Bài tập Sinh 11 Bài 2: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật (25 bài tập)

Lớp 11 · Sinh Học Bài 2

Trao Đổi Nước Và Khoáng Ở Thực Vật

Vai trò của nước & khoáng · Hấp thụ – Vận chuyển – Thoát hơi nước · Dinh dưỡng nitrogen · Ứng dụng nông nghiệp

1
Vai trò của nước và chất khoáng
DINH DƯỠNG Ở THỰC VẬT
Là quá trình hấp thụ nước, chất khoángđồng hoá chúng thành chất sống của cơ thể.

▸ Vai trò của nước

Nước chiếm 70 – 90% khối lượng tươi của thực vật, chi phối hầu hết các quá trình sinh lí của cây.

Vai tròChi tiết
① Cấu tạo tế bàoThành phần chủ yếu của chất nguyên sinh; duy trì hình dạng, cấu trúc tế bào
② Dung môiHoà tan khoáng, chất hữu cơ; tham gia vận chuyển các chất
③ Nguyên liệu & môi trường phản ứngTham gia quang hợp, thuỷ phân; môi trường cho phản ứng enzyme
④ Điều hoà nhiệtThoát hơi nước → làm mát lá, bảo vệ cây trong ngày nắng nóng

▸ Hai dạng nước trong cây

  • Nước tự do: giữ đầy đủ đặc tính vật lí, hoá học, sinh học → đảm bảo trao đổi chất diễn ra bình thường.
  • Nước liên kết: mất các đặc tính trên do liên kết với phân tử khác → giúp cây chống chịu điều kiện bất lợi (khô, nóng, lạnh).

▸ Vai trò của nguyên tố khoáng

Có khoảng 17 nguyên tố thiết yếu với cây. Hai vai trò chính: cấu trúc nên tế bào và điều tiết quá trình sinh lí.

NhómVai trò chínhVí dụ
Đa lượngCấu trúc nên tế bàoCa, Mg, N, P, K, S
Vi lượngHoạt hoá enzyme trong trao đổi chấtCl, Fe, Mn, Mo, Zn, Cu
💧
Dạng hấp thụ khoáng: Cây hấp thụ ion hoà tan trong nước: $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $NO_3^-$, $NH_4^+$, $PO_4^{3-}$, $SO_4^{2-}$, $Cl^-$, $Fe^{2+}$, $Fe^{3+}$…

▸ Triệu chứng thiếu khoáng (qua lá)

ThiếuTriệu chứngGiải thích
N, Mg, FeLá vàngN, Mg cấu tạo diệp lục; Fe là enzyme tổng hợp diệp lục
CaLá nhỏ, mềm, mầm đỉnh chếtCa cần cho thành tế bào; xuất hiện ở bộ phận non vì Ca không di động
KMép lá và đầu lá cháyK điều tiết áp suất thẩm thấu tế bào
⚠️
Sai lầm thường gặp: Nhiều bạn nghĩ Fe là thành phần cấu tạo diệp lục → SAI. Mg mới là nguyên tố ở trung tâm diệp lục. Fe chỉ là enzyme xúc tác tổng hợp diệp lục.
2
Hấp thụ nước và khoáng ở rễ

▸ Cơ quan hấp thụ

  • Thực vật trên cạn: hấp thụ qua lông hút (hình thành từ tế bào biểu bì rễ).
  • Thực vật thuỷ sinh: hấp thụ qua tế bào biểu bì của hầu hết các cơ quan.

Rễ cây trên cạn có đặc điểm thích nghi: đâm sâu, lan rộng, tạo khối lượng khổng lồ lông hút → tăng diện tích tiếp xúc với đất.

▸ Cơ chế hấp thụ

💧 Hấp thụ NƯỚC
Cơ chế thẩm thấu (thụ động).
Dịch tế bào lông hút ưu trương so với dịch đất → nước đi từ đất (thế nước cao) vào tế bào lông hút (thế nước thấp).

2 nguyên nhân giữ nồng độ chất tan cao:
• Rễ tích luỹ ion khoáng và chất tan từ chuyển hoá.
• Thoát hơi nước ở lá làm giảm hàm lượng nước phía dưới.
⚡ Hấp thụ KHOÁNG
Theo 2 cơ chế:

① Thụ động (khuếch tán): từ nơi nồng độ cao → thấp. Không tiêu tốn năng lượng.

② Chủ động: ngược chiều gradient nồng độ. Cần ATP và chất mang.
🔑
Quy luật: Thế nước giảm dần từ đất đến mạch gỗ (áp suất thẩm thấu tăng dần từ ngoài vào trong) → nước được vận chuyển một chiều vào trong.

