Chương I: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng – Sinh Học Lớp 11
Bài 6: Dinh Dưỡng Nitơ Ở Thực Vật (Tiếp Theo)
Nội dung Bài 6: Dinh Dưỡng Nitơ Ở Thực Vật (Tiếp Theo) thuộc Chương I: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng môn Sinh Học Lớp 11. Qua bài học này các bạn nêu được các nguồn Nitơ cung cấp cho cây. Nêu được các dạng Nitơ cây hấp thụ từ đất. Trình bày được các con đường cố định Nitơ và vai trò của quá trình cố định Nitơ bằng con đường sinh học đối với thực vật và ứng dụng thực tiễn trong ngành trồng trọt. Nêu được mối liên hệ giữa liều lượng phân bón hợp lý với sinh trưởng và môi trường. Mời các bạn theo dõi nội dung ngay dưới đây.
– Cây không hấp thụ được nitơ phân tử. Nhờ có enzini nitrôgenaza, vi sinh vật cố định nitơ có khả năng liên kết nitơ phân tử với hiđrô thành \(NH_3\) dễ tiêu đối với cây.
– Có 2 phương pháp bón phân dựa vào khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng của rễ và lá.
– Bón phân hợp lí có tác dụng làm tăng năng suất cây trồng và không gây ô nhiễm môi trườngHocTapHay.Com
III. Nguồn Cung Cấp Nitơ Tự Nhiên Cho Cây
Nitơ là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trong tự nhiên, chủ yếu tồn tại trong không khí và trong đất.
1. Nitơ trong không khí
Nitơ phân tử (N) trong khí quyển chiếm khoảng gần 80%. Cây không thể hấp thụ được nitơ phân tử. Nitơ phân tử sau khi đã được các vi sinh vật cố định nitơ chuyển hoá thành \(NH_3\) thì cây mới đồng hoá được. Nitơ ở dạng \(NO\) và \(NO_2\) trong khí quyển là độc hại đối với cơ thể thực vật.
2. Nitơ trong đất
Nguồn cung cấp chủ yếu nitơ cho cây là đất. Nitơ trong đất tồn tại ở 2 dạng: nitơ khoáng (nitơ vô cơ) trong các muối khoáng và nitơ hữu cơ trong xác sinh vật (thực vật, động vật, vi sinh vật,…).
Rễ cây chỉ hấp thụ nitơ khoáng từ đất dưới dạng \(NO_3^-\) và \(NH_4^+\). \(NO_3^-\) dễ bị rửa trôi xuống các lớp đất nằm sâu bên dưới. \(NH_4^+\) được các hạt keo đất tích điện âm giữ lại trên bề mặt của chúng nên ít bị nước mưa mang đi.
Cây không trực tiếp hấp thụ được nitơ hữu cơ trong xác sinh vật. Cây chỉ hấp thụ được dạng nitơ hữu cơ đó sau khi nó đã được các vi sinh vật đất khoáng hoá (biến nitơ hữu cơ thành nitơ khoáng) thành \(NH_4^+\) và \(NO_3^-\) (hình 6.1).
IV. Quá Trình Chuyển Hóa Nitơ Trong Đất Và Cố Định Nitơ
1. Quá trình chuyển hoá nitơ trong đất
Câu hỏi 1 bài 6 trang 28 SGK sinh học lớp 11: Hãy chỉ ra trên sơ đồ (hình 6.1) con đường chuyển hoá nitơ hữu cơ (trong xác sinh vật) trong đất thành dạng nitơ khoáng (\(NH_4^+\) và \(NO_3^-\)).
Giải:
Các chất hữu cơ (trong xác sinh vật) trong đất được chuyển hóa thành dạng nito \(NH_4^+\) dưới tác động của vi khuẩn amon hóa. Sau đó dưới tác động của vi khuẩn nitrat hóa \(NH_4^+\) được chuyển hóa thành dạng \(NO_3^-\).
