Bài tập tổng ôn Quá trình trao đổi nước ở thực vật Sinh học 11

QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT

Câu 1. Vì sao nói: Thoát hơi nước là một "tai hoạ tất yếu "?

Hướng dẫn giải

- "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 (hơn 99% l­ợng n­ớc cây lấy vào từ đất phải thoát ra ngoài không khí qua lá) và như vậy nó phải hấp thụ một lượng nước lớn hơn lượng nước mất đi. Đó là một điều không dể 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 2. Hãy trình bày những hiểu biết về khí không?

Hướng dẫn giải

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/ cm2.

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.

Câu 3. Trình bày về cơ chế đóng mở khí khổng?

Hướng dẫn giải

- Cơ chế đóng mở khí khổng là cơ sở khoa học nhằm giải thích sự đóng mở khí khổng.

- Khi đưa cây ra ngoài sáng thì khí khổng mở, đưa cây vào trong tối thì khí khổng đóng. Điều này được giải thích bằng nguyên nhân ánh sáng. Ngoài sáng, tế bào khí khổng quang hợp làm thay đổi PH trong tế bào và sự thay đổi này kích thích sự phân giải tinh bột thành đường làm áp suất thẩm thấu của tế bào tăng lên, tế bào khí khổng hút nước và khí khổng mở. Trong tối, quá trình diễn ra ngược lại.

- Mặt khác khí khổng thường đóng lại khi cây không lấy được nước do bị hạn. Nguyên nhân gây ra hiện tượng đóng khí khổng này lại do sự tăng hàm lượng axit AAB. Axit này tăng lên kích thích các bơm ion hoạt động và các kênh ion mở ra lôi kéo các ion ra khỏi tế bào khí khổng, tế bào khí khổng mất nước và đóng lại.

- Ngoài ra, còn có cơ chế do hoạt động của các bơm ion dẫn đến sự tích luỹ hoặc giảm hàm lượng ion trong tế bào khí khổng. Các bơm ion này hoạt động phụ thuộc vào nhiệt độ, sự chênh lệch hàm lượng nước, nồng độ CO2, ... giữa trong và ngoài tế bào.

Câu 4. 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?

Hướng dẫn giải

- 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.

Câu 5. Đối với thực vật ở cạn, nước tham gia vào quá trình quang hợp đi qua những con đường nào, do các cơ chế nào?

Hướng dẫn giải

Con đường và cơ chế

- Từ đất vào tế bào lông hút của rễ qua các tế bào sống của mô mền rễ vào bó mạch. Chênh lệch áp suất thẩm thấu.

- Từ các mạch gỗ của rễ lên thân, lá Nhờ lực hút của tán lá, lực liên kết giữa các phân tử nước và lực đẩy của rễ.

- Từ các gân lá qua các tế bào mô mềm lá đến lỗ khí thoát ra ngoài. Nhờ sự thoát hơi nước của lá

Câu 6. 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?

Hướng dẫn giải

- 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 7. Nêu cơ chế hấp thụ nước ở thực vật? Tại sao không tưới nước buổi trưa?

Hướng dẫn giải

- Nước: thường được hấp thụ bị động vào rễ do sự chênh lệch thế nước giữa rễ và đất. Rễ có thế nước thấp nước vào rễ không tiêu tốn ATP.

- Muối khoáng: chỉ 1 ít muối khoáng được vận chuyển thụ động (theo dòng nước, sự chênh lệch ion, cơ chế hút bám thụ động), phần lớn muối khoáng được vận chuyển chủ động ngược chiều nồng độ, cần tiêu tốn năng lượng ATP.

- Không nên tưới lúc trời nắng vì:

+ làm đất bí khí, không tốt cho hô hấp rễ.

+ khi tưới nước, lỗ khí mở ra làm cây thoát hơi nước mạnh dễ héo

+ nước đọng trên lá như thấy kính hội tụ tập trung ánh sáng đốt cháy lá.

