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

Giải Sinh học 11 Cánh diều Bài 2: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật ngắn gọn, hay nhất bám sát nội dung Sách giáo khoa Sinh học 11 theo chương trình Sách mới. Bài soạn bao gồm 15 câu hỏi được trả lời chính xác, giúp học sinh hiểu kĩ hơn về bài học

Mở đầu trang 9 Sinh học 11: Quan sát hình 2.1, cho biết cây có biểu hiện như thế nào khi không được cung cấp đủ nước và dinh dưỡng khoáng? Nên làm gì để tránh xảy ra các hiện tượng này?

Lời giải:

Quan sát hình 2.1, cho biết cây có biểu hiện khi không được cung cấp đủ nước và dinh dưỡng khoáng: Khi không được cung cấp đủ nước và khoáng, cây sẽ biểu hiện rõ nhất ở lá, lá cây sẽ bị xoăn khô lại, biến đổi về hình dạng và màu sắc lá.

Để tránh xảy ra các hiện tượng này, cần cung cấp đủ nước và phân bón cho cây phù hợp với từng loài cây và điều kiện sống.

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

Luyện tập trang 11 Sinh học 11: Quan sát hình 2.3, xác định nguyên tố dinh dưỡng khoáng bị thiếu theo gợi ý ở bảng 2.2.

Lời giải:

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

Câu hỏi trang 12 Sinh học 11: Quan sát hình 2.3 và cho biết sự trao đổi nước trong cây gồm những quá trình nào?

Lời giải:

Sự trao đổi nước trong cây gồm 3 quá trình:

- Hấp thụ nước (chủ yếu ở rễ)

- Vận chuyển nước trong cây (trong mạch gỗ)

- Thoát hơi nước (chủ yếu ở lá)

Câu hỏi trang 12 Sinh học 11: Quan sát hình 2.3, cho biết:

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

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

Lời giải:

Cơ quan hấp thụ nước và khoáng của cây: Cây sống trên cạn hấp thụ nước và khoáng chủ yếu nhờ các tế bào lông hút ở rễ. Ngoài ra, thực vật sống trên cạn cũng có thể hấp thụ nước và khoáng qua tế bào khí khổng trên bề mặt lá.

• Cơ chế hấp thụ nước và khoáng vào rễ của cây:

- Sự hấp thụ nước vào rễ cây nhờ cơ chế thẩm thấu (thụ động): Nước di chuyển từ dung dịch đất (môi trường nhược trương) vào tế bào lông hút (môi trường ưu trương).

- Sự hấp thụ khoáng vào rễ cây theo hai cơ chế: thụ động và chủ động.

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

+ Cơ chế chủ động: Phần lớn ion khoáng xâm nhập từ dung dịch đất vào rễ cây ngược chiều nồng độ, đòi hỏi tiêu tốn năng lượng ATP.

Câu hỏi trang 13 Sinh học 11: Quan sát hình 2.4, mô tả con đường di chuyển của nước và khoáng từ tế bào lông hút vào trong rễ.

Lời giải:

Con đường di chuyển của nước và khoáng từ tế bào lông hút vào trong rễ theo con đường gian bào và con đường tế bào chất:

- Con đường gian bào: Nước và các ion khoáng di chuyển hướng tâm trong khoảng trống giữa các tế bào và khoảng trống giữa các bó sợi cellulose trong thành tế bào. Khi đến lớp nội bì, nước và các ion khoáng bị đai Caspary trong thành tế bào nội bì chặn lại. Dòng nước và các ion khoáng chuyển sang con đường tế bào chất.

- Con đường tế bào chất: Nước và khoáng di chuyển hướng tâm qua tế bào chất của các lớp tế bào vỏ rễ đến mạch gỗ thông qua cầu sinh chất.

Câu hỏi trang 14 Sinh học 11: Quan sát hình 2.5, cho biết nước và khoáng hấp thụ ở rễ được đưa đến các cơ quan khác như thế nào?

Lời giải:

Nước và khoáng hấp thụ ở rễ được vận chuyển đến các cơ quan khác nhờ dòng mạch gỗ. Động lực của dòng mạch gỗ là áp suất rễ, thoát hơi nước ở lá và lực liên kết giữa các phân tử nước.

Luyện tập trang 14 Sinh học 11: Mô tả đặc điểm dòng vận chuyển trong mạch gỗ và mạch rây theo gợi ý ở bảng 2.3.

Lời giải:

III. Sự thoát hơi nước ở thực vật

Câu hỏi trang 15 Sinh học 11: Quá trình thoát hơi nước ở thực vật diễn ra như thế nào?

Lời giải:

Quá trình thoát hơi nước ở thực vật được diễn ra theo 2 con đường: qua cutin và qua khí khổng.

Qua cutin: nước khuếch tán từ khoảng gian bào qua lớp cutin để ra ngoài. Lớp cutin càng dày thì sự khuếch tán qua cutin càng nhỏ và ngược lại.