Sơ đồ:
\(Vật\, \, chất\, \, hữu\, \, cơ \xrightarrow{{Vi \, \,khuẩn \, \,amôn\, \, hóa}} NH_4^+ \xrightarrow{{Vi \, \,khuẩn \, \,nitrat\, \, hóa}} NO_3^-\)
Trong đất còn xảy ra quá trình chuyển hoá nitrat thành nitơ phân tử \((NO_3^- → N_2)\). Quá trình này do các vi sinh vật kị khí thực hiện, đặc biệt diễn ra mạnh trong đất kị khí. Do đó, để ngăn chặn sự mất mát nitơ cần đảm bảo độ thoáng cho đất.
2. Quá trình cố định nitơ phân tử
Quá trình liên kết \(N_2\) với \(H_2\) để hình thành nên \(NH_3\) gọi là quá trình cố định nitơ.
Trong tự nhiên, hoạt động của các nhóm vi sinh vật cố định nitơ có vai trò quan trọng trong việc bù đắp lại lượng nitơ của đất đã bị cây lấy đi.
Câu hỏi 2 bài 6 trang 29 SGK sinh học lớp 11: Hãy chỉ ra trên hình 6.1 con đường cố định nitơ phân tử xảy ra ở trong đất và sản phẩm của quá trình đó.
Giải:
Con đường cố định nitơ phân tử xảy ra ở trong đất là số 5 trên hình.
Con đường cố định nitơ sinh học là do các vi sinh vật thực hiện gồm: vi khuẩn cố định đạm sống tự do và vi khuẩn cố định đạm sống cộng sinh.
Con đường cố định nitơ phân tử xảy ra ở trong đất được biểu diễn theo sơ đồ sau:
Sau đó, \(NH_3\) chuyển hóa thành \(NH_4^+\). Sản phẩm của quá trình cố định nitơ chính là \(NH_4^+\).
Quá trình cố định nitơ sinh học được thực hiện nhờ enzim nitrogenaza. Nitrogenaza có khả năng bẻ gãy ba liên kết cộng hóa trị bền vững giữa hai nguyên tử nitơ \((N_2)\) để nitơ liên kết với hidro tạo amoniac \((NH_3)\). Trong môi trường nước \(NH_3\) chuyển thành \(NH_4^+\).
– Con đường sinh học cố định nitơ là con đường cố định nitơ do các vi sinh vật thực hiện.
Các vi sinh vật cố định nitơ gồm 2 nhóm : nhóm vi sinh vật sống tự do như vi khuẩn lam (Cyanobacteria) có nhiều ở ruộng lúa và nhóm cộng sinh với thực vật, điển hình là các vi khuẩn thuộc chi Rhizobium tạo nốt sần ở rễ cây họ Đậu (hình 6.2).
Vi khuẩn cố định nitơ có khả năng tuyệt vời như vậy vì trong cơ thể của các vi khuẩn cố định nitơ có một enzim độc nhất vô nhị là nitrôgenaza. Nitrôgenaza có khả năng bẻ gẫy ba liên kết cộng hoá trị bền vững giữa hai nguyên tử nitơ (N ≡ N) để nitơ liên kết với hiđrô tạo ra amôniac \((NH_3)\). Trong môi trường nước, \(NH_3\) chuyển thành \(NH_4^+\).
V. Phân Bón Với Năng Suất Cây Trồng Và Môi Trường
1. Bón phân hợp lí và năng suất cây trồng
Để cây trồng có năng suất cao cần phải bón phân hợp lí: đúng loại, đủ số lượng và tỉ lệ các thành phần dinh dưỡng; đúng nhu cầu của giống, loài cây trồng ; phù hợp với thời kì sinh trưởng và phát triển của cây (bón lót, bón thúc) cũng như điều kiện đất đai và thời tiết mùa vụ.
