rễ triệt tiêu áp suất âm. – Lực hút từ lá mạnh nhất ở phía trên ngọn, giảm dần xuống dưới trong khi lực đẩy từ rễ mạnh nhất ở dưới, giảm dần lên trên → Ở rễ, áp suất âm bé nhất, ở lá áp suất âm lớn nhất. * Dòng mạch rây Câu 23. So sánh dòng mạch gỗ và dòng mạch rây. Nêu mối quan hệ giữa hai dòng này trong cơ thể thực vật.Tại sao mạch rây phải là các tế bào sống, còn mạch gỗ thì không? Trả lời * Giống nhau - Đều là những dòng vận chuyển các chất trong cơ thể thực vật, thành phần nước và một số chất tan. * Khác nhau Dòng mạch gỗ Dòng mạch rây - Con đường: vận chuyển các chất từ đất đến - Con đường: vận chuyển các chất từ tế bào quang mạch gỗ của rễ, vào mạch gỗ của thân, đến hợp trong phiến lá đến cuống lá rồi đến các cơ lá và các phần khác. quan cần sử dụng sản phẩm quang hợp rễ, hạt, củ, - Cấu tạo: từ các tế bào đã chết, hóa gỗ có các quả.... lỗ bên áp sát tạo thành dòng liên tục. - Cấu tạo: từ các tế bào còn sống, nối tiếp nhau - Vận chuyển: ngược chiều trọng lực. bằng bản rây và có các tế bào kèm nuôi dưỡng. - Thành phần: nước, chất khoáng, một ít chất - Vận chuyển: xuôi chiều trọng lực. hữu cơ (hoocmôn, vitamin) độ pH trung -Thành phần: nước,saccarozơ, axit amin, bình. hoocmôn, vitamin, nhiều ion K+. độ pH cao. - Động lực: vận chuyển nhờ lực đẩy của rễ, - Động lực: vận chuyển là lực thẩm thấu nhờ lực hút của lá, lực liên kết giữa các phân tử chênh lệch về áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nước với nhau và với thành mạch. nguồn và cơ quan chứa. Trang 11
12. * Mối quan hệ: Dòng mạch gỗ vận chuyển muối và chất khoáng cho quá trình quang hợp ở lá tạo sản phẩm dịch mạch rây. Dòng mạch rây cung cấp chất dinh dưỡng cho các tế bào rễ hô hấp hút khoáng, tạo cơ chế đóng mở khí khổng, sinh ra các lực vận chuyển dòng mạch gỗ. Hai dòng này có thể trao đổi nước qua các lỗ bên của tế bào mạch gỗ. 2. - Mạch rây vận chuyển tích cực nên mạch rây phải là các tế bào sống. Mạch gỗ có tác dụng giảm sức cản của dòng nước, thành dày giúp cho ống dẫn không bị phá huỷ bởi áp lực âm nên mạch gỗ phải là các tế bào chết. Câu 24: Động lực vận chuyển các chất trong mạch gỗ (xilem) và mạch rây (phloem) ở cây thân gỗ khác nhau như thế nào? Tại sao mạch rây phải là các tế bào sống, còn mạch gỗ thì không? Trả lời *Mạch gỗ gồm các tế bào chết nối kế tiếp nhau tạo thành ống rỗng giúp dòng nước, ion khoáng và các chất hữu cơ được tổng hợp ở rễ di chuyển bên trong. Động lực vận chuyển nước và muối khoáng trong mạch gỗ gồm ba lực: lực đẩy (áp suất rẽ), lực hút do thoát hơi nước ở lá (lực chủ yếu), lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành tế bào mạch gỗ. * Mạch rây gồm các tế bào sống có vai trò vận chuyển các sản phẩm đồng hoá ở lá cũng như một số ion khoáng sử dụng lại đến nơi sử dụng hoặc nơi dự trữ. Động lực vận chuyển của dòng mạch rây theo phương thức vận chuyển tích cực. * Sự vận chuyển trong mạch rây là quá trình vận chuyển tích cực nên mạch rây phải là các tế bào sống. Cơ chế T780- Campell: Đường được tạo ra trong tế bào thịt lá được vận chuyển vào TB kèm và yếu tố ống dây theo cơ chế hóa thẩm ( đường được đồng vận chuyển với H + trong hóa thẩm) và được vận