Ôn tập sinh trao đổi nước và muối khoáng ở thực vật

TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG Ở THỰC VẬT VẤN ĐỀ 1: VAI TRỊ CỦA NƯỚC Các đặc tính nước ý nghĩa chúng: - Phân tử nước có tính phân cực → dễ dàng cho hidro phản ứng với oxi phân tử khác Bản thân phân tử nước liên kết với liên kết hidro đồng thời liên kết mạnh với phân tử khác chứa oxi → tạo lực liên kết lớn làm động lực đẩy dòng nước hướng lên hệ xylem Do tính phân cực cao, nước tạo độ nhớt, sức căng bề mặt khả hồ tan chất khí cao - Nước có ẩn nhiệt bay (lượng nhiệt cần để biến đổi đơn vị chất lỏng thành hơi) cao → làm mát bề mặt thể sống đặc biệt mát tránh tổn thương điều kiện xạ cao - Nhiệt độ nóng chảy (lượng nhiệt cần để biến đổi đơn vị chất rắn thành chất lỏng) nước (nước đá) cao → bảo vệ chống tác nhân sương giá cho mùa đông khắc nghiệt - Nước có nhiệt dung cao số chất lỏng phổ biến (bằng 1) nên khả dẫn nhiệt kém, tính ổn định nhiệt cao, nước ngun chất sơi 1000C, đóng băng 00C, đóng băng tan băng nước thải hấp thụ lượng tương ứng 80 cal/gam, bốc nước cần 540 cal/gam, thăng hoa cần 679 calo/gam Chất nguyên sinh tế bào thực vật có hàm lượng nước khoảng 80-90% → nước có khuynh hướng bảo vệ thể khỏi biến đổi nhiệt độ thái nhờ biến đổi nhỏ khả tải nhiệt nước - Sức căng bề mặt nước có vai trị làm dâng chất lỏng bên ống mao quản Chiều cao cột chất lỏng dâng lên sức căng bề mặt gây Sự dâng dịch bào bên ống mao quản (nhờ tính mao dẫn) quan trọng giải thích dâng nước theo hệ xylem gỗ - Độ đậm đặc nước: Nước có độ đậm đặc lớn khơng khí nhiều lần, có tác dụng nâng đỡ cho thể sống - Nước có khả tham gia vào nhiều phản ứng kết hợp với chất vô có tiêu dùng lượng; phản ứng tạo axit chất đệm NSC tế bào (H2CO3); phản ứng thủy phân, phân giải peptit, este liên kết glicozit q trình chuyển hóa trung gian 2 Vai trò nước đời sống thực vật Nước nhân tố sinh thái vô quan trọng Trong lịch sử phát triển sinh giới bề mặt trái đất luôn gắn liền với môi trường nước Các sinh vật xuất mơi trường nước Q trình đấu tranh lên sống cạn, chúng không tách khỏi môi trường nước; nước cần thiết cho trình sinh sản Sự kết hợp giao tử hầu hết thực mơi trường nước, nước cần thiết cho q trình trao đổi chất Nước chứa thể sinh vật hàm lượng cao, từ 50 - 90% khối lượng thể sinh vật nước, có trường hợp nước chiếm tỷ lệ cao hơn, tới 98% số mọng nước Thực vật sống thiếu nước, cần lượng nước lớn suốt đời sống nhu cầu nước khác nhau, phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại cây, tuổi cây, điều kiện môi trường Vai trò quan trọng nước tham gia vào trình trao đổi chất thực vật Vai trị thể mặt sau: - Nước dung mơi Nước hồ tan nhiều chất tế bào hầu hết phản ứng hóa học tế bào thực vật xảy môi trường nước - Nước chất phản ứng: tham gia chất phản ứng sinh hóa, ngun liệu cho q trình quang hợp tạo chất hữu cơ, tham gia vào oxi hóa ngun liệu q trình hơ hấp - Phản ứng sinh hóa chung nước phản ứng thủy phân đặc biệt quan trong trình dị hóa Nước cịn có vai trị hidrat hóa Nước hấp thụ bề mặt hạt keo bề mặt màng tế