2. Các phương pháp bón phân
– Bón phân qua rễ (bón vào đất): Cơ sở sinh học của phương pháp bón phân qua rễ là dựa vào khả năng của rễ hấp thụ các ion khoáng từ đất. Bón phân qua rễ gồm bón lót trước khi trồng cây và bón thúc sau khi trồng cây.
– Bón phân qua lá: Cơ sở sinh học của phương pháp bón phân qua lá là sự hấp thụ các ion khoáng qua khí khổng. Dung dịch phân bón qua lá phải có nồng độ các ion khoáng thấp và chỉ bón phân qua lá khi trời không mưa và nắng không quá gay gắt.
3. Phân bón và môi trường
Khi lượng phân bón vượt quá mức tối ưu, cây sẽ không hấp thụ hết. Dư lượng phân bón sẽ làm xấu tính chất lí hoá của đất. Dư lượng phân bón sẽ bị nước mưa cuốn xuống các thuỷ vực gây ô nhiễm môi trường nước.
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 6: Dinh Dưỡng Nitơ Ở Thực Vật (Tiếp Theo) thuộc Chương I: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng môn Sinh Học Lớp 11. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Bài Tập 1 Trang 31 SGK Sinh Học Lớp 11
Nêu các dạng nitơ có trong đất và các dạng nitơ mà cây hấp thụ được.
Bài Tập 2 Trang 31 SGK Sinh Học Lớp 11
Trình bày vai trò của quá trình cố định nitơ phân tử bằng con đường sinh học đối với sự dinh dưỡng nitơ của thực vật.
Bài Tập 3 Trang 31 SGK Sinh Học Lớp 11
Thế nào là bón phân hợp lí và biện pháp đó có tác dụng gì đối với năng suất cây trồng và bảo vệ môi trường?
Tóm Tắt Lý Thuyết
Lý thuyết Bài 6: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật (tiếp theo) Sách giáo khoa sinh học lớp 11 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu, có sơ đồ tư duy tóm tắt lý thuyết.
III. Nguồn Cung Cấp Nitơ Tự Nhiên Cho Cây
Nitơ là nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, tồn tại chủ yếu trong không khí và trong đất.
1. Nitơ trong không khí
– Nitơ phân tử \((N_2)\) trong khí quyển chiếm khoảng gần 80%, cây không thể hấp thụ được \(N_2\), còn \(NO\) và \(NO_2\) trong khí quyển là độc hại với thực vật.
– Các vi sinh vật cố định đạm có enzim nitrôgenaza có khả năng liên kết \(N_2\) với hiđrô → \(NH_3\) thì cây mới đồng hóa được.
2. Nitơ trong đất
– Nguồn cung cấp chủ yếu nitơ cho cây là đất. Nitơ trong đất tồn tại ở 2 dạng: nitơ vô cơ (nitơ khoáng) và nitơ hữu cơ (trong xác sinh vật).
– Rễ cây chỉ hấp thụ từ đất nitơ vô cơ ở dạng: \(NH_4^+\) và \(NO_3^-\).
– Cây không hấp thụ trực tiếp nitơ trong xác sinh vật mà phải nhờ các vi sinh vật trong đất khoáng hóa thành: \(NH_4^+\) và \(NO_3^-\).
IV. Quá Trình Chuyển Hóa Nitơ Và Cố Định Nitơ Trong Đất
1. Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất
– Gồm 2 quá trình:
+ Quá trình amôn hóa: Nitơ hữu cơ dưới tác động của vi khuẩn amôn hóa → \(NH_4^+\)
+ Quá trình nitrat hóa: \(NH_4^+\) dưới tác động của Nitrôsôna → \(NO_2\), dưới tác động của Nitrôbacter → \(NO_3^-\)
– Trong đất còn xảy ra quá trình chuyển hóa nitrat thành nitơ phân tử (\(NO_3^-\) → \(N_2\)) do các vi sinh vật kị khí thực hiện, do đó đất phải thoáng để ngăn chặn việc mất nitơ.
