Giải Sinh học 11 Bài 3 (Cánh diều): Nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Giải Sinh học 11 Bài 3: Nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Giải Sinh học 11 trang 18

Mở đầu trang 18 Sinh học 11: Sự trao đổi nước và dinh dưỡng khoáng ở thực vật chịu tác động của những nhân tố nào?

Lời giải:

Sự trao đổi nước và dinh dưỡng khoáng ở thực vật chịu tác động bởi nhiều nhân tố khác nhau như: nhiệt độ, ánh sáng, nước trong đất, độ thoáng khí của đất, hệ vi sinh vật vùng rễ.

I. Nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nước, dinh dưỡng khoáng ở thực vật

Câu hỏi trang 18 Sinh học 11: Quan sát hình 3.1, cho biết nhiệt độ không khí, cường độ ánh sáng tác động đến tốc độ thoát hơi nước như thế nào?

Lời giải:

- Tác động của nhiệt độ không khí đến tốc độ thoát hơi nước: Nhiệt độ không khí tăng trong ngưỡng nhất định sẽ làm tăng tốc độ thoát hơi nước.

- Tác động của cường độ ánh sáng đến tốc độ thoát hơi nước: Cường độ ánh sáng tăng trong ngưỡng xác định làm tăng cường độ thoát hơi nước, nếu cường độ ánh sáng tăng quá cao thì tốc độ thoát hơi nước giảm.

Giải Sinh học 11 trang 19

Câu hỏi trang 19 Sinh học 11: Sự hấp thụ khoáng và nitrogen ở thực vật chịu ảnh hưởng của nhân tố nào trong môi trường?

Lời giải:

Sự hấp thụ khoáng và nitrogen ở thực vật chịu ảnh hưởng của nhân tố sau:

- Nhiệt độ: Nhiệt độ của đất ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển và trao đổi chất của rễ.

- Ánh sáng: Ánh sáng tác động đến quá trình hấp thụ khoáng của thực vật thông qua ảnh hưởng đến quang hợp và trao đổi nước của cây.

- Nước trong đất: Độ ẩm đất thấp làm giảm độ hòa tan của các chất khoáng trong đất đồng thời làm giảm khả năng hút nước của cây dẫn đến làm giảm sự hút các ion khoáng của rễ cây.

- Độ thoáng khí của đất: Giảm độ thoáng khí trong đất dẫn đến giảm sự xâm nhập của nước vào trong rễ cây, giảm hấp thụ các ion khoáng vào rễ.

- Hệ vi sinh vật vùng rễ: Hệ vi sinh vật vùng rễ tham gia vào quá trình khoáng hóa các hợp chất hữu cơ cũng như có ảnh hưởng đến độ hòa tan của các chất khoáng. Một số nấm rễ còn giúp cây hấp thu nước và khoáng. Ngược lại, một số vi sinh vật gây bệnh ở rễ hoặc cạnh tranh dinh dưỡng với thực vật.

Luyện tập trang 19 Sinh học 11: Giải thích cơ sở khoa học của biện pháp xới đất được sử dụng trong trồng trọt.

Lời giải:

Cơ sở khoa học của biện pháp xới đất được sử dụng trong trồng trọt:

- Xới đất làm tăng độ thoáng khí của đất đảm bảo sự phát triển của hệ rễ ở cây trồng, nhờ đó, giúp cây trồng hấp thụ nước và muối khoáng thuận lợi, thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng.

- Ngoài ra, việc xới đất làm tăng độ thoáng khí của đất cũng ức chế sự phát triển của vi khuẩn phản nitrate hóa trong đất, nhờ đó, giúp giữ được nguồn nitrogen – một trong những khoáng chất quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng.

II. Ứng dụng trong thực tiễn

Câu hỏi trang 19 Sinh học 11: Tại sao cây có biểu hiện héo (thân, lá mất sức trương)? .