bào tạo lớp nước mỏng bảo vệ cho cấu trúc sống tế bào - Nước làm cho tế bào có độ thủy hóa định tạo nên áp suất thủy tĩnh, trì độ trương cho mơ tế bào, trì cấu trúc hợp chất cao phân tử, trì hình thái tế bào Áp suất thủy tĩnh đặc biệt cần thiết cho sinh trưởng tế bào - Nước yếu tố nối liền với mơi trường bên ngồi, có vai trị điều hịa nhiệt độ VẤN ĐỀ 2: NĂNG LƯỢNG TỰ DO CỦA NƯỚC TRONG GIẢI THÍCH Q TRÌNH HẤP THỤ VÀ DẪN TRUYỀN NƯỚC Theo quan điểm trao đổi nước thực vật, vấn đề quan trọng giải thích q trình dẫn truyền nước từ đất đến rễ → thân → toàn thể cây, cuối từ bề mặt bay nước đến khí Nguyên tắc sử dụng lượng tự nước Năng lượng tự lượng điều kiện thích hợp có khả sinh cơng Mỗi phân tử vật chất có lượng bên trong, nước Nước vận động từ vùng có lượng tự cao đến vùng có lượng tự thấp Năng lượng tự biểu diễn hiệu số nước chịu tác động trọng lực, lực hóa học, lực điện trường, lực hấp thụ, áp suất lực khác với nước tự do, nước nguyên chất Hiệu (số) hóa học nước pha định chiều hướng mà nước khuyếch tán nhằm phân bố đồng phân tử nước hệ Hiệu hóa học nước đồng nghĩa với thuật ngữ hiệu nước hay nước (water potential) pha hệ thống, tế bào với tế bào khác mô, mô khác quan, quan thể sống hay tế bào rễ với dung dịch đất hệ nước-đất-thực vật - Thế nước tế bào thực vât: Là đặc trưng vật lí, đo thẩm thấu kế, thừa nhận đường nước vận chuyển Nó điều chỉnh nồng độ chất áp suất nước Nước vận chuyển từ miền nước cao tới miền nước tan thấp - Thế nước (hay hiệu nước) tăng lên nồng độ chất tan hạ thấp, hay áp suất tăng lên chất tan nhiều Trong tế bào tồn chất tan Các chất tan làm cho hàm lượng nước tự tế bào giảm → giảm lượng tự cuả nước → giảm nước - Thế nước bao gồm số lực thành phần khác, tổng số số học thành phần: thẩm thấu, áp suất, hấp phụ (thế chất), trọng lực, điện trường,… - Một tế bào ưu trương nước thấp mơi trường Nước vận chuyển vào thẩm thấu lúc trở nên căng phồng Một tế bào nhược trương nước lớn mơi trường bên ngồi nó, vậy, nước chuyển động ngồi Nói cách khác thẩm thấu làm giảm nước Vì chất tan làm giảm lượng tự nước nên giá trị thẩm thấu giá trị âm (hay nước nguyên chất) - Khi nước xâm nhập vào tế bào làm tế bào trạng thái trương nước gây áp suất thủy tĩnh (áp suất trương) Áp suất thủy tĩnh thực (xuất nước vào tế bào) gọi áp suất Còn áp suất thủy tĩnh điểm cân (khi P dịch tế bào nước nhau) áp suất thẩm thấu Áp suất thủy tĩnh ép vào vách tế bào nên có giá trị dương → áp suất có giá trị dương → làm tăng nước tế bào Thế áp suất dương giữ độ trương cho tế bào, đẩy chất nguyên sinh chống lại màng thành tế bào làm cho tế bào có hình dạng định - Trong tế bào có nhiều chất có khả hấp thụ nước tạo chất Sự hấp thụ nước bề mặt chất làm giảm lượng tự nước → chất có giá trị âm → làm giảm nước tế bào - Thế nước thấp rễ nồng độ chất tan lớn tế bào rễ Nhu mơ giậu có nồng độ chất tan cao nước nguyên chất bốc ngồi q trình nước Ở tế bào gần với khí khổng, nước bị nước, nhận nước thẩm thấu từ tế bào bên Các tế bào bên trở nên ưu trương Dịng nước ngồi từ tế bào nhu mơ gần khí