Hệ thống kiến thức Sinh học lớp 11 Giữa học kì 1

Hệ thống kiến thức Sinh học lớp 11 Giữa học kì 1

Bài 1. Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ

Nước là dung môi hòa tan nhiều muối khoáng. Trong môi trường nước, muối khoáng phân li thành các ion. Sự hấp thụ các ion khoáng luôn gắn với quá trình hấp thụ nước.

I. RỄ LÀ CƠ QUAN HẤP THỤ NƯỚC VÀ ION KHOÁNG

1. Hình thái của hệ rễ

- Tùy từng loại môi trường, rễ cây có những hình thái khác nhau để thích nghi với chức năng hấp thụ nước và muối khoáng.

2. Rễ cây phát triển nhanh bề mặt hấp thụ

- Rễ cây phát triển đâm sâu, lan tỏa hướng đến nguồn nước trong đất.

- Rễ sinh trưởng liên tục hình thành nên số lượng khổng lồ các lông hút, làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất giúp rễ cây hấp thụ ion khoáng và nước đạt hiệu quả cao nhất.

- Rễ cây trên cạn hấp thụ nước và ion khoáng chủ yếu qua miền lông hút.

- Lông hút rất dễ gãy và tiêu biến ở môi trường quá ưu trương, quá axit hay thiếu oxi.

II. CƠ CHẾ HẤP THỤ NƯỚC VÀ ION KHOÁNG Ở RỄ CÂY

1. Hấp thụ nước và ion khoáng từ đất vào tế bào lông hút

a) Hấp thụ nước

- Sự xâm nhập của nước từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế thụ động (cơ chế thẩm thấu): nước di chuyển từ môi trường nhược trương (ít ion khoáng, nhiều nước) sang môi trường ưu trương (nhiều ion khoáng, ít nước).

- Dịch của tế bào rễ là ưu trương so với dung dịch đất là do 2 nguyên nhân:

+ Quá trình thoát hơi nước ở lá đóng vai trò như cái bơm hút.

+ Nồng độ các chất tan cao do được sinh ra trong quá trình chuyển hóa vật chất.

b) Hấp thụ ion khoáng

- Các ion khoáng xâm nhập vào tế bào rễ cây theo 2 cơ chế:

+ Cơ chế thụ động: một số ion khoáng đi từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế thụ động (đi từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp).

+ Cơ chế chủ động: một số ion khoáng mà cây có nhu cầu cao (ion kali) di chuyển ngược chiều gradien nồng độ, xâm nhập vào rễ theo cơ chế chủ động, đòi hỏi phải tiêu tốn năng lượng.

2. Dòng nước và các ion khoáng đi từ đất vào mạch gỗ của rễ

- Theo 2 con đường: gian bào và tế bào chất.

+ Con đường gian bào: đi theo không gian giữa các tế bào và các bó sợi xenlulôzơ bên trong thành tề bào. Con đường này đi đến nội bì đai Caspari (đai này điều chỉnh dòng vận chuyển vào trung trụ).

+ Con đường tế bào chất: đi xuyên qua tế bào chất của các tế bào.

III. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TÁC NHÂN MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI QUÁ TRÌNH HẤP THỤ NƯỚC VÀ ION KHOÁNG Ở RỄ CÂY

- Các yếu tố ngoại cảnh như: áp suất thẩm thấu của dung dịch đất, độ pH, độ thoáng của đất… ảnh hưởng đến sự hấp thụ nước và ion khoáng ở rễ cây.

- Hệ rễ cây ảnh hưởng đến môi trường: rễ cây tiết các chất làm thay đổi tính chất lý hóa của đất.

Bài 2: Vận chuyển các chất trong cây

Trong cây có các dòng vận chuyển vật chất sau:

- Dòng mạch gỗ (dòng đi lên): vận chuyển nước và ion khoáng từ đất vào mạch gỗ của rễ và tiếp tục dâng lên theo mạch gỗ trong thân để lan tỏa đến lá và các phần khác của cây.