chuyển trong ploem nhờ áp suất dương. + Quá trình quang hợp ở phía nguồn tạo đường, nạp đường vào trong ống dây làm thế nước nước bên trong ống giảm, kết quả làm cho ống dây hấp thụ nước từ mạch gỗ nhờ áp suất thẩm thẩu + Sự hấp thụ nước làm phát sinh áp suất dương đẩy dịch trong ống dây di chuyển dọc theo ống + Khi đường được đưa vào nơi chứa, áp suất trong ông dây giảm, nước lại thẩm thấu từ ống dây sang mạch gỗ + Sự dịch chuyển của nước và dịch trong ống dây từ lá đến rễ giúp mạch gỗ quay vòng nước từ đầu chứa đến đầu nguồn. * Sự vận chuyển trong mạch gỗ : - Không tiêu dùng năng lượng của TB.Sự thoát hơi nước qua lá làm giảm thế nước ở bề mặt phân cách không khí- nước, nhờ đó làm phát sinh áp suất âm ( sức căng) có tác dụng kéo nước trong xylem. - Mạch gỗ là các tế bào chết, có tác dụng làm giảm sức cản của dòng nước được vận chuyển ngược chiều trọng lực trong cây. Đồng thời thành của những tế bào chết dày giúp cho ống dẫn không bị phá huỷ bởi áp lực âm hình thành trong ống dẫn bởi lực hút do thoát hơi nước ở lá. Câu 25. 1. Hãy nêu các thành phần của dịch mạch rây và giải thích ý nghĩa của kali trong dịch mạch rây? 2. S. Rogers và A.J.Peel ở đại học Hull (Anh quốc) đã sử dụng rệp cây sống bằng dịch phloem. Khi ấp suất ống rây đẩy dịch phloem vào ngòi chích, các nhà nghiên cứu tách rệp khỏi ngòi chích và ngòi chích hoạt động như cái vòi ứa dịch hàng giờ. Các nhà nghiên cứu đã xác định nồng độ đường của dịch từ ngòi chích ở các điểm khác nhau giữa nơi nguồn và nơi chứa. a. Kết quả thí nghiệm sẽ như thế nào? b. Tại sao khi các nhà nghiên cứu tách rệp khỏi ngòi chích thì ngòi chích hoạt động như cái vòi ứa dịch hàng giờ? c. Nếu một loài rệp sống bằng xilem của cây, khi rệp dùng ngòi chích đâm vào dịch xilem hút dịch thì tách rệp ra khỏi ngòi chích. Liệu dịch xilem có tiếp tục chảy ra từ vòi chích không? Giải thích. Lời giải Trang 12
13. 1. Dịch mạch rây gồm chủ yếu là sacarose, các axit amin, vitamin và một số chất hữu cơ khác, một số ion khoáng được sử dụng lại, đặc biệt rất nhiều ion kali làm chi dịch mạch rây có ph từ 8,0-8,5. - Ý nghĩa của Kali trong dịch mạch rây: + K + trong dịch mạch rây cao, kéo nước vào mạch rây làm giảm nồng độ đường trong dịch mạch rây, từ đó giúp nạp đường từ tế bào nguồn vào ống rây. + Việc K+ kéo nước vào mạch rây làm phát sinh một áp suất dương trong mạch rây. + nhiều Ion K+ làm cho pH dịch mạch rây có tính hơi kiềm ( 8-8,5) nghĩa là nồng độ H+ nội bào thấp. Tận dụng được chênh lệch H+, H+ ngoại bào cao được đồng vận chuyển cùng với Sucrose vào trong dịch mạch rây. 2. a. Ngòi chích càng gần nguồn đường hơn thì có nồng độ đường cao hơn ( nồng độ đường nơi gần nguồn cao hơn so với ở gần nơi chứa) do vận chuyển dòng khối nhờ áp suất dương( dòng áp suất) trong ống rây. b. Ngòi chích được xuyên sâu vào yếu tố ống rây, áp suất trong ống rây đẩy dịch phloem vào ngòi chích, dòng áp suất trong ống rây là dòng áp suất dương=> Khi tách rệp thì ngòi chích hoạt động như cái vòi ứa dịch hàng giờ c. Dịch xylem không tiếp tục chảy từ vòi chích vì: xylem ngược lại so với phloem là nó chịu tác động của dòng áp suất âm. Áp suất thấp, ngòi chích được cắt