Bài 5. Dinh dưỡng nitơ ở thực vật

BÀI 5: DINH DƯỠNG NITƠ Ở THỰC VẬT
I.Mục tiêu: Học xong bài này, học sinh phải:
      1.Kiến thức:
      - Nêu được vai trò sinh lý của nguyên tố nitơ
      - Trình bày các con đường đồng hoá nitơ trong mô thực vật
      - Ý nghĩa của quá trình hình thành amit trong đời sống thực vật
      2.Kỹ năng:
      - Rèn luyện kỹ năng quan sát, tư duy, phân tích và sử dụng sách giáo khoa
      3.Thái độ:
      - Có ý thức chăm sóc và bón phân cho cây trồng
II. Trọng tâm:
      - Vai trò của nitơ
      - Con đường đồng hoá nitơ ở mô thực vật
III. Phương pháp: Vấn đáp tìm tòi, giảng giải
IV. Chuẩn bị:
      - Giáo viên: Hình vẽ H5.1, H5.2(SGK); sơ đồ quá trình khử nitrat
      - Học sinh: Nghiên cứu bài mới
V. Tiến trình lên lớp:
      1. Kiểm tra bài cũ:
   Câu hỏi: 1/ Nêu cơ sở của việc bón phân hợp lý?
                  2/ Nêu một số biện pháp giúp cho quá trình chuyển hoá muối khoáng trong đất từ dạng khó tiêu thành dạng dễ tiêu và liên hệ thực tế ?
- Hs: trả lời câu hỏi
- Gv: Nhận xét và đánh giá
      2. Mở bài: GV cho học sinh nhận xét câu tục ngữ: “Nhất nước, Nhì phân, tam cần, tứ giống”. Từ nhận xét của học sinh, GV xác định, hiện nay giống có vai trò quan trọng nhất để dẫn dắt HS đi vào vai trò của phân bón; một trong những loại phân bón quan trọng nhất là phân đạm. trong phân đạm chứa nguyên tố dinh dưỡng nào? (Nitơ). Như vậy, nitơ có vai trò như thế nào đối thực vật và thực vật đồng hoá nitơ như thế nào? Vào bài mới.
      3. Nội dung bài mới:
KIỂM TRA BÀI CŨ: Hãy quan sát hình sau và cho nhận xét về vai trò của các nguyên tố khoáng thiết yếu nói chung và của nguyên tố nitơ nói riêng đối với sự sinh trưởng của cây?
Cây lúa trồng trong các dung dich dinh dưỡng khoáng khác nhau
1- đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu;
2, thiếu một số nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu.
I. VAI TRÒ SINH LÍ CỦA NGUYÊN TỐ NITƠ


Dựa vào kiến thức bài 4 hãy cho biết các dạng nitơ mà cây có thể hấp thụ? Vai trò của nitơ trong cơ thể thực vật?
Đó là các dạng ion NH4+ và NO3-, nitơ là thành phần cấu tạo của prôtêin, axit nuclêic, enzim…
Trong các nguyên tố đại lượng thì nitơ có một vai trò đặc biệt quan trọng đối với đời sống của thực vật. Chúng ta cùng tìm hiểu về vai trò sinh lí cụ thể của nitơ đối với cây và quá trình đồng hoá nitơ ở thực vật.
Quan sát các hình sau và cho biết nitơ tham gia cấu tạo nên các hợp chất hữu cơ gì?
H1: Sơ đồ cấu trúc một đoạn mạch đơn của phân tử ADN
H2: Sơ đồ cấu tạo hoá học của một phân tử axit amin
H3: Sơ đồ cấu tạo hoá học của phân tử ATP
H4: Các bậc cấu trúc của Prôtêin
I. VAI TRÒ SINH LÍ CỦA NGUYÊN TỐ NITƠ
1. Vai trò cấu trúc :
- Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu, là thành phần không thể thay thế của nhiều hợp chất sinh học quan trọng như prôtêin, enzim, coenzim, axit nulêic, diệp lục, ATP…trong cơ thể thực vật.

Dựa vào những kiến thức trên hãy rút ra vai trò cấu trúc của nitơ đối với cây?