- Dòng mạch rây (dòng đi xuống): vận chuyển các chất hữu cơ được quang hợp từ lá đến nơi cần sử dụng hoặc dự trữ trong rễ, hạt, củ, quả…

I. DÒNG MẠCH GỖ

1. Cấu tạo của mạch gỗ

- Tế bào mạch gỗ gồm các tế bào chết, có 2 loại là: quản bào và mạch ống. Chúng không có màng và bào quan.

- Các tế bào cùng loại nối với nhau theo cách: đầu của tế bào này nối với đầu của tế bào kia thành những ống dài từ rễ đến lá cho dòng mạch gỗ di chuyển bên trong → Dòng vận chuyển dọc.

- Quản bào và mạch ống xếp sát vào nhau theo cách: lỗ bên của tế bào này khớp với lỗ bên của tế bào kia → Dòng vận chuyển ngang.

- Thành của mạch gỗ được linhin hóa tạo cho mạch gỗ có độ bền chắc và chịu nước.

2. Thành phần của dịch mạch gỗ

- Chủ yếu là nước và ion khoáng. Ngoài ra còn có các chất hữu cơ được tổng hợp từ rễ (axit amin, amit, vitamin…).

3. Động lực đẩy dòng mạch gỗ

Là sự phối hợp của 3 lực:

- Lực đẩy (áp suất rễ).

- Lực hút do thoát hơi nước ở lá.

- Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ.

II. DÒNG MẠCH RÂY

1. Cấu tạo của mạch rây

- Mạch rây gồm các tế bào sống là ống rây và tế bào kèm.

2. Thành phần của dịch mạch rây

- Chủ yếu là đường saccarôzơ, các axit amin, vitamin, hoocmôn thực vật, một số hợp chất hữu cơ khác (như ATP…), một số ion khoáng được sử dụng lại, đặc biệt rất nhiều kali.

3. Động lực của dòng mạch rây

- Là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn (lá) và cơ quan chứa (rễ, củ, quả…).

- Mạch rây nối các tế bào của cơ quan nguồn với các tế bào của cơ quan chứa giúp dòng mạch rây chảy từ nơi có áp suất thẩm thấu cao đến nơi có áp suất thẩm thấu thấp.

Bài 3: Thoát hơi nước

I. VAI TRÒ CỦA QUÁ TRÌNH THOÁT HƠI NƯỚC

- Thoát hơi nước là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ, có vai trò giúp vận chuyển nước và các ion khoáng từ rễ lên lá và đến các bộ phận khác ở trên mặt đất của cây.

- Thoát hơi nước có tác dụng hạ nhiệt độ của lá.

- Thoát hơi nước giúp cho khí CO₂ khuếch tán vào bên trong lá cần cho quang hợp.

II. THOÁT HƠI NƯỚC QUA LÁ

1. Lá là cơ quan thoát hơi nước

- Cấu tạo của lá thích nghi với chức năng thoát hơi nước. Các tế bào biểu bì của lá tiết ra lớp phủ bề mặt gọi là lớp cutin, lớp cutin phủ toàn bộ bề mặt của lá trừ khí khổng.

2. Hai con đường thoát hơi nước: qua khí khổng và qua cutin

- Thoát hơi nước qua khí khổng: là chủ yếu, do đó sự điều tiết độ mở của khí khổng là quan trọng nhất. Độ mở của khí khổng phụ thuộc vào hàm lượng nước trong các tế bào khí khổng gọi là tế bào hạt đậu.

+ Khi no nước, thành mỏng của tế bào khí khổng căng ra làm cho thành dày cong theo làm cho khí khổng mở.

+ Khi mất nước, thành mỏng hết căng và thành dày duỗi thẳng làm khí khổng đóng lại. Khí khổng không bao giờ đóng hoàn toàn.

- Thoát hơi nước qua cutin trên biểu bì lá: lớp cutin càng dày thoát hơi nước càng giảm và ngược lại.

