lý thuyết sinh học 11 ôn thi đại học

Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
PHẦN: IV
SINH HỌC CƠ THỂ
- oOo -
Chương: I
CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯNG
A - CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯNG Ở THỰC VẬT
TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT
Quá trình trao đổi nước ở thực vật (trạng thái cân bằng nước ở thực vật) bao
gồm ba quá trình: quá trình hấp thụ nước ở rễ, quá trình vận chuyển nước ở thân và quá
trình thoát hơi nước từ lá. Trong điều kiện bình thường, ba quá trình này hoạt động nhòp
nhàn, liên tục, liên hệ khắng khít với nhau, tạo nên trạng thái cân bằng nước cần thiết
cho sự sống của thực vật. Sự phối hợp hoạt động của ba quá trình này đã đưa các phân
tử nước từ đất vào rễ sau đó đưa đến tận ngọn cây (có cây cao hàng trăm mét). Ánh
sáng, nhiệt độ, độ ẩm của đất và không khí, dinh dưỡng khoáng là các nhân tố ảnh
hưởng đến trao đổi nước ở thực vật.
I. Vai trò của nước và nhu cầu nước đối với thực vật
Nước là yếu tố quan trọng bậc nhất đối với tất cả các cơ thể sống. Nước quyết
đònh sự phân bố thực vật trên trái đất, thực vật không thể sống khi thiếu nước.
1. Các dạng nước trong cây và vai trò của nó
a. Nước tự do
i. Đặc điểm
- Là dạng nước chứa trong các thành phần của tế bào, trong các khoảng gian
bào, trong các mạch dẫn,. .
- Chiếm khoảng 70% lượng nước trong cây.
- Không bò hút bởi các phần tử tích điện hay dạng liên kết hóa học.
- Dạng này vẫn giữ được các đặc tính lý, hóa, sinh học bình thường của nước.
ii. Vai trò
- Đảm bảo độ bền vững của các cấu trúc trong cơ thể, đảm bảo mơi trường thuận lợi
cho các phản ứng trao đổi chất, nước tham gia vào các phản ứng hóa học trong cơ thể.

- Làm dung môi hòa tan các chất trong cơ thể.
- Làm giảm nhiệt độ của cơ thể khi thoát hơi nước, đồng thời vừa giúp cho khí
CO
2
từ khơng khí vào lá cung cấp cho q trình quang hợp. Bên cạnh tham gia một số
quá trình TĐC, đảm bảo độ nhớt của CNS.
- Giúp quá trình TĐC diễn ra bình thường.
b. Nước liên kết
i. Đặc điểm
- Là dạng nước bò các phần tử tích điện hút bởi một lực hút nhất đònh hoặc trong
các liên kết hóa học ở các thành phần của tế bào…
- Chiếm khoảng 30% lượng nước trong cây
1
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
- Dạng này không giữ được các đặc tính vật lý, hóa học, sinh học của nước.
ii. Vai trò
Đảm bảo độ bền vững của hệ thống keo trong chất nguyên sinh của tế bào,
đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc của tế bào, mơ, cơ quan, cơ thể. Vì thế hàm lượng
nước liên kết trong cây là một chỉ tiêu đánh giá tính chịu nóng và chòu hạn của cây.
2. Nhu cầu nước đối với thực vật
Thực vật khơng thể sống thiếu nước, chỉ cần giảm khoảng 30% hàm lượng nước
trong tế bào là đã gây ra sự kìm hãm đáng kể những chức năng sinh lý quan trọng của cơ
thể và ảnh hưởng đến q trình sinh trưởng, phát triển của tồn cây
Nhu cầu nước của cây là rất lớn.
Nhu cầu nước phụ thuộc vào các đặc điểm sinh thái của thực vật.
Nhu cầu nước còn phụ thuộc vào các loại cây khác nhau, nhóm cây khác nhau
Tóm lại: Cây cần một lượng nước rất lớn trong suốt đời sống của nó.
Ví dụ: Một cây ngô đã tiêu thụ 200kg nước và một hecta ngô trong suốt thời kỳ
sinh trưởng đã cần đến 8.000 tấn nước. Để tổng hợp 1 gam chất khô, các cây khác nhau

cần từ 200 gam đến 600 gam nước.
II. Quá trình hấp thụ nước ở rễ
1. Các dạng nước trong đất
Có hai dạng nước trong đất:
- Nước tự do: nước mao dẫn, nước ngầm.
- Nước liên kết: nước ngậm trên bề mặt keo đất và nước tẩm trong keo đất.
Nước tồn tại ở thể rắn, thể khí, thể lỏng
Rễ cây hấp thụ nước dạng tự do và một phần dạng nước liên kết (nước liên kết khơng
chặt) ở thể lỏng. Dạng nước tự do đóng vai trò cung cấp nước cho cây; dạng liên kết đóng
vai trò cấu trúc đất.
2. Đặc điểm của bộ rễ liên quan đến quá trình hấp thụ nước
- Thực vật thủy sinh hấp thụ nước từ mơi trường xung quanh qua bề mặt các tế
bào biểu bì của toàn cây.
- Thực vật trên cạn hấp thụ nước dạng lỏng từ đất qua bề mặt tế bào biểu bì của
rễ, trong đó chủ yếu qua các tế bào biểu bì đã phát triển thành lông hút.
- Chức năng của rễ:
+ Hấp thụ nước và các chát khoáng là hai loại chất dinh dưỡng thiết yếu cho cây
+ Dẫn truyền chất dinh dưỡng từ bệ mặt hấp thụ
+ Néo chặt hay cố đònh để nâng đỡ cây ở thế đứng vững chắc trong không gian.
+ Có vai trò quan trọng trong việc giữ hạt đất tại chỗ, chống hiện tượng rửa trôi, xói
mòn đất, bảo vệ trạng thái cân bằng của hệ sinh thái tự nhiên đất – nước – thực vật.
- Rễ cây có cấu tạo thích nghi với chức năng hấp thụ nước và muối khoáng: Rễ
cây sinh trưởng nhanh về chiều sâu, phân nhánh chiếm chiều rộng và đặc biệt tăng nhanh
số lượng lơng hút. Ví dụ, ở lúa sau khi cấy 4 tuần có hệ rễ với tổng chiều dài khoảng 625
km, có tổng diện tích khoảng 285 m
2
trong khi đó tổng chiều dài lông hút (khoảng 14 tỷ
lông hút) khoảng 10.500 km và tổng diện tích khoảng 480m
2
; ở lúa mỳ đen có thể lên

đến 14 tỷ lơng hút.
- Các đặc điểm của lông hút liên quan đến quá trình hấp thu nước của rễ:
2
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
+ Số lượng lông hút của rễ rất lớn làm tăng rất nhiều bề mặt trao đổi
nước giữa rễ và môi trường.
+ Thành tế bào mỏng, không thấm cutin.
+ Chỉ có một không bào trung tâm lớn tạo điều kiện thuận lợi cho sự
thẩm thấu nước từ đất vào rễ.
+ Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp của rễ mạnh.
+ Các lông hút của rễ thường xuyên được thay thế và đổi mới. Điều
nàygiúp cho hiệu quả hoạt động của lông hút luôn luôn duy trì tốt.
Tóm lại: Vì vậy các đạng nước tự do và dạng nước liên kết khơng chặt từ đất
(đạng nước mao dẫn, nước ngầm, và một phần nước ngậm trên bề mặt của các keo đất)
được lơng hút hấp thụ một cách dễ dàng nhờ sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu (từ nơi áp
suất thẩm thấu thấp đến nơi có áp suất thẩm thấu cao), hay nói cách khác là nhồ sự chênh
lệch về thế nước (từ thế nước cao đến thế nước thấp).
* Ở một số TV trên cạn, hệ rễ không có lông hút (thông, sồi,. . . ) thì rễ có nấm rễ
bao bọc giúp cho cây hấp thụ nước và ion khoáng một cách dễ dàng, đây là phương thức
chủ yếu. Ngoài ra ở những tế bào rễ còn non, vách tế bào chưa tẩm suberin cũng tham
gia hấp thụ nước và ion khoáng. Nấm rễ là dạng thích nghi tự nhiên.
3. Con đường hấp thụ nước ở rễ
Cơ chế hấp thụ nước theo grien nồng độ chất tan giữa bề mặt tế bào lông hút (hay
toàn bõ bề mặt hấp thụ của hệ rễ) với dung dòch đất hay nói cách khác hấp thụ theo
grien thế nước: từ thế nước cao đến thế nước thấp.
- Con đường qua gian bào - thành tế bào: Nước từ đất  màng tế bào lông hút
 gian bào, thành tế bào nhu mô vỏ, gặp vòng đai Caspari  tế bào nội bì  mạch gỗ.
Do đó nhận được nhiều nước (có lợi), nhưng lượng nước và các chất khoáng hòa tan
không được điều chỉnh và kiểm tra (bất lợi).

- Con đường qua các tế bào (qua chất nguyên sinh - không bào): Nước từ đất 
màng tế bào lông hút  tế bào nhu mô vỏ  tế bào nội bì  mạch gỗ. Do đó cây nhận
ít và chậm nước (bất lợi), nhưng lượng nước và các chất khoáng hòa tan được điều chỉnh
và kiểm tra bởi tính thấm chọn lọc của tế bào sống (có lợi).
* Vai trò của vòng đai Caspari là bao quanh tế bào nội bì: Vòng đai Caspari
đđược cấu tạo bằng chất khơng thấm nước và khơng cho các chất khống hòa tan trong
nước đi qua, nên có vai trò điều chỉnh lượng nước và và kiểm tra các chất khoáng hòa
tan. Chính vai trò này đã khắc phục được nhược điểm của con đường thành tế bào –
gian bào.
4. Cơ chế để dòng nước một chiều từ đất vào rễ lên thân
- Nước từ đất vào lông hút rồi vào mạch gỗ của rễ theo cơ chế thẩm thấu (từ P
tt
thấp đến nơi có P
tt
cao).
* Vai trò của áp suất rễ: áp suất rễ tạo ra lự đẩy dòng nước trong mạch gỗ di
chuyển lên thân, áp suất này được hỗ trợ bởi lực hút của lá tạo ra (do quá trình thoát
hơi nước ở lá) cùng với cột nước trong thân liên tục không có bọt khí (do lực liên kết
giữa các phân tử nước với nhau và lực bám của các phần tử nước lên thành mạch gỗ) đã
tạo ra dòng nước liên tục di chuyển từ rễ, qua thân, đến lá. Áp suất rễ thường có giới
3
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
hạn, phụ thuộc vào loại cây và thường đẩy được cột nước cao vài ba mét. Áp suất rễ thể
hiện rõ ở cây bụi thấp, cây hoa.
- Nước bò đẩy từ rễ lên thân do một lực đẩy gọi là áp suất rễ, thể hiện bởi 2 hiện
tượng: rỉ nhựa và ứ giọt.
* Hiện tượng rỉ nhựa: Cắt ngang một cây thân thảo, chỗ gần gốc; sau vài phút sẽ
thấy những giọt nhựa rỉ ra từ phần thân cây bò cắt. Đó chính là những giọt nhựa do rễ
cây đẩy từ mạch gỗ ở rễ lên mạch gỗ của thân.