Câu 8. Giải thích các hiện tượng sau trên cơ sở hiện tượng hút nước và thoát nước của cây xanh:

1. Hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt.

2. Khi bón nhiều phân đạm vào gốc thì cây bị héo.

3. Khi mưa lâu ngày, đột ngột nắng to thì cây héo.

4. Người ta thường xới xáo, làm cỏ sục bùn cho một số cây trồng.

Hướng dẫn giải

1. Hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọtchứng tỏ áp suất rễ đẩy nước chủ động lên thân.

2. Khi bón nhiều phân đạm vào gốc thì cây bị héobón nhiều phân làm tăng ASTT của đất nên tế bào rễ cây không hút được nước.

3. Khi mưa lâu ngày, đột ngột nắng to thì cây héomưa lâu ngày, độ ẩm không khí cao sẽ cản trở sự thoát hơi nước. Nắng to đột ngột sẽ đốt nóng lá (vì sự thoát hơi nước gặp khó khăn).

4. Người ta thường xới xáo, làm cỏ sục bùn cho một số cây trồngtăng lượng oxi cho rễ giúp rễ hô hấp tốt tạo năng lượng để hút nước.

Câu 9.

1. Cơ chế hút nước và vận chuyển nước trong cây.

2. 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 (ml)	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?

Hướng dẫn giải

1. Cơ chế hút nước và vận chuyển nước trong cây

- Hút nước từ ngoài vào lông hút của rễ do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu: nồng độ dịch bào cao hơn nồng độ dịch đất.

- Từ tế bào lông hút qua mô mềm vào hệ mạch có 2 con đường:

- Do áp suất thẩm thấu tăng dần từ ngoài vào trong.

- Hoặc do các phân tử nước len lỏi qua các khoảng trống gian bào.

- Từ hệ mạch của rễ qua thân lên lá

- Do lực đẩy của rễ, lực liên kết giữa các phân tử nước.

- Lực mao dẫn trong thành mạch, lực hút của tán lá.

- Sự thoát nước qua lá

- Nước di chuyển qua mô mềm của lá từ tế bào này sang tế bào khác đến buồng dưới lỗ khí.

- Một phần nước thoát ra ngoài qua lớp cutin mỏng ở lá non.

- Phần lớn lượng nước thoát ra ngoài do cơ chế đóng mở của lỗ khí.

2. 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 lại.

- 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 10. Nêu các yếu tố kích thích thực vật mở khí khổng vào lúc mặt trời mọc.Vì sao thực vật CAM có thể đóng khí khổng vào ban ngày và mở vào ban đêm?

Hướng dẫn giải

1. Các yếu tố kích thích:

- Ánh sáng kích thích tế bào khí khổng mở: Ánh sáng kích thích các thụ thể ánh sáng trên màng tế bào khí khổng (tế bào bảo vệ) làm hoạt hoá bơm prôton, bơm H+ ra khỏi tế bào và kích thích tế bào hấp thu K+ vào trong tế bào khiến cho tế bào hút nước trương lên làm khí khổng mở.

- Khi trong lá thiếu CO2 cũng kích thích tế bào khí khổng mở để lấy CO2. Cây mở khí khổng mở theo nhịp ngày đêm.

2. Khí khổng của thực vật CAM:

- Có thể đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm vì khí khổng mở vào ban ngày trong điều kiện khô nóng cây sẽ bị mất nhiều nước. Khi cây bị mất nước nhiều lượng axit abscisic (AAB) trong lá tăng lên kích thích kênh K+ mở cho ion này ra khỏi tế bào bảo vệ làm chúng mất nước và xẹp lại nên khí khổng đóng.

- Ngược lại, ban đên cây không bị thiếu nước, khí khổng lại được mở để lấy CO2 và CO2 được dùng trong quang hợp.

{-- Để xem tiếp nội dung đề và đáp án từ câu 10-14 của tài liệu các em vui lòng xem ở phần xem online hoặc Tải về--}