Sinh học 11 Bài 5: Dinh dưỡng nitơ ở 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 …

+ Nito có trong các chất điều hòa sinh trưởng

+ Dấu hiệu khi cây thiếu nguyên tố Nitơ là cây sinh trưởng kém, xuất hiện màu vàng nhạt trên lá

- Vai trò điều tiết:

Tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất và trạng thái ngậm nước của tế bào à 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

Sự đồng hoá Nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình:

a. Quá trình khử nitrat:

- 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 của thực vật diễn ra qua 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn1: NO₃^- được khử thành NO₂^- , cần có sự tham gia của enzim nitrat reductaza.

+ Giai đoạn 2: NO₂^- được khử thành NH₄⁺ được xúc tác bởi enzim nitrit reductaza.

- Sơ đồ:  NO₃^-­­ (nitrat) → NO₂^- (nitrit) → NH₄⁺ (amoni)

- Hoạt động của 2 giai đoạn đều có liên quan chặt chẽ với hoạt động quang hợp và hô hấp của cây chủ, các quá trình này cung cấp cơ chất khử và năng lượng cần thiết cho hoạt động khử nitrat.

- 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: nhằm hạn chế sự tích lũy nitrat trong các bộ phận của cây.

b. 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.

Ví dụ: Axit α-xetoglutaric + NH₄⁺ + NADH₂ → Axit glutamic + H₂O + NAD⁺

- Chuyển vị amin: Axit amin + axit xêto → axit amin mới + axit xêto mới

Ví dụ: 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

Ví dụ: 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 axit amin khi cần thiết.

Câu 1: Nêu vai trò của nitơ trong đời sống thực vật? 

Hướng dẫn giải

- Là thành phần cấu tạo các đại phân tử: Acid nucleic, protein, enzyme,…

- Tham gia tổng hợp các hoocmon sinh trưởng

- Kích thích sự sinh trưởng sinh dưỡng

- Kìm hãm sự phát triển.

- Tham gia đồng hóa cacbohidrat

- Vai trò trong tính chống chịu bệnh của cây.

→ Như vậy, nitơ vừa có vai trò cấu trúc, vừa tham gia vào các quá trình trao đổi chất và năng lượng. Nitơ có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lí của cây trồng.  

Câu 2: Vì sao thiếu nitơ trong môi trường dinh dưỡng, cây lúa không thể sống được?

Hướng dẫn giải

- Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu, là thành phần không thể thay thế của nhiều hợp chất sinh học quan trọng như prôtêin, enzim, coenzim, axit nulêic, diệp lục, ATP…trong cơ thể thực vật.

- Thiếu nitơ làm giảm quá trình tổng hợp prôtêin, sự sinh trưởng của các cơ quan bị giảm.

- Thiếu nitơ gây hiện tượng vàng lá (từ vàng ít đến nhiều) xuất hiện trước hết ở các lá già do sự phân giải diệp lục và huy động nguồn nitơ từ các lá phía dưới cho phần phía trên đang tăng trưởng.

- Sinh trưởng bị kìm hãm, làm giảm năng suất....

​⇒ Thiếu nitơ trong môi trường dinh dưỡng, cây lúa không thể sống được.

Câu 3: Thực vật đã thích nghi như thế nào để bảo vệ tế bào khỏi bị dư lượng NH₃ đầu độc?

Hướng dẫn giải

- Để bảo vệ tế bào khỏi bị dư lượng NH3 đầu độc, thực vật đã hình thành amit.

- 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 axit amin khi cần thiết.

Câu 1: Nêu vai trò của nitơ trong đời sống thực vật? 

Câu 2: Nêu vai trò của quá trình khử NO₃^- và quá trình đồng hoá NH₃ trong cây? 

Câu 3: Hãy nêu mối quan hệ giữa chu trình Crep với quá trình đồng hoá NH₃ trong cây? 

Câu 1: Quá trình khử NO₃^- (NO₃^-→ NH₄⁺)

A. thực hiện ở trong cây

B. là quá trình ôxi hoá nitơ trong không khí

C. thực hiện nhờ enzim nitrôgenaza.

D. bao gồm phản ứng khử NO₂⁻ thành NO₃⁻

Câu 2: Chọn phương án trả lời đúng. Quá trình khử NO₃^- (NO₃^- -> NH₄⁺ ):

A. Thực hiện ở trong cây

B. Là quá trình ôxi hóa nitơ trong không khí.

C. Thực hiện nhờ enzim nitrôgenaza.

D. Bao gồm phản ứng khử NO₂^- thành NO₃^- 

E. Không có ý nào đúng

Câu 3: Đối với cây trồng, nguyên tố nitơ có chức năng

A. Thành phần của prôtêin, axit nuclêic

B. Tham gia quá trình quang hợp, thành phần của các xitocrom

C. Duy trì cân bằng ion, nhân tố phụ tham gia tổng hợp diệp lục

D. Thành phần của các xitocrom, nhân tố phụ gia của enzim

Câu 4: Quá trình khử nitrat thành amôni ở thực vật được thực hiện

A. Chỉ trong mô rễ

B. Trong mô rễ, lá, và thân

C. Chỉ trong mô thân

D. Trong mô rễ và mô lá

Câu 5: rong một khu vườn có nhiều loài hóa, người ta quan sát thấy một cây đỗ quyên lớn phát triển tốt, lá màu xanh sẫm nhưng cây này chưa bao giờ ra hoa. Nhận định đúng về cây này là: 

A. Cần bón bổ sung muối canxi cho cây

B. Có thể cây này đã được bón thừa kali

C. Cây cần được chiếu sáng tốt hơn 

D. Có thể cây này đã được bón thừa nitơ

Sau khi học xong bài dinh dưỡng nito ở thực vật này các em cần:

- Nêu được vai trò sinh lí của nguyên tố Nitơ.

- Nêu được đặc điểm của quá trình đồng hóa Nitơ ở thực vật.