A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. VAI TRÒ SINH LÝ CỦA NGUYÊN TỐ NITƠ
Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu của thực vật. Nitơ được rễ cây hấp thụ ở dạng NH4+ và NO3- .
Nitơ có vai trò quan trọng với thực vật. Nitơ giúp cây sinh trưởng và phát triển
- Vai trò cấu trúc :
+ Nitơ tham gia cấu tạo nên các phân tử prôtêin, enzim, côenzim, axit nucleic, diệp lục, ATP,…
+ Thiếu nitơ làm giảm quá trình tổng hợp prôtêin, từ đó sự sinh trưởng của các cơ quan bị giảm, lá xuất hiện màu vàng nhạt.
- Vai trò điều tiết
Nitơ là thành phần cấu tạo của prôtêin – enzim, côenzim và ATP. Vì vậy, nitơ tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất trong cơ thể thực vật thông qua hoạt động xúc tác, cung cấp năng lượng và điều tiết trạng thái ngậm nước của các phân tử prôtêin trong tế bào chất.
II. QUÁ TRÌNH ĐỒNG HÓA NITƠ Ở THỰC VẬT
Rễ cây hấp thu nitơ ở dạng NH4+ (dạng khử) và NO3- (dạng ôxi hóa) từ đất, nhưng nitơ trong các hợp chất hữu cơ cấu thành cơ thể thực vật chỉ tồn tại ở dạng khử. Do vậy cần có quá trình đồng hóa nitơ, để cây có thể sử dụng được nitơ lấy được từ đất.
Sự đồng hóa nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình : khử nitrat và đồng hóa amôni.
1. Quá trình khử nitrat
- Đó là quá trình chuyển hóa NO3- thành NH4+ theo sơ đồ sau :
NO3- (nitrat) → NO2- (nitrit) → NH4+ (amôni)
- Mo và Fe hoạt hóa các enzim tham gia vào quá trình khử trên.
- Quá trình khử nitrat thành amôni được thực hiện trong mô rễ và mô lá
2. Quá trình đồng hóa NH4+ trong mô thực vật
Trong mô thực vật tồn tại 3 con đường liên kết NH4+ với các hợp chất hữu cơ :
- Amin hóa trực tiếp các axit xêtô (Axit xêtô + NH4+ → Axit amin
Ví dụ : Axit α – xêtôglutaric + NH4+ → Axit glutamic
- Chuyển vị amin (Axit amin + Axit xêtô → Axit amin mới + Axit xêtô mới
Ví dụ : Axit glutamic + Axit pyruvic → Alanin + Axit α – xêtôglutaric
- Hình thành amit : Đó là con đường liên kết NH4+ vào axit amin đicacbôxilic (Axit amin đicacbôxilic + NH4+ → Glutamin
Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học quan trọng :
- Đó là cách giải độc NH4+ tốt nhất (chất này tích lũy lại gây độc cho tế bào)
- Amit là nguồn dự trữ NH4+ cho các quá trình tổng hợp axit amin trong cơ thể thực vật khi cần thiết.
CÂU HỎI SÁCH GIÁO KHOA
Câu hỏi in nghiêng trang 25 Sinh 11 Bài 5
Xem hình 5.1 và rút ra nhận xét về vai trò của nitơ đối với sự phát triển của cây.
Lời giải:
Quan sát hình 5.1 thấy: Khi cây không được cung cấp đủ nito, lá cây sẽ có màu vàng và cây sinh trưởng còi cọc
Nhận xét về vai trò của nito đối với sự phát triển của cây: Nito là nguyên tố đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể thực vật: Nito có vai trò trong cấu trúc và điều tiết. Hầu hết các hợp chất cấu trúc nên tế bào đều có mặt của nito, N là thành phần cấu tạo nên axit amin, protein, axit nucleic, các enzyme, coenzyme, các hợp chất cao năng (ATP, GTP, UTP, XTP,…), diệp lục, một số vitamin nhóm B, hợp chất kích thích sinh trưởng như auxin, xytokinin. Vì vậy cây thiếu nito hầy hết các quá trình trao đổi chất như quang hợp, hô hấp, hút nước, khoáng, sinh tổng hợp các chất đường, tinh bột, protein, chất béo,… đều giảm xuống làm cho cây sinh trưởng chậm, năng suất và phẩm chất giảm sút.
