Sinh 11 Bài 4: Vai Trò Của Các Nguyên Tố Khoáng Thiết Yếu Trong Cây

1. Nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu trong cây

1.1. Nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu là gì?

Vai trò của các nguyên tố khoáng sinh 11 là một phần kiến thức rất quan trọng mà các em cần phải nắm được. Để mở đầu cho bài 4 vai trò của các nguyên tố khoáng thì chúng ta cùng tìm hiểu về khái niệm của nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu. Nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu được hiểu là các nguyên tố có những đặc điểm sau đây:

• Là những nguyên tố dinh dưỡng mà khi thiếu nó thì không thể hoàn thành được chu trình sống của cây.

• Là các nguyên tố không thể thay thế được bằng bất kì nguyên tố khác nào.

• Là các nguyên tố phải tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển hoá vật chất bên trong cơ thể.

1.2. Phân loại nguyên tố khoáng

Các nguyên tố khoáng bao gồm 17 nguyên tố đó là: C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg, Cu, Cl, Fe, Mo, Mn, Ni, Zn. Các nguyên tố này được chia thành 2 nhóm là nguyên tố đại lượng và nguyên tố vi lượng. Cách phân chia này dựa vào hàm lượng của các nguyên tố ấy trong mô thực vật.

1.2.1. Nguyên tố đại lượng

Nguyên tố đại lượng là các nguyên tố có hàm lượng trên 100 mg/1kg chất khô. Đó là các nguyên tố C, H, O, N, P, S, K, Mg, Ca.

1.2.2. Nguyên tố vi lượng

Nguyên tố vi lượng là các nguyên tố có hàm lượng ≤ 100 mg/1kg chất khô. Đó là các nguyên tố Fe, Mo, B, Cu, Zn, Cl, Mn, Ni.

1.3. Dấu hiệu nhận biết cây thiếu dinh dưỡng

– Hiện tượng cây thiếu các nguyên tố dinh dưỡng thường được biểu hiện bởi các dấu hiệu nhận biết bằng mắt như màu sắc đặc trưng trên lá bị thiếu hoặc hình dạng của lá bị thay đổi.

– Ví dụ:

• Khi cây thiếu đạm (N) thì lá có màu vàng nhạt, cây còi cọc.

• Khi cây thiếu lân (P) thì lá có màu vàng đỏ, lâu trổ hoa, quả thì chín muộn.

• Khi cây thiếu Kali (K) sẽ gây ảnh hưởng đến khả năng chống chịu của cây trước điều kiện môi trường biến đổi.

• Khi cây thiếu Canxi (Ca) sẽ gây ảnh hưởng đến sự vững chắc của cây, rễ bị thối rữa, ngọn cây trở nên khô héo.

• 

2. Vai trò chung của các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu trong cây

– Vai trò của NT đa lượng đối với thực vật: Các nguyên tố đa lượng thường có vai trò tham gia cấu trúc bên trong tế bào, chúng là thành phần cấu tạo nên các đại phân tử trong tế bào như lipit, protein, axit nucleic,… Các nguyên tố đa lượng còn có ảnh hưởng đến đặc điểm và tính chất của hệ thống keo bên trong chất nguyên sinh như: độ nhớt, độ ngậm nước, độ bền vững và điện tích bề mặt của hệ thống keo.

– Vai trò của NT vi lượng đối với thực vật: Các nguyên tố vi lượng thường là thành phần bắt buộc và không thể thiếu được của hầu hết các loại enzym. Chúng giúp hoạt hoá các enzym này để tham gia các quá trình trao đổi chất trong cơ thể sinh vật.

Tóm lại, vai trò chung của các nguyên tố dinh dưỡng khoáng trong cây là:

• Tham gia vào thành phần của các chất cấu tạo nên hệ thống chất nguyên sinh, cấu trúc của tế bào và của các cơ quan.

• Nguyên tố khoáng còn tham gia vào quá trình điều chỉnh các hoạt động trao đổi chất bên trong cơ thể và các hoạt động sinh lý trong cây như:

  • Thay đổi các đặc tính vật lý và hóa học của chất keo nguyên sinh.

  • Giúp hoạt hóa các enzym, làm tăng cường hoạt động trao đổi chất bên trong cơ thể.

  • Điều hòa các quá trình sinh trưởng của cây.

• Tăng khả năng chống chịu cho cây trồng đối với các điều kiện bất lợi bên ngoài môi trường.