khổng sau lại vận chuyển từ loạt tế bào sâu bên cuối từ quản bào phần gỗ; nước chứa đầy mạch gỗ chuyển vào tế bào - Mạch gỗ chứa nước muối khoáng Ở rễ, mạch gỗ thu nhận nước muối khoảng từ tế bào nội bì tạo nên gradien nước liên tục Tế bào rễ nước cao tế bào khơng bị nước tinh khiết bốc - Ở tế bào rễ nước thấp nước đất với lí chứa vận chuyển chủ động chất khống hịa tan vào tế bào bên nhu mô vỏ; Các hoạt động trao đổi chất hô hấp diễn mạnh mẽ tế bào lông hút rễ cây, tạo nhiều sản phẩm trung gian muối khoáng tế bào chất nguyên nhân gây chênh lệch nước, làm cho nước rễ thấp đất - Có mối quan hệ chiều cao nước: nước giảm theo chiều cao Như giảm nước từ rễ tới chủ yếu tích lũy chất tan giảm áp suất Thế nước cây, đất khơng khí chênh lệch nào, nước cao thấp đâu? Trong đất: -0,3 đến -15 ba (đất tưới nước tốt băng 0) Trong khơng khí: -800 ba Trong cây, nước rễ cao nhất: -4 ba Thế nước thấp nhất: -15 ba Thế nước thân: -7ba Lưu ý: ba đơn vị áp suất dùng đơn vị cho nước (1ba = 100Jun/kg) VẤN ĐỀ 3: CÁC DẠNG NƯỚC TRONG CÂY VÀ TRONG MÔI TRƯỜNG 1.Nước Nước đất Nước khí quyển: - Mù (sương mù): gồm giọt nước nhỏ li ti xuất vào lúc sáng sớm điều kiện trời trong, gió lặng thành trắng trải dài mặt đất tan mặt trời mọc Ở nơi có thảm thực vật dày đặc (rừng, đồng cỏ, savan) có nhiều mù Mù có tác dụng làm tăng độ ẩm khơng khí, thuận lợi cho sinh trưởng thực vật sâu bọ - Sương: sương thường hình thành vào ban đêm Đối với thực vật sương có tác động tốt nguồn bổ sung độ ẩm cho trời khơ nóng, thường bị héo Đối với vùng khô hạn núi đá vôi, sa mạc, sương nguồn cung cấp nước chủ yếu cho sinh vật vùng - Sương muối: hình thành điều kiện thời tiết khô lạnh vào ban đêm, thành tinh thể trắng muối Sương muối gây tổn hại lớn cho thực vật loài trồng - Mưa Đóng vai trị quan trọng việc cung cấp nước cho thể sống Có dạng sau: + Mưa rào : thường xuất vùng nhiệt đới, thời gian mưa không kéo dài lượng nước lớn Tuy cung cấp nhiều nước mưa rào gây nhiều thiệt hại chồi non bị hư thối, ngăn chặn nảy mầm hạt giống chồi mầm đất mưa lớn làm lớp đất mặt bị nén chặt + Mưa đá: thường xuất vào mùa nóng, gây tác hại thực vật, trồng động vật + Mưa phùn: cung cấp lượng nước cho kéo dài nhiều ngày nên trì độ ẩm, hạn chế thoát nước thực vật - Tuyết: vùng ôn đới, lớp tuyết phủ mặt đất có tác dụng nhiều mặt, thảm xốp cách nhiệt, bảo vệ cho chồi mặt đất động vật nhỏ - Độ ẩm khơng khí: dạng nước có tác dụng đến đời sống sinh vật Độ ẩm tương đối không khí thay đổi tùy theo nhiệt độ, lượng nước khơng khí mà nhiệt độ khác độ ẩm tương đối khác Đối với thực vật, độ ẩm thấp, cường độ thoát nước tăng, bị héo Còn độ ẩm cao mức thời gian hoa, kết bị chậm lại Yêu cầu độ ẩm lồi thực vật khơng giống nhau, ví dụ samu sinh trưởng tốt nơi có độ ẩm cao, phi lao chịu độ ẩm tương đối thấp Ngồi độ ẩm cịn ảnh hưởng đến phân bố thực vật, ví dụ mỡ địi hỏi khơng khí ẩm chè, nên phân bố tự nhiên mỡ thu hẹp khu vực định VẤN ĐỀ 4: CƠ QUAN HẤP THỤ NƯỚC Ở THỰC VẬT Thực vật thủy sinh ? Tại thực vật thủy sinh khơng có lơng hút? Vì TV thủy