Sinh lí thực vật ( SV khoa cử nhân tài năng ĐH SP Hà nội I)

1
Sinh lý học thực vật
Dinh dưỡng khoáng
-Mineral nutrition-
Lê Hồng Thư
K9 CNTN Sinh học
31/03/2008
Lê Hồng Thư
2
Nội dung
Vận chuyển vật chất qua màng
2
Dinh dưỡng khoáng tổng quát
Quá trình trao đổi N trong cây

Tổng kết
3
4
5
1
Giới thiệu chung
31/03/2008
Lê Hồng Thư
3
Vận chuyển vật chất qua màng
2
Dinh dưỡng khoáng tổng quát
Quá trình trao đổi N trong cây

Tổng kết
3
4
5
1
Giới thiệu chung
31/03/2008
Lê Hồng Thư
4
Giới thiệu chung

Thời kì phôi thai, các nhà sinh lý học thwucj vật đã đặt các câu hỏi:
cây ăn gì, uống gì, quá trình hấp thụ, chế biến các chất dinh dưỡng
ấy như thế nào…?

1629, Van Helmont đưa ra thuyết dinh dưỡng nước có thể coi la rất
sai lầm

1783, Thaer với thuyết chất mùn được thừa nhận rộng rãi trong thời
gian dài

1840, Liebig xây dựng thuyết chất khoáng đã khắc phục những hạn
chế của thuyết chất mùn, nhưng vẫn măc phải một số hạn chế

Ngày nay, vấn đề dinh dưỡng của cây đã được nghiên cứu khá chi
tiết. Người ta đã biết cây cần gì để sống cũng như cây hấp thụ chúng
như thế nào..
31/03/2008
Lê Hồng Thư
5

Vận chuyển vật chất qua màng
2
Dinh dưỡng khoáng tổng quát
Quá trình trao đổi N trong cây

Tổng kết
3
4
5
1
Giới thiệu chung
31/03/2008
Lê Hồng Thư
6
Phần II – Vận chuyển vật chất qua màng
Vận chuyển
thụ động
Vận chuyển
chủ động
Gradient điện hóa
Khuếch tán
đơn giản
Khuếch tán dễ
dàng
Vc chủ động
sơ cấp
Vc chủ
động
thứ cấp
Qua lớp

lipit kép
Qua
protein lỗ
Nhờ protein
mang
Đơn cảng Đối cảng Đồng cảng
31/03/2008
Lê Hồng Thư
7
Các hình thức vận chuyển qua màng
Sơ đồ tổng quát cơ chế vận
chuyển qua màng
simple
31/03/2008
Lê Hồng Thư
8
1. Vận chuyển thụ động - passive transport
Vận chuyển
thụ động
Vận chuyển
chủ động
Gradient điện hóa
Khuếch tán
đơn giản
Khuếch tán dễ
dàng
Vc chủ động
sơ cấp
Vc chủ
động

thứ cấp
Qua lớp
lipit kép
Qua
protein lỗ
Nhờ protein
mang
Đơn cảng Đối cảng Đồng cảng
31/03/2008
Lê Hồng Thư
9
Vận chuyển thụ động
3/ Vận chuyển nhờ protein mang
2/ Khuếch tán nhờ kênh protein
1/ Khuếch tán đơn giản
31/03/2008
Lê Hồng Thư
10
Vận chuyển thụ động – khuếch tán đơn giản
Vận chuyển thụ động - nhờ kênh protein
Vận chuyển thụ động - nhờ protein mang
Clip difusion
Clip caryot
Clip channel
31/03/2008
Lê Hồng Thư
11
2. Vận chuyển chủ động - active transport
Vận chuyển
thụ động

Vận chuyển
chủ động
Gradient điện hóa
Khuếch tán
đơn giản
Khuếch tán dễ
dàng
Vc chủ động
sơ cấp
Vc chủ
động
thứ cấp
Qua lớp
lipit kép
Qua
protein lỗ
Nhờ protein
mang
Đơn cảng Đối cảng Đồng cảng
31/03/2008
Lê Hồng Thư
12
Chủ động – Vận chuyển sơ cấp
(primary active transport)
Đặc điểm: Kết hợp trực tiếp với nguồn cung cấp năng lượng (thủy phân ATP hay các
phản ứng oxi hóa khử)
Cơ chế : ATP cung cấp năng lượng cho bơm ion >> vận chuyển S ngược Gradient
điện hóa >> giải phóng S ở phía đối diện
Phân loại : vận chuyển trung hòa điện (bơm H
+