Lời giải:

Cây có biểu hiện héo (thân, lá mất sức trương) là do lượng nước cây hút vào nhỏ hơn lượng nước thoát ra dẫn đến cây bị thiếu nước (các tế bào trong cây bị mất sức trương, không giữ được hình dạng bình thường).

III. Thực hành trao đổi nước và dinh dưỡng khoáng ở thực vật

Giải Sinh học 11 trang 21

Báo cáo thực hành trang 21 Sinh học 11: Vẽ hình, mô tả hình dạng tế bào khí khổng.

Lời giải:

- Tham khảo hình ảnh khí khổng:

- Mô tả hình dạng tế bào khí khổng: Mỗi khí khổng có hai tế bào hình hạt đậu áp sát vào nhau. Các tế bào hạt đậu có thành trong dày, thành ngoài mỏng tạo nên một khe hở (lỗ khí) giữa hai tế bào hạt đậu.

Báo cáo thực hành trang 21 Sinh học 11: Mô tả và giải thích sự thay đổi mực nước trong mỗi ống đong. So sánh sự khác nhau giữa màu sắc của hai cây và lát cắt ngang rễ, thân của chúng.

Viết báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu dưới đây:

Lời giải:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

CHỨNG MINH SỰ HÚT NƯỚC CỦA RỄ CÂY,

SỰ VẬN CHUYỂN NƯỚC Ở THÂN CÂY

- Tên thí nghiệm: Chứng minh sự hút nước của rễ cây, sự vận chuyển nước ở thân cây.

- Nhóm thực hiện: …………………..

- Kết quả và thảo luận:

+ Sự thay đổi mực nước trong mỗi ống đong: Cả hai ống đong đều có mực nước giảm so với mức ban đầu.

+ Sự khác nhau giữa màu sắc của hai cây và lát cắt ngang rễ, thân của hai cây: Lá của cây ở ống đong thứ nhất có màu sắc không thay đổi, lá của cây ở ống đong thứ hai xuất hiện những viền màu đỏ. Lát cắt ngang rễ, thân của cây ở ống đong thứ nhất không có màu; lát cắt ngang rễ, thân của cây ở ống đong thứ hai xuất hiện các chấm tròn màu đỏ đậm.

+ Giải thích: Nước và một số chất tan trong nước được rễ hấp thụ và vận chuyển lên các cơ quan phía trên theo mạch gỗ trong thân cây. Khi rễ cây được đặt trong ống đong chứa nước, rễ hút nước sẽ làm giảm lượng nước trong hai ống đong. Các chất tan trong nước như mực đỏ hoặc eosin trong ống đong thứ hai được rễ hấp thụ và vận chuyển theo mạch gỗ, do đó phần mạch gỗ ở thân cây thứ hai có màu đỏ.

- Kết luận: Rễ thực hiện chức năng hút nước và mạch gỗ có vai trò vận chuyển nước từ rễ lên thân rồi lên lá.

Báo cáo thực hành trang 22 Sinh học 11: Nhận xét sự chuyển màu và giải thích sự khác nhau về tốc độ chuyển màu của hai mảnh giấy CoCl2 ở hai mặt trên và dưới của lá.

Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu báo cáo ở mục 2.

Lời giải:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

CHỨNG MINH SỰ THOÁT HƠI NƯỚC Ở LÁ CÂY

- Tên thí nghiệm: Chứng minh sự thoát hơi nước ở lá cây.

- Nhóm thực hiện: …………………

- Kết quả và thảo luận: Cả 2 mảnh giấy đều có sự đổi màu từ màu xanh da trời sang màu hồng. Trong đó, mảnh giấy kẹp ở mặt dưới của lá có tốc độ chuyển màu hồng nhanh hơn mảnh giấy kẹp ở mặt trên của lá.

- Giải thích:

+ Giấy tẩm CoCl₂ khô có màu xanh sẽ chuyển sang màu hồng khi gặp nước. Giấy CoCl₂ kẹp ở hai mặt của lá đều chuyển sang màu hồng vì có sự thoát hơi nước ở cả hai mặt của lá (hơi nước thoát ra làm ẩm giấy tẩm CoCl₂ → giấy chuyển sang màu hồng).