Câu hỏi in nghiêng trang 26 Sinh 11 Bài 5
Rễ cây hấp thụ nitơ ở dạng NH4+ (dạng khử) và NO3- (dạng oxi hóa) từ đất, nhưng nitơ trong các hợp chất hữu cơ cấu thành cơ thể thực vật chỉ tồn tại ở dạng khử. Từ đó, hãy giả thiết phải có quá trình gì xảy ra trong cây.
Lời giải:
Rễ cây hấp thụ nitơ ở dạng NH4+ (dạng khử) và NO3- (dạng oxi hóa) từ đất, nhưng nitơ trong các hợp chất hữu cơ cấu thành cơ thể thực vật chỉ tồn tại ở dạng khử. Có thể suy ra trog cây sẽ có quá trình chuyển nito ở dạng oxi hóa thành dạng khử ( khử NO3- thành NH4+)
Câu hỏi in nghiêng trang 26 Sinh 11 Bài 5
NH4+ tích lũy lại nhiều trong mô sẽ gây độc cho tế bào, nhưng khi cây sinh trưởng mạnh thì lại thiếu hụt NH4+. Vậy cơ thể thực vật đã giải quyết những mâu thuẫn đó như thế nào?
Lời giải:
NH4+ tích lũy lại nhiều trong mô sẽ gây độc cho tế bào, nhưng khi cây sinh trưởng mạnh thì lại thiếu hụt NH4+. Cơ thể thực vật đã giải quyết những mâu thuẫn đó bằng cách: hình thành amit giữa NH4+ với axit amin dicacboxylic, amit vừa là nguồn dự trữ NH4+ cho các quá trình tổng hợp axit amin trong cơ thể thực vật đang sinh trưởng mạnh, đồng thời hạn chế việc gây độc cho tế bào.
BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 26 SGK Sinh 11)
Vì sao thiếu nitơ trong môi trường dinh dưỡng, cây lúa không thể sống được?
Lời giải:
Nito là nguyên tố đóng vai trò quan trọng bậc nhất đối với sự sinh trưởng và phát triển của lúa:
Nito là thành phần cấu tạo nên axit amin, protein, axit nucleic, các enzyme, coenzyme, các hợp chất cao năng, diệp lục, một số vitamin nhóm B,…
=> Vì vậy nếu thiếu nito hầu hết các quá trình trao đổi chất như hô hấp, hút nước, khoáng, sinh tổng hợp các chất như tinh bột sẽ giảm xuống, cây lúa sẽ không thể sống được trong môi trường dinh dưỡng thiếu N.
Bài 2 (trang 26 SGK Sinh 11)
Vì sao trong mô thực vật diễn ra quá trình khử nitrat?
Lời giải:
Trong mô thực vật diễn ra quá trình khử nitrat, vì thực vật chỉ có thể sử dụng nito ở dưới dạng khử là NH4+. Trong khi đó cây lại hấp thụ nito dưới hai dạng là NO3- và NH4+ . Vì vậy cần một quá trình khử NO3- thành NH4+.
Bài 3 (trang 26 SGK Sinh 11)
Thực vật đã có đặc điểm thích nghi như thế nào trong việc bảo vệ tế bào khỏi bị dư lượng NH4+ đầu độc?
Lời giải:
Tế bào thực vật tránh việc bị dư lượng NH4+ bằng cách hình thành amit giữa NH4+ và axit amin dicacboxilyc, là một dạng dự trữ NH4+, đồng thời hạn chế việc gây độc cho tế bào.
