PHẦN I - MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý
I. VAI TRÒ SINH LÍ CỦA NGUYÊN TỐ NITƠ- 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:
* Tham gia cấu tạo nên các phân tử protein, enzim, coenzim, axit nucleic, diệp lục, ATP …
* 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.
II. QUÁ TRÌNH ĐỒNG HOÁ NITƠ Ở THỰC VẬT:Sự đồng hoá Nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình:
1. 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 theo sơ đồ
NO3_ (nitrat) à NO2_ (nitrit) à NH4+ (amoni)
2. Quá trình đồng hoá NH4+trong mô thực vật:
Theo 3 con đường:
* Amin hoá trực tiếp các axit xêto:
Axit xêto + NH4+à Axit amin.
* Chuyển vị amin:
Axit amin + axit xêto à a. amin mới + a. xêto mới
* Hình thành amit:
Là con đường liên kết phân tử NH3 với axit amin đicacboxilic.
Axit amin đicacboxilic + NH4+à amit
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 a. amin khi cần thiết.
III. NGUỒN CUNG CẤP NITƠ TỰ NHIÊN CHO CÂY:1. Nitơ trong không khí:
- Nitơ phân tử (N2) trong khí quyển chiếm khoảng gần 80%, cây không thể hấp thụ được N2, còn NO và NO2 trong khí quyển là độc hại với thực vật. Các vi sinh vật cố định đạm có enzim nitrôgenaza có khả năng liên kết N2 với hidro à NH3 thì cây mới đồng hoá 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 SV) ,
- Rễ cây chỉ hấp thụ từ đất nitơ vô cơ ở dạng: NH4+ và NO3_
- Cây không hấp thụ trực tiếp nitơ trong xác SV mà phải nhờ các VSV trong đất khoáng hoá thành: NH4+ và NO3_
IV. QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ NITƠ VÀ CỐ ĐỊNH NITƠ TRONG ĐẤT:1. Quá trình chuyển hoá nitơ trong đất:
- Trong đất còn xảy ra quá trình chuyển hoá nitrat thành nitơ phân tử ( NO3_ à N2) do các VSV 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 N2 với H2 à NH3 (trong môi trường nước NH3 à NH4+).
* Con đường hoá học: xảy ra ở công nghiệp.
* Con đường sinh học: do VSV thực hiện (các VK này có enzim nitrogenaza có khả năng bẻ gãy 3 liên kết cộng hoá trị của nitơ để liên kết với hidro tạo ra NH3), gồm 2 nhóm:
+ Nhóm VSV sống tự do như VK lam có nhiều ở ruộng lúa.
+ Nhóm VSV sống cộng sinh với thực vật như VK 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:
* 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 o nhiễm môi trường
PHẦN II - HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎICâu 1. Trình bày vai trò của nitơ đối với đời sống thực vật
TRẢ LỜI:Nitơ có vai trò rất quan trọng đối với thực vật, không có nitơ cây xanh sẽ không phát triển được.
Về cấu trúc: nitơ là thành phần không thể thiếu của prôtêin, axit nuclêic, chất diệp lục, … Nếu thiếu nitơ sẽ làm giảm quá trình tổng hợp prôtêin nên sự sinh trưởng của các cơ quan bị giảm, lá có màu vàng.
Trong điều tiết các hoạt động: nitơ là thành phần cấu tạo của enzim, coenzim và ATP. Do đó nitơ điều tiết quá trình trao đổi chất thông qua sự xúc tác, cung cấp năng lượng và trạng thái ngậm nước của các phân tử prôtêin trong tế bào chất.
Câu 2. Vì sao thiếu nitơ trong môi trường dinh dưỡng, cây lúa không thể sống được?
TRẢ LỜI:Vì nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu (không chỉ đối với cây lúa mà với tất cả các loài cây khác). Do đó, khi thiếu nitơ cây lúa sẽ không thể hoàn thành được chu trình sống do không tổng hợp được một số hợp chất quan trong như: prôtêin, axit nuclêic…
Câu 3. Thực vật đã có đặc điểm thích nghi như thế nào trong việc bảo vệ tế bào khỏi bị dư lượng đầu độc?
TRẢ LỜI:Khi lượng nitơ đưa vào cơ thể nhiều mà cây chưa có nhu cầu sử dụng, để tránh gây ngộ độc, ngay tại các tế bào đã diễn ra quá trình hình thành amit, một mặt là để dụ trữ lượng nitơ dư thừa, mặt khác là để bảo vệ tế bào khỏi bị dư lượng đầu độc.
Câu 4. 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.
TRẢ LỜI:Trong khí quyển có rất nhiều khí nitơ tồn tại ở dạng phân tử N2 nhưng dạng này thực vật không hấp thụ được. Quá trình cố định nitơ biến đổi nitơ phân tử sẵn có trong khí quyển thành dạng nitơ khoáng NH3 (NH4+ trong môi trường nước) cây dễ dàng hấp thụ.
Nhờ có quá trình cố định nitơ phân tử bằng con đường sinh học xảy ra trong điều kiện bình thường ở hầu hết mọi nơi trên Trái Đất mà lượng nitơ bị mất hằng năm do cây lấy đi luôn được bù đắp lại đảm bảo nguồn cung cấp dinh dưỡng nitơ bình thường của cây.
Câu 5. Vì sao trong mô thực vật phải diễn ra quá trình khử nitrat?
TRẢ LỜI:Vì trong 2 dạng nitơ mà cây hấp thụ được từ ngoài môi trường là dạng ôxi hóa, nhưng trong cơ thể thực vật nitơ chỉ tồn tại ở dạng khử do đó nitrát cần được khử thành amôni để tiếp tục đồng hoá thành axit amin, amit và prôtêin
Câu 6. Để sử dụng nitơ phân tử (N2) và nitơ từ xác sinh vật, cây xanh phải nhờ quá trình nào?
TRẢ LỜI:Để sử dụng nitơ phân tử (N2) cây xanh phải cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm hoạc nhờ các vi khuẩn cố định đạm có tự do trong đất biến đổi nitơ phân tử thành NH3. Các vi khuẩn này có emzym nitrôgenaza, nhờ đó N2 mới kết hợp được với H2 thành NH3
Nitơ từ xác sinh vật được các sinh vật trong đất khoáng hóa thành NH4+ và NO3 –
Câu 7. Thế nào là bón phân hợp lí, vai trò của biện pháp đó đối với năng suất cây trồng và môi trường?
TRẢ LỜI:Bón đúng nhu cầu của cây theo đặc điểm di truyền của giống, loài cây, theo pha sinh trưởng và phát triển, theo đặc điểm lí, hoá tính của đất và theo điều kiện thời tiết. Phân bón phải đúng loại, đủ số lượng và tỉ lệ thành phần dinh dưỡng hợp lí.
Bón phân không đúng thì năng suất sẽ thấp, hiệu quả kinh tế thấp. Bón phân vượt quá liều lượng cần thiết sẽ làm giảm năng suất, chi phí phân bón cao dẫn đến hiệu quả kinh tế thấp, gây ô nhiễm nông phẩm và môi trường, đe doạ sức khoẻ con người.
Câu 8. Nêu các dạng nitơ có trong đất và các dạng nitơ mà cây hấp thụ được.
TRẢ LỜI:Nitơ vô cơ trong các muối khoáng và nitơ hữu cơ trong xác sinh vật (vi sinh vật, động vật, thực vật). Dạng nitơ mà cây hấp thụ được là dạng nitơ khoáng