* Hiện tượng ứ giọt: Úp một chuông thủy tinh lên một cây sẽ xuất hiện các giọt
nước ứa từ trong lá ra và đọng lại ở mép lá. Hiện tượng xảy ra do không khí trong
chuông thủy tinh đã bảo hòa hơi nước. Nước bò đẩy từ mạch gỗ của rễ cây lên lá không
thoát được thành hơi qua khí khổng đã ứ thành giọt ở mép lá.
III. Quá trình vận chuyển nước ở thân
1. Đặc điểm của con đường vận chuyển nước ở thân
Nước và các chất khoáng hoà tan trong nước được vận chuyển trong thân theo
mạch gỗ một chiều từ rễ lên lá.
Chiều dài của cột nước phụ thuộc vào chiều dài của thân cây.
Quá trình vận chuyển này được thực hiện nhờ lực hút của lá (do thoát hơi nước
của lá gây ra hay còn gọi là động lực trên), lực đẩy của rễ (do áp suất rễ hay động lực
dưới) và lực liên kết giữa các phân tử nước với thành mạch gỗ (hai lực này thắng được
trọng lực của cột nước và đảm bảo cho cột nước liên tục gọi là động lực trung gian)
2. Con đường vận chuyển nước ở thân
- Nước, muối khoáng từ rễ lên lá (nhựa ngun) theo mạch gỗ (xilem).
- Các chất hữu cơ từ lá vào thân, xuống rễ, củ, vào quả (nhựa luyện) theo mạch
rây (phlôem) chủ yếu dựa vào cơ chế khuếch tán và vận chuyển chủ động
* Tuy nhiên nước cũng có thể vận chuyển ngược từ trên xuống ở mạch rây hay vận
chuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rây hoặc ngược lại tùy theo thế nước trong mạch
rây.
a. Dòng mạch gỗ
i. Cấu tạo của mạch gỗ
Trong thân của thực vật có mạch gỗ (xilem) gồm các tế bào chết.
Tế bào mạch gỗ gồm hai loại là quản mạch và mạch ống. Các tế bào cùng loại nối
với nhau theo cách: đầu của tế bào này nối với đầu tế bào kia thành những ống dài từ rễ
đến lá để cho dòng mạch gỗ di chuyển bên trong Quản bào cũng như mạch ống xếp sát
vào nhau theo cách lỗ bên của tế bào này sít khớp với lỗ bên của tế bào khác tạo ra lối đi
cho dòng vận chuyển ngang. Thành của mạch gỗ được linhin hóa tạo cho mạch gỗ có độ
bền chắc và chịu nước.
ii. Thành phần của dịch mạch gỗ:

Dịch mạch gỗ chủ yếu là nước, các ion khống, ngồi ra còn có các hợp chất hữu
cơ: axit amin, vitamin, hoocmơn thực vật (xitơkinin, ancalơtit, . . .) được tổng hợp ở rễ.
iii. Động lực đẩy dòng mạch gỗ (Cơ chế đảm bảo sự vận chuyển nước ở thân- phần 3)
b. Dòng mạch rây
i. Cấu tạo của mạch rây
Mạch rây gồm các tế bào sống là ống rây (tế bào hình rây) và tế bào kèm.
ii. Thành phần của dịch mạch rây
4
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
Dịch mạch rây chủ yếu là các saccarơzơ, axit amin, các vitamin, hoocmơn thực vật,
một số chất hữu cơ khác (ATP), mộ số ion khống được sử dụng lại, đặc biệt có rất nhiều
ion kali làm cho dung dịch rây có độ pH từ 8.0 – 8,5.
iii. Động lực của dòng mạch rây
Dịch mạch rây di chuyển vào tế bào quang hợp trong lá vào ống rây, từ ống rây này
vào ống rây khác qua các lỗ trong bản rây.
Động lực của dòng mạch rây là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan
nguồn (nơi saccarơzơ được tạo ra thường là lá) có áp suất thẩm thấu cao vá các cơ quan
chứa có áp suất thẩm thấu thấp (nơi saccarơzơ đươc sử dụng hay dự trữ thường là rễ).
Mạch rây nối với các tế bào của các cơ quan nguồn của các tế bào của cơ quan
chưa giúp cho dòng mạch rây chảy từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp.
3. Cơ chế đảm bảo sự vận chuyển nước ở thân
Quá trình vận chuyển nước ở thân thực hiện được do sự phối hợp nhờ ba động lực:
- Động lực trên: Lực hút của lá (do quá trình thoát hơi nước) là động lực đóng
vai trò chủ yếu: Do hơi nước thốt vào khơng khí, tế bào khí khổng mất nước và hút nước
từ các tế bào nhu mơ bên cạnh. Đến lược mình, các tế bào nhu mơ lá lại hút nước từ mạch
gỗ ở lá. Cứ như vậy, xuất hiện một lực hút từ lá đến tận rễ. Theo tính toán của các nhà
khoa học thì lực hút do thoát hơi nước ở lá đạt đến 100atm
- Động lực dưới: Lực đẩy của rễ (do quá trình hấp thụ nước). Theo tính toán của
các nhà khoa học thì lực đẩy của rễ đạt 3atm

- Động lực trung gian: Lực trung gian do lực liên kết giữa các phân tử nước với
nhau và lực bám của các phần tử nước lên thành mạch gỗ, hai lực này thắng được trọng
lực của cột nước tạo thành dòng nước liên tục và không bò tụt xuống.
Trong ba động lực thì động lực trên là chính vì nó có thể hút cột nước từ rễ lên lá,
kể cả những cây cao hàng trăm mét.
IV. Thoát hơi nước ở lá
1. Lá là cơ quan thốt hơi nước
- Cấu tạo của lá thích nghi với chức năng thốt hơi nước, các tế bào biểu bì của lá
tiết ra chất cutin bao phủ lồn bộ bề mặt của lá trừ khí khổng. Một số cây sống vùng sa
mạc, biểu bì trên khơng có khí khổng nhưng có lớp cutin dày và khơng thốt hơi nước
qua bề mặt trên của lá.
- Số lượng khí khổng trên bề mặt lá là rất lớn. Mỗi mm
2
lá có đến hàng trăm khí
khổng, mặt dù diện tích của tồn bộ khí khổng chỉ chiếm gần 1% diện tích của lá. Lượng
nước thốt qua khí khổng lớn hơn gấp nhiều lần lượng nước thốt qua bề mặt lá (qua
cutin).
- Người ta chứng minh rằng các phân tử nước bốc hơi và thốt vào khơng khí ở
mép chậu nước dễ dàng hơn nhiều so với các phân tử nước bốc hơi và thốt khỏi vùng
đậm đặc hơi nước ở giữa chậu (gọi là hiệu quả mép). Như vậy vận tốc thốt hơi nước
khơng chỉ phụ thuộc chủ yếu vào vào chu vi của diện tích đó. Rõ ràng là số lượng khí
khổng rất lớn trên bề mặt lá sẽ có tổng chu vi lớn hơn rất nhiều so với chu vi của lá và
lượng nước thốt qua khí khổng lớn hơn nhiều lần so với lượng nước thốt qua bề mặt lá
là điều có thể hiểu được.
Sơ đồ hiệu quả mép như sau:
V = A . ( F – f )/l

5
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải

V: lượng nước bốc hơi.
A: hằng số thực nghiệm
F: độ bão hòa nước ở bề mặt bốc hơi
f: độ bảo hòa nước ở xung quanh bề mặt bốc hơi
l: khoảng cách giữa F và f.
( F – f ) / l: Građien độ thiếu bão hòa nước (sự chênh lệch nồng độ các phân tử
nước ở bề mặt và mơi trường xung quanh)
Từ đó ta có: V
1
= A . ( F – f )/l
1
và V
2
= A . ( F – f )/l
2
Mà l
1
> l
2
nên V
2
> V
1
2. Ý nghóa của sự thoát hơi nước
Cứ 1.000g nước cây hấp thụ qua rễ thì khoảng 990g nước thoát ra ngoài không
khí qua lá dưới dạng hơi, có 10g nước được giữ lại. Trong 10 g nước giữ lại đó có từ 8-
9g nước không tham gia tạo chất khô; chỉ có 1-2g nước tham gia tạo chất khô; Ở ngơ,
là cây sử dụng nước tương đối tiết kiệm cũng phải thốt 250kg nước để tổng hợp 1kg
chất khơ; Lúa mỳ hay khoai tây thốt 600kg nước mới tổng hợp được 1kg chất khơ. Để
tổng hợp 1g chất khơ các cây khác nhau cần tử 200 đến 600 g nước. Do đó nhà sinh lý

học người Nga Macximơp đã viết “Thốt hơi nước là tai họa tất yếu của cây” Vậy:
- Sự thoát nước ở lá đã tạo ra một lực hút, một sự chênh lệch về thế nước theo
chiều hướng giảm dần từ rễ đến lá và nước có thể di chuyển từ rễ đến lá một cách dễ
dàng. Đó là động lực trên của con đường vận chuyển nước, các ion khống và các chất
hòa tan khác từ rễ đến mọi cơ quan của cây trên mặt đất, bện cạnh còn tạo ra mơi trường
liên kết các bộ phận của cây, tạo độ cứng cho thực vật thân thảo.
- Khi thoát một lượng nước lớn sẽ làm cho nhiệt độ của bề mặt lá giảm xuống
(chỉ cao hơn nhiệt độ trong bóng râm một chút). Lá cây hấp thụ 75% ánh sáng mặt
trời, chỉ có 3% dùng cho quang hợp, còn lại biến thành nhiệt năng làm cho lá nóng lên
nhanh. 1gam nước thoát ra làm mất một nhiệt lương là 2,3kJ
- Khi thoát hơi nước thoát ra thì khí khổng mở, đồng thời hơi nước thoát ra. Tạo
điều kiện cho CO
2
từ không khí vào lá để thực hiện chức năng quang hợp.
- Nước thoát qua lá giúp cho các dung dòch loãng từ rễ đưa lên đậm đặc hơn và
chất hữu cơ dễ được tổng hợp hơn, cũng như làm cho các dung dòch chất hữu cơ do lá
quang hợp cô đặc hơn.
- Một số cây vùng khơ hạn, do khó lấy được nước từ đất. Để tiết kiệm lượng nước
tối đa, nhóm cây này phải đóng khí khổng vào ban ngày và q trình nhận CO
2
diễn ra
vào ban đêm.
3. Các con đường thoát hơi nước ở lá
- Con đường qua khí khổng (con đường chủ yếu)
+ Vận tốc lớn, lượng nước thoát nhiều.
+ Được điều chỉnh bằng việc đóng, mở khí khổng. Độ mở khí khổng càng rộng
thì thốt hơi nước càng mạnh.
- Con đường qua bề mặt lá – qua cutin
+ Vận tốc nhỏ, lượng nước thoát ít.
+ Không được điều chỉnh. Lớp cutin càng dày thì thốt hơi nước càng giảm và