Cây lúa được trồng trong dung dịch dinh dưỡng: a, đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu; b, thiếu kali; c, thiếu nitơ; d, thiếu phôtpho
Hãy quan sát hình 5.1 sgk và các hình sau để rút ra nhận xét về biểu hiện của cây khi thiếu nitơ? Vì sao cây có những biểu hiện đó?
Cây dứa được trồng trong đất đủ các nguyên tố khoáng
Cây dứa trồng trong đất thiếu nitơ
Dấu hiệu thiếu nitơ ở cây bắp
Dấu hiệu thiếu nitơ ở lá cà chua
Lá ở cây mía thiếu nitơ
Lá ở cây mía đầy đủ dinh dưỡng khoáng
- Thiếu nitơ làm giảm quá trình tổng hợp prôtêin, sự sinh trưởng của các cơ quan bị giảm. Thiếu nitơ gây hiện tượng vàng lá( từ vàng ít đến nhiều) xuất hiện trước hết ở các lá già do sự phân giải diệp lục và huy động nguồn nitơ từ các lá phía dưới cho phần phía trên đang tăng trưởng. Sinh trưởng bị kìm hãm, làm giảm năng suất.
- Vậy khi thừa nitơ cây sẽ có những biểu hiện như thế nào?
- Khi thừa nitơ sẽ duy trì sinh trưởng sinh dưỡng, kìm hãm sự ra hoa, tạo quả. Dư thừa nitơ thì thân lá vươn dài và dễ gãy đổ, kết quả là cũng làm giảm năng suất.
I. VAI TRÒ SINH LÍ CỦA NGUYÊN TỐ NITƠ
Vai trò cấu trúc :
- Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu, là thành phần không thể thay thế của nhiều hợp chất sinh học quan trọng như prôtêin, enzim, coenzim, axit nulêic, diệp lục, ATP…trong cơ thể thực vật.
2. Vai trò điều tiết:
Nitơ tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất của 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.


Do tham gia cấu tạo nên các hợp chất sinh học quan trọng như trên, nitơ sẽ có vai trò gì trong quá trình trao đổi chất và năng lượng của cơ thể?
- Vì vậy nitơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với đời sống của thực vật.
3. Vai trò chung:
- Khi sống trong môi trường dinh dưỡng thiếu hoặc thừa nitơ , cây không thể sinh trưởng phát triển bình thường được.
- Khi được cung cấp đầy đủ nitơ cây sinh trưởng phát triển bình thường.
II. QUÁ TRÌNH ĐỒNG HÓA NITƠ Ở THỰC VẬT
Rễ cây hấp thụ nitơ ở dạng NH4+( dạng khử) và NO3-( dạng oxi hoá) từ đất, nhưng nitơ trong các hợp chất hữu cơ cấu thành cơ thể thực vật lại tồn tại ở dạng khử . Từ đó, hãy giả thiết phải có quá trình gì xảy ra trong cây?
Trong cây phải có quá trình chuyển nitơ ở dạng ôxi hoá thành dạng khử, nghĩa là phải có quá trình khử nitrat.
Quá trình đồng hoá nitơ trong mô thực vật Gồm 2 qúa trình : khử nitrat và đồng hoá amôni.
Quan sát sơ đồ sau và cho biết quá trình khử nitrat diễn ra như thế nào? Các enzim gì đã tham gia vào các giai đoạn của qúa trình đó? Nghiên cứu SGK trang 26 cho biết quá trình khử nitrat xảy ra ở đâu trong thực vật?

1, Quá trình khử nitrat:
1, Quá trình khử nitrat:
Quá trình khử nitrat trong mô rễ và mô lá của thực vật diễn ra qua 2 giai đoạn:
Giai đoạn1: NO3- được khử thành NO2- , cần có sự tham gia của enzim nitrat reductaza.
Giai đoạn 2: NO2- được khử thành NH4+ được xúc tác bởi enzim nitrit reductaza.
Cả hai enzim được hoạt hóa bởi Mo và Fe. Hoạt động của chúng có liên quan chặt chẽ với hoạt động quang hợp và hô hấp của cây chủ, các quá trình này cung cấp cơ chất khử và năng lượng cần thiết cho hoạt động khử nitrat.