/ K
+
)
vận chuyển mang điện (bơm Na
+
/ K
+
)
Clip primary active
31/03/2008
Lê Hồng Thư
13
Chủ động – vận chuyển thứ cấp
Đặc điểm : sử dụng năng lượng tích trữ trong gradient điện hóa, không tiêu dùng ATP trực
tiếp
Cơ chế: ATP cung cấp cho bơm vận chuyển S1 (Na) ngược gradient nồng độ đến khi
gradien này đảo ngược >> duy trì thế năng điện hóa đối với S1>> S1 vận chuyển thụ động
theo gradient nồng độ mới >> giải phóng S1 sang phía đối diện, đồng thời vận chuyển S2
(aa) ngược gradient nồng độ
S1
(Na)
S2
Clip secondary acyive
31/03/2008
Lê Hồng Thư
14
2 hình thức vận chuyển chủ động
Vận chuyển chủ động – active transport
31/03/2008
Lê Hồng Thư

15
2 cơ chế vận chuyển chủ động thứ cấp (secondary active transport)
A/ đồng vận chuyển cùng chiều (symport)
B/ đồng vận chuyển ngược chiều (antiport)
Phân loại : đồng vận chuyển cùng chiều (symport)
đồng vận chuyển ngược chiều (antiport)
31/03/2008
Lê Hồng Thư
16
Mô hình giả thuyết sự vận chuyển chủ động thứ cấp (đồng cảng)
A/ Bơm (P) quay vị trí liên kết với H
+
ra phía ngoại bào >> gắn H
+
~bơm
B/ H
+
~ P làm thay đổi cấu hình của bơm >> bơm ~ S
C/ S~ bơm lại làm bơm thay đổi cấu hình >> quay vị trí liên kết với S vào trong Tế bào
D/ S~ bơm -> S vào trong Tế bào + Bơm tiếp tục chu kỳ hoạt động mới
Proton
H
+
Protein
vận
chuyển
P
Cơ
chất S
31/03/2008

Lê Hồng Thư
17
Tổng quát về vận chuyển vật chất
Thụ động Chủ động
Khuếch tán
đơn giản
Qua kênh Nhờ protein
mang
Vận chuyển
sơ cấp
Vận chuyển
thứ cấp
Gradient Theo chiều Theo Theo Ngược Ngược
Cân bằng Đạt Đạt Đạt Không Không
Protein
màng
Không Có Có Có Có
Đặc hiệu Không Có Có Có Có
Năng lượng không Không Không/ Có Có Có
Chất vận
chuyển
Không
phân cực
(O2, CO2..)
Ions (K
+

,Na
+
,Cl

-
,
Ca
2+ …
)
Phân cực Ions (K
+

,Na
+
,Cl
-
,
Ca
2+ …
)
Phân cực,
axit amin,
sucrose
31/03/2008
Lê Hồng Thư
18
Tổng quan
về quá trình
vận chuyển
các chất qua
màng tế bào
và màng
không bào ở
TB thực vật

31/03/2008
Lê Hồng Thư
19
Câu hỏi đặt ra là vậy các phân tử vật chất được
vận chuyển từ môi trường vào rễ và lên thân có
tuân theo cơ chế như trên không?
31/03/2008
Lê Hồng Thư
20
Hấp thụ và vận chuyển ion ở rễ
Hấp thụ từ môi
trường đất vào
lông rễ
Vận chuyển qua các
tế bào vỏ rễ
Qua đai
Casparin
Vận chuyển vào
xylem lên thân
Gradient nồng độ
31/03/2008
Lê Hồng Thư
21
Vận chuyển vật chất qua màng
2
Dinh dưỡng khoáng tổng quát
Quá trình trao đổi N trong cây

Tổng kết
3

4
5
1
Giới thiệu chung
31/03/2008
Lê Hồng Thư
22
Phần III – Dinh dưỡng khoáng

Là những nguyên tố cần thiết cho hoạt động
sống của cây
Thực vật + dinh dưỡng mọi chất sống