ngược lại. Thốt hơi nước qua cutin chỉ chiếm ¼ ở cây chịu bóng, giảm xuống cón 1/10
ở cây ngồi sáng hay thậm chí thấp hơn nhiều ở các cây thích nghi sống vùng khơ hạn.
6
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
* Để có một chế độ nước thích hợp tạo điều kiện tốt cho sinh trưởng và đạt năng
suất cao của cây trồng cần phải thực hiện tưới nước một cách hợp lý cho chúng.
* Nước có thể có thể thoát một phần nhỏ ở thân và cành nhờ các vết sần (bì
khổng)
* Hai con đường thoát hơi nước trên còn phụ thuộc vào loài cây, tuổi cây, đặc
điểm giải phẩu,…
* Cây còn non lớp cutin mỏng nên cường độ thoát hơi nước ở hai con đường là như
nhau Khi cây trưởng thành thì con đường thoát hơi nước qua khí khổng là chủ yếu.
4. Cơ chế điều chỉnh thoát hơi nước
a. Cấu tạo khí khổng
Khí khổng gồm:
- Hai tế bào đóng (hình hạt đậu) nằm kề nhau tạo thành lỗ khí.
- Trong tế bào đóng có hạt lục lạp, nhân ty thể.
- Mép trong của tế bào đóng sát lỗ khí dày hơn mép ngoài (mép ngoài mỏng
thì sức căng sẽ lớn hơn mép trong)
b. Các phản ứng đóng, mở khí khổng
- Phản ứng mở quang chủ động: là phản ứng mở khí khổng, chủ động lúc sáng
sớm khi mặt trời mọc hay khi chuyển cây từ trong tối ra ngồi sáng.
- Phản ứng đóng thuỷ chủ động: là hiện tượng đóng khí khổng chủ động vào
giờ trưa khi cường độ thoát hơi nước cao (cây mất một lượng nước q lớn – 15%) hoặc
khi cây gặp hạn không lấy được nước.
- Phản ứng đóng và mở thủy bò động: là khi tế bào bảo hòa nước (sau khi mưa)
các tế bào biểu bì xung quanh khí khổng tăng thể tích ép lên các tế bào làm cho các tế
khe khí khổng khép lại một cách bị động. Đó là phản ứng đóng thủy bị động. Sau đó khi
tế bào lân cận bị mất nước, thể tích các tế bào này giảm, khơng ép lên làm cho tế bào khí

khổng mở ra. Đó là phản ứng mở thủy bị động.
Tuy nhiên, khi chịu ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh như khơ hạn hay cây
bị héo kéo dài thì cơ chế đóng mở khí khổng khơng theo một quy luật nào.
* Cấu trúc của tế bào khí khổng trong mối liên quan đến phản ứng đóng mở khí
khổng: Khí khổng được hình thành từ hai tế bào hình hạt đậu với mép trong của tế bào
quay vào nhau. Mép trong rất dày, mép ngoài mỏng. Do đó khi tế bào khí khổng
trương nước thì mép ngoài dãn nhanh hơn làm tế bào uống cong và khí khổng mở ra.
Ngược lại khi mất nước, tế bào xẹp rất nhanh, mép ngoài co lại nhanh hơn làm khí
khổng đóng lại ngăn sự thoát hơi nước. Trong tế bào khí khổng có chứa chất lục lạp,
do đó khi ở ngoài sáng, chúng tiến hành quang hợp tạo ra tinh bột và chất hữu cơ làm
tăng áp suất thẩm thấu của tế bào, tăng cường khả năng hút nước vao cây tạo ra sự
trương nước để mở khí khổng và thoát hơi nước.
c. Nguyên nhân dẫn đến việc đóng mở khí khổng
- Khi cây được chiếu sáng, lục lạp trong tế bào khí khổng tiến hành quang hợp
làm thay đổi nồng độ CO
2
và tiếp theo là pH. Sự thay đổi này đã làm tăng hàm lượng
đường, tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào. Hai tế bào khí khổng hút nước  trương
nước và khí khổng mở.
7
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
- Hoạt động của các bơm ion ở tế bào khí khổng dẫn đến việc tăng hoặc giảm
các hàm lượng các ion, làm thay đổi áp suất thẩm thấu và sức trương nước của tế bào
này.
- Khi bò hạn, hàm lượng AAB (axit abxixic) trong tế bào khí khổng tăng đã
kích thích các bơm ion hoạt động, đồng thời các kênh ion mở dẫn đến các ion rút ra
khỏi tế bào khí khổng làm cho các tế bào này giảm áp suất thẩm thấu  giảm sức
trương nước và khí khổng đóng.
Một số cây sống trong điều kiện thiếu nước (cây xương rồng, các cây mọng

nước ở sa mạc,…) để tiết kiệm lượng nước đến mức tối đa, khí khổng đóng hoàn toàn
vào ban ngày, chỉ khi mặt trời lặn khí khổng mới mở.
Tóm lại:
- Ánh sáng là nguyên nhân gây ra sự đóng, mở khí khổng.
- Khí khổng mở chủ động ngoài ánh sáng.
d. Cơ chế đóng, mở khí khổng
- Cơ chế ánh sáng: Khi đưa cây ra ngoài ánh sáng, lục lạp trong tế bào khí
khổng tiến hành quang hợp, làm thay đổi nồng độ CO
2
và pH. Kết quả làm hàm
lượng đường tăng  tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào  hai tế bào khí khổng hút
nước trương nước  khí khổng mở.
- Cơ chế axit abxixic ( AAB ) và bơm ion: Khi cây bò hạn, hàm lượng AAB
trong tế bào tăng  kích thích các bơm ion hoạt động  các kênk ion mở  các ion
bò hút ra khỏi tế bào khí khổng  áp suất thẩm thấu giảm  sức trương nước giảm 
khí khổng đóng.
V. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến quá trình trao đổi nước:
1. Ánh sáng:
Ánh sáng ảnh hưởng đến qúa trình thoát hơi nước ở lá, là nguyên nhân gây ra
việc đóng, mở khí khổng:
- nh sáng làm tăng nhiệt độ của lá nên làm tăng tố độ thoát hơi nước.
- nh sáng là tác nhân gây mở quang chủ động.
- nh sáng tán xạ làm cho cường độ thoát hơi nước tăng 30%.
- Độ mở của khí khổng tăng từ sáng đến trưa và nhỏ nhất lúc chiều tối; ban đêm
khí khổng vẫn hé mở.
2. Nhiệt độ
Nhiệt độ là nhân tố mơi trường quan trọng nhất ảnh hưởng đến hai quá trình hấp
thụ nước ở rễ và thoát hơi nước ở lá:
- Nhiệt độ đất ảnh hưởng đến hoạt động hô hấp của rễ, rễ hút nhiều nước.
- Nhiệt độ không khí ảnh hưởng đến độ ẩm không khí làm ảnh hưởng đến quá

trình thoát hơi nước ở lá.
3. Độ ẩm đất và không khí
Độ ẩm đất càng cao  sự hấp thụ nước càng tốt.
Độ ẩm không khí càng thấp  sự thoát nước càng mạnh.
4. Dinh dưỡng khoáng
8
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất ảnh hưởng đến:
- Sự sinh trưởng và hoạt động sống của hệ rễ.
- Áp suất thẩm thấu của dinh dưỡng đất.
Ví dụ: ion kali làm tăng sự thốt hơi nước thơng qua ảnh hưởng đến hàm lượng
nước trong tế bào khí khổng, do đó nó điều tiết độ mở của khí khổng.
* Sau khi bón phân cây khó hấp thụ nước. Sau khi các chất khoáng đi vào rễ thì cây
hút nước một cách dễ dàng.
5. Nồng độ CO
2
Nồng độ CO
2
giảm trong lá làm cho khí khổng mở, dù cho cây ở ngồi sáng hay
trong tối.
VI. Cơ sở khoa học cho việc tưới nước hợp lý cho cây trồng
1. Cân bằng nước cho cây
Khái niệm: Là sự tương quan giữa quá trình hấp thụ nước và quá trình thoát hơi
nước.
- Trạng thái cân bằng nước:
Cân bằng nước dương: là sự mất nước được bù lại bằng sự nhận nước
đến mức cây bão hòa nước.
Cân bằng nước âm: là sự thiếu hụt nước trong cây, làm cho cây thiếu
nước và bò hạn.

- Cân bằng nước được tính bằng sự so sánh lượng nước do rễ hút vào (A) và
lượng nước thốt ra (B)
Khi A = B: mơ của cây đủ nước, cây phát triển bình thường
Khi A < B: mất cân bằng nước, lá héo. Nếu lá héo lâu ngày, cây sẽ bị hư
hại nên sinh trưởng của cây giảm, cây có thể chết. Do đó năng suất cây giảm.
Khi A > B: mơ của cây dư thừa nước, cây phát triển bình thường.
* Một số khái niệm trong cân bằng nước:
a. Hệ số héo là tỷ lệ % nước còn lại trong đất khi cây trồng trên đết đó bắt đầu bị
héo. Hệ số này được tính theo ẩm dung tồn phần của đất và đó chính là hệ số chỉ giới
hạn dưới của nước dung được trong một loại đất. Hệ số héo của các loại đất khác nhau
rất lớn. Ví dụ, đất cát là 2,2%, đất thịt là 12,6%, đất sét là 26,2%,…
b. Hạn sinh lý là hiện tượng lá bị héo tuy trong đất vẫn còn nước do cây khơng sử
dụng được dạng nước lien kết chặt với các keo đất
c. Hệ số thốt hơi nước là tỷ số giữa số lượng nước thốt ra để hình thành một
đơn vị chất khơ. Hệ số này khác nhau ở các cây khác nhau nhất là cây C
3
và cây C
4
. Ví
dụ, cây lúa cần 682gam nước thốt ra để hình thành 1gam chất khơ, trong khi đó cây
ngơ chỉ cần 349gam.
d. Cường độ thốt hơi nước: là đại lượng đo khả năng thốt hơi nước của thực
vật, thường được tính bằng hệ số mg H
2
O thốt ra trong một đơn vị thời gian và trên
một đơn vị diện tích thốt hơi nước T = mg H
2
O/dm
2
/giờ.