III. CÁC TÁC NHÂN ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THOÁT HƠI NƯỚC

- Nước, ánh sáng, nhiệt độ, gió và các ion khoáng ảnh hưởng đến sự thoát hơi nước.

+ Nước: điều kiện cung cấp nước và độ ẩm không khí ảnh hưởng nhiều đến sự thoát hơi nước thông qua việc điều tiết độ mở của khí khổng.

+ Ánh sáng: khí khổng mở khi cây được chiếu sáng. Độ mở của khí khổng tăng từ sáng đến trưa và nhỏ nhất lúc chiều tối. Ban đêm khí khổng vẫn hé mở.

+ Nhiệt độ, gió, một số ion khoáng… cũng ảnh hưởng đến sự thoát hơi nước do ảnh hưởng đến tốc độ thoát hơi của các phân tử nước.

IV. CÂN BẰNG NƯỚC VÀ TƯỚI TIÊU HỢP LÍ CHO CÂY TRỒNG

- Cân bằng nước được tính bằng sự so sánh lượng nước do rễ hút vào (A) và lượng nước thoát ra (B):

+ Khi A = B: mô của cây đủ nước → cây phát triển bình thường.

+ Khi A > B: mô của cây thừa nước → cây phát triển bình thường.

+ Khi A < B: mất cân bằng nước → lá héo, lâu ngày cây sẽ bị hư hại và cây chết.

- Tưới nước hợp lí cho cây trồng dựa vào: đặc điểm di truyền, pha sinh trưởng, phát triển của cây, loại cây, đặc điểm đất, thời tiết…

- Chỉ tiêu sinh lí chẩn đoán về nhu cầu nước của cây: áp suất thẩm thấu, hàm lượng nước, sức hút nước của lá.

Bài 4: Vai trò của các nguyên tố khoáng

I. NGUYÊN TỐ DINH DƯỠNG KHOÁNG THIẾT YẾU TRONG CÂY

1. Định nghĩa

Nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu:

- Là những nguyên tố mà thiếu nó cây không hoàn thành được chu trình sống.

- Không thể thay thế được bởi bất kì nguyên tố nào khác.

2. Phân loại

- Nguyên tố đại lượng gồm: C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg.

- Nguyên tố vi lượng gồm: B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn

Bài 5: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật

I. VAI TRÒ SINH LÍ CỦA NGUYÊN TỐ NITƠ

- Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu của thực vật.

- Nitơ được rễ cây hấp thụ từ môi trường ở dạng NH₄⁺ và NO₃⁻. Trong cây, NO₃⁻ được khử thành NH₄⁺.

- Nitơ có vai trò quan trọng đối với đời sống của thực vật:

+ Tham gia cấu tạo nên các phân tử prôtêin, enzim, côenzim, axit nuclêic, diệp lục, ATP…

II. QUÁ TRÌNH ĐỒNG HÓA NITƠ Ở THỰC VẬT

Sự đồng hóa Nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình: khử nitrat và đồng hóa amôni.

1. Quá trình khử nitrat

- Là quá trình chuyển hóa NO₃⁻ thành NH₄⁺, có sự tham gia của Mo và Fe được thực hiện ở mô rễ và mô lá theo sơ đồ:

NO₃⁻ (nitrat) → NO₂⁻ (nitrit) → NH₄⁺ (amôni)

2. Quá trình đồng hóa NH4+ trong mô thực vật

a) Theo 3 con đường

- Amin hóa trực tiếp các axit xêtô:

Axit xêtô + NH₄⁺ → Axit amin.

- Chuyển vị amin:

Axit amin + Axit xêtô → Axit amin mới + Axit xêtô mới.

- Hình thành amit: Là con đường liên kết phân tử NH₄⁺ với axit amin đicacbôxilic

Axit amin đicacbôxilic + NH₄⁺ → Amit

b) Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học quan trọng

- Đó là cách giải độc NH₄⁺ tốt nhất (NH₃ tích lũy lại sẽ gây độc cho tế bào).

- Amit là nguồn dự trữ NH₄⁺ cho quá trình tổng hợp axit amin khi cần thiết.

