ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NƯỚC
A. Lý thuyết
I. Các nhân tố ảnh hưởng
1. Ánh sáng: ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình thoát hơi nước ở lá với vai trò tác nhân gây đóng mở khí khổng.
2. Nhiệt độ: Ảnh hưởng 2 quá trình hấp thụ nước ở rễ và thoát hơi nước ở lá.
3. Độ ẩm và không khí:
- Độ ẩm đất càng cao, sự hấp thụ nước càng mạnh.
- Độ ẩm không khícàng thấp, sự thoát hơi nước ở lá càng mạnh.
4. Dinh dưỡng khoáng:
- Hàm lượng dinh dưỡng khoáng trong đất ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của rễ và áp suất thẩm thấu của dung dịch đất, do đó ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ nước.
II. Cơ sở khoa học của việc tưới nước hợp lý cho cây trồng
1. Cân bằng nước của cây trồng:
Cân bằng nước dựa vào sự tương quan giữa qúa trình hấp thụ nước và qúa trình thoát hơi nước.
2. Tưới nước hợp lý cho cây:
- Xác định thời điểm cần tưới, cần căn cứ vào: sức hút nước của lá, nồng độ hay áp suất thẩm thấu của dịch tế bào, trạng thái của khí khổng, cường độ hô hấp của lá.
- Xác định lượng nứơc tưới phải căn cứ vào: nhu cầu nước của từng loại cây, tính chất vật lí, hóa học của từng loại đất và các điều kiện môi trường cụ thể.
- Cách tưới: phụ thuộc vào các nhóm cây trồng khác nhau.
B. Bài tập
Câu 1.
1. Vì sao tế bào lông hút của cây xanh có thể hút nước theo cách thẩm thấu?
2. Trên một vùng đất ngập mặn ta thấy các loài cây sú, vẹt, đước phát triển tốt còn lúa thì phát triển rất kém. Em hãy giải thích hiện tượng vừa nêu trên?
Hướng dẫn giải
1. Màng tế bào lông hút có tính thấm chọn lọc (màng bán thấm tương đối).
2. Không bào của cây chịu mặn (sú, vẹt) chứa dịch bào tạo áp suất thẩm thấu lớn, do tích trữ một lượng muối lớn lấy được nước của môi trường có nồng độ muối thấp hơn.
Các cây khác có áp suất thẩm thấu thấp hơn không lấy được nước mà còn bị mất nước.
Câu 2. 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.
Câu 3.
a. Nêu những điểm khác nhau giữa thoát hơi nước ở lá qua cutin so với qua khí khổng?
b. Biểu bì lá cây sống ở những vùng nóng, khô hạn có đặc điểm gì giúp nó thích nghi với điều kiện sống?
Hướng dẫn giải
a. Điểm khác nhau:
Thoát hơi nước ở lá qua cutin Thoát hơi nước qua khí khổng
- Vân tốc nhỏ và không được điều chỉnh
- Phụ thuộc vào độ dày của lớp cutin, tuổi của lá, diện tích bề mặt và chu vi của lá.
- Không thay đổi trước sự thay đổi của các yếu tố sinh thái.
- Vận tốc lớn và được điều chỉnh
- Phụ thuộc lượng khí khổng trên lá (do lượng khí khổng trên lá rất lớn nên tổng diện tích và chu vi thoát hơi nước qua khí khổng lớn hơn gấp nhiều lần so với qua cutin)
- Các khí khổng còn đóng mở theo sự thay đổi của các yếu tố sinh thái để thay đổi tốc độ thoát hơi nước phù hợp.
b. Giải thích: Biểu bì mặt trên của lá được phủ lớp cutin dày, không có hay có rất ít khí khổng, nhờ đặc điểm này giúp cây giảm sự mất nước, giảm quá trình thoát hơi nước qua mặt trên của lá, đảm bảo đủ nước để duy trì sự sống.
Câu 4. Khi nghiên cứu về Cân bằng nước và vấn đề tưới nước hợp lí cho cây trồng:
1. Người ta căn cứ vào áp suất thẩm thấu ( P ) để xác định cây chịu hạn và cây kém chịu hạn. Hãy nêu nguyên tắc xác định P.
