Sinh 11: Vai Trò Quan Trọng Của Nitơ Trong Thực Vật

Vai trò sinh lý của nguyên tố nitơ

Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng quan trọng và thiết yếu đối với sự phát triển của thực vật. Môi trường đất cung cấp nitơ dưới dạng NH4+ và NO3-, và cây hấp thụ nitơ từ đất để đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển tốt. Nitơ tham gia vào nhiều quá trình quan trọng trong cây như cấu trúc và điều tiết quá trình trao đổi chất, axit nucleic, protein và ATP. Thiếu nitơ sẽ gây ra sự kém phát triển của cây và biểu hiện qua màu vàng nhạt trên lá.

Quá trình đồng hóa nitơ trong cây

Rễ cây hấp thụ nitơ dưới dạng NH4+ và NO3- từ lòng đất. Tuy nhiên, nitơ trong hợp chất hữu cơ của cây chỉ tồn tại ở dạng khử, do đó cần có quá trình đồng hóa nitơ để cây có thể sử dụng. Quá trình đồng hóa nitơ trong cây bao gồm khử nitrat và đồng hóa amô n.

Quá trình khử nitrat

Quá trình này chuyển hoá NO3- thành NH4+ và có sự tham gia của các enzim khử như Mo và Fe. Quá trình này diễn ra ở rễ cây và lá theo sơ đồ NO3- → NO2- → NH4+. Các bước khử này được điều chỉnh bởi các enzim khử - reductaza.

Quá trình đồng hóa amôn

Quá trình đồng hóa amôn diễn ra theo 3 con đường: amin hóa trực tiếp các axit xêtônic, chuyển vị amin và hình thành amit. Quá trình này giúp cây giải độc NH3 và tạo dự trữ NH3 cho quá trình tổng hợp axit amin.

Nguồn cung cấp nitơ tự nhiên cho cây

Nitơ tồn tại phổ biến trong tự nhiên và chủ yếu có trong không khí và đất.

• Nitơ trong không khí: Cây không thể hấp thụ được N2 phân tử trong không khí, nhưng các vi sinh vật cố định đạm có khả năng chuyển hoá N2 thành NH3.

• Nitơ trong đất: Đất cung cấp nitơ chủ yếu cho cây, tồn tại ở dạng nitơ khoáng và nitơ hữu cơ trong xác sinh vật. Cây chỉ hấp thụ được NH4+ và NO3- từ đất, và vi sinh vật trong đất đảm nhận vai trò chuyển hóa nitơ hữu cơ thành NH4+ và NO3-.

Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất và cố định nitơ

Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất và cố định nitơ là hai quá trình quan trọng trong chu trình nitơ.

Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất

Nitơ trong xác sinh vật phải trải qua quá trình chuyển hóa thành dạng nitơ khoáng (NO3- và NH4+) do hoạt động của vi sinh vật đất. Quá trình này gồm hai giai đoạn: quá trình amôn hóa và quá trình nitrat hóa. Quá trình amôn hóa là quá trình phân giải các axit amin thành NH4+, còn quá trình nitrat hóa biến NH3 thành HNO3. Ngoài ra, trong đất còn xảy ra quá trình phản nitrat hóa (NO3- → N2).

Quá trình cố định nitơ phân tử

Quá trình này liên kết N2 với H2 để tạo ra NH3. Quá trình cố định nitơ diễn ra trong môi trường nước và được thực hiện bởi vi sinh vật có khả năng cắt đứt ba liên kết nitơ để tạo ra NH3. Điều kiện cần thiết cho quá trình cố định nitơ là có lực khử mạnh, thế năng khử và sự tham gia của enzim nitrogenaza. Quá trình này có vai trò quan trọng trong việc cung cấp nitơ cho cây và cải tạo đất nghèo dinh dưỡng.

Phân bón và sự tương quan với năng suất cây trồng và môi trường

Phân bón đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo năng suất cây trồng. Bón phân đúng loại và đúng tỉ lệ các chất dinh dưỡng, phù hợp với nhu cầu của cây trong các giai đoạn phát triển của mùa vụ và điều kiện đất đai và thời tiết. Tuy nhiên, việc sử dụng phân bón cần được thực hiện hợp lý để tránh sự lãng phí và ô nhiễm môi trường.

Một số câu hỏi trắc nghiệm về dinh dưỡng nitơ ở thực vật

Dưới đây là một số câu hỏi trắc nghiệm về dinh dưỡng nitơ ở thực vật:

1. Nguyên tố nitơ là thành phần có trong: A. lipit. B. glucozo. C. prôtein và axitnulêic. D. xenlulozo.

2. Cây hấp thụ được nitơ ở dạng nào sau đây: A. N2+, NO3-. B. N2+, NH3+. C. NH4-, NO3+. D. NH4+, NO3-.

3. Quá trình khử nitrat là quá trình chuyển hoá: A. NO3- thành NH4+. B. NH4+ thành NO2-. C. NO3- thành NO2-. D. NO2- thành NO3-.

4. Quá trình đồng hóa amôn có trong mô thực vật gồm bao nhiêu con đường? A. 1 con đường - A min hóa. B. 3 con đường - A min hóa, chuyển vị A min, hình thành A mít. C. 2 con đường - A min hóa, chuyển vị A min. D. 1 con đường - Chuyển vị A min.

5. Trong các nguồn nitơ dưới đây, đâu không phải là nguồn cung cấp nitơ tự nhiên cho cây? A. Nitơ trong nước. B. Nitơ trong đất. C. Nitơ trong không khí. D. Nitơ trong xác động vật.

6. Vai trò của nguyên tố nitơ đối với thực vật là gì? A. Nguyên tố Nitơ là thành phần của prôtêin và axit nuclêic. B. Đóng vai trò chủ yếu là giữ cân bằng nước và ion bên trong tế bào, hoạt hoá enzim, đóng - mở khí khổng. C. Thành phần trong cấu trúc của axit nuclêôtit, ATP, phôtpholipit, các côenzim; protein cần cho nở hoa, đậu quả, phát triển rễ. D. Thành phần có trong thành tế bào, màng tế bào, hoạt hoá enzim.

7. Đâu không phải là nguồn cung cấp chính nitơ dạng nitrat và amôn cho cây? A. Quá trình cố định nitơ bởi vi khuẩn tự do và cộng sinh, cùng với quá trình phân giải các nguồn nitơ hữu cơ trong xác sinh vật. B. Nguồn nitơ do con người trả lại cho môi trường đất sau mỗi vụ thu hoạch bằng các loại phân bón. C. Nguồn nitơ trong tro tàn mà nham thạch do núi lửa phun. D. Sự phóng điện từ sấm sét trong cơn giông đã oxi hoá N2 thành nitơ dạng nitrat (NO3-).

8. Điều kiện nào dưới đây là chưa đúng để quá trình cố định nitơ trong khí quyển xảy ra? A. Thực hiện trong điều kiện hiếu khí (có oxi). B. Có lực khử mạnh. C. Được cung cấp năng lượng ATP. D. Có sự tham gia hoạt động của enzim nitrogenaza.

9. Các loài thực vật chỉ có khả năng hấp thụ được dạng nitơ này ở trong đất qua hệ rễ là: A. amôn (NH4+). B. nitrat (NO3-), amôn (NH4+). C. nitơ tự do trong khí quyển (nitơ phân tử N2). D. nitrat (NO3-).

10. Để nhận biết được thời điểm cây cần được bón phân là căn cứ vào dấu hiệu bên ngoài của: A. hoa. B. thân cây. C. quả mới ra (quả non). D. lá cây.

Đáp án: CDBABCCBBD