rời xuyên vào quản bào hoặc yếu tố mạch không thể làm cho dịch xylem chảy ra mà nó có thể dẫn không khí vào trong mạch. Câu 26: Chuyên lê quý đôn quảng trị Nhận định “Dòng mạch rây là dòng vận chuyển từ trên lá xuống” là đúng hay sai ? Giải thích. Lời giải - Sai. - Dòng mạch rây có thể vận chuyển từ trên lá xuống hoặc từ dưới lên phụ thuộc vào vị trí cơ quan sản xuất hay cung cấp đường và cơ quan dự trữ hoặc tiêu thụ đường. - Nhưng luôn chảy từ nguồn đường đến bồn chứa hoặc nơi tiêu thụ. - Mỗi mạch libe luôn có một đầu nguồn và một đầu bồn chứa, hai đầu này có thể đổi chức năng cho nhau theo mùa hoặc theo giai đoạn phát triển của cây một cách linh hoạt. Câu 27. Lê Quý Đôn – Quảng Nam Áp suất dương trong dịch mạch rây được hình thành như thế nào? Giả sử cây khoai tây đang trong giai đoạn phát triển sử dụng tinh bột ở thân củ để ra hoa. Áp suất dương thay đổi như thế nào trong mạch rây từ thân củ đến mô hoa? Trả lời 2. Áp suất dương trong dịch mạch rây được hình thành trong quá trình vận chuyển đường từ nơi nguồn đến nơi chứa. - Đường được tạo ra ở nơi nguồn, vận chuyển chủ động vào trong mạch rây. - Áp suất thẩm thấu trong mạch rây cao → hút nước từ mạch gỗ vào. - Khi nước vào nhiều, áp suất trong lòng mạch tăng, tạo áp suất dương đẩy dòng dịch đến nơi chứa. - Đối với cây khoai tây đang sinh trưởng ra hoa, sử dụng đường từ thân củ thì áp suất dương lớn nhất ở mạch gỗ ( phía gần thân củ) → và giảm dần về phía mạch gỗ ở chồi hoa. Câu 28. Em hãy nêu giả thuyết dòng áp suất giải thích tại sao dịch trong mạch dây di chuyển từ nơi nguồn sản xuất saccarozo đến nơi chứa ở thực vật hạt kín? Trả lời Trang 13
14. - Quá trình quang hợp ở phía nguồn tạo đường, nạp đường vào trong ống dây làm thế nước nước bên trong ống giảm, kết quả làm cho ống dây hấp thụ nước từ mạch gỗ nhờ áp suất thẩm thẩu - Sự hấp thụ nước làm phát sinh áp suất dương đẩy dịch trong ống dây di chuyển dọc theo ống - Khi đường được đưa vào nơi chứa, áp suất trong ông dây giảm, nước lại thẩm thấu từ ống dây sang mạch gỗ - Sự dịch chuyển của nước và dịch trong ống dây từ lá đến rễ giúp mạch gỗ quay vòng nước từ đầu chứa đến đầu nguồn 3. Thoát hơi nước Câu 29. Vì sao nói: Thoát hơi nước là một "tai hoạ tất yếu " ? Trả lời Thoát hơi nước là một "tai hoạ tất yếu " vì - "Tai họa" ở đây là muốn nói trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển của mình, thực vật phải mất đi một lượng nước quá lớn (h¬n 99% lưîng nưíc c©y lÊy vµo tõ ®Êt ph¶i tho¸t ra ngoµi kh«ng khÝ qua l¸) và như vậy nó phải hấp thụ một lượng nước lớn hơn lượng nước mất đi. Đó là một điều không dễ dàng gì trong điều kiện môi trường luôn luôn thay đổi. - "Tất yếu" là muốn nói thực vật cần phải thoát một lượng nước lớn như thế, vì quá trình thoát hơi nước có ý nghĩa rất quan trọng : - Sự thoát nước ở lá đã tạo ra một sức hút nước, một sự chênh lệch về thế nước theo chiều hướng giảm dần từ rễ đến lá và nước có thể chuyển từ rễ lên lá một cách dể dàng. Người ta gọi đó là động cơ trên của con đường vận chuyển nước. - Mặt khác khi thoát một lượng nước lớn như vậy, nhiệt độ của bề mặt lá được điều hoà, chỉ cao hơn nhiệt độ trong bóng râm một chút. Ngay