Bài tập Chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật có lời giải

Câu 1: Cây trong vườn và cây trên đồi, cây nào có cường độ thoát hơi nước qua cutin mạnh hơn ? Vì sao ?

Trả lời :

   Cây trong vườn

   Trên bề mặt lá, lớp cutin là bộ phận có tác dụng che chắn, giảm thiểu tác động bất lợi của ánh sáng mặt trời lên các bộ phận chức năng bên trong của lá. Nói cách khác, cutin được xem như một lớp cách nhiệt. Lớp cutin càng dày (tầng bảo vệ càng kiên cố) thì quá trình thoát hơi nước qua cutin diễn ra càng hạn chế và ngược lại. Mặt khác, càng sống ở những nơi thoáng đãng như vùng đồi thì ánh sáng trực tiếp chiếu xuống bề mặt lá càng mạnh và để thích ứng, lớp cutin sẽ càng dày để tăng khả năng bảo vệ và ngược lại, những cây sống ở trong vườn thì thường là cây ưa bóng, quen sống dưới ánh sáng tán xạ nên lớp cutin trên bề mặt lá thường rất mỏng. Điều này cũng đồng nghĩa với cường độ thoát hơi nước qua cutin ở những cây sống trong vườn sẽ mạnh hơn so với cây trên đồi.

Câu 2: Nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng dịch của tế bào biểu bì rễ (lông hút) là ưu trương so với dung dịch đất ?

Trả lời :

  Ưu trương là môi trường mà tại đó có nồng độ chất tan cao hơn so với nồng độ chất tan của môi trường lân cận.

  Hiện tượng dịch của tế bào biểu bì rễ (lông hút) là ưu trương so với dung dịch đất là do hai nguyên nhân sau :

    - Quá trình thoát hơi nước ở lá đóng vai trò như bơm hút, hút nước lên phía trên và làm giảm hàm lượng nước trong tế bào lông hút.

    - Nồng độ các chất tan như axit hữu cơ, đường đơn, đường đôi… (sản phẩm của hoạt động chuyển hoá vật chất trong cây và các ion khoáng luôn ở mức cao.

Câu 3: Cơ chế hấp thụ nước và cơ chế hấp thụ các ion khoáng ở rễ cây khác nhau ở điểm nào ?

Trả lời :

   Cơ chế hấp thụ nước và cơ chế hấp thụ các ion khoáng khác nhau ở điểm sau : Nếu như nước hấp thụ vào rễ cây theo cơ chế thụ động (di chuyển từ nơi có nồng độ nước cao (nồng độ chất tan thấp) đến nơi có nồng độ nước thấp (nồng độ chất tan cao) thì ion khoáng hấp thụ vào rễ cây theo 2 cơ chế. Một là theo cơ chế thụ động (di chuyển từ nơi có nồng độ ion cao đến nơi có nồng độ ion thấp). Hai là theo cơ chế chủ động (di chuyển từ nơi có nồng độ ion thấp đến nơi có nồng độ ion cao) đối với một số loại ion mà cây có nhu cầu lớn như kali và quá trình vận chuyển chủ động này cần tới sự tiêu tốn năng lượng (ATP).

Câu 4: Vì sao chúng ta cần phải bón phân với liều lượng hợp lí, tuỳ thuộc vào loại đất, loại phân bón, giống và loài cây trồng ?

Trả lời :

   Mỗi giống cây và mỗi giai đoạn phát triển của cây đều có nhu cầu dinh dưỡng không giống nhau. Mặt khác, có những cây được sinh trưởng trên đất giàu khoáng, có những cây lại lớn lên trong điều kiện khô cằn. Bởi vậy, chúng ta cần phải dựa vào những tiêu chí trên để lên liều lượng phân bón phù hợp cho từng đối tượng cụ thể. Việc bón phân hợp lí không chỉ giúp cây sinh trưởng tốt, cho năng suất cao mà còn góp phần rút ngắn thời gian thu hoạch, giảm chi phí đầu vào và ngăn ngừa nguy cơ ô nhiễm môi trường cũng như các tàn dư hoá chất độc hại trong nông phẩm.

Câu 5: Nếu một ống mạch gỗ bị tắc, dòng mạch gỗ có trong ống đó có thể tiếp tục đi lên phía trên được không ? Vì sao ?

Trả lời :

   Có

   Vì nếu một ống mạch gỗ bị tắc, dòng mạch gỗ trong ống đó vẫn có thể tiếp tục đi lên bằng cách đi tắt ngang qua các lỗ bên, vào ống bên cạnh và di chuyển lên phía trên.