2. Tưới nước hợp lý cho cây trồng
Tưới nước hợp lý cho cây trồng là một biện pháp khoa học đựa trên các chỉ
tiêu sinh lý về trao đổi nước của cây trồng để trả lời các câu hỏi: khi nào tưới, tưới
bao nhiêu và tưới bằng cách nào?
Hiện nay có mộ số cách xác định thời gian tưới và lượng nước tưới như sau:
9
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
- Thời gian tưới: Căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lý về chế độ nước của cây trồng
như: sự hút nước của lá,các trạng thái sinh lý của cây, nồng độ hay áp suất thẩm thấu
của dòch tế bào, theo độ ẩm của đất, đặc điểm bên ngồi của cây, trạng thái của khí
khổng, cường độ hô hấp của lá,… để xác đònh thời điểm cần tưới nước.Trong đó,
phương pháp tốt nhất là dựa vào các chị tiêu sinh lý của cây, vì chỉ có các chỉ tiêu sinh lý
của cây mới phản ánh chính xác nhu cầu nước của cây. Các thí nghiệm đã chứng minh
rằng tưới nước theo các chị tiêu sinh lý đã làm tăng năng suất từ 10% đến 50% so với các
phương pháp khác.
- Lượng nước cần tưới: Phải căn cứ vào nhu cầu nước của từng loại cây, tính
chất vật lý, hóa học của từng loại đất và các điều kiện môi trường cụ thể. Từ đó
người ta có thể dự tính được tổng lượng nước cần thiết cho một diện tích gieo trồng
của một loại cây trồng nào đó.
- Cách tưới (phương pháp tưới): Phụ thuộc vào các nhóm cây trồng khác nhau.
+ Đối với cây trồng trên cạn, các phương pháp tưới chính là: Tưới trực tiếp vào
gốc cây; tưới theo rãnh; tưới bằng ống dẫn nước ngầm; tưới nhỏ giọt bằng hệ thống ống
dẫn; tưới phun. Trong các phương pháp này, phương pháp tưới phun và tưới nhỏ giọt là
tốt nhất vì vừa tiết kiệm nước vừa làm ẩm khơng khí vừa đảm bảo độ thống khí cho bộ
rễ.
+ Đối với cây chịu nước phải tưới ngập rễ. Cụ thể: lúa nước có thể tưới ngập,
cây trên cạn chỉ tưới nước đạt 80% độ bảo hòa nước của đất (ẩm dung toàn phần của
đất).
- Cách tưới nước còn phụ thuộc vào các loại đất. Cụ thể, đất cát cần tưới nhiều

lần, đất mặn phải tưới nhiều nước hơn nhu cầu nước của cây.
* Một số khái niệm trong cân bằng nước:
- Hệ số héo: là tỷ lệ % nước còn lại trong đất khi cây trồng trên lớp đất đó bắt đầu bị
héo. Hệ số này được tính theo tỷ lệ % ẩm dung tồn phần của đất và đó chính là hệ số
chỉ giới hạn dưới của nước dùng trong một loại đất. Hệ số héo của các loại đất khác
nhau: đất cát là 2,2%; đất thịt là 12,6%; đất sét là 26,2%
-Hạn sinh lý: là hiện tượng lá bị héo khi trong đất vẫn còn nước do cây khơng thể sử
dụng được dạng nước liên kết chặt với các keo đất, khi đó nó bị hạn nhưng trong đất vẫn
còn nước.
- Hệ số thốt hơi nước: là tỷ số giữa số lượng nước bộc hơi để hình thành một đơn vị
chất khơ. Hệ số này thường khác nhau ờ các cây khác nhau, nhất là các cây C
3
, và cây
C
4
. Ví dụ như lúa cần 682 g nước thốt ra để hình thành 1 g chất khơ; trong khi ngơ chỉ
cần 349 g.
CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN
1. Hãy nêu đặc điểm của rễ lien quan đến q trình hấp thụ nước của cây.
2. Trình bày hai hiện tượng áp suất rễ và nêu vai trò của nó.
3. Trình bày con đường vận chuyển nước trong than
4. Hãy nêu vị trì và vai trò của vành đai caspari.
5. Nêu ý nghĩa của vai trò thốt hơi nước ở lá.
6. Trình bày các con đường thốt hơi nước và đặc điểm của chúng.
10
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
7. Hãy nêu cấu trúc của tế bào khí khổng phù hợp với sự thốt hơi nước.
TRAO ĐỔI KHỐNG VÀ NITƠ Ở THỰC VẬT
* Khái niệm về các ngun tố khống

Ngun tố dinh dưỡng khống là những ngun tố được bổ sung từ mơi trường
ngồi, cần thiết cho sự tồn tại, sinh trưởng và phát triển của cây. Các ngun tố klhống
này cung cấp cho cây nhằm hai mục đích chính là: duy trì các hoạt động sinh lý - sinh hóa
bình thường trong mơ và tham gia kiến tạo các cấu trúc. Do đó sự sinh trưởng, phát triển
và năng suất của cây sẽ phản ánh được việc cây có được cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng
khống hay khơng.
* Phân loại các ngun tố khống: có 3 nhóm
- Nhóm đa lượng gồm: C, H O, N, P, K, S, Mg, Ca,…
- Nhóm vi lượng gồm: Mn, B, Cu, Zn,….
- Nhóm siêu vi lượng gồm: As, I, Cd, Ag, Au, Hg, …
I. Sự hấp thụ các nguyên tố khoáng
1. Đặc điểm sự hấp thụ các ngun tố khống
Các chất khống trong đất tồn tại dưới dạng hòa tan và phân ly thành các ion.
Rễ hấp thụ khống dưới dang ion.
Rễ hút các chất có tính chọn lọc.
Có sự hút bám trao đổi giữa rễ và dung dịch.
2. Cơ chế hấp thụ khống ở rễ
a. Hấp thụ thụ động
- Là q trình vận chuyển các ion khuếch tán theo sự chênh lệch građien nồng độ
từ cao đến thấp, do đó khơng cần cung cấp năng lượng ATP.
- Các ion khoáng hóa tan trong nước và vào rễ theo dòng nước.
- Các ion khoáng hút bám trên bề mặt các keo đất và trên bề mặt rễ trao đổi với
nhau khi có sự tiếp xúc giữa rễ và dung dòch đất. Cách này gọi là hút bám trao đổi.
- Tốc độ xâm nhập chất tan vào tế bào phụ thuộc vào các điều kiện:
+ Tính hòa tan của các ion trong lipit càng cao thì xâm nhập càng mạnh.
+ Phân tử lượng của chất tan càng nhỏ thì càng dễ xâm nhập.
+ Sự chênh lệch nồng độ chất khuếch tán càng lớn thì ion xâm nhập càng
nhanh.
b. Hấp thụ chủ động
Là q trình vận chuyển các chất khống ngược chiều građien nồng độ và đòi hỏi

phải cung cấp năng lượng.
Phần lớn các chất hoáng hấp thụ vào cây theo cách chủ động. Tính chủ động
được thể hiện ở tính thấn chọn lọc của màng sinh chất và các chất khoáng cần thiết
cho cây đều được vận chuyển trái với quy luật khuếch tán, nghóa là nó vận chuyển từ
11
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
nơi có nồng độ thấp sang nơi có nồng độ cao ở rễ, thậm chí rất cao.(hàng chục, hàng trăm
lần) ở rễ. Vì cách hấp thụ này mang tính chọn lọc và ngược với Gren nồng độ nên cần
thiết phải có năng lượng ATP và một số chất trung gian thường gọi là chất mang. ATP và
chất mang được cung cấp từ quá trình trao đổi chất (chủ yếu là quá trình hô hấp). Hấp
thụ chủ động các chất khống là do màng sinh chất là màng sống có tính chọn lọc.
* Tóm lại: Sự khác nhau giữa hai cơ chế là: Cơ chế thụ động chủ yếu theo cơ chế
khuếch tán và không cần năng lượng. Cơ chế chủ động là cơ chế hấp thụ các chất
ngược chiều Gren nồng độ đòi hỏi có năng lượng và đôi khi có cả chất trung gian
(chất mang).
II. Vai trò của các nguyên tố khoáng đối với thực vật
Các ngun tố dinh dưỡng khống thiết yếu gồm khống đa lượng, vi lượng và siêu vi
lượng vì:
+ Cây thiếu ngun tố trên sẽ khơng hồn thành được chu kỳ sống.
+ Khơng thể thay thế được bởi bất kỳ ngun tố nào khác.
+ Phải trực tiếp tham gia vào q trình chuyển hóa vật chất trong cơ thể
1. Vai trò của các nguyên tố đại lượng: (N, P, K, Mg, Ca, S,…)
Các ngun tố đại lượng đóng vai trò cấu trúc trong tế bào, là thành phần của các đại
phân tử trong tế bào (prơtêin, lipit, axit nuclêic,…). Các ngun tố đại lượng còn ảnh
hưởng đến tính chất của hệ thống keo trong chất ngun sinh như: điện tích bề mặt, độ
ngậm nước, độ nhớt và độ bền vững của hệ thống keo.
- Vai trò cấu trúc trong tế bào (trừ K)
- Là thành phần cấu tạo nên các đại phân tử trong tế bào: prôtêin, lipit, axit
nuclêic,… Các nguyên tố khoáng còn ảnh hưởng tính chất hệ thống keo trong chất

nguyên sinh: Diện tích bề mặt; độ ngậm nước; Độ nhớt và độ bền vững của hệ thống keo.
- N là thành phần của prôtêin, axit nuclêic và nhiều chất hữu cơ khác. Cây sử
dụng dạng: NH
4
+
và NO
3
-
- P là thành phần của axit nuclêic, ATP, photpholipit, cơenzim, cần cho nở hoa,
đậu quả, phát triển rễ. Cây sử dụng dạng: H
2
PO
4
-
và PO
4
-
- K có vai trò chủ yếu trong việc cân bằng nước và ion trong tế bào, tham gia
hoạt hóa enzim, mở khí khổng,. . . Cây sử dụng dạng: K
+

- Mg là thành phần của chất diệp lục, hoạt hóa các enzim. Cây sử dụng dạng: Mg
+2

- Ca là thành phần quan trọng của tế bào (thành phần của tế bào và màng tế bào),
tham gia hoạt hóa enzim. Cây sử dụng dạng: Ca
+2