ở sa mạc nhiệt độ của lá nơi nắng chói chang cũng chỉ cao hơn trong bóng râm 6 - 70C. - Một lý do quan trọng hơn nữa là khi thoát hơi nước thì khí khổng mở và đồng thời với hơi nước thoát ra, dòng CO2 sẽ đi từ không khí vào lá, đảm bảo cho quá trình quang hợp thực hiện một cách bình thường Câu 30. a. Nêu những điểm khác nhau giữa thoát hơi nước ở lá qua cutin so với qua khí khổng? b. Biểu bì lá cây sống ở những vùng nóng, khô hạn có đặc điểm gì giúp nó thích nghi với điều kiện sống? Trả lời a. Điểm khác nhau: Thoát hơi nước ở lá qua cutin Thoát hơi nước qua khí khổng - Vận tốc nhỏ và không được điều chỉnh - Vận tốc lớn và được điều chỉnh - Phụ thuộc vào độ dày của lớp cutin, tuổi của - Phụ thuộc lượng khí khổng trên lá (do lượng lá, diện tích bề mặt và chu vi của lá. khí khổng trên lá rất lớn nên tổng diện tích và chu vi thoát hơi nước qua khí khổng lớn hơn gấp nhiều lần so với qua cutin) - Không thay đổi trước sự thay đổi của các yếu - Các khí khổng còn đóng mở theo sự thay đổi tố sinh thái. của các yếu tố sinh thái để thay đổi tốc độ thoát hơi nước phù hợp. b. Giải thích: Trang 14
15. Biểu bì mặt trên của lá được phủ lớp cutin dày, không có hay có rất ít khí khổng, nhờ đặc điểm này giúp cây giảm sự mất nước, giảm quá trình thoát hơi nước qua mặt trên của lá, đảm bảo đủ nước để duy trì sự sống. Câu 31. Hình bên biểu diễn quá trình thoát hơi nước của cây sống trong điều kiện khô hạn. Trong các đường cong A, B, C, D, đường cong nào mô tả sự thoát hơi nước qua tầng cutin, đường cong nào mô tả sự thoát hơi nước qua lỗ khí? Giải thích? Trả lời: - Đường cong D mô tả sự thoát hơi nước qua tầng cutin - Đường cong C mô tả sự thoát hơi nước qua lỗ khí - Giải thích: + Sự thoát hơi nước qua lỗ khí phụ thuộc vào hoạt động đóng mở lỗ khí. Buổi trưa nắng gắt, nhiệt độ cao, tế bào lỗ khí mất nước nhiều nên đóng lại để hạn chế sự mất nước của cây nên cường độ thoát hơi nước giảm -> đường C + Sự thoát hơi nước qua tầng cutin ít hơn so với qua lỗ khí, hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt độ. Vào buổi trưa, ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao, cường độ thoát hơi nước là mạnh nhất -> đường D. + Đường A và B cao hơn đường C nên ko phải đường thoát hơi nước qua cutin. Câu 32.. a. Thử nêu một vài phương pháp xác định khả năng thoát hơi nước của cây? b. Khi xác định cường độ thoát hơi nước ( mg H2O/dm2 lá.giờ) theo các giờ trong ngày (7, 10, 12, 15, 17) qua bề mặt lá và qua khí khổng của một cây, người ta thu được nhiều số liệu. Có thể phân biệt các số liệu của hai con đường thoát hơi nước được không ? Trả lời a. Xác định khả năng thoát hơi nước của cây: Cách 1: Phương pháp cân nhanh Cách 2: Sử dụng giấy tẩm Clorua Coban. Giấy tẩm Clorua Coban khi ướt có màu hồng, khi sấy khô có màu cô ban. Như vậy khi giấy khô áp vào lá cây, theo thời gian, giấy sẽ chuyển màu hồng. Căn cứ vào thời gian chuyển từ màu xanh cô ban sang màu hồng của giấy, có thể xác định khả năng thoát hơi nước của cây. b. Có thể được, vì con đường thoát hơi nước qua khí khổng có cường độ lớn và thường giảm vào ban trưa. Như vậy nếu căn cứ vào số liệu thu được để vẽ các đồ thị có trục tung là cường độ thoát hơi nước, trục hoành là thời gian, thì đồ thị có hai đỉnh sẽ là đồ thị chỉ sự thoát hơi nước qua khí khổng, còn đồ thị thấp hơn, có một đỉnh là đồ thị của con đường thoát hơi nước qua bề mặt lá. Câu 33. Vì sao khi khi khí khổng mở thì hơi liên tục thoát ra ngoài, CO2 từ ngoài vào lá. Nêu phương pháp xác định cường độ thoát hơi nước bằng phương pháp cân nhanh. Trang 15
