Bài 5: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật

Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu của thực vật. Nitơ được rễ cây hấp thụ từ môi trường ở dạng NH₄⁺ và NO3-. Trong cây NO₃^- được khử thành NH₄⁺.

Nitơ có vai trò quan trọng đối với đời sống của thực vật:

• Vai trò chung: Đảm bảo cho cây sinh trưởng và phát triển tốt

• Vai trò cấu trúc:

  • Tham gia cấu tạo nên các phân tử protein, enzim, coenzim, axit nucleic, diệp lục, ATP …

  • Nito có trong các chất điều hòa sinh trưởng

  • Dấu hiệu khi cây thiếu nguyên tố Nitơ là cây sinh trưởng kém, xuất hiện màu vàng nhạt trên lá

• Vai trò điều tiết:

Tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất và trạng thái ngậm nước của tế bào → ảnh hưởng đến mức độ hoạt động của tế bào.

=> Nitơ có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lý của cây trồng

Sự đồng hoá Nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình:

2.1. Quá trình khử nitrat:

• Là quá trình chuyển hoá NO₃^- thành NH₄⁺, có sự tham gia của Mo và Fe được thực hiện ở 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.

• Sơ đồ:  NO₃^-­­ (nitrat) → NO₂^- (nitrit) → NH₄⁺ (amoni)

• Hoạt động của 2 giai đoạn đều 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.

• 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: nhằm hạn chế sự tích lũy nitrat trong các bộ phận của cây.

2.2. Quá trình đồng hoá NH₄⁺ trong mô thực vật:

Theo 3 con đường:

• Amin hoá trực tiếp các axit xêto tạo axit amin: Axit xêto + NH₄⁺ → Axit amin.

Ví dụ: Axit α-xetoglutaric + NH₄⁺ + NADH₂ → Axit glutamic + H₂O + NAD⁺

• Chuyển vị amin: Axit amin + axit xêto → axit amin mới + axit 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

Vd: Axit glutamic + NH₄⁺ → Glutamin

→ Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học quan trọng

• Đó là cách giải độc NH₃ tốt nhất (NH₃ tích luỹ lại sẽ gây độc cho tế bào)
• Amit là nguồn dự trữ NH₃ cho quá trình tổng hợp axit amin khi cần thiết.

Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu của thực vật. Nitơ được rễ cây hấp thụ từ môi trường ở dạng NH₄⁺ và NO3-. Trong cây NO₃^- được khử thành NH₄⁺.

Nitơ có vai trò quan trọng đối với đời sống của thực vật:

• Vai trò chung: Đảm bảo cho cây sinh trưởng và phát triển tốt

• Vai trò cấu trúc:

  • Tham gia cấu tạo nên các phân tử protein, enzim, coenzim, axit nucleic, diệp lục, ATP …

  • Nito có trong các chất điều hòa sinh trưởng

  • Dấu hiệu khi cây thiếu nguyên tố Nitơ là cây sinh trưởng kém, xuất hiện màu vàng nhạt trên lá

• Vai trò điều tiết:

Tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất và trạng thái ngậm nước của tế bào → ảnh hưởng đến mức độ hoạt động của tế bào.

=> Nitơ có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lý của cây trồng

Sự đồng hoá Nitơ trong mô thực vật gồm 2 quá trình:

2.1. Quá trình khử nitrat:

• Là quá trình chuyển hoá NO₃^- thành NH₄⁺, có sự tham gia của Mo và Fe được thực hiện ở 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.

• Sơ đồ:  NO₃^-­­ (nitrat) → NO₂^- (nitrit) → NH₄⁺ (amoni)

• Hoạt động của 2 giai đoạn đều 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.

• 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: nhằm hạn chế sự tích lũy nitrat trong các bộ phận của cây.

2.2. Quá trình đồng hoá NH₄⁺ trong mô thực vật:

Theo 3 con đường:

• Amin hoá trực tiếp các axit xêto tạo axit amin: Axit xêto + NH₄⁺ → Axit amin.

Ví dụ: Axit α-xetoglutaric + NH₄⁺ + NADH₂ → Axit glutamic + H₂O + NAD⁺

• Chuyển vị amin: Axit amin + axit xêto → axit amin mới + axit 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

Vd: Axit glutamic + NH₄⁺ → Glutamin

→ Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học quan trọng

• Đó là cách giải độc NH₃ tốt nhất (NH₃ tích luỹ lại sẽ gây độc cho tế bào)
• Amit là nguồn dự trữ NH₃ cho quá trình tổng hợp axit amin khi cần thiết.