Lý thuyết ôn tập chuyên đề Trao đổi nước và khoáng ở cơ thể thực vật Sinh học 11

TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở CƠ THỂ THỰC VẬT

A. HẤP THỤ NƯỚC Ở RỄ

I. CƠ QUAN HẤP THỤ NƯỚC: Là rễ cây → rễ có đặc điểm phù hợp với chức năng.

1. Hình thái của hệ rễ:

Hệ rễ được phân hoá thành các rễ chính và rễ bên, trên các rễ có các miền lông hút nằm gần đỉnh ST.

2. Rễ cây phát triển nhanh bề mặt hấp thụ.

• Cơ quan hút nước của cây chủ yếu là rễ, một số cây thuỷ sinh có thể hút nước qua thân, lá.
• Hệ rễ ăn sâu, lan rộng, phân nhánh, trên rễ có nhiều lông hút để có bề mặt và độ dài tăng lên nhiều.
• Rễ có khả năng hướng nước, hướng hoá . . .
• Cấu tạo của rễ thích nghi với chức năng hút nước và ion muối khoáng:
  • Miền trưởng thành: Có thể sinh các rễ bên.
  • Miền hấp thụ: Mang nhiều lông hút (thành mỏng không có cutin, không bào lớn, có nhiều ti thể → tạo Ptt lớn)
  • Miền sinh trưởng: Nhóm các TB phân sinh làm cho rễ dài ra.
  • Chóp rễ: Che chở mô phân sinh tận cùng của rễ khỏi bị huỷ hoại.
• Ở một số thực vật trên cạn, hệ rễ không có lông hút thì rễ có nấm rễ bao bọc giúp cho cây hấp thụ nước và ion khoáng một cách dễ dàng, đây là phương thức chủ yếu. Nấm rễ là dạng thích nghi tự nhiên.
• Ở những tế bào rễ non, vách của tế bào chưa suberin hoá cũng tham gia hấp thụ nước và ion khoáng.

II. CƠ CHẾ HẤP THỤ NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG Ở RỄ CÂY: gồm 2 giai đoạn: hấp thụ nước và khoáng:

1.  Giai đoạn: Hấp thụ nước và muối khoáng từ đất vào tế bào lông hút:

* Những bằng chứng về sự hút nước chủ động của rễ: qua hiện tượng chảy nhựa và ứ giọt.

• Hiện tượng rỉ nhựa (chảy nhựa): Nếu cắt ngang một thân cây nhỏ gần sát mặt đất → nối đoạn cắt với một ống cao su, hứng đầu ống cao su vào 1 cái cốc → nước trong ống cao su nhỏ ra từng giọt → gọi là sự rỉ nhựa và dịch tiết ra là dịch nhựa. Trong dịch này có chứa các chất vô cơ và hữu cơ. Nếu nối 1 ống cao su vào áp kế → ta có thể đo được lực đẩy của dòng nước từ rễ lên → lực đẩy đó là áp suất rễ ( 1 – 3atm). Ở các cây gỗ, áp suất rễ có giá trị cao hơn 3 – 10 atm. Hiện tượng rỉ nhựa khá phổ biến ở TV( ở cây Hai lá mầm nhiều - ở cây họ Lúa hiện tượng này ít) và khác nhau theo loài, tuổi, trạng thái sinh lí và sự ST.
• Hiện tượng ứ giọt: ở 1 số cây trong điều kiện ẩm ướt → xuất hiện những giọt nước đọng ở đầu lá và mép lá. Hiện tượng này phổ biến ở cây họ Lúa và các cây trưởng thành như khoai tây, lúa nước, bầu bí, cải.

Hiện tượng ứ giọt thấy rõ khi đặt cây trong chuông bão hòa hơi nước. Sau 1 thời gian ta thấy các giọt nước ứ đọng trên các mép lá, mặt lá. Trong dịch nhựa cũng chứa các chất vô cơ và hữu cơ.

Hiện tượng ứ giọt và rỉ nhựa của cây khi không có sự tham gia của quá trình thoát hơi nước đều do áp suất của rễ gây nên → bằng chứng đánh giá hoạt động của hệ rễ bình thường.

2.  Giai đoạn: Dòng nước và các ion khoáng đi từ lông hút vào mạch gỗ của rễ: 2 con đường:

• Con đường Apoplast: qua Thành tế bào – gian bào:
  • Đi theo không gian giữa các tế bào và không gian giữa các bó sợi xenlulôzơ bên trong thành tế bào đến nội bì bị đai Caspari chặn lại nên phải chuyển sang con đường tế bào chất.
  • Tốc độ nhanh, không được chọn lọc.
• Con đường Symplast: qua Chất nguyên sinh – không bào:
  • Xuyên qua tế bào chất của các tế bào.
  • Tốc độ chậm nhưng các chất đi qua được chọn lọc.

III. ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG VỚI QUÁ TRÌNH HẤP THỤ NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG Ở RỄ CÂY:

Độ thẩm thấu (áp suất thẩm thấu), độ axit (pH) và lượng O₂ của môi trường (độ thoáng khí) → sự hình thành, phát triển của lông hút → quá trình hấp thụ nước và các ion khoáng ở rễ cây.

B. QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT TRONG CÂY

• Sau khi nước và các ion khoáng di chuyển vào mạch gỗ của rễ thì chúng được vận chuyển trong cây:  Nước → Rễ → Thân → Lá → Dạng hơi
• Trong cây có 2 dòng mạch:
  • Dòng mạch gỗ (dòng đi lên) vận chuyển nước và các ion khoáng từ đất → mạch gỗ của rễ → dâng lên theo mạch gỗ trong thân để lan toả đến lá và những phần khác nhau của cây.
  • Dòng mạch rây (dòng đi xuống) vận chuyển các chất hữu cơ từ các tế bào quang hợp ở phiến lá → cuống lá rồi đến nơi cần sử dụng hoặc dự trữ.