16. Trả lời - Dưới khí khổng: chứa hơi nước, O2, CO2. Khi khí khổng mở, hơi nước liên tục thoát do chênh lệch nồng độ hơi nước trong buồng khí cao (bão hoà) với không khí có nồng độ hơi nước thấp (do ánh sáng, nhiệt độ, gió). CO2 buồng dưới khí khổng trực tiếp cung cấp cho quang hợp nên nồng độ thấp hơn so với bên ngoài CO2 từ ngoài vào - Phương pháp xác định: I = (P1 – P2).60/t.S (mg/h/dm2) Trong đó: P1: trọng lượng lá ban đầu (mg) P2: trọng lượng lá sau t phút (mg) S: diện tích lá (dm2) T: thời gian (phút) Câu 34. a. Hãy trình bày những hiểu biết về khí khổng? b. 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. Tại sao vậy? Tỉ lệ của hai con đường thoát hơi nước này phụ thuộc vào yếu tố nào ? c. Thử nêu một vài phương pháp xác định mật độ khí khổng ở hai mặt lá? Trả lời a. - Khí khổng là một cấu trúc rất độc đáo trên bề mặt cây, chủ yếu là trên bề mặt lá, gồm hai tế bào bảo vệ có thành trong dày hơn thành ngoài, tạo nên một khe nhỏ giữa hai tế bào (miệng khí khổng), xung quanh hai tế bào bảo vệ là các tế bào lân cận tạo thành một khoang ở dưới miệng khí khổng. Về cơ bản có hai dạng tế bào bảo vệ: tế bào dạng quả thận và tế bào dạng quả tạ. Tế bào bảo vệ có một nhân lớn và nhiều lục lạp. Khí khổng có ở hầu hết các loài thực vật, trừ nấm, tảo và phần lớn nằm ở mặt dưới lá. Trên thân và các bộ phận của hoa, quả cũng có khí khổng. Số lượng khí khổng/cm2 của lá khác nhau ở các cây khác nhau, trung bình 10.000 khí khổng/cm2. Những cây chịu hạn kiểu mọng nước như cây xương rồng, cây dứa, chỉ có 1.000 khí khổng/cm2, trong khi ở nhiều cây gỗ mật độ khí khổng có thể lên tới 100.000/cm 2. Vai trò chính của khí khổng là trao đổi khí (O2,CO2 , H2O khi quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước). Nói chung khí khổng mở ngoài sáng và đóng trong tối. b. Cơ sở vật lý của quá trình bốc hơi nước đã chứng minh rằng: các phân tử nước bốc hơi và thoát vào không khí ở mép chậu nước dễ dàng hơn nhiều so với các phân tử nước bốc hơi từ giữa chậu nước. Như vậy vận tốc thoát hơi nước không chỉ phụ thuộc vào diện tích thoát hơi mà phụ thuộc chặt chẽ vào chu vi của các diện tích đó. Rõ ràng là hàng trăm khí khổng trên một milimet vuông lá sẽ có tổng chu vi lớn hơn rất nhiều so với chu vi lá và đó là lý do tại sao lượng nước thoát qua khí khổng là chính và với vận tốc lớn. c. Có thể nêu hai phương pháp xác định mật độ khí khổng ở hai mặt lá: Cách 1. Dùng một loại keo nhớt trong suốt phủ lên hai mặt lá một lớp mỏng. Khi lớp keo khô, bóc lớp màng keo ra khỏi lá, soi dưới kính hiển vi, ta sẽ thấy hình của các khí khổng in rõ trên lớp màng keo và có thể xác định được mật độ khí khổng ở mặt trên và mặt dưới lá, thậm chí có thể tính được số lượng khí khổng/mm2. Cách 2. Dùng phương pháp áp giấy Clorua Coban vào mặt trên và mặt dưới lá, rồi tính thời gian làm hồng giấy, ta có thể xác định gián tiếp mật độ khí khổng. Bởi vì thoát hơi nước chủ yếu bằng con đường khí khổng. Câu 35( QG 2013). Trong sự trao đổi nước ở cây xanh, sự thoát hơi nước chủ yếu diễn ra ở khí khổng. Nêu cơ chế đóng-mở khí khổng vào ban ngày của cây xanh và ý nghĩa của sự đóng-mở này trong hoạt động sống của cây? Trả lời Trang 16