Phân loại nguyên tố đa lượng
nguyên tố vi lượng
Hoặc 4 nhóm theo chức năng sinh hóa và lý sinh của
nguyên tố (bảng)

ASMT
31/03/2008
Lê Hồng Thư
23

Nguyên tố Nguyên tố thành
phần
Hàm lượng trong
đất
Đa lượng
(Macronutrient)
N, K, Ca, Mg, P, S,

Na, (Si)
Nhiều hơn
(>10%)
Vi lượng
(Micronutrient)
Cl, Fe, B, Mn, Zn,
Cu, Mo, Ni
Ít hơn
(1% -10%)
Cách phân loại 1
31/03/2008
Lê Hồng Thư
24
Chức năng nguyên tố Chức năng nhóm
Nhóm 1 N
Thành phần của các aa, axit nucleic, enzim…
Cấu tạo nên các hợp
S
Cấu tạo các aa chứa S, axit béo , coenzim A…
Chất hữu cơ
P
Thành phần của axit nu, coenzim, pư cần ATP…
Vai trò trong những pư
Nhóm 2 Si
Tạo nên tính cứng rắn và mềm dẻo của thành TB
dự trữ năng lượng hoặc
B
Thành phần của màng TB, liên quan đến sự kéo dài
của TB và quá trình trao đổi axit nucleic
duy trì cấu trúc TB

K
Là cofactor cho >40 enzim,là nguyên tố tạo nên tính
trương nước và duy trì điện thế màng
Ca
Cấu tạo thành TB, là chất truyền tin thứ 2
Những nguyên tố tồn
Nhóm 3 Mg
Thành phần của chlorophyl ,enzim vận chuyển P
tại ở dạng ion trong tế
Cl
Liên quan đến các pư quang hợp giải phóng Oxi
bào
Mn
Thành phần của các enzim,quá trình quang hợp
Na
Liên quan đến tái sinh PEP ở TV C4, CAM
Fe
Thành phần các xytocrom
Zn
Cấu tạo nên enzim dehydrogenase rượu, glutamic
Vai trò quan trọng trong
Nhóm 4 Cu
Thành phần của enzim oxidase axit ascobic…
các pư liên quan đến
Ni
Thành phần E urease, hydrogenase(cố định N2)
chuỗi truyền điện tử
Mo
Thành phần của nitrogenase, nitratreductase…
31/03/2008

Lê Hồng Thư
25
Thiếu
Biểu hiện hình thái Minh họa
Nito
(N)
- Lá cây úa vàng, màu đỏ cũng có thể thấy trên mạch và cuống
lá. -Lá già dần dần chuyển sang xanh nhạt hơn rất nhiều, và trở
nên vàng toàn bộ nếu thiếu kéo dài. Lá có màu trắng vàng khi
thiếu N nghiêm trọng. Lá non có màu xanh nhạt và nhỏ. Khả
năng phân cành bị giảm dẫn đến cây thấp, mảnh.
- Sự úa vàng ở thiếu N đồng đều ở cả lá và mạch. Có trường
hợp sự hoại tử gian mạch hoặc xuất hiện các vết đỏ, tím ở mặt
dưới lá cuống lá, và gân chính, có thể rất sáng màu. Khi thiếu
kéo dài, lá già có xu hướng rũ xuống khi thiếu nước nhẹ và lão
hóa nhanh hơn bình thường.
-Sự hồi phục của cây khi được cung cấp N thường ngay lập tức
(vài ngày) và ngoạn mục
Magie
(Mg)
-Lá cây thiếu Mg cho thấy triệu chứng vàng úa gian mạch nặng,
với các vết hoại tử ở các mô úa nặng. Ở giai đoạn nặng, thiếu
Mg biểu hiện giống như thiếu K.
- Các triệu chứng thường bắt đầu với các đường úa vằn phát
triển ở mô gian mạch. Mô phiến lá ở vùng gian mạch thường mở
rộng hơn các mô khác của lá, tạo ra bề mặt gồ ghề với các vệt
úa vàng và hoại tử.
-Ở một số cây như Cải (họ Mù tạt, bao gồm các loại rau như súp
lơ xanh, cải bruxen, cải bắp, súp lơ…), các vệt màu cam, vàng
và tím cũng có thể xuất hiện