- S là thành phần của prôtêin. Cây sử dụng dạng: SO
4

-2

2. Vai trò của các nguyên tố vi lương và siêu vi lượng
Các ngun tố vi lượng chứa rất nhỏ trong tế bào:
≤
100 mg/ 1kg chất khô của cây:
- Gồm các ngun tố: Fe, Mn, B, Cl, Zn, Cu, Mo (Molipđen), Ni,…
- Là thành phần không thể thiếu được ở hầu hết các Enzim
- Hoạt hoá cho các enzim trong quá trình trao đổi chất
- Liên kết với các chất hữu cơ tạo thành hợp chất hữu cơ – kim loại. Hợp chất
này có vai trò rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất. Cụ thể: Cu trong xitơcrom; Fe
trong EDTA (êtylen đimetyl têtra axêtic) Co trong vitamin B
12
,. . . .
12
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
Các ngun tố siêu vi lượng: vàng (Au), bạc (Ag), platin (Pt), thủy ngân (Hg), iốt (I), . .
. có trong đất và trong cây rất ít: nhỏ hơn 10
-6
, chưa xác định rõ vai trò nhưng khi ni
cấy mơ nhiều trường hợp vẫn phải đưa một số ngun tố vào.
III. Nguồn cung cấp các ngun tố dinh dưỡng khống cho cây
1. Đất là nguồn chủ yếu cung cấp các ngun tố dinh dưỡng khống cho cây.
Các muối khống trong đất tồn tại ở hai dạng: khơng hòa tan hoặc dạng hòa tan
(dạng ion).
Rễ cây chỉ hấp thụ được các muối khống ở dạng hòa tan. Sự chuyển hóa muối
khống từ dạng khơng hòa tan sang dạng hòa tan chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố mơi
trường khác nhau: hàm lượng nước, độ thống (lượng ơxi), độ pH, vi sinh vật đất, . . . .
tất cả các yếu tố này lại chịu ảnh hưởng của cấu trúc đất.

2. Phân bón cho cây trồng
Là nguồn quan trọng cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng.
IV. Vai trò của nitơ đối với thực vật
1. Nguồn nitơ cho cây
Thực vật chỉ hấp thụ được hai dạng nitơ trong đất là NO
3
-
và NH
4
-
. Có bốn nguồn
chính cung cấp hai dạng nitơ trên trong đất:
- Nguồn vật lý – hoá học: Sự phóng điện trong cơn giông có sấm sét và mưa đã
ôxi hoá N
2
trong khí quyển (chiếm khoảng 80%) thành nitrat (NO
3
-
) khi điều kiện nhiệt
độ và áp suất cao. Lưu ý, Nitơ trong NO và NO
2
trong khí quyển là rất độc hại đối với cơ
thể thực vật.
N
2
+ O
2
→ 2NO + O
2
→ 2NO

2
+ H
2
O → HNO
3
→ H
+
= NO
3
-
- Quá trình cố đònh nitơ thực hiện bởi các nhóm vi khuẩn tự do (vi khuẩn lam
Cyanobacteria có nhiều ở ruộng lúa) và vi khuẩn sống cộng sinh (các vi khuẩn chi
Rhizobium tạo nốt sần ở rễ cây họ Đậu): vi khuẩn cố định nitơ có một loại enzim đặc biệt
là nitrơgenaza có khả năng bẻ gảy ba liên kết cộng hóa trị bền vững giữa hai ngun tử N,
để N liên hết với H tạo thành NH
3
thì cây mới đồng hóa được: N
2
→ N
2
H
2
→ N
2
H
4
→2.
NH
3
Trong mơi trường nước NH

3
chuyển hóa thành NH
4
+

Các vi khuẩn cộng sinh có thể
cố định hàng trăm kg NH
4
+
/ha/năm; trong khi các vi khuẩn tự do có thể cố định hàng chục
kg NH
4
+

- Quá trình phân giải các nguồn nitơ hữu cơ trong đất được thực hiện bởi các vi
khuẩn trong đất (vi sinh vật đất khống hóa) biến đổi nitơ thành nitơ khống: NH
4
+
và
NO
3
-
. Nguồn prơtêin từ xác động, thực vật, vi sinh vật trong đất sẽ bị một nhóm vi sinh vật
phân giải tiếp tục thành NH
3
theo các bước sau:
Prơtêin → pơlypeptit → peptit → axi amin → -NH
2
→ NH
3

- Nguồn nitơ do con người trả lại cho đất sau thu hoạch bằng phân bón.
Lưu ý: NO
3
-
trong đất vẫn có thể bị mất đi do q trình biến đổi thành N
2
.
2. Vai trò của nitơ đối với đời sống thực vật
- Vai trò về cấu trúc: Nitơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sinh trưởng,
phát triển của cây trồng và do đó nó sẽ quyết đònh năng suất và chất lượng thu hoạch.
Nitơ tham gia vào thành phần của hầu hết các chất trong cây như: prôtêin, axit nuclêic,
sắc tố quang hợp, cơenzim, các chất dự trữ năng lượng (ATP. ADP), các chất điều hóa
sinh trưởng. Nếu thiếu Nitơ sẽ làm giảm q trình tổng hợp prơtêin, từ đó sinh trưởng của
13
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
các cơ quan bị giảm, lá xuất hiện màu vàng nhạt. Màu vàng xuất hiện trước khi lá già là do
sự huy động và dịch chuyển các ion trong cây.
- Vai trò điều tiết: Nitơ là thành phần cấu tạo của prơtêin-enzim, cơenzim và ATP.
Vì vậy nitơ tham gia vào các quá trình trao đổi chất và năng lượng, quyết đònh toàn bộ
các quá trình sinh lý của cây trồng thơng qua hoạt động xúc tác, cung cấp năng lượng và
điều tiết trạng thái ngậm nước của các phân tử prơtêin trong tế bào chất.
Vậy: Nitơ vừa có vai trò cấu trúc, vừa tham gia trong các quá trình trao đổi chất và
năng lượng. Nitơ có vai trò quyết đònh đến toàn bộ các quá trình sinh lý của cây trồng.
V. Quá trình cố đònh nitơ khí quyển
1. Quá trình cố đònh nitơ trong khí quyển
Là quá trình khử nitơ của khí quyển thành dạng nitơ amôni: N
2
NH
4

+
thực hiện
bởi các vi khuẩn tự do (Azotobacter, Anabaena, Clostridium, Nostoc,. . . . .) và các vi
khuẩn cộng sinh (Rhizobium trong nốt sần rễ cây họ đậu; Anabaena azollae trong cây
dương xỉ; bèo hoa dâu Azolla) nhờ có enzim nitrơgenaza và lực khử mạnh (Fred-H
2
, FAD-
H
2
, NAD-H) theo sơ đồ sau:
N
≡
N
2H
NH=NH
2H
NH
2
– NH
2

2H

2NH
3

Lưu ý: các vi khuẩn tự do có thể cố định hàng chục kg NH
4
+
/ha/năm, còn các vi

khuẩn cộng sinh có thể cố định hàng trăm kg NH
4
+
/ha/năm.
2. Điều kiện
- Có các lực khủ mạnh với thế năng khử cao (NAD, FADH)
- Được cung cấp đủ năng lượng ATP và có sự tham gia của nguyên tố vi lượng (Mg)
- Có sự tham gia của enzim nitrôgenaza
- Thực hiện trong điều kiện kò khí (yếm khí)
3. Vai trò
Là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho thực vật.
Góp phần bổ sung nguồn đạm mà cây đã hấp thu cho đất.
VI. Quá trình biến đổi nitơ trong cây
1. Quá trình khử NO
3
-
(q trình khử nitrát hay q trình Amơn hóa) NO
3
-
→ NH
4
+
- Đặc điểm:
Cây hút từ đất hai dạng nitơ: ôxy hóa (NO
3
-
) và nitơ khử (NH
4
+
).

Cây biến đổi dạng NO
3
-
thành dạng NH
4
+
Từ NH
4
+
hình thành axit amin
Enzim xúc tác: reductaza
- Quá trình khử NO
3
-
theo các bước sau:
* NO
3
-
(nitrat) + NAD(P)H + H
+
+2e
-
 NO
2
-

(nitrit) + NAD(P)
+
+ H
2

O
* NO
2
-

+ 6 Feroxin khử + 8H
+
+ 6 e
-
 NH
4
+
(amơni) + 6 Feroxin ơxi hóa+ 2H
2
O
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
-
NO
3
-
- - - - - - - - - - → NO
2
-

- - - - - - - - - - → NH
4
+
Vai trò của quá trình: làm biến đổi NO
3
-

thành NH
4
+
(cây cần NH
4
+
để hình
thành axit amin )
- Trong đó Mo và Fe hoạt hóa các enzim tham gia vào q trình khử trên. Q trình
khử nitrát thành amơnin được thực hiện trong mơ rễ và mơ lá.
14
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
2. Quá trình đồng hoá NH
3
trong cây (trong mơ thực vật)
- Đặc điểm:
Trong cây ln ln tồn tại ba dạng: -NH
2
, NH
3
, NH
4
+
Quá trình hô hấp của cây tạo ra các axit ( R- COOH ) và nhờ quá trình
trao đổi nitơ các axit này có thêm gốc NH
2
để hình thành các axit amin.
Từ các axit amin
Amin hóa

hình thành 20 loại axit amin trong mô thực
vật và từ các axit amin này hình thành các loại prôtêin, hợp chất thứ cấp khác của
thực vật.
- Các phảm ứng:
* Amin hóa:
Axit piruvic + NH
3
+ 2H
+
 Alanin + H
2
O
Axit
α
xêtôglutaric + NH
3
+ 2H
+
 axit Glutamic + H
2
O
Axit fumaric + NH
3
 Aspactic
Axit ôxalô axêtic + NH
3
+ 2H
+
 Aspactic + H
2