2. Quá trình cố định nitơ phân tử
– Là quá trình liên kết \(N_2\) với \(H_2 → NH_3\) (trong môi trường nước \(NH_3 → NH_4^+\)).
– Con đường hóa học: xảy ra ở công nghiệp.
– Con đường sinh học: do vi sinh vật thực hiện (các vi khuẩn này có enzim nitrôgenaza, có khả năng bẻ gãy 3 liên kết cộng hóa trị của nitơ để liên kết với hiđrô tạo ra \(NH_3\)), gồm 2 nhóm:
+ Nhóm vi sinh vật sống tự do như vi khuẩn lam có nhiều ở ruộng lúa.
+ Nhóm vi sinh vật sống cộng sinh với thực vật như vi khuẩn nốt sần ở rễ cây họ Đậu.
V. Phân Bón Với Năng Suất Cây Trồng Và Môi Trường
1. Bón phân hợp lí và năng suất cây trồng
– Bón phân hợp lí: Đúng lượng, đúng loại, đúng lúc, đúng cách.
2. Các phương pháp bón phân
– Bón phân qua rễ: bón vào đất (bón lót và bón thúc).
– Bón phân qua lá: phun lên lá (khi trời không mưa và nắng không gay gắt).
3. Phân bón và môi trường
– Bón phân hợp lí sẽ tăng năng suất cây trồng và không gây ô nhiễm môi trường.
Câu Hỏi Trắc Nghiệm
Câu 1: Quá trình phân giải prôtêin từ xác động vật, thực vật tạo thành \(NH_3\) của các vi sinh vật đất theo các bước sau:
A. Axit amin → pôlipeptit → peptit → prôtêin → \(NH_3\).
B. Prôtêin → pôlipeptit → peptit → axit amin → \(NH_2 → NH_3\).
C. Peptit → pôlipeptit → axit amin → \(NH_3\).
D. Pôlipeptit → prôtêin → peptit → axit amin → \(NH_3\)
Câu 2: Xác động thực vật phải trãi qua quá trình biến đổi nào cây mới sử dụng được nguồn nitơ?
A. Quá trình nitrat hóa và phản nitrat hóa.
B. Quá trình amôn hóa và phản nitrat hóa.
C. Quá trình amôn hóa và nitrat hóa.
D. Quá trình cố định đạm.
Câu 3: Nhóm vi khuẩn nào sau đây có khả năng chuyển hóa \(NO_3^-\) → thành \(N_2\)?
A. Vi khuẩn amôn hóa.
B. Vi khuẩn cố định nitơ.
C. Vi khuẩn nitrat hóa
D. Vi khuẩn phản nitrat hóa
Câu 4: Vi khuẩn phản nitrat hóa có thể thực hiện giai đoạn nào sau đây?
A. Chuyển \(N_2\) thành \(NH_3\)
B. Chuyển từ \(NH_4\) thành \(NO_3\)
C. Từ nitrat thành \(N_2\)
D. Chuyển chất hữu cơ thành các chất vô cơ.
Câu 5: Nitơ của không khí bị ôxi hoá dưới điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao (sấm sét) tạo thành dạng
A. \(NH_3\)
B. \(NH_4^+\)
C. \(NO_3^-\)
D. \(NH_4OH\)
Câu 6: Cố định nitơ khí quyển là quá trình:
A. Biến nitơ phân tử trong không khí thành các hợp chất giống đạm vô cơ.
B. Biến nitơ phân tử trong không khí thành đạm dễ tiêu trong đất, nhờ can thiệp của con người.
C. Biến nitơ phân tử trong không khí thành nitơ lự do trong đất, nhờ tia lửa điện trong không khí.
D. Biến nitơ phân tử trong không khí thành đạm dễ liêu trong đất, nhờ các loại vi khuân cố định đạm.
Câu 7: Công thức biểu thị sự cố định nitơ tư do là
A. \(N_2 + 3H_2 → 2NH_3\)
B. \(2NH_4^+ →2O_2 + 8e^- → N_2 + H_2O\)
C. \(2NH_3 → N_2 + 3H_2\)
D. glucôzơ + \(2N_2\) → axit amin
Câu 8: \(N ≡ N → NH = NH → NH_2 – NH_2 → 2NH_3\).