17. * Về cơ chế: - Khí khổng mở do quang mở chủ động: ban ngày (khi có ánh sáng), ánh sáng tác động vào lục lạp hình thành các chất hữu cơ tích luỹ trong không bào tạo áp suất thẩm thấu, hấp thụ nước, làm mở khí khổng. - Khí khổng đóng do thủy đóng chủ động: một phần hay toàn bộ tuỳ thuộc vào mức độ thiếu nước. ( Sự thiếu nước có thể do: đất thiếu nước, vận chuyển nước trong mạch gỗ không kịp hoặc thoát hơi nước quá mạnh vào buổi trưa ) - Khí khổng đóng do thủy đóng bị động: mưa nhiều làm các TB phụ quanh khí khổng no nước chèn ép lên TB hạt đậu. - Sự thiếu nước còn do axit absisic hình thành ở rễ và ở lá kéo K+ ra khỏi tế bào khí khổng, gây mất nước làm khí khổng khép lại. - Riêng ở thực vật CAM, ban ngày lỗ khí khổng đóng * Về ý nghĩa: Đóng khí khổng là phản ứng tự vệ tránh tổn thương khi thiếu nước; mở khí khổng tạo sức hút kéo nhựa nguyên (dòng nước và chất khoáng) đi lên (hơi nước thoát ra khi khí khổng mở và khí CO2 liên tục đi vào dùng cho quang hợp) Câu 36. Ở đa số thực vật, khí khổng mở ban ngày và đóng vào ban đêm để ngăn cản cây mất nước khi không quang hợp, trong một số trường hợp khí khổng lại đóng vào ban ngày. Những nhân tố nào đã tác động làm khí khổng đóng vào ban ngày? Nêu ý nghĩa của việc đóng khí khổng ban ngày. Nếu khí khổng cây C3 đóng vào ban ngày có ảnh hưởng đến năng suất không? Trả lời: - Phản ứng đóng thuỷ chủ động: Là cơ chế đóng lỗ khí do sự mất nước nhanh và nhiều trong tế bào khí khổng khi môi trường nắng nóng quá mức vào những giờ ban trưa; do cây thiếu nước ( đất thiếu nước, vận chuyển không kịp, hoặc lá thoát nước quá mạnh - Khí khổng đóng do thủy đóng bị động: mưa nhiều làm các TB phụ quanh khí khổng no nước chèn ép lên TB hạt đậu. - Khi cây bị hạn axit absisic hình thành ở rễ và ở lá kéo K+ ra khỏi tế bào khí khổng, gây mất nước làm khí khổng khép lại. - Riêng ở thực vật CAM, ban ngày lỗ khí khổng đóng - Nếu Cây C3 đóng khí khổng ban ngày sẽ hạn chế CO 2 xâm nhập vào-> Xảy ra hô hấp sáng -> giảm năng suất Câu 37. a. Vào những ngày nắng nóng, tế bào lỗ khí kiểm soát tốc độ mất nước của cây như thế nào? Tại sao hiện tượng đó vừa có lợi, vừa có hại cho cây trồng? b. Sự thích nghi của cây xanh giúp giảm bớt sự mất nước do quá trình thoát hơi nước? Trả lời a. * Vào những ngày nắng nóng, tế bào lỗ khí đã kiểm soát tốc độ mất nước của cây bằng cách: - Khi trời nóng, khô cây mất nhiều nước, tế bào thực vật sản sinh hoocmon axit abxixic, hoocmon này truyền tín hiệu cho tế bào bảo vệ, K+ bị bơm ra khỏi các tế bào, nước bị thoát ra khỏi tế bào bảo vệ khí khổng đóng lại. - Khi trời nóng, khô cây mất nhiều nước, cây bị héo do đó K + bị bơm ra khỏi tế bào hình hạt đậu. Nước đi ra theo sự thẩm thấu, tế bào hạt đậu trở nên mềm, duỗi ra và khí khổng đóng lại. * Hiện tượng trên có lợi ở chỗ: Hạn chế sự mất nước của cây, làm cây không bị héo, chết * Hiện tượng có hại: Hạn chế sự xâm nhập của CO2 do vậy làm giảm hiệu quả quang hợp, giảm sức trương của tb ảnh hưởng đến sự st. Ngoài ra oxi còn bị giữ lại trong khoảng gian bào gây nên hô hấp sáng ở thực vật C3. Câu 38. Nguyễn Bỉnh Khiêm- Quảng Nam Trang 17