Câu 6: Vì sao trong mô thực vật lại diễn ra quá trình khử nitrat (NO₃^-) thành amôni (NH₄⁺) ?

Trả lời :

   Cây hấp thụ nitơ ở hai dạng : NH₄⁺ (dạng khử) và NO₃^- (dạng ôxi hoá) nhưng nitơ trong các hợp chất hữu cơ cấu thành nên cơ thể thực vật lại chỉ tồn tại ở dạng khử. Do đó, trong mô thực vật phải diễn ra quá trình khử nitrat (NO₃^-) thành amôni (NH₄⁺).

Câu 7: Hoạt động cày xới đất có ý nghĩa như thế nào đối với đời sống thực vật ?

Trả lời :

   Đối với thực vật, cày xới đất mang lại những lợi ích sau :

   - Giúp khí ôxi xâm nhập vào đất, tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động hô hấp của rễ và các sinh vật phân giải chất hữu cơ trong đất như giun đất,…

   - Sự có mặt của ôxi sẽ ức chế hoạt động của vi khuẩn phản nitrat hoá (một nhóm vi khuẩn kị khí), góp phần hạn chế sự mất mát nitơ của đất trồng.

Câu 8: Em hãy trình bày những đặc điểm hình thái, giải phẫu của lá thích nghi với chức năng quang hợp.

Trả lời :

   Các đặc điểm hình thái, giải phẫu của lá thích nghi với chức năng quang hợp :

   Đặc điểm hình thái bên ngoài :

   - Lá có cấu tạo hình bản dẹt giúp tăng diện tích tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhờ đó mà thu về nhiều năng lượng ánh sáng hơn cho hoạt động quang hợp của cây.

   - Các khí khổng ở biểu bì lá là nơi thu nhận khí CO₂ - nguyên liệu không thể thiếu trong hoạt động quang hợp ở thực vật.

   Cấu tạo giải phẫu bên trong :

   - Trong lá, các tế bào mô giậu (chứa nhiều diệp lục – bào quan quang hợp) nằm liền dưới lớp biểu bì trên, có hình chữ nhật và xếp rất sít nhau, tạo điều kiện cho việc hấp thụ và tận dụng tối đa nguồn sáng.

   - Các tế bào mô xốp (chứa ít diệp lục) nằm ngay phía trên lớp biểu bì dưới của lá, xếp dãn cách nhau, tạo ra khoang chứa CO₂ - nguyên liệu của quang hợp.

   - 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. Nhờ vậy mà nước và muối khoáng mới đến được từng tế bào để thực hiện quá trình quang hợp và vận chuyển các sản phẩm quang hợp ra khỏi lá tới các cơ quan khác trong cây.

Câu 9: Vì sao nói quang hợp có vai trò quyết định đối với sự sống trên Trái Đất ?

Trả lời :

   Nói quang hợp có vai trò quyết định đối với sự sống trên Trái Đất vì sản phẩm của quang hợp (tinh bột) là nguồn khởi nguyên cung cấp thức ăn và năng lượng cho mọi loài trong sinh giới, từ những sinh vật tự dưỡng như thực vật (nuôi sống bản thân nó) đến những sinh vật dị dưỡng (sử dụng thực vật hoặc động vật khác làm nguồn thức ăn). Chúng ta sẽ nhận ra vai trò to lớn của quang hợp nếu giả thiết rằng thực vật không còn tồn tại, khi đó động vật ăn thực vật sẽ bị diệt vong do không còn nguồn thức ăn, kéo theo đó là động vật ăn động vật và các loài sinh vật sống hoại sinh. Như vậy, bảo vệ thực vật – đối tượng trung tâm của hoạt động quang hợp trên Trái Đất – chính là bảo vệ sự sống còn của toàn sinh giới.

Câu 10: Quang hợp ở thực vật C₃ và thực vật C₄ có điểm gì khác biệt ?

Trả lời :

   Quang hợp ở thực vật C₃ và thực vật C₄ có một số điểm khác biệt như sau :

   - Chất nhận CO₂ đầu tiên : ở thực vật C₃ là ribulôzơ – 1,5 – điphôtphat ; ở thực vật C₄ là phôtpho enol piruvic.

   - Sản phẩm ổn định đầu tiên : ở thực vật C₃ là axit phôtpho glixêric ; ở thực vật C₄ là axit ôxalô axêtic và axit malic.