+ Tốc độ chuyển màu hồng của giấy tẩm CoCl₂ kẹp ở mặt dưới của lá nhanh hơn vì: Khí khổng của lá phân bố cả ở hai mặt nhưng chủ yếu ở mặt dưới, mà sự thoát hơi nước ở lá chủ yếu là qua khí khổng. Do đó, quá trình thoát hơi nước ở mặt dưới lá mạnh hơn mặt trên lá rất nhiều dẫn đến giấy tẩm CoCl₂ kẹp ở mặt dưới của lá chuyển sang màu hồng nhanh hơn.

- Kết luận: Lá là cơ quan thoát hơi nước chủ yếu của cây, thoát hơi nước ở mặt dưới xảy ra mạnh hơn mặt trên của lá.

Báo cáo thực hành trang 23 Sinh học 11:

- Nhận xét trạng thái của lá cây ở các lô thí nghiệm.

- Vẽ biểu đồ sinh trưởng của cây (theo từng chỉ tiêu chiều cao cây, chiều dài và chiều rộng lá, số lá/cây).

- Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu báo cáo ở mục 2.

Lời giải:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

TƯỚI NƯỚC, CHĂM SÓC CÂY

- Tên thí nghiệm: Thực hành tưới nước, chăm sóc cây.

- Nhóm thực hiện: …………….

- Kết quả và thảo luận:

Học sinh tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn trong SGK để ghi nhận và giải thích được sự khác nhau về trạng thái lá cây, chiều cao cây, chiều dài và chiều rộng lá, số lá/cây giữa các lô thí nghiệm.

Chú ý:

+ Khi cây thiếu nước trầm trọng (cây mất cân bằng nước nghiêm trọng), lá cây sẽ héo rũ, cây ngừng sinh trưởng và phát triển rồi chết dần.

+ Khi cây thiếu nước ở mức độ nhẹ hơn, lá cây nhỏ và sớm rụng, cây sinh trưởng và phát triển kém hơn.

+ Khi cây đủ nước hoặc thừa nước (không bị ngập úng), lá cây tươi tốt, cây sinh trưởng và phát triển tốt.

+ Khi cây bị ngập úng, lá sớm vàng và rụng, cây chết dần.

- Kết luận: Tưới nước hợp lí, đảm bảo cân bằng nước cho cây sẽ giúp cây sinh trưởng và phát triển tốt.

Giải Sinh học 11 trang 24

Báo cáo thực hành trang 24 Sinh học 11: Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở thí nghiệm 2.

Lời giải:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

TRỒNG CÂY THEO PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH, KHÍ CANH

- Tên thí nghiệm: Thực hành trồng cây theo phương pháp thủy canh, khí canh

- Nhóm thực hiện: …………………………

- Kết quả và thảo luận:

Học sinh tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn trong SGK để ghi nhận và vẽ được biểu đồ sinh trưởng của cây theo từng chỉ tiêu chiều cao cây, chiều dài và chiều rộng lá, số lá/cây trong 2 điều kiện thí nghiệm là khí canh và thủy canh.

Chú ý: Các cây trồng bằng phương pháp thủy canh và khí canh đều phát triển xanh tốt do được cung cấp đủ nước và dinh dưỡng hợp lí.

- Kết luận: Một số loài cây có thể hấp thụ nước và các chất dinh dưỡng ở dạng lỏng (ngập nước) hoặc dạng sương.

Vận dụng trang 24 Sinh học 11: Hãy giải thích ưu, nhược điểm của các phương pháp tưới nước cho cây trồng đang được vận dụng trong thực tế.

Lời giải:

Ưu, nhược điểm của một số phương pháp tưới nước cho cây trồng đang được vận dụng trong thực tế:

Lý thuyết Sinh học 11 Bài 3: Nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nước và khoáng ở thực vật

I. Nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nước, dinh dưỡng khoáng ở thực vật

Sự hấp thụ nước, khoáng và sự thoát hơi nước chịu tác động bởi nhiều nhân tố khác nhau.