O.
* Chuyển vị amin:
Axit glutamic + Axit piruvic  Alanin + Axit
α
xêtôglutaric.
* Hình thành amit:
Axit glutamic + NH
3
+ 2H
+
 Glutamin + H
2
O.
Axit amin dicacboxilic + NH
3
 amit
Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học rất quan trọng:
- Đó là cách giải độc NH
3
tốt nhất (chất này tích lũy lại gây độc cho tế bào)
- Amit là nguồn dự trữ NH
3
cho các q trình tổng hợp axit amin trong cơ
thể thực vật khi cần thiết.
VII. Ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đến quá trình trao đổi khoáng và nitơ:
1. Ánh sáng
Thông qua quá trình quang hợp và thoát hơi nước. Ánh sáng ảnh hưởng đến quá
trình hấp thụ các chất khoáng ở rễ, quá trình trao đổi các chất khoáng và nitơ trong
cây. Cụ thể: khi có ánh sáng thích hợp


quá trình quang hợp diễn ra mạnh mẽ, đòi hỏi
một lượng nước lớn, kéo theo sức hút khoáng.
2. Nhiệt độ
Nhiệt độ của đất ảnh hưởng rất lớn đến sự hút khoáng của rễ cây: Trong giới
hạn nhiệt độ (20 – 40
o
C) khi nhiệt độ tăng ở một giới hạnh nhất đònh thì cường độ hút
khoáng tăng. Khi hiệt độ cao (40 – 50
o
C) thì cường độ hút khoáng giảm do hệ thống
lông hút bò biến tính và chết.
Nguyên nhân: Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hô hấp (quá trình sinh
năng lượng, chất trung gian cung cấp cho quá trình hấp thụ chủ động các chất khoáng
và nitơ)
Cơ chế: Nhiệt độ làm ảnh hưởng chủ yếu lên các quá trình liên kết giữa các
phân tử trong chất nguyên sinh với các nguyên tố khoáng.
3. Độ ẩm đất
- Độ ẩm liên quan chặt chẽ đến quá trình trao đổi chất khống và nitơ.
15
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
Hàm lượng nước tự do trong đất cao sẽ giúp hoà tan muối khoáng, các ion
khoáng sẽ dễ được hấp thu
Các ion hòa tan dễ dàng hấp thụ theo dòng nước.
- Độ ẩm đất cao sẽ giúp hệ rễ phát triển tốt, làm tăng diện tích tiếp xúc của rễ với
các phân tử keo đất  quá trình hút bám trao đổi các chất khống và nitơ giữa rễ và
đất được tăng cường.
4.Độ pH của đất
Tuỳ theo độ pH của đất mà rễ cây hút loại ion nào. Nếu pH của đất nhỏ (axit)
thì ion H

+
nhiều đã thay thế các nguyên tố dinh dưỡng trên bề mặt keo đất, nên các
nguyên tố dinh dưỡng ở trạng thái tự do đễ bò rửa trôi, vì thế người ta nói “đất chua là
đất nghèo dinh dưỡng” Khi pH thấp cây hút các anion (NO
3
-
, PO
4
3-
, Cl
-
,. . . ) Nếu pH
của đất lớn (bazơ) thì cây hút các cation (K
+
, NH
4
+
, Ca
2+
, Mg
2+
,. .
Tóm lại: pH là nhân tố quan trọng với sự trao đổi khoáng và nitơ:
Quyết đònh hàm lượng các nguyên tố khoáng trong đất.
nh hưởng đến sự hấp thu các chất khoáng hòa tan.
nh hưởng đến các chất hút bám trên bề mặt keo đất.
pH từ 6.0 – 6.5 là phù hợp cho hút khoáng của cây.
Xung quanh vùng rễ có hệ vi sinh vật hoạt động phân hủy các chất hữu cơ thành
các chất vơ cơ; các chất khó tan thành các chất dễ tan giúp cho cây trao đổi thuận lợi
nên pH phù hợp ở vùng rễ là trung tính.

Độ pH của môi trường đất nếu vượt quá giới hạn sinh lý (quá kiềm hay quá axit)
thì mô rễ, đặc biệt là lông hút bò hại và sự hút khoáng sẽ bò ức chế.
5. Độ thoáng khí (nồng độ CO
2
, O
2
trong đất)
- Nồng độ CO
2
trong đất (do hô hấp rễ) cao thì trao đổi khoáng thuận lợi
- Nồng độ O
2
trong đất cao giúp cho hệ rễ hô hấp mạnh tạo nên áp suất thẩm
thấu cao để hút nước và muối khoáng. (Sức hút các chất khoáng đạt mức cao nhất ở
môi trường có nồng độ ôxy từ 2 – 3%; nồng độ ôxy dưới 2% thì tốc độ hút khoáng giảm)
- Hoạt động của hệ rễ trong môi trường thống khí của đất liên quan chặt chẽ
với quá trình hấp thụ khoáng và nitơ.
VII. Bón phân hợp lý cho cây trồng
1. Lượng phân bón hợp lý
Lượng phân bón hợp lý phải căn cứ vào các yếu tố sau:
- Nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng (lượng chất dinh dưỡng để hình thành một
đơn vò thu hoạch), nhu cầu này thay đổi theo thời kỳ, loại cây trồng.
- Khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất là độ màu mỡ của đất và tùy vào
loại đất.
- Hệ số sử dụng phân bón: là tỷ lệ lượng chất dinh dưỡng mà cây có khả năng
lấy đi so với lượng phân bón được bón vào đất.
Ví dụ: Hãy tính lượng phân bón cần thiết để có một thu hoạch 15 tấn chất khơ /ha. Biết
rằng: nhu cầu dinh dưỡng của lúa là 14g nitơ/kg chất khơ, lượng chất dinh dưỡng còn lại
trong đất bằng 0, hệ số sử dụng phân bón của nitơ là 60%
→ Cách tính: lượng nitơ cần bón ( 14 x 15 x 1000 x 100 )/60 = 350000g nitơ /ha.

16
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
= 350kg nitơ/ha
Dựa vào các yếu tố này có thể tính được lượng phân bón cần thiết cho một thu
hoạch đònh trước.
2. Thời kỳ bón phân
Căn cứ vào các giai đoạn trong quá trình sinh trưởng của mỗi loại cây trồng:
Mỗi thời kỳ sinh trưởng cây trồng cần các chất dinh dưỡng khác nhau với
lượng bón khác nhau
Cần nhận biết các thời điểm bón phân căn cứ vào dấu hiệu bên ngoài của lá.
3. Cách bón phân
- Bón phân qua rễ (bón vào đất): Cơ sở sinh học của cách bón phân này là dựa vào
khả năng hấp thụ các ion khống của rễ từ đất. Cách bón phân qua rễ gồm:
- Bón lót (bón trước khi trồng) nhầm cung cấp chất dinh dưỡng cho sự sinh
trưởng ban đầu của cây
- Bón thúc (bón trong quá trính sinh trưởng của cây): Bón nhiều lần vừa
thỏa mãn nhu cầu, vừa tránh lãng phí do bò rửa trôi.
- Bón phân qua lá (phun lên lá): Cơ sở sinh học của cách bón phân này là sự hấp
thụ các ion khống qua khí khổng. Dung dịch bón phân qua lá phải có nồng độ các ion
khống thấp và chì bón phân qua lá khi trời khơng mưa và nắng khơng q gay gắt. Đây là
phương pháp tiết kiệm nhất và hiệu quả nhanh nhất
4. Loại phân bón
Phải dựa vào từng loại cây trồng và giai đoạn sinh trưởng và phát triển của
cây. Ví dụ cây lấy củ bón nhiều P, K; cây lấy lá bón nhiều N
5. Bón phân và mơi trường
Khi lượng phân bón vượt q mức tối ưu, cây sẽ khơng hấp thụ hết. Lượng phân
bón dư sẽ làm xấu tính chất vật lý, hóa học của đất, đồng thời lượng phân bón dư sẽ bị
rửa trơi bởi nước mưa xuống các thủy vực, gây ơ nhiễm nguồn nước.
CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN

1. Các ngun tố khống được hấp thụ từ đất vào cây theo những cách nào? Sự
khác nhau giữa các cách đó.
2. Nêu vai trò của các ngun tố đa lượng, vi lượng và siêu vi lượng.
3. Tại sao nói các ngun tố vi lượng lại chỉ cần một lượng rất nhỏ đối với thực
vật?
4. Tại sao nói q trình hấp thụ các chất khống và nước có liên quan chặt chẽ với
q trình hơ hấp của rễ?
5. Nêu vai trò của nitơ đối với đời sống thực vật.
6. Nêu q trình cố định nitơ trong khí quyển và vai trò của nó.
7. Nêu vai trò của q trình khử NO
3
-
và q trình đồng hóa NH
3
trong cây.
8. Hãy nêu ảnh hưởng của ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm của đất đến qúa trình hấp
thụ các chất khống và nitơ
9. Giải thích tại sao đất chua lại nghèo dinh dưỡng?
10. Tại sao trồng cây người ta thường xới đất tơi xốp dưới gốc cây?
17
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
QUANG HỢP
* Phương trình đầy đủ của quang hợp:
NL ánh sáng
6 CO
2
+ 12 H
2
O Hệ sắc tố C

6
H
12
O
6
+ 6O
2
+ 6H
2
O
* QH: Là quá trình hệ sắc tố cây xanh hấp thu năng lượng ánh sáng và sử dụng
năng lượng này để tổng hợp chất hữu cơ (đường glucôzơ) từ chất vô cơ (H
2
O và CO
2
)
- Về năng lượng: QH là qúa trình thực vật nhờ hệ sắc tố của mình đã biến đổi
năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng hoá học dự trữ trong các hợp chất hữu
cơ.
- Về bản chất hoá học: QH là qtr ôxi hoá khử, trong đó H
2
O bò ôxi hoá và CO
2
bò
khử
* Lưu ý: QH ở TV thải O
2
, còn quang hợp ở VK lưu huỳnh không thải O
2
vì chất

cung cấp hrô và điện tử để khử CO
2
không phải là H
2
O.
* Quang hợp ở vi khuẩn: CO
2
+ 2H
2
S + ánh sáng

[CH
2
O] + 2S + H
2
O
I. Vai trò của quang hợp
1. Tạo chất hữu cơ
Quang hợp tạo ra toàn bộ chất hữu cơ trên trái đất từ các chất vô cơ, nó quyết
định toàn bộ cuộc sống của con người và sinh vật trên trái đất. Vì sản phẩm của quang
hợp là nguồn thức ăn cho mọi sinh vật kể cả con người (trừ một số rất ít vi sinh vật hóa
dưỡng), bên cạnh còn là nguồn ngun liệu cho cơng nghiệp, dược liệu chữa bệnh cho
con người.
2. Tích luỹ năng lượng
Năng lượng sử dụng cho quá trình sống của sinh vật đều được biến đổi từ năng
lượng ánh sáng mặt trời (năng lượng lượng tử) nhờ quang hợp: biến năng lượng vật lý
thành năng lượng hoá học dự trữ trong các hợp chất hữu cơ dưới dạng ATP duy trì
hoạt động sống của sinh giới.
18
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc

Hải
3. Quang hợp giữ trong sạch bầu khí quyển
Nhờ quang hợp mà tỷ lệ CO
2
và O
2
khí quyển được cân bằng (CO
2
= 0.03% ,
O
2
= 21%). Giải phóng O
2
là dưỡng khí cho sinh vật hiếu khí, đồng thời hấp thụ CO
2
góp
phần ngăn chặn hiệu ứng nhà kính.
Theo tính tốn dựa trên phương trính quang hợp hàng năm thực vật cố định một
lượng cacbon rất lớn 2.10
12
tấn CO
2
thải ra khí quyển 13.10
10
tấn O
2
qua quang hợp.
II. Bộ máy quang hợp
1. Lá – cơ quan quang hợp
Lá có các đặc điểm cơ bản sau để phù hợp với chức năng quang hợp:

a. Hình thái:
- Dạng bản mỏng, diện tích bề mặt lớn giúp hấp thụ được nhiều tai sáng, trong
biểu bì của lá có khí khổng giúp CO
2
khuếch tán vào bên trong lá đến lục lạp.
- Luôn hướng bề mặt lá luôn vuông góc với tia sáng mặt trời để nhận nhiều
ánh sáng nhất.
b. Giải phẩu:
- Lớp mô giậu chứa lục lạp nằm sát biểu bì – chứa bào quan thực hiện chức
năng quang hợp.
- Lớp mô khuyết: có các khoảng gian bào lớn chứa nguyên liệu quang hợp
- Có hệ mạch dẫn (mạch gỗ và mạch rây) để đưa các sản phẩm quang hợp đến
các cơ quan khác- có khí khổng lớn- nhiệm vụ: trao đổi khí và hơi nước khi QH.
- Khí khổng: để trao đổi khí và hơi nước khi quang hợp.
2. Lục lạp – bào quan thực hiện chức năng quang hợp
* Thành phần hoá học của lục lạp bao gồm: H
2
O – 72%, chất khô – 25%. Trong
chất khô, prôtêin: 30 – 45 %, lipit: 20 – 40% còn lại là cacbonhrat và chất khoáng.
Các nguyên tố khoáng thường gặp trong lục lạp là: Fe ( 80% Fe trong lá nằm trong
lục lạp ), sau đó l2 Zn, Cu, K, Mg, Mn, . . . Trong lục lạp có nhiều vitamin A, D, E, K.
Lục lạp chứa trên 30 loại enzim khác nhau, chủ yếu là enzim thuỷ phân, enzim ôxi
hoá- khử.
Lục lạp có cấu trúc thích ứng với việc thực hiện hai pha của quang hợp:
- Màng kép bao bọc xung quanh
- Cấu trúc hạt (hạt grana): Gồm các tilacơit chứa hệ sắc tố quang hợp,
trung tâm phản ứng và các chất truyền điện tử – pha sáng
- Cấu trúc cơ chất (chất nền hay strơma): dạng keo lỏng có độ nhớt cao,
trong suốt, chứa một lượng lớn enzim cacbôxi hoá nhầm thực hiện các phản
ứng hoá học – pha tối

3. Hệ sắc tố quang hợp
a. Các nhóm sắc tố
- Nhóm sắc tố chính – nhóm sắc tố lục (diệp lục hay clorophyl) làm cho
lá có màu lục là do các tia sáng màu lục khơng được diệp lục hấp thụ và phả chiếu
lại vào mắt ta làm cho ta thấy lá có màu lục
+ Clorophyl a: C
55
H
72
O
5
N
4
Mg lá màu xanh đậm, có vai trò chính là
sắc tố thực hiện quang hợp tạo NADPH. Quang phổ hấp thụ 700 nm.
19
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải

+ Clorophyl b: C
55
H
70
O
6
N
4
Mg lá có màu xanh nhạt, có vai trò là
sắc tố phụ thực hiện quang phân ly nước. Quang phổ hấp thụ là 680 nm.
- Nhóm sắc tố phụ – nhóm sắc tố vàng (carôtenôit)

+ Carôten: C
40
H
56
màu cà rốt, có vai trò là sắc tố phụ truyền năng
lượng cho sắc tố chính. Quang phổ hấp thụ là 446 nm.
+ Xantôphyl: C
40
H
56
O
n
(n: 1
÷
6) tạo nên mào đỏ, da cam, vàng
của lá, quả (màu đỏ của quả gấc chín), củ (màu vàng của củ cà rốt), có vai
trò thực hiện quang phân ly nước. Quang phổ hấp thụ là 446 nm.
- Nhóm sắc tố của thực vật bậc thấp – nhóm sắc tố xanh ở tảo
(phicobitin) nhóm này có khả năng hấp thụ vùng ánh sáng lục và vàng. Chúng nhận
lượng tử ánh sáng rồi chuyển đến cho clorophyl. Nhóm sắc tố này có trong tảo là một sự
thích nghi trong q trình tiến hóa của thực vật ở nước.
+ Phicoerithin C
34
H
47
N
4
O
8
hấp thu quang phổ 550 nm

+ Phicoxianin C
34
H
42
N
4
O
9
hấp thu quang phổ 612 nm
- Ngồi ra còn có các sắc tố dịch bào – nhóm antơxian cá màu đỏ, xanh, tím, .
b. Vai trò của các nhóm sắc tố trong quang hợp
- Nhóm clorophyl:
+ Diệp lục hấp thụ ánh sáng chủ yếu vùng đỏ, xanh tím
+ Chuyển năng lượng thu nhận được từ phôton ánh sáng đến quá
trình quang phân ly nước vá các phản ứng quang hoá để tạo nên ATP và NADPH
(Nicơtin amit ađênin điniclêơtit phơtphat dạng khử)
- Nhóm carôtenôit: sau khi hấp thụ ánh sáng thì truyền năng lượng thu
được cho clorôphyl, lọc ánh sáng và bảo vệ diệp lục.
Carơtenơit

Diệp lục b

Diệp lục a

Diệp lục a ở trung tâm phản ứng P
700
.
- Nhóm phicobitin: Hấp thụ ánh sáng ở vùng sóng ngắn (lục và vàng)
CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN
1. Nêu vai trò của q trình qung hợp

2. Nêu các đặc điểm về hình thái, cấu trúc của lá phù hợp với chức năng quang
hợp. 3. Nêu đặc điểm cấu trúc của hạt, chất nền trong lục lạp lien quan đến việc thực
hiện pha sáng, pha tối của quang hợp.
4. Những cây lá màu đỏ có quang hợp hay khơng? Tại sao?
5. Hãy tính lượng CO
2
hấp thụ và lượng O
2
giải phóng của 1ha rừng cho năng suất
15 tấn sinh khối trong năm.
20
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
QUANG HỢP Ở CÁC NHĨM THỰC VẬT
I. Khái niệm về hai pha của quang hợp
- Pha sáng:
+ Quá trình ôxi hoá nước nhờ năng lượng ánh sáng.
+ Các phản ứng cần ánh sáng, phụ thuộc vào cường độ ánh sáng.
 Hình thành ATP, NADPH, giải phóng ôxi.
- Pha tối:
+ Khử CO
2
nhờ ATP và NADPH do pha sáng cung cấp.
+ Các phản ứng không cần ánh sáng mà phụ thuộc vào nhiệt độ.
 Hình thành hợp chất hữu cơ (glucôzơ)
II. Quang hợp ở các nhóm thực vật
1.Pha sáng:
Pha sáng: Là pha ôxi hoá nước để sử dụng H
+
và điện tử tạo nên ATP, NADPH và

giải phóng ôxi vào khí quyển nhờ năng lượng ánh sáng:
- Nơi diễn ra: Tilacơit và gian hạt grana
- Điều kiện: ánh sáng và hệ sắc tố.
- Ngun liệu tham gia: H
2
O, ADP, NADP
- Sản phẩm tạo thành: O
2
, ATP, NADPH
Cơ chế
- Năng lượng của các photon ánh sáng kích thích hệ sắc tố thực vật: chất diệp lục
(chdl): chdl + hν  chdl
*
 chdl
**
- Sự kích thích hệ sắc tố thực vật bởi năng lượng của các phôton ánh sáng, năng
lượng này được sử dụng cho các quá trình
+ Quang phân ly nước diễn ra trong xoang của tilacơit
21
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
2H
2
O  4H
+
+ 4e
-
+ O
2

+ Phôtphorin hoá quang hoá tạo ATP
3 ADP + 3 Pi  3 ATP
+ Tổng hợp NADPH: 2 NADP + 4 H
+
 2 NADPH
- Phương trình của pha sáng:
12H
2
O + 18ADP + 18P vô cơ + 12NADP
+
 18ATP + 12NADPH + 6O
2

2. Pha tối
a. Khái niệm pha tối: Là quá trình khử CO
2
nhờ ATP và NADPH (được hình
thành ở pha sáng) để tạo ra các hợp chất hữu cơ (C
6
H
12
O
6
), diễn ra ở chất nền (strơma)
của lục lạp:
- Nơi diễn ra: Cơ chất của lực lap (strơma)
- Điều kiện: enzim.
- Ngun liệu tham gia: CO
2
, ATP, NADPH

- Sản phẩm tạo thành: glucơzơ và chất hữu cơ.
b. Quá trình cố đònh CO
2
ở ba nhóm thực vật
* Con đường cố đònh CO
2
ở thực vật C
3
– Chu trình Canvin-Benson
- Điều kiện môi trường của chu trình: Khí hậu ơn hòa. Nồng độ CO
2
, O
2
, nhiệt
độ, ánh sáng bình thường.
- Chu trình Canvin-Benson chia thành 3 giai đoạn:
+ Cố định CO
2
: giai đoạn cacbơxil hóa
3 RiDP + 3 CO
2
 6 APG
+ Giai đoạn khử APG thành AlPG (alđêhyt phơtphoglixêric 1,5 điphơtphat)
có sự tham gia của 6 ATP và 6NADPH
6 APG  6 AlPG
+ Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu (RiDP) và tạo đường với sự tham gia
của 3 ATP
5 AlPG  3 RiDP
1 AlPg  tham gia tạo C
6

H
12
O
6
- Các cây đại diện: gồm từ các lồi rêu đến các cây gỗ cao to trong rừng, phân bố
khắp nơi trong trái đất: Lúa, đậu, khoai, sắn, các loại rau và hầu hết các cây trồng
- Chất nhận CO
2
đầu tiên là RiDP (C
5
H
8
O
5
P
2
)- Ribulozơ 1,5 Diphotphat
- Sản phẩm đầu tiên tạo ra là: APG (Axit photpho glyxêric- C
3
H
5
O
4
P)
- Enzim xúc tác cố đònh CO
2
là RDP- cacbôxilaza
- Quá trình cố đònh CO
2
xảy ra vào ban ngày

- Không gian xảy ra quá trình cố đònh CO
2
: chỉ có một loại lục lạp và chỉ xảy ra
ở tế bào mô giậu.
- Ý nghĩa:
+ Chu trình quang hợp cơ bản của thực vật.
+ Là chu trình khử CO
2
duy nhất để tạo ra sản phẩm trong thế giới thực vật.
+ Tạo nhiều sản phẩm sơ cấp của quang hợp là chất hữu cơ, đó là ngun
liệu để tổng hợp axit amin, prơtêin.
* Con đường cố đònh CO
2
ở thực vật C
4
– Chu trình Hatch-Slack
22
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
- Điều kiện môi trường: Ánh sáng cao, nhiệt độ cao, nồng độ CO
2
thấp, nồng độ
O
2
cao của vùng nhiệt đới.
- Các cây đại diện thường thấy ở các vây nhiệt đới và cận nhiệt đới: ngô, mía, kê,
cỏ gừng, cao lương, rau dền,. . .
-Chất nhận CO
2
đầu tiên là PEP -Photpho ênol piruvat.