Bài 6: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật (tiếp theo)

III. NGUỒN CUNG CẤP NITƠ TỰ NHIÊN CHO CÂY

Nitơ là nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, tồn tại chủ yếu trong không khí và trong đất.

1. Nitơ trong không khí

- Nitơ phân tử (N₂) trong khí quyển chiếm khoảng gần 80%, cây không thể hấp thụ được N₂, còn NO và NO₂ trong khí quyển là độc hại với thực vật.

- Các vi sinh vật cố định đạm có enzim nitrôgenaza có khả năng liên kết N₂ với hiđrô → NH₃ thì cây mới đồng hóa được.

2. Nitơ trong đất

- Nguồn cung cấp chủ yếu nitơ cho cây là đất. Nitơ trong đất tồn tại ở 2 dạng: nitơ vô cơ (nitơ khoáng) và nitơ hữu cơ (trong xác sinh vật).

IV. QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA NITƠ VÀ CỐ ĐỊNH NITƠ TRONG ĐẤT

1. Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất

- Gồm 2 quá trình:

+ Quá trình amôn hóa: Nitơ hữu cơ dưới tác động của vi khuẩn amôn hóa → NH₄⁺

+ Quá trình nitrat hóa: NH₄⁺ dưới tác động của Nitrôsôna → NO₂, dưới tác động của Nitrôbacter → NO₃⁻

- Trong đất còn xảy ra quá trình chuyển hóa nitrat thành nitơ phân tử (NO₃⁻ → N₂) do các vi sinh vật kị khí thực hiện, do đó đất phải thoáng để ngăn chặn việc mất nitơ.

Bài 8: Quang hợp ở thực vật

I. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP Ở THỰC VẬT

1. Quang hợp là gì?

- Là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời đã được diệp lục hấp thụ để tổng hợp cacbohiđrat và giải phóng ôxi từ khí cacbonic và nước.

- Phương trình tổng quát của quang hợp:

6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

2. Vai trò của quang hợp

- Sản phẩm quang hợp là nguồn chất hữu cơ làm thức ăn cho mọi sinh vật, là nguyên liệu cho công nghiệp và thuốc chữa bệnh cho con người.

- Cung cấp năng lượng để duy trì hoạt động sống của sinh giới.

II. LÁ LÀ CƠ QUAN QUANG HỢP

1. Hình thái, giải phẫu của lá thích nghi với chức năng quang hợp

- Diện tích bề mặt lớn giúp hấp thụ được nhiều tia sáng.

- Trong lớp biểu bì của mặt lá có chứa tế bào khí khổng để khí CO₂ khuếch tán vào bên trong lá đến lục lạp.

- Hệ gân lá có mạch dẫn (gồm mạch gỗ và mạch rây), xuất phát từ bó mạch ở cuống lá đi đến tận từng tế bào nhu mô của lá giúp cho nước và ion khoáng đến được từng tế bào để thực hiện quang hợp và vận chuyển sản phẩm quang hợp ra khỏi lá.

- Trong lá có nhiều hạt màu lục gọi là lục lạp.

2. Lục lạp là bào quan quang hợp

- Lục lạp có màng kép, bên trong là một khối cơ chất không màu gọi là chất nền (strôma), có các hạt grana nằm rãi rác.

- Dưới kính hiển vi điện tử, một hạt grana có dạng các túi dẹt xếp chồng lên nhau gọi là tilacôit (chứa diệp lục, carôtenôit, enzim).

3. Hệ sắc tố quang hợp

- Lục lạp chứa hệ sắc tố quang hợp gồm diệp lục (a và b) và carôtenôit (carôten và xantôphyl) phân bố trong màng tilacôit.

- Các sắc tố này hấp thụ và truyền năng lượng ánh sáng cho diệp lục a ở trung tâm phản ứng theo sơ đồ:

Carôtenôit → Diệp lục b → Diệp lục a → Diệp lục a ở trung tâm phản ứng

- Sau đó, năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành năng lượng hóa học trong ATP và NADPH.