Bảng vai trò các nguyên tố và triệu chứng của cây trồng khi thiếu các nguyên tố khoáng thiết yếu:

Nguyên tố

Dạng mà cây hấp thụ

Vai trò trong cơ thể thực vật

Triệu chứng bệnh

Nitơ

NH4+ và NO3-

Thành phần tham gia cấu trúc nên protein, axit nucleic

– Khi cây thiếu thì lá chuyển sang màu vàng, nhỏ lại

– Khi cây thừa thì tăng khả năng lốp đổ, thừa Nitơ bên trong các sản phẩm cây

trồng sẽ gây hại cho sức khỏe của con người

Photpho

H2PO4-, (PO4)3-

Thành phần tham gia vào cấu trúc của axit nucleic,

ATP và coenzyme

– Khi thiếu thì lá cây có màu xanh đậm chuyển sang vàng từ lá phía dưới và từ mép lá chuyển vào. Lá kém phát triển, nhỏ và hẹp, màu lục rồi chuyển dần sang màu huyết dụ.

Kali

K+

Giúp hoạt hóa các enzym, cân bằng hàm lượng nước và các ion, giúp khí khổng mở ra

– Khi thiếu thì lá bị hẹp, ngắn, xuất hiện những chấm màu đỏ, lá dễ bị héo rũ và trở nên khô. Khi thiếu quá nhiều thì lá bị cháy từ chóp của lá và mép là vào, triệu chứng này xuất hiện ở các lá già trước lá non.

Canxi

Ca2+

Thành phần của thành và màng tế bào, giúp hoạt hóa các enzym

– Khi thiếu thì đỉnh sinh trưởng và chóp rễ bị ức chế vì các mô phân sinh dừng phân chia. Lá non dị dạng, chóp lá thì uốn câu, rễ phát triển kém, ngắn, hóa nhầy sau đó chết.

Magie

Mg2+

Thành phần cấu tạo nên diệp lục, giúp hoạt hóa các enzyme

– Khi thiếu thì cây ra hoa chậm, các gân lá vẫn xanh trong khi thịt lá đã hóa vàng. Hình thành các mô hoại tử từ các lá bên dưới đến lá non

Lưu huỳnh

(SO4)2-

Thành phần cấu tạo của protein

Khi thiếu thì lá bị vàng xuất hiện trước ở các lá non, gân lá hóa vàng trong khi thịt lá còn xanh, sau đó mới hóa vàng

Sắt

Fe2+, Fe3+

Thành phần cấu tạo của xitocrom, tham gia quá trình tổng hợp diệp lục và giúp hoạt hóa các enzym

Khi thiếu thì thịt lá chuyển từ màu xanh sang vàng hay trắng, gân lá còn xanh. Xuất hiện ở các lá non trước, sau đó đến lá già

Mangan

Mn2+

Giúp hoạt hóa nhiều enzym

– Khi thiếu thì gân lá và mạch dẫn hóa vàng, toàn bộ mặt lá màu xanh sáng, sau đó thịt lá xuất hiện các đốm vàng và thành các vết hoại tử trên lá, chúng gây khô và lá bị chết

Bo

(B4O7)2-

Ảnh hưởng đến hoạt động của mô phân sinh

– Khi thiếu thì chồi ngọn và đỉnh sinh trưởng bị chết, các chồi bên cũng bị thối dần, không hình thành hoa, tỉ lệ ra quả kém, quả dễ bị rụng, sinh trưởng ở rễ kém

Clo

Cl-

Có mặt trong quá trình quang phân li nước và giúp cân bằng ion

– Khi thiếu thì ngọn cây bị héo, toàn lá mất màu sau đó chết, lá thường có màu đồng sáng. Rễ ngắn, dày lên về phía đấu rễ

Kẽm

Zn2+

Ảnh hưởng đến quá trình quang phân li nước và giúp hoạt hóa các enzym

– Khi thiếu thì lá cuộn tròn lại, gân lá thì có đốm vằn, lá dày, cuống lá nhỏ, ngắn, xoăn và biến dạng.

Đồng

Cu2+

Giúp hoạt hóa các enzym

– Khi thiếu thì xuất hiện hiện tượng chảy gôm, kèm theo đó là sự xuất hiện của các vết hoại tử trên lá hoặc quả

Molibden

(MoO4)2+

Cần cho sự trao đổi của Nitơ

– Khi thiếu sẽ gây ức chế dinh dưỡng đạm của cây trồng

Niken

Ni2+

Thành phần cấu tạo của enzym ureaza

– Khi thiếu thì cây sẽ tích tụ ure trong lá dẫn đến các ngọn lá bị chết

3. Nguồn cung cấp các nguyên tố dinh dưỡng khoáng cho cây

Đất và phân bón là 2 nguồn phổ biến cung cấp các nguyên tố dinh dưỡng khoáng cho cây.

3.1. Đất

Đất là nguồn cung cấp chủ yếu các nguyên tố khoáng cho cây

– Muối khoáng chứa trong đất tồn tại ở 2 dạng là dạng không tan hoặc dạng hòa tan (hay còn gọi là dạng ion).