   - Tiến trình : con đường C₃ chỉ bao gồm chu trình Canvin xảy ra trong các tế bào mô giậu còn con đường C₄ trải qua 2 giai đoạn : một là chu trình C₄ tại các tế bào mô giậu – nơi có nhiều enzim phôtpho enol piruvic, hai là chu trình Canvin xảy ra trong lục lạp của các tế bào bao bó mạch, nơi có nhiều enzim ribulôzơ – 1,5 – điphôtphat.

Câu 11: Quang hợp ở thực vật C₃ và thực vật CAM giống và khác nhau ở những điểm nào ?

Trả lời :

   Giống nhau :

   - Đều trải qua hai giai đoạn là chu trình C₄ và chu trình Canvin (hay còn gọi là chu trình C₃)

   - Chất nhận CO₂ đầu tiên đều là PEP và sản phẩm ổn định đầu tiên cũng là axit ôxalô axêtic, axit malic.

   Khác nhau :

   - Về mặt không gian : đối với thực vật C₄, giai đoạn cố định CO₂ lần đầu diễn ra trong các tế bào mô giậu, giai đoạn tái cố định CO₂ trong chu trình Canvin diễn ra trong các tế bào bao bó mạch. Ở thực vật CAM, cả hai giai đoạn này đều diễn ra trong cùng một loại tế bào.

   - Về mặt thời gian : cả hai giai đoạn cố định và tái cố định CO₂ ở thực vật C₄ đều xảy ra vào ban ngày. Đối với thực vật CAM, giai đoạn cố định CO₂ diễn ra vào ban đêm khi khí khổng mở còn giai đoạn tái cố định CO₂ diễn ra vào ban ngày theo chu trình Canvin, tương ứng với lúc khí khổng đóng.

Câu 12: Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến quá trình quang hợp ?

Trả lời :

   Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt tính cũng như các phản ứng enzim trong quang hợp. Dựa vào ảnh hưởng của các điều kiện nhiệt độ khác nhau đối với quang hợp của từng loài thực vật, người ta phân chia thành các ngưỡng nhiệt quan trọng : nhiệt độ cực tiểu, cực đại và cực thuận. Những trị số này thay đổi theo từng loài thực vật, từng giai đoạn phát triển của cây. Trong giới hạn nhiệt độ kéo dài từ giá trị cực tiểu đến giá trị cực thuận, cứ tăng nhiệt độ thêm thì cường độ quang hợp tăng lên khoảng 2 – 2,5 lần.

Câu 13: Em hãy phân biệt năng suất sinh học và năng suất kinh tế.

Trả lời :

   Năng suất sinh học là tổng lượng chất khô tích luỹ được trong mỗi ngày trên 1 hecta gieo trồng trong suốt thời gian sinh trưởng còn năng suất kinh tế lại chỉ là một phần của năng suất sinh học chứa đựng trong các cơ quan có giá trị kinh tế đối với con người như hạt, củ, quả, lá… tuỳ thuộc vào mục đích đối với từng loại cây trồng. Nói cách khác, năng suất sinh học là tổng lượng vật chất được tạo ra nhờ quang hợp của thực vật sau khi trừ các hao phí còn năng suất kinh tế là tổng lượng vật chất ở thực vật có ý nghĩa đối với đời sống con người.

Câu 14: Hô hấp hiếu khí có ưu thế gì so với hô hấp kị khí ?

Trả lời :

   Nhờ sự có mặt của ôxi và xảy ra sự ôxi hoá hoàn toàn các hợp chất hữu cơ mà qua hô hấp hiếu khí, năng lượng được giải phóng ra dưới dạng ATP lớn hơn gấp nhiều lần so với hô hấp kị khí. Cụ thể : từ nguyên liệu ban đầu là 1 phân tử glucôzơ, qua phân giải hiếu khí sẽ tạo ra 38 ATP còn qua phân giải kị khí như lên men chỉ tạo ra 2 ATP (bằng 1/19).

Câu 15: Vì sao cây trên cạn nếu bị ngập úng lâu ngày sẽ bị chết ?

Trả lời :

   Đối với cây trên cạn, khi bị ngập úng thì rễ cây sẽ rơi vào trạng thái thiếu ôxi. Lúc này, quá trình hô hấp ở rễ bị ngừng trệ đồng thời các chất độc hại dần tích luỹ trong rễ gây huỷ hoại lông hút – bộ phận chuyên hoá với chức năng hút nước và muối khoáng. Điều này cũng đồng nghĩa với việc cây không hấp thụ được nước, sự cân bằng nước trong cây bị phá huỷ và nếu kéo dài, cây sẽ chết.