Cụ thể:

- Nhiệt độ: Nhiệt độ của đất ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển và trao đổi chất của rễ nên ảnh hưởng đến sự hấp thụ nước, khoáng ở rễ cây.

- Ánh sáng: Ánh sáng tác động đến quá trình hấp thụ khoáng của thực vật thông qua ảnh hưởng đến quang hợp, trao đổi nước của cây.

- Nước trong đất: Hàm lượng nước trong đất thấp làm giảm sự xâm nhập của nước vào rễ, thậm chí rễ cây không hút được nước khi đất quá khô, do đó hạn chế quá trình thoát hơi nước ở lá. Độ ẩm đất thấp làm giảm độ hoà tan của các chất khoáng trong đất, làm giảm sự hút các ion khoáng của rễ cây. Trong thực tiễn, cần tưới đủ nước cho cây trồng.

- Độ thoáng khí của đất: Giảm độ thoáng khí trong đất dẫn đến giảm sự xâm nhập của nước vào trong rễ cây, giảm hấp thụ các ion khoáng vào rễ. Trong thực tiễn, cần làm đất tơi xốp, tăng độ thoáng khi cho đất.

- Hệ vi sinh vật vùng rễ: Hệ vi sinh vật vùng rễ tham gia vào quá trình khoảng hoá các hợp chất hữu cơ cũng như có ảnh hưởng đến độ hoà tan của các chất khoáng. Một số nấm rễ còn giúp cây hấp thụ nước và khoáng. Ngược lại, một số vi sinh vật gây bệnh ở rễ hoặc cạnh tranh dinh dưỡng với thực vật. Trong thực tiễn, sử dụng phân bón hoặc chế phẩm vi sinh bổ sung vi sinh vật có lợi vào đất hoặc thúc đẩy vi sinh vật vùng rễ phát triển.

II. Ứng dụng trong thực tiễn

1. Cân bằng nước và tưới tiêu hợp lí cho cây trồng

Để cây có thể sinh trưởng, phát triển tốt và có năng suất cao cần có chế độ tưới nước hợp lí về thời gian tưới, lượng nước cần tưới và phương pháp tưới. Việc tưới nước cần căn cứ vào đặc điểm di truyền, trạng thái sinh lí của cây cũng như các điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu mà cây chịu tác động. Tưới không đủ nước hoặc tưới thừa nước đều gây ra các hậu quả làm giảm sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng.

2. Vai trò của phân bón đối với năng suất cây trồng

Phân bón cung cấp chất dinh dưỡng bổ sung cho cây trồng trên những vùng đất không cung cấp đủ chất dinh dưỡng hoặc đã bị mất đi qua nhiều mùa thu hoạch. Ngoài dinh dưỡng khoảng, phân bón có thể bổ sung chất hữu cơ, vi sinh vật làm tăng độ màu mỡ của đất. Từ đó, phân bón có tác dụng thúc đẩy sinh trưởng, phát triển và tăng năng suất cây trồng. Tuy nhiên, bón phân hợp lí mới có tác dụng nâng cao năng suất cây trồng và chất lượng nông sản, tăng hiệu quả trồng trọt.

III. Thực hành trao đổi nước và dinh dưỡng khoáng ở thực vật

1. Quan sát cấu tạo của khí khổng ở lá cây

Cơ sở lí thuyết

Tế bào khí khổng có hình dạng đặc trưng, thường phân bố nhiều ở lớp biểu bì bề mặt dưới của lá. Khi ở trạng thái no nước, tế bào khi không sẽ trương lên và lỗ khí mở ra, từ đó dễ dàng quan sát được dưới kính hiển vi.

Các bước tiến hành

Chuẩn bị

- Dụng cụ kim mũi mác hoặc lưỡi dao lam, lam kinh, lamen, kính hiển vi, pipet.

- Hoá chất: nước cất.

- Mẫu vật: là thài lài tía, lá thải lài xanh, lá hành...