- Nếu nitrat tồn đọng trong cơ thể thực vật quá nhiều thì sẽ gây ra hậu quả gì cho người khi sử dụng lâu dài các nông phẩm từ các cây đó?

- Vấn đề khử nitrat thành amôniac có ý nghĩa thực tiễn lớn. Dư lượng nitrat trong nông phẩm là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ sạch hoá học.
Vd: đối với rau bắp cải, nếu lượng nitrat thấp hơn 500mg/kg thì mới được coi là rau sạch. Dư lượng nitrat cao là một nguồn gây bệnh ung thư.
Dạng NH4+ là dạng cây sử dụng trực tiếp để tạo thành các aa. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về quá trình đồng hóa NH3 trong mô thực vật.
Hãy nghiên cứu phần 2 SGK trang 26 và cho biết có những con đường nào liên kết NH3 với các hợp chất hữu cơ?
a, Amin hoá trực tiếp các axit xêtô:
dehydrogenaza
2, Quá trình đồng hoá NH3 trong mô thực vật:
Axit xêtô
Axit amin
TQ: Axit xêtô + NH3 axit amin
Quá trình hô hấp của cây đã tạo ra các axit ( R- COOH) và nhờ quá trình trao đổi nitơ các axit này có thêm gốc NH2 để thành axit amin.
b, Chuyển vị amin:
Vd:
a. glutamic
a. puruvic
alanin
a. Xêtôglu-taric
TQ: Axit amin + axit xêtô Axit amin mới + axit xêtô mới
NH3 tích luỹ lại trong mô sẽ gây độc cho tế bào nhưng khi sinh trưởng mạnh thì cây thiếu hụt NH3. Vậy cơ thể thực vật đã giải quyết mâu thuẫn đó như thế nào?
c, Hình thành amit:
Vd:
a. glutamic
glutamin
TQ: Axit amin đicacboxylic+NH3 Amit
Ý nghĩa sinh học của sự hình thành amit:
- Là cách giải độc NH3 dư thừa tốt nhất cho cây( vì chất này tích luỹ gây độc hại cho cây)
- Amit là nguồn dự trữ NH3 cho các quá trình tổng hợp axit amin trong cơ thể thực vật khi cần thiết.
Từ các axit amin trên, thông qua quá trình chuyển amin hoá, 20 aa sẽ được hình thành trong mô thực vật và là nguyên liệu để hình thành các loại prôtêin khác nhau cũng như các hợp chất thứ cấp khác
VD: Quá trình sinh tổng hợp aa thứ cấp.
CỦNG CỐ
1, Vì sao thiếu nitơ trong môi trường dinh dưỡng cây không thế sống được?
Vì nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu, có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cây( vai trò cấu trúc và vai trò điều tiết)
2, Vì sao trong mô thực vật diễn ra qúa trình khử nitrat?
Vì trong 2 dạng nitơ cây hấp thụ được từ môi trường có dạng NO3- là dạng oxi hoá, nhưng trong cơ thể thực vật nitơ chỉ tồn tại ở dạng khử do đó nitrat cần được khử thành amôniăc để tiếp tục được đồng hoá thành axit amin, amit, prôtêin…


3, Quá trình khử nitrat trong cây xảy ra qua các bước nào sau đây?
A- Xác chết sinh vật NH4+ HNO3
B- NH4+ NO2- NO3-
C- NO2- NO3- NH4+
D- NO3- NO2- NH4+


4,Trong cây, NH4+được sử dụng để thực hiện quá trình:
A- Ôxi hoá tạo năng lượng cho các hoạt động sống
B- Tổng hợp axit amin cho cây
C- Tạo ra các sản phẩm trung gian, cung cấp cho qúa trình hô hấp
D- Tổng hợp chất béo

5, Kể tên các con đường đồng hóa NH3 trong mô thực vật ?
Amin hoá, chuyển vị amin, và hình thành amit
HƯỚNG DẪN HỌC BÀI
Học lý thuyết và làm các bài tập ở cuối bài trong SGK.
Chuẩn bị bài 6: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật( tiếp theo )
Vẽ trước hình 6.1 trang 29 SGK vào vở.