sinh khơng bị thối rữa mơi trường nước? Rễ thủy sinh khơng có lơng hút, đảm nhiệm chức hút nước tế bào biểu bì bao quanh tồn thể Sở dĩ thủy sinh không cần lông hút lượng nước ngồi mơi trường nhiều, khơng cần có lơng hút để tăng hiệu hấp thu nước Cây thủy sinh ngập chìm phần rễ nước sống loại cạn bị ngập nước bị úng rễ chết Đó nhờ chế thích nghi cấu tạo rễ Trong lớp vỏ rễ thuỷ sinh có khoang rỗng tương đối lớn tế bào, thơng với thành hệ thống dẫn khí Đặc biệt, biểu bì rễ lớp màng mỏng mờ đục, cho phép lượng ơxy ỏi hồ tan nước thấm qua (thẩm thấu), vào rễ Theo khoang rỗng tế bào, ôxy phân tán khắp rễ, cung cấp đầy đủ dưỡng khí cho phận hơ hấp Ngồi ra, để thích nghi với mơi trường nước, số thực vật thuỷ sinh cịn có cấu tạo đặc biệt Ví dụ lồi sen Tuy chúng sống bùn, mơi trường yếm khí, hơ hấp tự nhiên gặp khó khăn, ngó sen lại có nhiều lỗ to nhỏ khác Những lỗ ăn thông với lỗ cuống lá, đồng thời lại có nhiều khoang rỗng ăn thơng với khí khổng Vì ngó sen nằm sâu bùn sống bình thường nhờ tự thở qua mặt Một ví dụ khác củ ấu, rễ mọc bùn, cuống phình to, hình thành nhiều túi khí, chứa đủ khí rễ thở Hay bèo ong, có nhiều rễ củ Kỳ thực rễ thật mà biến dạng lá, đảm nhiệm tác dụng rễ Lớp biểu bì thân thực vật thuỷ sinh có tác dụng rễ Lớp cutin (vốn giữ cho khỏi nước mặt lá) không phát triển hồn tồn khơng có Tế bào lớp vỏ chứa chất diệp lục có khả quang hợp, tự tạo chất hữu Nhờ hơ hấp bình thường, lại có “thức ăn để ăn”, nên thực vật thuỷ sinh sống lâu dài nước mà không bị thối rữa Thực vật cạn: Thực vật bậc thấp lấy nước qua toàn bề mặt thể, thực vật bậc cao, ngành Rêu lấy nước đất rễ giả, ngành cịn lại có rễ thật, quan chuyên hóa để lấy nước đất Ở thực vật có mạch, rễ quan thực vật thông thường nằm mặt đất (khi so sánh với thân) Hai chức rễ là: Hấp thụ nước chất dinh dưỡng vô Giữ cho ổn định bám chặt vào đất Rễ đóng vai trị quan trọng tổng hợp cytokinin, dạng hc mơn tăng trưởng thực vật, nhu cầu để phát triển chồi cành Bộ rễ nhiều loại rễ tạo thành, mm2 bề mặt rễ lại có tới hàng trăm lơng hút (hình thành từ tế bào biểu bì rễ) Rễ hút nước muối khống hồ tan chủ yếu nhờ lơng hút Các dạng nước tự dạng nước liên kết khơng chặt có đất lơng hút hấp thụ cách dễ dàng nhờ chênh lệch áp suất thầm thấu Nước muối khoáng đất lông hút hấp thụ chuyển qua vỏ tới mạch gỗ lên phận Việc vận chuyển nước diễn xylem (chất gỗ) phloem (libe) Xylem vận chuyển nước chất vơ hịa tan từ rễ lên lá, phloem vận chuyển chất hữu hòa tan khắp thân Chuyển động nước, chất dinh dưỡng, đường chất thải thực nhờ truyền dẫn, hấp thụ thoát nước Tế bào lơng hút có đặc điểm cấu tạo sinh lý phù hợp với chức nhận nước từ đất: - Thành tế bào mỏng, không thấm cutin (khơng có lớp mcutin) - Chỉ có khơng bào trung tâm lớn - Áp suất thẩm thấu cao hoạt động hơ hấp rễ mạnh Ngồi thực vật bậc cao có số lồi sống bì sinh rừng nhiệt đới, có khả hấp thụ nước qua bề mặt rễ khí sinh Ở lồi phong lan thuộc họ Lan (Orchidaceae) có rễ khí sinh bao bọc màng biểu bì nhiều lớp xốp, màng trời mưa hút nước, trời khơ chứa đầy khơng