Tiến hành

- Dùng kim mũi mác hoặc lưỡi đao làm tách biểu bì lá, đặt lên lam kinh, nhỏ một giọt nước cất, đây lamen.

- Quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi.

Báo cáo

- Vẽ hình, mô tả hình dạng tế bảo khí khổng.

2. Thí nghiệm chứng minh sự hút nước của rễ cây, sự vận chuyển nước ở thân cây

Cơ sở lí thuyết

Nước và một số chất tan trong nước được rễ cây hấp thụ và vận chuyển lên các cơ quan phía trên theo mạch gỗ trong thân cây. Khi rễ cây được đặt trong ống dòng chứa nước. rễ hút nước sẽ làm giảm lượng nước trong ống đong. Đồng thời, các chất màu tan trong nước như mực đỏ hoặc eosin được rễ hấp thụ và vận chuyển theo mạch gỗ trong thân có thể nhận biết được khi quan sát lát cắt ngang của rễ và thân cây.

Các bước tiến hành

Chuẩn bị

- Dụng cụ hai ống đong 50 mL hoặc cốc dòng 50 mL, pipet, lưỡi dao lam, thiết bị chụp ảnh.

- Hoá chất nước sạch, mực đỏ hoặc dung dịch eosin, dầu thực vật.

- Mẫu vật: hai cây cần tây con có đẩy đủ thân, lá và bộ rễ khoẻ mạnh.

Tiến hành

- Lấy hai cây cần tây con, nhẹ nhàng rửa sạch bộ rễ dưới với nước chảy, đặt mỗi cây vào một ống đong chứa 40 mL nước sạch sao cho bộ rễ ngập trong nước.

- Nhỏ 10 – 15 giọt mực đỏ hoặc dung dịch eosin vào ống dòng thứ hai.

- Nhỏ dầu thực vật sao cho bao phủ kín bề mặt nước trong mỗi ống đong. Dùng bút đánh - mực nước trong mỗi ống đong.

- Đặt các ống đong chứa cây trên bản thí nghiệm khoảng 3 giờ.

- Quan sát sự thay đổi mực nước trong ống đồng và sự thay đổi của cây sau 3 giờ, chụp ảnh.

- Lấy cây ra khỏi ống đong, dùng dao lam cắt ngang rễ và thân cây, quan sát

Báo cáo

- Mô tả và giải thích sự thay đổi mực nước trong mỗi ống đong. So sánh sự khác nhau giữa màu sắc của hai cây và lát cắt ngang rễ, thân của chúng.

3. Thí nghiệm chứng minh sự thoát hơi nước ở lá cây

Cơ sở lí thuyết

Giấy tẩm CoCl₂ khô có màu xanh sẽ chuyển sang màu hồng khi gặp nước. Khi đặt giấy CoCl₂ khô lên sát bề mặt lá, nếu giấy CoCl₂ chuyển sang màu hồng chứng tỏ đã tiếp xúc với nước thoát ra từ bề mặt lá.

Các bước tiến hành

Chuẩn bị

- Dụng cụ giấy lọc tầm CoCl₂ 5% sấy khô, hai làm kinh, kẹp nhựa hoặc kẹp gỗ.

- Hoá chất; dung dịch CoCl₂ 5%.

- Mẫu vật cây có lá to, khoẻ mạnh, ví dụ cây xoài, cam, thiết mộc lan.

Tiến hành

Đặt đối xứng hai mảnh giấy tẩm CoCl₂ khô lên mặt trên và mặt dưới của lá cây, đặt hai lam kính ép đè lên giấy tẩm CoCl₂ ở cả hai mặt lá, cố định hai lam kính và giấy tầm CoCl₂ ở hai bề mặt lá bằng kẹp hoặc băng dính.

Báo cáo

- Nhận xét sự chuyển màu và giải thích sự khác nhau về tốc độ chuyển màu của hai mảnh giấy CoCl₂ ở hai mặt trên và dưới của lá

- Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu báo cáo ở mục 2.

4. Thực hành tưới nước, chăm sóc cây

Cơ sở lí thuyết

Cây sử dụng nước cho các hoạt động sống của minh. Việc tưới nước cho cây sẽ giúp cây sinh trưởng và phát triển tốt, nhưng cần tưới cây hợp lí, đảm bảo cân bằng nước cho cây.

Các bước tiến hành

Chuẩn bị

- Dụng cụ: chậu trồng cây (hoặc túi trồng cây) thể tích 100 mL., khay lót chậu cao bằng 2/3 chậu trồng cây, cốc đong 50 ml có chia vạch, thước đo chính xác đến 1 mm. – Hoá chất nước sạch.

- Mẫu vật: 12 cây đậu xanh hoặc đậu tương có hai lá thật.

Tiến hành

- Trồng cây đậu xanh hoặc đậu tương vào chậu trồng cây. Đặt chậu đã trồng cây vào khay và để ra ngoài sáng.

- Chia các cây thành bốn lộ, mỗi lô gồm ba cây, đánh số thứ tự theo từng lô.

- Tưới 50 mL nước vào mỗi chậu trồng cây. Từ ngày thứ hai trở đi tưới nước cho các cây ở các lỗ theo mức sau:

+ Lô 1: không tưới nước.

+ Lô 2: tưới 20 mL/cây, tưới hai ngày một lần

+ Lô 3: tưới 40 mL cây, tưới hai ngày một lần.

+ Lô 4 tuổi 80 mL cây, tưới một ngày một lần.

Báo cáo

- Nhận xét trạng thái của lá cây ở các lô thí nghiệm.

- Vẽ biểu đồ sinh trưởng của cây (theo từng chi tiêu chiều cao cây, chiều dài và chiều rộng lá, số lá cây).

- Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu bảo cáo ở mục 2.

5. Thực hành trồng cây theo phương pháp thuỷ canh, khí canh

Cơ sở lí thuyết

Cây hút các chất dinh dưỡng khoảng ở dạng hoả tan. Có thể trồng cây không cần đất theo phương pháp thủy canh hoặc khí canh.

Các bước tiến hành

Chuẩn bị

- Dụng cụ: bình trồng cây (tối màu) đựng dung dịch thuỷ canh hoặc bình trồng cây (tối màu) có gắn thiết bị phun sương (khi canh), rọ trồng cây thuỷ canh, xơ dừa, thước do chính xác đến 1 mm.

- Hoá chất: dung dịch Knop hoặc dung dịch dinh dưỡng thuỷ canh.

- Mẫu vật cây non một số loại cây như xã lách, cải xoăn,...

Tiến hành

- Trồng cây xà lách hoặc cai xoăn vào rọ trồng cây, cố định cây trong rọ bằng xơ dừa.

- Đặt rọ đã trồng cây vào binh trồng cây.

- Bổ sung dung dịch Knop hoặc dung dịch dinh dưỡng vào bình trồng cây sao cho ngập hết bộ rễ (thuỷ canh) hoặc đến mức dung dịch dễ với phun sương hoạt động mà không ngập rễ cây (khí canh).

- Đặt bình trồng cây ra ngoài sáng, theo dõi sự sinh trưởng của cây trong ba tuần bằng cách đo chiều cao cây, chiều dài và chiều rộng lá (đánh dấu một lá để đo). đếm số lá cây sau mỗi ba ngày.

- Bổ sung dung dịch Knop hoặc dung dịch dinh dưỡng đến mức ban đầu sau mỗi ba ngày.

- Vẽ biểu đồ sinh trưởng của cây (theo từng chi tiêu chiều cao cây, chiều dài và chiều rộng là, số lá cây).

Báo cáo

Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu báo cáo ở thí nghiệm 2.

Xem thêm các bài giải SGK Sinh học 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 4: Quang hợp ở thực vật

Bài 5: Hô hấp ở thực vật

Bài 6: Dinh dưỡng và tiêu hóa ở động vật

Bài 7: Hô hấp ở động vật

Bài 8: Hệ tuần hoàn ở động vật