▸ Hai con đường vận chuyển từ lông hút vào mạch gỗ

Lông hút (biểu bì) Vỏ rễ Nội bì (đai Caspary) Mạch gỗ (xylem) Con đường GIAN BÀO Con đường TẾ BÀO CHẤT RỄ → THÂN
Hai con đường vận chuyển từ lông hút vào mạch gỗ
Con đườngĐặc điểm
Gian bàoQua thành tế bào & khoảng gian bào → đến nội bì gặp đai Caspary (không thấm nước) → chuyển sang con đường tế bào chất. Cây kiểm soát được lượng khoáng vào mạch gỗ.
Tế bào chấtQua tế bào chất, từ tế bào này sang tế bào khác qua cầu sinh chất. Vận chuyển chọn lọc qua màng tế bào.
3
Vận chuyển trong thân: Mạch gỗ & Mạch rây

Trong cây có 2 dòng vận chuyển: dòng mạch gỗ (xylem) và dòng mạch rây (phloem).

M.gỗ M.rây RỄ Nước khoáng (1 chiều) Sucrose amino acid (2 chiều) ☀️
Mạch gỗ vận chuyển nước/khoáng 1 chiều; Mạch rây vận chuyển sucrose 2 chiều

▸ Dòng mạch gỗ (Xylem)

  • Cấu tạo: 2 loại tế bào là quản bàomạch ống → đều là tế bào chết, thành thấm lignin (hoá gỗ).
  • Thành phần dịch: nước, chất khoáng, một ít đường, amino acid, hormone, alkaloid…
3 động lực dòng mạch gỗVai trò
① Áp suất rễĐẩy nước từ rễ lên thân
② Lực liên kết phân tử nước & lực bám với thành mạchDuy trì cột nước liên tục, không bị đứt
③ Lực hút do thoát hơi nước ở láĐộng lực CHÍNH – kéo cột nước lên lá
💡
Hiện tượng chứng minh áp suất rễ: rỉ nhựa khi cắt ngang thân & ứ giọt ở mép lá vào buổi sáng (khi độ ẩm không khí cao).

▸ Dòng mạch rây (Phloem)

  • Cấu tạo: ống râytế bào kèm → đều là tế bào sống. Tế bào kèm cung cấp năng lượng cho ống rây.
  • Thành phần dịch: chủ yếu là đường sucrose, ngoài ra có amino acid, hormone, chất khoáng…
  • Chiều vận chuyển: HAI CHIỀU – từ cơ quan nguồn (lá) đến cơ quan đích (rễ, củ); hoặc ngược lại (từ củ lên chồi non khi cây ra hoa, kết hạt).
Tiêu chíMạch gỗMạch rây
Cấu tạo từQuản bào + mạch ốngỐng rây + tế bào kèm
Loại tế bàoTế bào chếtTế bào sống
Hướng vận chuyểnMột chiều (rễ → lá)Hai chiều (nguồn ↔ đích)
Thành phần chínhNước, khoángĐường sucrose
4
Thoát hơi nước ở lá
THOÁT HƠI NƯỚC
Là sự bay hơi của nước qua bề mặt cơ thể thực vật vào khí quyển. là cơ quan thoát hơi nước chủ yếu.

▸ Hai con đường thoát hơi nước

🌿 Qua bề mặt cutin
Phụ thuộc độ dày tầng cutin:
• Lá non, cây dưới bóng râm: cutin mỏng → thoát hơi nước nhiều, gần bằng qua khí khổng.
• Cây trưởng thành: cutin dày → chỉ 10–20%.
• Cây sống nơi khô hạn: cutin rất dày → rất thấp.
🍃 Qua khí khổng
Con đường CHỦ YẾU (80–90% ở cây trưởng thành).

• Vận tốc lớn.
• Được điều chỉnh bằng cơ chế đóng mở khí khổng.
• Phụ thuộc số lượng, sự phân bố và hoạt động khí khổng.

▸ Cơ chế đóng mở khí khổng

KHÍ KHỔNG MỞ (tế bào trương nước) Hút nước → trương → mở KHÍ KHỔNG ĐÓNG (tế bào mất nước) Mất nước → xẹp → đóng
Cơ chế đóng/mở khí khổng dựa trên trương nước của tế bào khí khổng
🎯
Tác nhân trực tiếp điều tiết độ mở khí khổng là hàm lượng nước trong tế bào khí khổng. Do thành trong dày, thành ngoài mỏng → khi tế bào hút nước, thành ngoài căng nhanh hơn → khí khổng mở; khi mất nước → khí khổng đóng.

▸ 2 tác nhân gián tiếp điều tiết

Tác nhânCơ chếKết quả
Ánh sángQuang hợp tạo đường + hoạt hoá bơm ion ($K^+$, $NO_3^-$, $Cl^-$) vào tế bào → tăng áp suất thẩm thấu → hút nướcKhí khổng MỞ
Stress (hạn hán)Cây tăng tổng hợp abscisic acid → bơm $K^+$ ra → giảm áp suất thẩm thấu → mất nướcKhí khổng ĐÓNG

▸ 3 vai trò của thoát hơi nước

Khoảng 98% lượng nước cây hấp thụ mất đi qua thoát hơi nước (chỉ 2% dùng cho hoạt động sống). Lượng nước "mất" lớn đến vậy nhưng lại đóng 3 vai trò quan trọng:

  • ① Tạo lực hút kéo nước và khoáng từ rễ lên lá.
  • ② Mở khí khổng → $CO_2$ khuếch tán vào lá → cung cấp nguyên liệu quang hợp.
  • Làm mát lá, bảo vệ lá khỏi hư hại trong ngày nắng nóng.
5
Dinh dưỡng Nitrogen

▸ Vai trò của Nitrogen

Nitrogen đặc biệt quan trọng đối với sinh trưởng, phát triển của thực vật — vừa cấu trúc, vừa điều tiết.