+ Cây hấp thụ được khoáng dưới dạng hòa tan.

+ Cây không thể hấp thụ được khoáng dưới dạng không hòa tan, phải trải qua quá trình chuyển hóa thành dạng hòa tan nhờ vào cấu trúc của đất bao gồm nhiều nhân tố của môi trường như hàm lượng nước, độ pH, độ thoáng, nhiệt độ, vi sinh vật.

3.2. Phân bón cho cây trồng

– Phân bón được xem là nguồn cung cấp rất quan trọng các chất khoáng dinh dưỡng cho cây trồng.

– Bón phân với liều lượng quá cao so với mức cần thiết không chỉ gây độc cho cây mà còn gây ô nhiễm sản phẩm nông nghiệp, ô nhiễm môi trường nước và đất.

Ví dụ: Nếu hàm lượng Mo nhiều trong rau thì khi động vật ăn rau đó có thể bị ngộ độc, còn người ăn rau đó thì có thể bị bệnh gút còn gọi là bệnh thống phong.

=> Tùy vào từng loại phân bón, giống cây trồng để xác định liều lượng phân bón cho phù hợp.

4. Cơ chế trao đổi khoáng ở thực vật

Sự hấp thụ các nguyên tố khoáng được trình bày như sau :

Các chất khoáng hòa tan ở trong đất thường tồn tại dưới dạng hoà tan sẽ phân ly thành các ion mang điện tích dương hay các cation và ion mang điện tích âm hay các anion.

Các nguyên tố khoáng thường được được cây hấp thụ dưới dạng ion chủ yếu qua hệ thống rễ. Có hai cách để rễ hấp thụ được các ion khoáng là cách bị động và cách chủ động. Cụ thể:

– Cách bị động :

+ Các ion khoáng sẽ được khuếch tán theo sự chênh lệch nồng độ từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.

+ Các ion khoáng được hoà tan trong nước và đi vào rễ theo dòng nước.

+ Ngoài ra các ion khoáng cũng hút bám trên bề mặt các keo đất và trên bề mặt rễ xảy ra hiện tượng trao đổi với nhau khi có sự tiếp xúc giữa rễ và với môi trường đất. Cách hấp thụ khoáng này được gọi là hút bám trao đổi.

– Cách chủ động :

+ Đa số các chất khoáng được hấp thụ vào cây theo cơ chế chủ động này.

+ Cơ chế chủ động này được thể hiện ở tính thấm chọn lọc trên màng sinh chất và các chất khoáng mà cây cần thiết cho quá trình sinh trưởng, phát triển đều được vận chuyển ngược lại với quy luật khuếch tán, nghĩa là chúng sẽ được vận chuyển từ nơi có nồng độ thấp ở đất đến nơi có nồng độ cao, thậm chí là rất cao (gấp hàng chục, hàng trăm lần) ở rễ.

+ Vì cơ chế hấp thụ khoáng này mang tính chọn lọc và trái ngược với gradient nồng độ nên cần phải tiêu tốn năng lượng, tức là có sự góp mặt của ATP và của một chất trung gian, ở đây thường gọi là chất mang. ATP và chất mang được cung cấp trong quá trình trao đổi chất của cây, mà chủ yếu là quá trình hô hấp.

=> Quá trình hấp thụ các chất khoáng liên quan chặt chẽ đến quá trình hô hấp ở rễ.

5. Một số câu hỏi trắc nghiệm về vai trò của các nguyên tố khoáng

Câu 1. Nguyên tố photpho có vai trò gì trong cơ thể thực vật?

A. Là thành phần cấu tạo nên thành và màng tế bào, giúp hoạt hóa enzym.

B. Là thành phần cấu tạo của protein và axit nucleic.

C. Chủ yếu giúp hoạt hóa enzym, cân bằng ion trong tế bào và mở khí khổng.

D. Là thành phần cấu tạo của axit nucleic, ATP, phospholipid, coenzyme; cần cho sự nở hoa, ra quả và sự phát triển của rễ.

Đáp án đúng: D

Câu 2. Phát biểu nào dưới đây chưa đúng khi nói về các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu trong cây là?

A. Là những nguyên tố dinh dưỡng mà khi thiếu nó thì không thể hoàn thành được chu trình sống của cây.

B. Chỉ bao gồm những nguyên tố đại lượng như C, H, O, N, P, S, Ca, K, Mg

C. Phải trực tiếp tham gia vào quá trình chuyển hoá vật chất trong cơ thể sinh vật

D. Không thể thay thế được bằng bất kì nguyên tố nào khác

Đáp án đúng: B

Câu 3. Cho các nguyên tố: N, Fe, S, K, Cu, P, Ca, Mo, Zn. Các nguyên tố đa lượng có trong dãy trên là

A. N, P, K, S và Fe

B. N, K, P và Zn

C. N, P, K, Ca và Cu

D. N, P, K, S và Ca

Đáp án đúng: D

Câu 4. Khi thiếu nguyên tố khoáng Kali, cây sẽ mang những đặc điểm biểu hiện như thế nào?