Qua khí khổng: con đường chủ yếu. Gồm 3 giai đoạn:

1) Nước chuyển thành hơi đi vào gian bào;

2) Hơi nước khuếch tán qua lỗ khí ra bên ngoài lá;

3) Hơi nước khuếch tán ra không khí xa hơn.

Câu hỏi trang 15 Sinh học 11: Quan sát hình 2.6 và giải thích cơ chế đóng mở của khí khổng

Lời giải:

Cơ chế đóng mở của khí khổng dựa trên sự biến đổi sức trương nước trong các tế bào khí khổng:

- Khi tế bào khí khổng tích lũy các chất thẩm thấu (K+, malate, sucrose) sẽ trương nước, thành mỏng phía ngoài bị căng mạnh và đẩy ra xa khỏi lỗ khí, thành dày phía trong bị căng yếu hơn làm khí khổng mở.

- Ngược lại, sự giải phóng các chất thẩm thấu khỏi tế bào khí khổng làm giảm sự hút nước, lỗ khí đóng lại.

Câu hỏi trang 16 Sinh học 11: Thoát hơi nước có vai trò gì đối với thực vật?

Lời giải:

Vai trò của quá trình thoát hơi nước đối với thực vật:

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

- Duy trì sức trương và liên kết các cơ quan của cây thành một thể thống nhất.

- Đảm bảo CO2 có thể khuếch tán vào lá cung cấp cho quang hợp.

- Giảm nhiệt độ bề mặt lá trong những ngày nắng nóng, bảo vệ các cơ quan khỏi bị tổn thương bởi nhiệt độ và duy trì các hoạt động sống bình thường.

Câu hỏi trang 16 Sinh học 11: Giải thích tại sao quá trình thoát hơi nước có ích với thực vật dù tiêu tốn phần lớn lượng nước cây hấp thụ được

Lời giải:

Quá trình thoát hơi nước có ích với thực vật dù tiêu tốn phần lớn lượng nước cây hấp thụ được vì quá trình thoát hơi nước đóng vai trò rất quan trọng đối với hoạt động sống của cây:

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

- Duy trì sức trương và liên kết các cơ quan của cây thành một thể thống nhất.

- Đảm bảo CO2 có thể khuếch tán vào lá cung cấp cho quang hợp.

- Giảm nhiệt độ bề mặt lá trong những ngày nắng nóng, bảo vệ các cơ quan khỏi bị tổn thương bởi nhiệt độ và duy trì các hoạt động sống bình thường.

Câu hỏi trang 16 Sinh học 11: Quan sát hình 2.7 và cho biết cây có thể lấy nitrogen từ đâu?

Lời giải:

Thực vật có thể lấy nitrogen trong môi trường từ 2 quá trình:

Hóa li (sự phóng tia lửa điện trong khí quyển làm oxi hóa N2 thành NO3-)

Cố định nitrogen tự do thành NH4+ nhờ vi sinh vật trong đất hoặc sống cộng sinh với thực vật.

Câu hỏi trang 16 Sinh học 11: Nitrate và ammonium được biến đổi trong cây như thế nào?

Lời giải:

Quá trình khử nitrate (NO3-) trong cây: NO3- sau khi được hấp thụ cần được chuyển hóa thành NH4+ trong các cơ quan thực vật. Quá trình khử nitrate diễn ra trong rễ cây và cành cây qua hai giai đoạn:

Nitrate và ammonium được biến đổi trong cây như thế nào?

- Quá trình đồng hóa ammonium (NH4+) trong cây: NH4+ sau khi được hấp thụ hoặc hình thành từ quá trình khử nitrate sẽ nhanh chóng kết hợp với các keto acid sinh ra các amino acid sơ cấp hoặc có thể kết hợp với glutamic acid, aspartic tạo thành các amide là glutamine và asparagine.

Luyện tập trang 17 Sinh học 11: Hãy cho biết ý nghĩa của sự hình thành amide trong cơ thể thực vật.

Lời giải:

Ammonium được tích lũy với nồng độ cao trong cơ thể thực vật sẽ gây kiềm hóa dịch bào và gây độc cho tế bào. Vì vậy sự hình thành amide giúp cho cơ thể thực vật dự trữ NH4+ đến khi cần sẽ tổng hợp amino acid.

Vận dụng trang 17 Sinh học 11: Molybdenum tham gia cấu tạo enzyme nitrogenase. Giải thích cơ sở sinh học của việc thường xuyên bổ sung molybdenum cho cây họ Đậu.

Lời giải:

Enzyme nitrogenase là enzyme cố định nitrogen được các vi sinh vật sống tự do hoặc cộng sinh tiết ra để cố định nitrogen trong đất.

Việc thường xuyên bổ sung molypdenum cho cây họ Đậu giúp các vi sinh vật cộng sinh trong nốt sần ở rễ cây dễ dàng tổng hợp được enzyme nitrogenase hơn => quá trình cố định nitrogen của cây họ Đậu thuận lợi hơn.