-Sản phẩm đầu tiên tạo ra là: AOA (Axit Ôxalôaxêtic).
- Enzim xúc tác cố đònh CO
2
là PEP-cacbôxilaza và RDP- cacbôxilaza.
- Quá trình cố đònh CO
2
xảy ra vào ban ngày
- Không gian xảy ra quá trình cố đònh CO
2
: Có hai loại lục lạp: lục lạp ở tế bào
mô giậu và lục lạp ở tế bào bao bó mạch. Quá trình xảy ra ở hai loại tế bào trên.
- Thực vật C
4
có các ưu việt hơn thực vật C
3
: Cường độ quang hợp cao hơn, điểm
bù CO
2
thấp hơn, điểm bảo hóa áng sáng cao hơn, nhu cầu nước thấp hơn, thốt hơi nước
thấp hơn. Do đó năng suất thực vật cây C
4
cao hơn thực vật cây C
3

- Ý nghĩa:
+ Có sự phân cơng đặc biệt trong việc thực hiện chức năng quang hợp của cây
C
4
.
+ Hoạt động quang hợp mạnh và có hiệu quả, năng suất sinh học rất cao.

* Con đường cố đònh CO
2
ở thực vật CAM (Crassulaceae axit Metabolism – trao đổi
axit ở họThuốc bỏng)
- Điều kiện môi trường: sa mạc, khô hạn kéo dài.
- Các cây đại diện: Cây mọng nước như cây thuốc bỏng, xương rồng, dứa, thanh
long,. . . Để tránh mất nước do thốt hơi nước, khí khổng các loại cây này đóng lại vào
ban ngày và mở vào ban đêm. Nên giai đoạn cố định CO
2
xảy ra vào ban đêm còn giai
đoạn tái cố định CO
2
xảy ra vào ban ngày, lúc khí khỏng đóng.
-Chất nhận CO
2
đầu tiên là PEP -Photphoênol piruvat.
-Sản phẩm đầu tiên tạo ra là: AOA (Axit Ôxalôaxêtic)
- Enzim xúc tác cố đònh CO
2
là PEP-cacbôxilaza và RDP- cacbôxilaza.
- Quá trình cố đònh CO
2
xảy ra vào ban đêm.
- Không gian xảy ra quá trình cố đònh CO
2
: chỉ có một loại lục lạp và chỉ xảy ra
ở tế bào mô giậu.
- Ý nghĩa:
+ Là con đường quang hợp thích nghi với điều kiện ở thực vật mọng nước.
+ Cường độ quang hợp ở thực vất mọng nước thấp, năng suất sinh học thấp

và sinh trưởng chậm hơn những thực vật khác.
III. Một số đặc điểm phân biệt các nhóm thực vật C
3
, C
4
và CAM
Đặc điểm Cây C
3
Cây C
3
Thực vật CAM
Hình thái giải phẩu
- Có một loại lục lạp
ở tế bào mơ giậu,
mơ khuyết
- Lá bình thường
- Có hai loại lục lạp
ở tế bào mơ giậu và
tế bào bao bó mạch
- Lá bình thường
- Có một loại lục lạp
ở tế bào mơ giậu.
- Lá mọng nước
Cường độ quang hợp
10 – 30
mgCO
2
/dm
2
/giờ

30 – 60
mgCO
2
/dm
2
/giờ
10 – 15
mgCO
2
/dm
2
/giờ
Điểm bù CO
2
30 – 70 ppm 0 – 10 ppm Thấp như C
4
23
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
Điểm bù ánh sáng
Thấp: 1/3 ánh sáng
mặt trời tồn phần
Cao, khó xác định Cao, khó xác định
Nhiệt độ thích hợp
20 – 30
o
C 25 – 35
o
C Cao: 30 – 40
o

C
Nhu cầu nước
Cao Thấp, bằng ½ cây C
3
Thấp
Hơ hấp sáng
Có Khơng Khơng
Năng suất sinh học
Trung bình Cao gấp đơi cây C
3
Thấp
Điều kiên khí hậu
Ơn đới Nhiệt đới Sa mạc
Lồi đặc trưng
Cây họ đậu, củ cải,
lúa, thuốc lá, . . .
Mía, ngơ, lúa miến,
rau dền,. . .
Xương rồng, thuốc
bỏng, . . .
Chất nhận CO
2
Ru 1,5 diP PEP PEP
Sản phẩm đầu tiên
APG AOA AOA
Độ mở khí khổng
Lớn, ban ngày Bé, ban ngày Bé, hay mở vào ban
đêm
CÁC CÂU HỎI TỰ LUẬN CƠ BẢN
1. Nêu vai trò của pha sáng trong quang hợp

2. Phân tích sự giống nau và khác nhau giữa các chu trình cố định CO
2
của ba
nhóm thực vật.
3. Giải thích sự xuất hiện của các con đường cố định CO
2
ở thực vật C
4
và CAM.
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ NGOẠI CẢNH ĐẾN QUANG HỢP
I. Nồng độ CO
2
- CO
2
trong khí quyển (CO
2
trong tự nhiên trung bình 0,03%) là nguồn cung cấp
cacbon cho QH. Đất là nguồn cung cấp CO
2
cho khơng khí. CO
2
trong đất chủ yếu là do
hơ hấp của vi sinh vật và của rễ cây tạo nên.
- Nồng độ CO
2
quyết đònh cường độ của quá trình QH (p
n
). Nồng độ CO
2
thấp

nhất mà cây quang hợp được là 0,008 – 0,01%. Nếu dưới ngưỡng đó thì cây quang hợp
rất yếu hay có thể khơng xảy ra. Khi tăng nồng độ CO
2
lúc đầu quang hợp tăng theo tỷ lệ
thuận, sau đó tăng chậm cho đến trị số bão hòa CO
2
. Khi vượt q trị số đó thì quang
hợp giảm
- Điểm bù CO
2
: Nồng độ CO
2
tối thiểu để cường độ QH và cường độ hô hấp
bằng nhau.
- Điểm bão hoà CO
2
: Nồng độ CO
2
để cường độ QH đạt cao nhất. Điểm bão
hóa còn tùy thuộc vào cường độ chiếu sáng, nhiệt độ và các điều kiện khác.
- Ý nghĩa ứng dụng:
+ Tùy từng loại cây mà điểm bù CO
2
có thay đổi.
+ Cây C
4
và cây CAM có điểm bù thấp (5ppm)
+ Cây C
3
có điểm bù cao (40 – 60 ppm)

+ Tăng hàm lượng CO
2
cho quang hợp bằng cách: Bón phân hữu cơ, tăng
cường xới đất, xây dựng hệ thống ống dẫn khí CO
2
từ nhà máy ra cách đồng.
* Từ điểm bão hoà nếu tăng nồng độ CO
2
thì QH không tăng mà có xu hướng giảm dần.
24
Sinh học 11 THPT An Lạc Thôn Giáo viên: Nguyễn Ngọc
Hải
* Trong điều kiện bình thường sản phẩm QH tạo ra gấp 20 lần so với nhu cầu của cây.
* Nồng độ CO
2
trong khí quyển tốt nhất là 0.03%, tuy nhiên tăng nồng độ lên 0.1% thì
cường độ QH tăng lên rất nhiều lần.
II. Cường độ và thành phần quang phổ ánh sáng
- Nguồn cung cấp năng lượng cho hệ sắc tố
- Ánh sáng là yếu tố cơ bản để tiến hành QH. Quang hợp chỉ xảy ra ở miền
xanh tím và miền ánh sáng đỏ
- Điểm bù ánh sáng: Cường độ ánh sáng để cường độ QH và hô hấp bằng
nhau.
- Điểm bão hoà ánh sáng: Cường độ ánh sáng để cường độ QH đạt cực đại
- Thành phần của quang phổ ảnh hưởng đến chất lượng quang hợp
Ví dụ:
+ Các tia xanh tím kích thích sự tổng hợp prôtêin, axit amin.
+ Các tia đỏ làm tăng quá trình tổng hợp cacbonhrat.
- Thành phần ánh sáng biến động theo thời gian trong ngày và theo môi rường
sống. Ví dụ:

+ Buổi sáng sớm và buổi chiều ánh sáng mặt trời có chứa nhiều tia đỏ
hơn. Buổi trưa tia tím, tia xanh tăng lên
+ Dưới tán rừng rậm, chủ yếu là ánh sáng khuếch tán, các tia đỏ giảm rõ
rệt so với ánh sáng ở môi trường trống. Các cây mọc dưới các tán rừng thường chưa
lượng diệp lục b cao giúp hấp thụ được các tia sáng có bước sóng ngắn hơn.
+ Trong mơi trường nước, thành phần ánh sáng biến động nhiều theo độ
sâu
- Ý nghĩa ứng dụng:
+ Dựa vào điểm bù ánh sáng có cây ưa sáng (điểm bù ánh sáng cao); cây
ưa bóng (điểm bù ánh sáng thấp).
+ Cần chọn tổ hợp cây trồng phù hợp để trồng xen.
+ Trong sản xuất cần bố trí thời vụ, mật độ thích hợp để có cường độ ánh
sáng và thành phần quang phổ thích hợp.
+ Trồng cây trong nhà kính với các loại đèn điện khác nhau.
+ Ở vùng ơn đới, người ta thường dùng ánh sáng nhân tạo để trống cây
trong nhà kính.
* Lưu ý:Nếu cùng một cường độ chiếu sáng thì ánh sáng đơn sắc đỏ sẽ có hiệu quả
QH cao hơn ánh sáng đơn sắc xanh tím
* Nếu cùng một cường độ chiếu sáng thì ánh sáng đơn sắc đỏ sẽ có hiệu quả QH cao
hơn ánh sáng đơn sắc xanh tím.
* Từ điểm bão hoà nếu tăng cường độchiếu sáng thì QH không tăng thêm.Điểm bão
hoà ánh sáng của QH thay đổi tuỳ theo loài thực vật. Cây ưa bóng có điểm bão hoà As
thấp hơn cây ưa sáng.
III. Nhiệt độ
- Cường độ QH phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ. Ảnh hưởng đến các phản ứng
enzim (thức đẩy hay hạn chế) trong pha sáng và pha tối của quang hợp
25