2. Thử nêu một vài phương pháp xác định khả năng thoát hơi nước của cây?
3. Thử nêu một vài phương pháp xác định mật độ khí khổng ở hai mặt lá?
4. Khi xác định cường độ thoát hơi nước ( mg H2O/dm2 lá.giờ) theo các giờ trong ngày (7, 10, 12, 15, 17) qua bề mặt lá và qua khí khổng của một cây, người ta thu được nhiều số liệu. Có thể phân biệt các số liệu của hai con đường thoát hơi nước được không ?
Hướng dẫn giải
1. Áp suất thẩm thấu được xác định bằng công thức:
P = RTC.
R là hằng số = 0,082
T là nhiệt độ tuyệt đối = 273 + nhiệt độ khi đo P.
Để tính P, ta phải xác định C. Đó là nồng độ dịch tế bào.
Như vậy nguyên tắc xác định P chính là nguyên tắc xác định nồng độ dịch tế bào.
Nguyên tắc: Không thể xác định trực tiếp nồng độ dịch tế bào, mà phải xác định gián tiếp bằng cách so sánh nó với một dung dịch đã biết nồng độ.
- Cách 1: Phương pháp co nguyên sinh:
Đưa tế bào vào các dung dịch đã biết nồng độ (pha từ đường hoặc muối), sẽ tìm thấy ở một dung dịch, tế bào bắt đầu co nguyên sinh. Nồng độ của dung dịch đó chính là tương đương với nồng độ dịch tế bào.
- Cách 2: Phương pháp So sánh tỉ trọng dung dịch:
Rút dịch tế bào ra khỏi lá. Nhỏ vào mỗi dung dịch đã biết nồng độ (pha từ đường hoặc muối) một giọt dịch tế bào và quan sát, nếu giọt dịch đứng yên ở giữa dung dịch rồi tan dần, thì ở dung dịch đó tỉ trọng của dịch tế bào và dung dịch bằng nhau và nồng độ dung dịch đó chính là nồng độ dịch tế bào cần tìm.
2. Xác định khả năng thoát hơi nước của cây:
- Cách 1: Phương pháp cân nhanh
- Cách 2: Sử dụng giấy tẩm Clorua Coban.
Giấy tẩm Clorua Coban khi ướt có màu hồng, khi khô không màu. Như vậy khi giấy khô áp vào lá cây, theo thời gian, giấy sẽ chuyển màu hồng. Căn cứ vào thời gian chuyển từ màu trắng sang màu hồng của giấy, có thể xác định khả năng thoát hơi nước của cây.
3. Có thể nêu hai phương pháp xác định mật độ khí khổng ở hai mặt lá:
- Cách 1. Dùng một loại keo nhớt trong suốt phủ lên hai mặt lá một lớp mỏng. Khi lớp keo khô, bóc lớp màng keo ra khỏi lá, soi dưới kính hiển vi, ta sẽ thấy hình của các khí khổng in rõ trên lớp màng keo và có thể xác định được mật độ khí khổng ở mặt trên và mặt dưới lá, thậm chí có thể tính được số lượng khí khổng/mm2.
- Cách 2. Dùng phương pháp áp giấy Clorua Coban vào mặt trên và mặt dưới lá, rồi tính thời gian làm hồng giấy, ta có thể xác định gián tiếp mật độ khí khổng. Bởi vì thoát hơi nước chủ yếu bằng con đường khí khổng.
4. Có thể được, vì con đường thoát hơi nước qua khí khổng có cường độ lớn và thường giảm vào ban trưa. Như vậy nếu căn cứ vào số liệu thu được để vẽ các đồ thị có trục tung là cường độ thoát hơi nước, trục hoành là thời gian, thì đồ thị có hai đỉnh sẽ là đồ thị chỉ sự thoát hơi nước qua khí khổng, còn đồ thị thấp hơn, có một đỉnh là đồ thị của con đường thoát hơi nước qua bề mặt lá.
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Lý thuyết và bài tập ôn tập Ảnh hưởng của môi trường đến trao đổi nước ở thực vật Sinh học 11. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:
- Bài tập trắc nghiệm ôn tập Cảm ứng ở động vật Sinh học 11 có đáp án
- Kiến thức trọng tâm chuyên đề: Sinh sản ở động vật Sinh học 11
Chúc các em học tập tốt !