Đây là sơ đồ thu gọn của quá trình nào sau đây?
A. Cố định nitơ trong cây
B. Cố định nitơ trong khí quyển
C. Đồng hóa \(NH_3\) trong cây
D. Đồng hóa \(NH_3\) trong khí quyển
Câu 9: Quá trình cố định nitơ khí quyển được tóm tắt:
A. \(N_2 → NO_3^- → NH_4^+\)
B. \(N_2 → HNO_2 → HNO_3 → H^+, NO_3^-\)
C. \(N_2 \xrightarrow{{2H}} NH=NH \xrightarrow{{2H}} NH_2 \xrightarrow{{2H}} 2NH_3\)
D. \(NO_3^- → NO_2^- → NH_4^+\)
Câu 10: Điều kiện nào dưới đây không đúng để quá trình cố định nitơ trong khí quyển xảy ra?
A. Được cung cấp ATP.
B. Có các lực khử mạnh.
C. Thực hiện trong điều kiện hiếu khí.
D. Có sự tham gia của enzim nitrôgenaza.
Câu 11: Để quá trình cố định nitơ khí quyển xảy ra, phải cần có điều kiện nào?
1. Các lực khử mạnh.
2. Được cấp năng lượng là ATP.
3. Có enzim nitrogenase xúc tác.
4. Thực hiện trong môi trường kị khí.
A. 1, 2, 3, 4
B. 1, 2.
C. 1, 2, 3.
D. 2, 3, 4
Câu 12: Để tiến hành cố định đạm (chuyển \(N_2\) thành \(NH_3\)) thì phải có bao nhiêu điêu kiện sau đây?
(1) enzim nitrôgenaza.
(2) chất khử NADH.
(3) môi trường kị khí.
(4) năng lượng ATP.
(5) cộng sinh với sinh vật khác.
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
Câu 13: Vai trò của quá trình cố định nitơ phân tử bằng con đường sinh học đối với sự dinh dưỡng nitơ của thực vật Biến nitơ phân tử \((N_2)\) sẵn có trong khí quyển ở dạng trơ thành dạng nitơ khoáng \((NH_3)\) để cây dễ dàng hấp thụ.
II. Xảy ra trong điều kiện kị khí.
III. Lượng nitơ bị mấy hàng năm do cây lấy đi luôn được bù đắp lại đảm bảo nguồn cấp dinh dưỡng nitơ bình thường cho cây.
IV. Nhờ có enzym nitrôgenaza, vi sinh vật cố định nitơ có khả năng liên kết nitơ phân tử với hyđro thành \((NH_3)\)
V. Cây hấp thụ trực tiếp nitơ vô cơ hoặc nitơ hữu cơ trong xác sinh vật.
A. I, II, III, IV.
B. I, III, IV, V.
C. II. IV, V.
D. II, III, V
Câu 14: Vai trò của quá trình cố định nitơ phân tử bằng con đường sinh học đối với sự dinh dưỡng nitơ của thực vật
A. Biến nitơ phân tử \((N_2)\) sẵn có trong khí quyển ở dạng trơ thành dạng nitơ khoáng \((NH_3)\) để cây dễ dàng hấp thụ.
B. Lượng nitơ bị mất hàng năm luôn được bù đắp lại đảm bảo nguồn cấp dinh dưỡng nitơ cho cây.
C. Cây hấp thụ trực tiếp nitơ đã được cố định.
D. Cả A, B và C
Câu 15: Trong các điều kiện sau:
(1) Có các lực khử mạnh.
(2) Được cung cấp ATP.
(3) Có sự tham gia của enzim nitrôgenaza.