Vai tròChi tiết
Cấu trúcThành phần của protein, nucleic acid, diệp lục
Điều tiếtCấu tạo nên enzyme, hormone thực vật → điều tiết sinh trưởng, phát triển
Tình trạngBiểu hiện
Thiếu NLá có màu vàng, cây sinh trưởng chậm
Thừa NThân lá phát triển mạnh, cây yếu, dễ đổ, dễ mắc sâu bệnh

▸ Nguồn cung cấp nitrogen

QUAN TRỌNG
Thực vật KHÔNG sử dụng được $N_2$ tự do trong không khí. Chỉ hấp thụ được nitrogen ở dạng $NH_4^+$$NO_3^-$.
$N_2$ khí quyển (sấm sét, vi khuẩn) Xác sinh vật (vi khuẩn phân giải) Phân bón (vô cơ + hữu cơ) $NH_4^+$ và $NO_3^-$ (dạng cây hấp thụ được) RỄ CÂY HẤP THỤ
3 nguồn cung cấp nitrogen đều phải chuyển về dạng $NH_4^+$ và $NO_3^-$

▸ Biến đổi nitrate & ammonium ở thực vật

Sau khi vào cây, $NO_3^-$ và $NH_4^+$ được đồng hoá thành nitrogen trong các hợp chất hữu cơ:

① Khử nitrate ($NO_3^- → NH_4^+$):

$NO_3^- \xrightarrow{\text{Nitrate reductase}} NO_2^- \xrightarrow{\text{Nitrite reductase}} NH_4^+$

② Đồng hoá ammonium: $NH_4^+$ tham gia tổng hợp amino acid hoặc amide:

  • Cách 1: $NH_4^+$ + Keto acid → Amino acid (ví dụ: $NH_4^+$ + Pyruvic acid → Alanine).
  • Cách 2: $NH_4^+$ + Amino dicarboxylic → Amide (ví dụ: $NH_4^+$ + Glutamic acid → Glutamin). Cách này giúp giải độcdự trữ ammonium cho tế bào.
6
Nhân tố ảnh hưởng & Ứng dụng nông nghiệp

▸ 3 nhân tố ngoại cảnh ảnh hưởng

Nhân tốẢnh hưởng
Ánh sángThúc đẩy mở khí khổng → tăng thoát hơi nước → tăng hấp thụ & vận chuyển. Cung cấp NL cho quang hợp & hô hấp.
Nhiệt độTrong giới hạn sinh thái: tốc độ hấp thụ tỉ lệ thuận với nhiệt độ. Quá cao (>45°C) hoặc quá thấp → lông hút tổn thương, enzyme biến tính.
Độ ẩm đấtTỉ lệ thuận với khả năng hấp thụ. Quá cao (ngập úng) hoặc quá thấp đều ức chế.
Độ ẩm không khíCao → giảm thoát hơi nước. Thấp → tăng thoát hơi nước → thúc đẩy hấp thụ.

▸ Tưới nước hợp lí

Cân bằng nước đạt được khi lượng nước hấp thụ ≥ lượng thoát ra. Khi mất cân bằng (hạn, mặn, ngập úng) → cây héo lá.

💧
Tưới nước hợp lí = tưới đúng nhu cầu sinh lí + đúng thời điểm + đúng phương pháp. Căn cứ xác định thời điểm tưới: sức hút nước của lá, áp suất thẩm thấu dịch tế bào, trạng thái khí khổng.

▸ Bón phân hợp lí

Trong giới hạn nhất định, lượng phân bón tỉ lệ thuận với năng suất.

Lượng phânHậu quả
Quá ítTriệu chứng thiếu khoáng, cây còi cọc → giảm năng suất
Quá nhiềuDư thừa gây độc cho cây; tiêu diệt vi sinh vật có lợi; ô nhiễm đất & nước ngầm; tồn dư trong mô thực vật gây hại sức khoẻ
4 NGUYÊN TẮC BÓN PHÂN
Đúng loại · Đúng liều · Đúng thời điểm · Đúng phương pháp
7
Xem đầy đủ lý thuyết

Để xem lý thuyết đầy đủ với sơ đồ tư duy, các sai lầm thường gặp, phương pháp giải đầy đủ các dạng bài tập:

Sau khi nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 25 câu bám sát SGK Kết Nối Tri Thức!

1
Điểm: 0/25
🌱

Luyện tập Bài 2 – Trao đổi nước & khoáng!

25 câu: 20 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận

💡 Gợi ý
Cô Nguyễn Ngọc Châu

Cô Nguyễn Ngọc Châu

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú