Vai trò sinh lí của Nitơ
Vai trò sinh lí của Nitơ được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Sinh học lớp 11. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.
Vai trò sinh lí của Nitơ
Câu hỏi: Vai trò sinh lí của Nitơ gồm?
Trả lời:
- 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.
I. Quá trình đồng hóa Nitơ ở thực vật
- 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 trúc nên mô, tế bào thì chỉ tồn tại ở dạng khử.
→ Vì vậy, sự đồng hóa nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình: khử nitrat và đồng hóa amôn.
Quá trình khử nitrat
- Là quá trình chuyển hoá NO3- thành NH4+, có sự tham gia của Mo và Fe (hoạt hóa các enzim tham gia vào quá trình khử).
- Được thực hiện ở mô rễ và mô lá theo sơ đồ:
NO3- (nitrat) → NO2- (nitrit) → NH4+ (amoni)
- Các bước khử có sự tham gia của các enzim khử - reductaza
NO3- + NAD(P)H + H+ + 2e- → NO2- + NAD(P)+ + H2O
NO2- + 6 Feredoxin khử + 8H+ + 6e- → NH4+ + 2H2O
- Điều kiện cho quá trình khử nitrat:
+ Có các enzim đặc hiệu xúc tác cho các phản ứng
+ Có các lực khử mạnh
- Ý nghĩa: Hạn chế tích lũy nitrat trong mô thực vật.
Quá trình đồng h óa NH4+ trong mô thực vật:
- Quá trình đồng hóa NH4+ diễn ra theo 3 con đường:
- Amin hóa trực tiếp các axit xêtô:
+ Axit xêto + NH4+ → Axit amin.
+ Ví dụ: Axit α-xetoglutaric + NH4+ → Axit glutamic
- Chuyển vị amin:
+ Axit amin + axit xêto → a. amin mới + a. xêto mới
+ Ví dụ: Axit glutamic + Axit piruvic → Alanin + Axit α-xetoglutaric
- Hình thành amit: là con đường liên kết phân tử NH3 với axit amin đicacboxilic.
+ Axit amin đicacboxilic + NH4+ → amit
+ Ví dụ: Axit glutamic + NH4+ → Glutamin
- Ý nghĩa của sự hình thành amit: Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học quan trọng
+ Đó là cách giải độc NH3 tốt nhất (NH3 tích lũy lại sẽ gây độc cho tế bào)
+ Amit là nguồn dự trữ NH3 cho quá trình tổng hợp a. amin khi cần thiết.
II. Nguồn cung cấp Nitơ tự nhiên cho cây
Nitơ trong không khí | Nitơ trong đất | |
Dạng tồn tại | - Chủ yếu dạng Nitơ phân tử (N2) ngoài ra còn tồn tại dạng NO, NO2 | - Nitơ khoáng (Nitơ vô cơ, gồm NO3- và NH4+) trong các muối khoáng như muối nitrat, muối nitrit, muối amôn - Nitơ hữu cơ trong xác động vật, thực vật, vi sinh vật |
Đặc điểm | - Cây không hấp thụ được Nitơ phân tử → phải nhờ các vi sinh vật cố định Nitơ chuyển hóa thành dạng NH3 cây mới hấp thụ được. - Nitơ trong NO, NO2 trong không khí độc hại đối với cây trồng. | - Nitơ khoáng cây có thể hấp thụ trực tiếp - Cây không hấp thụ được Nitơ hữu cơ trong xác sinh vật → nhờ VSV đất khoáng hóa thành NO3- và NH4+ mà cây mới hấp thụ được - Cây chỉ hấp thụ Nitơ khoáng từ trong đất dưới dạng NO3- và NH4+ - NO3- dễ bị rửa trôi xuống các lớp đất nằm sâu bên dưới. NH4+ được các hạt keo đất tích điện âm giữ lại trên bề mặt của chúng nên ít bị rửa trôi hơn. |
III. Vai trò của nitơ đối với thực vật
- Thúc đẩy quá trình tăng trưởng của cây, giúp cho cây ra nhiều nhánh, phân nhiều cành, lá cây có kích thước to, lá quang hợp mạnh chuyển đổi nước và cacbonic thành đường bột.
- Giúp tăng năng suất cho cây trồng và cải thiện chất lượng của rau ăn lá và protein của hạt ngũ cốc.
- Đạm kích thích sự phát triển của bộ rễ, giúp cây trồng huy động mạnh các thức ăn khác trong đất .Ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm.
* Thiếu Đạm :
- Khi khi cây trồng thiếu đạm chúng trở nên cằn cỗi và màu vàng xuất hiện trên lá. Sự mất protein trong lục lạp trong các lá già hình thành nên màu vàng hay bệnh vàng lá là chỉ thị sự thiếu đạm.
- "Khi thiếu đạm" nghiêm trọng thì các lá bên dưới hình thành màu nâu và chết các vết ố vàng này bắt đầu ở lá và lan dần vào phần bên trong lá cho đến khi toàn bộ lá chết. Xu hướng chung là các lá bên trên còn non vẫn tồn tại màu xanh trong khi các lá bên dưới bị vàng và chết .Điều này cho thấy sự di chuyển của đạm bên trong cây.
- Khi rễ không có khả năng hấp thụ đủ để thỏa mãn nhu cầu sinh trưởng, protein trong các bộ phận già của cây bị chuyển hóa thành đạm hòa tan , vận chuyển đến các môn sinh trưởng hoạt động và được tái sử dụng để tổng hợp các protein mới.
* Thừa Đạm:
- "Bón thừa đạm" lá cây có màu xanh tối , tỷ lệ nước trong thân lá cao, thân lá mềm mại dễ bị sâu bệnh, quá trình sinh trưởng dinh dưỡng (thân, lá) bị kéo dài quá trình hình thành hoa quả hạt bị chậm lại .
- Cây thành thục muộn, phẩm chất nông sản kém.
- Bón thừa đạm cây dùng không hết, đất không giữ lại được (trên các loại đất nhẹ ,nghèo chất hữu cơ) nên đạm bị kéo xuống sâu hoặc bị rửa trôi làm ô nhiễm nguồn nước, kể cả nước trên mặt và nước ngầm.
- Khi thừa đạm, trong mối quan hệ với các chất dinh dưỡng khác như lân, kali và lưu huỳnh có thể làm chậm sự chín của cây trồng trồng .Những triệu chứng ngộ độc ammonium như mép lá màu vàng lá bị xoắn lại đầu rễ bị hoại tử.
IV. Phân bón với năng suất cây trồng và môi trường
Bón phân hợp lí và năng suất cây trồng
- Để cây trồng có năng suất cao cần phải bón phân hợp lí bằng cách:
+ Đúng loại: Bón đúng loại phân;
+ Đúng lượng: Bón đủ liều lượng cần bón, và tỉ lệ các thành phần dinh dưỡng;
+ Đúng lúc: Bón đúng nhu cầu của giống, loài cây trồng, phù hợp với thời kì sinh trưởng và phát triển của cây, phù hợp với điều kiện thổ nhưỡng, đất đai, điều kiện thời tiết, mùa vụ;
+ Đúng cách: Bón đúng cách.
Các phương pháp bón phân
- Bón phân qua rễ (bón vào đất):
+ Rễ cây có khả năng hấp thụ các ion khoáng từ đất.
+ Bón phân vào đất có 2 cách: Bón lót (bón trước khi trồng cây) và Bón thúc (bón sau khi trồng cây).
- Bón phân qua lá (phun lên lá):
+ Lá cũng có thể hấp thụ các ion khoáng qua khí khổng.
+ Dung dịch phân bón qua lá phải có nồng độ ion khoáng thấp, chỉ bón qua lá khi trời không mưa và nắng không gay gắt.
Phân bón và môi trường
- Bón phân hợp lí sẽ tăng năng suất cây trồng và không gây ô nhiễm môi trường.
- Khi lượng phân bón bón cho cây vượt quá mức tối ưu, cây sẽ không hấp thụ hết. Lượng phân bón dư thừa sẽ gây ra các ảnh hưởng xấu như thay đổi tính chất lí hóa của đất, ô nhiễm nông sản, ô nhiễm môi trường.
--------------------------
Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu Vai trò sinh lí của Nitơ. Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Trắc nghiệm môn Sinh học lớp 11, Giải bài tập Sinh học 11, Giải SBT Sinh 11, Chuyên đề Sinh học lớp 11, Tài liệu học tập lớp 11, ngoài ra các bạn học sinh có thể tham khảo thêm đề học kì 1 lớp 11 và đề thi học kì 2 lớp 11 mới nhất được cập nhật.