(4) Thực hiện trong điều kiện hiếu khí.
Những điều kiện cần thiết để quá trình cố định nitơ sinh học xảy ra là:
A. (1), (2) và (3).
B. (2), (3) và (4).
C. (1), (2) và (4).
D. (1), (3) và (4).
Câu 16: Trong các điều kiện sau, điều kiện nào không cần thiết để quá trình cố định nitơ sinh học xảy ra
A. Có các lực khử mạnh.
B. Được cung cấp ATP.
C. Có sự tham gia của enzim nitrôgenaza.
D. Thực hiện trong điều kiện hiếu khí.
Câu 17: Enzim tham gia cố định nitơ phân tử của các vi khuẩn thuộc chi Rhizobium là:
A. Nitrogenaza.
B. Cacboxylaza.
C. Restrictaza.
D. Oxygenaza.
Câu 18: Vi khuẩn có khả năng cố định nitơ khí quyển thành \(NH_4\) nhờ:
A. Các loại vi khuẩn này sống kị khí.
B. Lực liên kết giữa N = N yếu
C. Các loại vi khuẩn này giàu ATP.
D. Các loại vi khuẩn này có hệ enzyme nitrogenase
Câu 19: Vi khuẩn Rhizôbium có khả năng cố định đạm vì chúng có enzim
A. amilaza
B. nuclêaza
C. cacboxilaza
D. nitrôgenaza
Câu 20: Cây nào sau đây làm cho đất giàu nitơ:
A. Lúa.
B. Đậu tương.
C. Củ cải.
D. Ngô.
Ở trên là nội dung Bài 6: Dinh Dưỡng Nitơ Ở Thực Vật (Tiếp Theo) thuộc Chương I: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng môn Sinh Học Lớp 11. Trong bài học này các bạn tiếp tục tìm hiểu dinh dưỡng nitơ ở thực vật về các nguồn cung cấp nitơ tự nhiên cho cây, quá trình chuyển hoá và cố định nitơ trong đất từ đó đưa ra các chế độ chăm sóc cây trồng hợp lí vừa tăng năng suất cây trồng vừa đảm bảo an toàn môi trường. Chúc các bạn học tốt Sinh Học Lớp 11.
Bài Tập Liên Quan:
- Bài 22: Ôn Tập Chương I
- Bài 21: Thực Hành: Đo Một Số Chỉ Tiêu Sinh Lí Ở Người
- Bài 20: Cân Bằng Nội Môi
- Bài 19: Tuần Hoàn Máu (Tiếp Theo)
- Bài 18: Tuần Hoàn Máu
- Bài 17: Hô Hấp Ở Động Vật
- Bài 16: Tiêu Hóa Ở Động Vật (Tiếp Theo)
- Bài 15: Tiêu Hóa Ở Động Vật
- Bài 14: Thực Hành: Phát Hiện Hô Hấp Ở Thực Vật
- Bài 13: Thực Hành: Phát Hiện Diệp Lục Và Carôtenôit
- Bài 12: Hô Hấp Ở Thực Vật
- Bài 11: Quang Hợp Và Năng Suất Cây Trồng
- Bài 10: Ảnh Hưởng Của Các Nhân Tố Ngoại Cảnh Đến Quang Hợp
- Bài 9: Quang Hợp Ở Các Nhóm Thực Vật C3, C4 Và Cam
- Bài 8: Quang Hợp Ở Thực Vật
- Bài 7: Thực Hành: Thí Nghiệm Thoát Hơi Nước Và Thí Nghiệm Về Vai Trò Của Phân Bón
- Bài 5: Dinh Dưỡng Nitơ Ở Thực Vật
- Bài 4: Vai Trò Của Các Nguyên Tố Khoáng
- Bài 3: Thoát Hơi Nước
- Bài 2: Vận Chuyển Các Chất Trong Cây
- Bài 1: Sự Hấp Thụ Nước Và Muối Khoáng Ở Rễ
Trả lời