Bài 1. Trao đổi nước ở thực vật

Gi¸o viªn: nguyÔn kh¾c sÕ (st)


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA SINH HỌC

Trao đổi nitơ ở thực vật
Họ và tên: Nguyễn Ngọc Quang
Lớp: k8 CNTN sinh học
Giáo viên hướng dẫn: Vũ Văn Vụ


Nội Dung
I.
II.
III.
IV.

Vai trò của nitơ đối với thực vật
Các nguồn nitơ – chu trình nitơ trong tự nhiên
Quá trình cố định nitơ khí quyển
Quá trình chuyển hoá nitơ trong cây


Nội Dung
I.
II.
III.
IV.

Vai trò của nitơ đối với thực vật
Các nguồn nitơ – chu trình nitơ trong tự nhiên
Quá trình cố định nitơ khí quyển
Quá trình chuyển hoá nitơ trong cây


Vai trò của nitơ đối với thực vật
1. Có trong thành phần của hầu hết các chất trong cây:

–
–
–
–
–

Protein;
Axit nucleic;
Các sắc tố quang hợp;
Các hợp chất dự trữ năng lượng: ATP, ADP;
Các chất điều hoà sinh trưởng…


Vai trò của nitơ đối với thực vật
2. Tham gia trong các quá trình trao đổi chất và năng lượng

→Có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lý của cây trồng
→Có vai trò đặc biệt quan trọng với sự sinh trưởng, phát triển của cây  quyết
định năng suất, chất lượng

Nội Dung
I.
II.
III.
IV.

Vai trò của nitơ đối với thực vật
Các nguồn nitơ – chu trình nitơ trong tự nhiên
Quá trình cố định nitơ khí quyển
Quá trình chuyển hoá nitơ trong cây


•

Trong tự nhiên Nitơ tồn tại dưới hai dạng:

Dạng tự do: N2 tồn tại trong khí quyển

+
Dạng hợp chất – Vô cơ: NH4 , NO3
- Hữu cơ: các a.a, protein …


•

Các dạng Nitơ trên chuyển hóa lẫn nhau nhờ hoạt động của sinh vật tao nên
chu trình nitơ trong tự nhiên:


Các dạng nitơ cung cấp cho cây

•
•
•
•
•

Quá trình tổng hợp hoá học: 3-5kg/ha/năm
Quá trình cố định nhờ vi khuẩn và vi khuẩn lam sống tự do: 10-15kg/ha/năm
Quá trình cố địng nhờ vi khuẩn và tảo sống cộng sinh: 150-200kg/ha/năm
Từ xác động vật, thực vật và vi sinh vật
Nguồn nitơ con người trả lại sau thu hoạch


Nội Dung
I.
II.
III.
IV.

Vai trò của nitơ đối với thực vật
Các nguồn nitơ – chu trình nitơ trong tự nhiên
Quá trình cố định nitơ khí quyển
Quá trình chuyển hoá nitơ trong cây


•

Trong không khí N2 chiếm 78,16% nhưng thực vật không sử dụng được do
trong phân tử có liên kết ba

→ Cần năng lượng rất lớn để cắt đứt liên kết này: 255 kcal/M

→ Chỉ số vi khuẩn có enzym Nitrogenaza và lực khử mạnh  khử Nitơ phân tử
thành dạng amon.


Trong tự nhiên có ba con đường cố
định nitơ
1.

Quá trình hóc học

2.

Quá trình cố định nhờ vi khuẩn sống tự do

3.

Quá trình cố định vi khuẩn và vi khuẩn lam sống cộng sinh


1. Quá trình hóa học
•
•
•
•

Đòi hỏi nhiệt độ và áp suất rất cao
Hiệu suất thường thâp
Chỉ xảy ra khi có sấm sét hay hoạt động của núi lửa

Ngày nay con người đã sử dụng phương pháp hoá học rất phổ biến để chế tạo
phân đạm
N2 + O2

= 2NO

2NO + O2 = 2NO2
4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3


2.

Quá trình cố định nhờ vi khuẩn
sống tự do

Vi khuẩn hiếu khí thuộc chi: Azotobacter và Beijerinckia
Vi khuẩn kị khí thuộc chi: Clostridium
Vi khuẩn lam sống tự do thuộc chi anabaena
Tuy nhiên sản phẩm cố định không nhiều nên ít có ứng dụng trong thực tế


3. Quá trình cố định vi khuẩn và vi khuẩn
lam sống cộng sinh
Vi khuẩn lam sống cộng sinh trong bèo hoa dâu
Chi nấm Actinomyces sống cộng sinh trong rễ của cây hai lá mầm
Vi khuẩn nốt sần cộng sinh với cây họ đậu


Vi khuẩn lam sống cộng sinh trong
bèo hoa dâu

•
•
•

Những vi khuẩn lam thuộc chi: Anabaena azollae
Bèo hoa dâu là một loại dương xỉ thuộc chi Azollae
Ở Việt Nam có chi Azollae pinata


• Điều kiện cực thuân:
 Nhiệt độ: 20 – 300C
 Độ ẩm không khí: 85 – 90%
 Độ chiếu sáng 2000 – 4000 lux
 Bón đủ photphat và kali
 Bón vôi để trung hoà


Vi khuẩn nốt sần cộng sinh với
cây họ đậu
•
•
•
•

1866 H. Hellriegel và H. Wilfarth phát hiện nhữnga cây họ đậu có khả năng cố
định nitơ
1888 M.W. Beijerinck phân lập được vi khuẩn này và đặt tên cho nó là: Bacillus
radicicola
Năm 1889 B. Frank xếp nó và một chi riêng là Rhizobium
Ngày nay ngươi ta đã mô tả được 11.000 loài thuộc họ đâu và 1200 có khả năng tạo

nốt sần trong đó có 133 loài không cố định nitơ


Những chi chính của Rhizobia


Cấu tạo

•
•
•

Khi còn non tế bào có hình que với kích thước: 0,5-0,9 x 1,2-3,0µm, bắt mấu
thuốc nhuộm đồng đều, có khả năng di động nhờ tiên mao

Khi già tế bào có dạng hình cầu, bất động, bắt màu thuốc nhuộm alinin không
đều
Khi nuôi cấy nhân tạo các tế bào chúng thường phát triển thành các khuẩn ty
giả


Cấu tạo nốt sần
•

Vỏ nốt sần

•

Vùng phân chia mạnh mẽ

•

Vùng mô bị xâm nhiễm

•

Hệ thống mạch của nốt sần



Cấu tạo nốt sần
•
1.
2.

Có hai loại nốt sần
Nốt sần vô hiệu: Có kích thước nhỏ, thường tập chung ở các rễ bên

Nốt sần hữu hiệu: Có kích thước lớn, tập chung ở rễ cái.


•
•

Khi nghiên cứu các nốt sần hữu hiệu người ta tách được chất tạo nên màu hồng của
nốt sần là leghemoglobin
Leghemoglobin có cấu tạo giống hemoglobin gồm 2 thành phần:

+ 1 có điểm đẳng điện là pH=4,4 và KHPT là 16800 đvC
+ 1 có điểm đẳng điện là pH=4,7 và KLPT là 15400 đvC

Khi phân tích thành phần thu được 29% là Fe
→Chúng có vai trò quan trọng trong vận chuyển O2