18. Đồ thị dưới đây thể hiện độ mở khí khổng theo thời gian trong ngày của loài Crassula ovata và một thực vật điển hình. Thực vật điển hình được nghiên cứu trong ba môi trường: bình thường, đất rất khô và [CO2] thấp. a. Giải thích sự đóng mở khí khổng ở thực vật điển hình. b. Có thể suy ra điều gì về loài Crassula ovata. c. Nhân tố nào liên quan đến sự mở khí khổng ở thực vật điển hình? Trả lời a. - Thực vật điển hình có khí khổng mở ban ngày và đóng vào ban đêm. Ban ngày các điều kiện về ánh sáng, nhiệt độ phù hợp cho quang hợp, lỗ khí mở để lá hấp thụ CO 2 cho quang hợp. Ban đêm thiếu ánh sáng, không quang hơp, lỗ khí đóng tránh mất nước. b. - Loài này đóng khí khổng vào ban ngày và mở vào ban đêm, ngươc với thực vật điển hình. Suy ra đây là thực vật mọng nước, quang hợp theo chu trình CAM. Ban đêm khí khổng mở hấp thụ CO2 dự trữ để quang hợp khi có ánh sáng, ban ngày do điều kiện khí hậu lỗ khí phải đóng tránh mất nước. c. - Quan sát biểu đồ, giữa đất khô và [CO2] thấp thì chỉ có [CO2] thấp liên quan đến sự mở khí khổng. [CO2] thấp gây ngưng trệ quang hợp, lỗ khí mở để tiếp nhận CO2. Đất khô giảm lượng nước hấp thụ nên cây mất nước, làm lỗ khí đóng chứ không mở. Câu 39. Có 3 cây với thiết diện lá như nhau, cùng độ tuổi, cho thoát hơi nước trong điều kiện chiếu sáng như nhau trong một tuần. Sau đó cắt thân đến gốc và đo lượng dịch tiết ra trong một giờ, người ta thu được số liệu như sau: Cây Lượng nước thoát Lượng dịch tiết (ml) Hồng 6,2 0,02 Hướng dương 4,8 0,02 Cà chua 10,5 0,07 Từ bảng số liệu em có thể rút ra điều gì? Trả lời Từ bảng số liệu rút ra nhận xét - Qua các số liệu ta thấy mối liên quan chặt chẽ giữa động cơ phía trên (lực hút của lá) và động cơ phía dưới (lực đẩy của rễ); nếu động cơ phía trên mà lớn thì động cơ phía dưới cũng lớn và ngược Trang 18
19. lại. (cây cà chua) Lấy ví dụ minh họa: Cây hoa hồng và cây hướng dương có lượng dịch tiết như nhau (0,02ml) nhưng lượng thoát hơi nước khác nhau (hồng-6,2ml; hướng dương-4,8ml) chứng tỏ các cây khác nhau chủ yếu là vai trò của động cơ phía trên. Câu 40.( Chuyên trần phú Hải Phòng) Thực hiện thí nghiệm với ba cây thân thảo cùng loài, cùng kích thước và số lượng lá. Hai cây hoàn toàn bình thường và một cây là thể đột biến có cấu trúc khí khổng bị biến đổi (luôn ở trạng thái khép hờ). Đặt ba cây dưới điều kiện ngoài trời từ 6 giờ sáng đến 18 giờ cùng ngày, một trong hai cây bình thường được úp chuông thủy tinh nhưng vẫn đảm bảo thông khí. Dùng thiết bị đo lượng nước thoát ra khỏi cây và tính toán thu được các thông số sau: Vân tốc Chênh lệch giữa Nồng độ chất Nồng độ chất hữu Thông số trung bình vận tốc cao nhất và khoáng trong nước cơ trong nước (ml/m2/h) thấp nhất (ml/m2/h) thoát ra (mM) thoát ra (mM) Cây I 17,6 9,2 0 0 Cây II 3,3 0,3 0 0 