A. Lá bé, màu lục đậm, màu sắc của thân cây không bình thường, sinh trưởng của rễ bị giảm dần.

B. Lá mới màu vàng, sinh trưởng của rễ bị giảm dần.

C. Sinh trưởng còi cọc và lá thường có màu vàng.

D. Lá có màu vàng nhạt, mép lá lại màu đỏ và có nhiều chấm đỏ phía trên mặt lá.

Đáp án đúng: D

Câu 5. Số câu đúng khi phát biểu về các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu là?

1. Nếu cây thiếu các nguyên tố này thì không thể hoàn thành được chu trình sống của sinh vật đó

2. Các nguyên tố này không thể thay thế bằng bất kỳ nguyên tố khác được

3. Các nguyên tố này phải trực tiếp tham gia vào các quá trình chuyển hóa vật chất trong cây

4. Các nguyên tố này phải luôn đóng góp vào cấu tạo của các đại phân tử hữu cơ

А. 1.

В. 4

С. 2

D. 3

Đáp án đúng: D

Câu 6. Có bao nhiêu đặc điểm của nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu được trình bày dưới đây?

(1) Là nguyên tố đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự hoàn thành chu trình sống cho cây.

(2) Các nguyên tố này không thể thay thế bằng bất kỳ nguyên tố khác được

(3) Các nguyên tố này phải trực tiếp tham gia vào các quá trình chuyển hóa vật chất trong cây

(4) Là nguyên tố phải có hàm lượng lớn trong cơ thể của thực vật

А. 1

В. 2

C. 3

D. 4

Đáp án đúng: C

Câu 7. Nguyên tố vi lượng là các nguyên tố mà cây chỉ cần hàm lượng rất nhỏ tuy nhiên nếu không có sự góp mặt của chúng thì cây sẽ còi cọc và có thể dẫn đến cây bị chết. Nguyên nhân là do nguyên tố vi lượng có vai trò:

A. tham gia vào cấu trúc của tế bào

B. giúp hoạt hoá các enzym trong quá trình trao đổi chất của cây

C. quy định ASTT của dịch tế bào

D. thúc đẩy cho quả và hạt chín nhanh

Đáp án đúng: B

Câu 8. Chức năng và triệu chứng của cây khi thiếu nguyên tố sinh dưỡng magie lần lượt như sau:

A. Thành phần tham gia cấu tạo của các xitôcrôm; lá thường có màu vàng

B. Thành phần tham gia cấu tạo của xitôcrôm, nhân tố phụ của enzym; lá non có màu lục đậm, bất thường

C. Thành phần tham gia cấu tạo của diệp lục, nhân tố phụ của enzym, lá non có màu lục đậm, bất thường

D. Thành phần tham gia cấu tạo của diệp lục, nhân tố phụ của enzym. Lá thường có màu vàng

Đáp án đúng: D

Câu 9. Muốn xác định được vai trò của nguyên tố Sắt đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây ngô, người ta trồng cây ngô đó trong điều kiện môi trường:

A. Dung dịch dinh dưỡng nhưng không chứa Fe

B. Trồng trong chậu đất và bổ sung chất dinh dưỡng có Mg

C. Trồng trong chậu cát và bổ sung chất dinh dưỡng có Mg

D. Dung dịch thiếu dinh dưỡng nhưng có Fe

Đáp án đúng: A

Câu 10. Cho các thông tin sau:

(1) Bón vôi cho đất chua để khử chua.

(2) Cày lật úp rạ xuống.

(3) Cày phơi ải đất, làm cỏ sục bùn.

(4) Bón thật nhiều phân bón vô cơ.

Biện pháp giúp chuyển hóa các chất khoáng trong đất từ dạng không tan thành dạng hòa tan là

A. (1),(3),(4)

B. (1),(2),(3)

C. (1),(2),(3),(4)

D. (1),(2),(4)

Đáp án đúng: B

Muốn thực vật phát triển tốt thì không thể không nhắc tới vai trò của các nguyên tố khoáng và đây là phần kiến thức đòi hỏi khả năng ghi nhớ của các em. Bởi vậy, VUIHOC đã tổng hợp chi tiết nhất về các nguyên tố khoáng để các em có thể học tập dễ dàng hơn. Ngoài ra, các em có thể truy cập vào Vuihoc.vn để đăng ký tài khoản hoặc liên hệ ngay trung tâm hỗ trợ để học thêm được thật nhiều kiến thức khác nhé!