Cây III 1,7 0,6 0,03 0,27 Hãy xác định các cây I, II và III là cây nào trong ba cây trên (Là cây bình thường hay cây đột biến? Cây có úp chuông thủy tinh hay không?). Giải thích. Trả lời - Cây I: Cây bình thường không úp chuông thủy tinh. Cây chủ yếu thoát hơi nước qua khí khổng nên lượng nước thoát ra lớn và vận tốc trung bình lớn, nhưng có hiện tượng khí khổng đóng vào buổi trưa khiến thoát hơi nước giảm mạnh nên chênh lệch vận tốc lớn. - Cây II: Cây đột biến. Cây có khí khổng luôn khép hờ nên không thể thoát hơi nước qua khí khổng mà chỉ có thể qua tầng cutin với lượng nước và tốc độ chậm hơn nhiều, không có hiện tượng khí khổng đóng vào buổi trưa nên chênh lệch vận tốc nhỏ. - Cây III: Cây bình thường có úp chuông thủy tinh. Cây bị úp chuông thủy tinh nên không khí trong chuông nhanh chóng bị bão hòa hơi nước, lúc này thoát hơi nước qua khí khổng và tầng cutin đều ngừng trệ, nhưng rễ vẫn hút nước nên nước thoát ra khỏi lá qua thủy khổng (ứ giọt). Dòng nước này có cả chất khoáng và chất hữu cơ do bị đẩy ra từ mạch dẫn. Câu 41 : Chuyên Nguyễn Tất Thành _ Yên Bái: a. Một potometer lý thú thường được sử dụng để đo tốc độ thoát hơi nước từ lá hay cành. Thiết bị này được dùng để so sánh tốc độ mất nước từ 4 lá trên cùng 1 cây (cùng độ tuổi) có diện tích tương tự nhau (A, B, C, D) lá cây này được xử lý bằng cách: Lá A: phủ mặt trên lá bằng 1 lớp vaselin dày, đặc. Lá B: phủ mặt dưới lá bằng 1 lớp vaselin dày, đặc. Lá C: phủ vaselin dày, đặc cả 2 mặt lá. Lá D: không phủ vaselin lên mặt nào cả. Kết quả thu được như sau: Thời gian/phút Thoát hơi nước Thoát hơi nước Thoát hơi nước Thoát hơi nước lá A (ml) Lá B (ml) Lá C (ml) Lá D (ml) 1 10 2 0 13 Trang 19
20. 2 29 5 1 36 3 51 8 1 60 4 68 10 2 79 5 84 12 2 95 6 95 14 2 108 Hãy tính tốc độ thoát hơi nước ở mỗi lá? Giải thích tại sao khác nhau. Trả lời Tốc độ thoát hơi nước: Lá A: 95 : 6 = 15,8333 Lá B: 14 : 6 = 2,3333 Lá C: 2 : 6 = 0,3333 Lá D: 108 : 6 = 18 (ml) Giải thích: Lá A: Thoát hơi nước qua mặt dưới của lá có nhiều KK nên thoát ra nhiều. Lá B: Thoát hơi nước qua mặt trên của lá có ít KK nên thoát ra ít. Lá C: Thoát hơi nước qua hầu như không xảy ra. Lá D: Thoát hơi nước qua cả 2 mặt của lá nên thoát nhiều nhất. Câu 42 Trong một thí nghiệm người ta sử dụng lá của hai loài khác nhau với diện tích bề mặt và khối lượng lá bằng nhau. Các lá đều được đặt trong một phòng kín có cùng cường độ chiếu sáng và thời gian chiếu sáng như nhau. Trọng lượng của lá được ghi lại sau mỗi giờ. Kết quả thí nghiệm thể hiện ở đồ thị sau: Khối lượng lá Lá 1 Lá 2 Dựa vào đặc điểm cấu tạo của lá hãy giải thích kết quả thí nghiệm ? Trả lời - Sau 5h khối lượng lá 2 giảm nhanh hơn so với lá 1 điều này chứng tỏ cường độ thoát hơi nước của lá 2 nhanh hơn lá 1. Giải thích: - Lá 1 có tầng cutin dày hơn lá 2 - Lá 2 có số lượng khí khổng nhiều hơn lá 1 - Lá 1 có khí khổng tập trung nhiều ở mặt dưới làm hạn chế quá trình thoát hơi nước. Câu 43. Trong điều kiện được kiểm soát, người ta tiến hành thí nghiệm về sự mất nước ở 2 loài thực vật. Các số liệu thu được như sau: Thời gian (phút) Lượng nước mất (ml H2O/g mô) Loài A Loài B 5 0,5 1,5 10 1,2 2,5 Trang 20