khí Ngồi nhiều lồi sống bì sinh cịn phát triển mơ chứa nước chun hóa Có dẫn liệu cho gai số mọng nước (như xương rồng: Cactus) có khả hút nước dạng giọt mao quản nhờ cấu trúc hiển vi đặc biệt Người ta dùng giọt nước có chứa nguyên tố đánh dấu nhỏ gai xương rồng, sau thấy mơ chúng có chứa nguyên tố VẤN ĐỀ 5: CÁC QUÁ TRÌNH DẪN TRUYỀN Ở THỰC VẬT Sự dẫn truyền bao hàm dẫn truyền nước, ion khoáng rễ hấp thụ từ dung dịch đất, chất tan hữu phận khí sinh tạo đặc biệt Có loại dẫn truyền cây: dẫn truyền khoảng cách ngắn dẫn truyền khoảng cách dài - Từ bề mặt lông hút rễ đến mạch dẫn: khoảng cách ngắn, khoảng 0,2mm Dẫn truyền nước qua tế bào sống không sống - Qua hệ mạch dẫn thân: khoảng cách dài Nước vận chuyển từ rễ lên theo hệ mạch gỗ (xylem).Các chất hòa tan rễ hút vào vận chuyển lên thân dòng nước theo mạch gỗ Các sản phẩm hòa tan tạo quang hợp trình TĐC vận chuyển xuống theo mạch rây (phloem) - Từ gân đến tế bào thịt lá, gian bào, khí khổng ngồi khơng khí: khoảng cách ngắn Nước qua tế bào sống qua ống mao dẫn thành tế bào thịt qua khí khổng Dẫn truyền khoảng cách ngắn Dẫn truyền khoảng cách dài Bộ phận dẫn truyền - Xảy rễ: vận chuyển nước, ion khoáng qua tầng mô rễ đến trụ mạch dẫn (gồm xylem phloem) - Xảy lá: dẫn truyền từ tế bào mô chứa lục lạp đến gân (mô dẫn) - Xảy thân cây: nước chất tan dẫn truyền hệ mạch phức tạp xylem phloem Con đường dẫn truyền - Dẫn truyền symplast: thông qua cầu sinh chất - Dẫn truyền apoplast: thông qua vách tế bào khoảng gian bào - Nước, muối khoáng từ rễ lên theo mạch gỗ (xylem) - Các chất hữu từ xuống rễ theo mạch rây (phloem) Hai đường khơng hồn tồn độc lập với nhau: nước vận chuyển theo chiều từ xuống mạch rây, từ mạch gỗ sang mạch rây từ mạch rây mạch gỗ tuỳ theo nước mạch rây Động lực - Thoát nước - Áp suất rễ (do trình hấp thụ nước) - Lực liên kết phân tử nước - Lực hút (do q trình nước) - Lực đẩy rễ - Lực trung gian (lực liên kết phân tử nước lực bám phân tử nước với thành mạch dẫn tạo thành dòng nước liên tục) Cơ chế Cơ chế dòng nước chiều từ đất vào rễ lên thân - Nước từ đất vào lông hút vào mạch gỗ rễ theo chế thẩm thấu - Nước bị đẩy từ rễ lên thân lực đẩy gọi áp suất rễ (thể tượng rỉ nhựa ứ giọt) Cơ chế đảm bảo vận chuyển nước thân - Bề mặt thoát nước lá→ động lực kéo nước hướng lên hệ xylem - Chất tan dẫn truyền dọc theo hệ xylem dịng nước dẫn truyền hệ phloem theo gradien áp suất Đặc điểm - Phần lớn nước hấp thụ vùng chóp rễ có nhiều lơng hút Lơng hút tồn ko lâu, thay lông hút Lông hút làm tăng đáng kể dt bề mặt hấp thụ nước chất tan → tăng dt tiếp xúc rễ với hạt đát → cho phép rễ thâm nhập vào thể tích đất lớn - Tầng tế bào nội bì rễ có dải Caspary- chắn ko thấm nước dẫn truyền nước apoplast → nước từ vùng vỏ rễ đến trụ dẫn truyền phải thơng qua màng tế bào sống nội bì (qua hệ symplast) - Một số rễ có tế bào dẫn truyền nội bì, chúng bị đứt gãy cho phép số nước dẫn truyền apoplast qua nội bì Trong mơ rễ nước vận động qua apolpast chủ yếu - Hệ mạch tạo dẫn truyền nhanh chóng hiệu quả; hệ cịn có chức nâng đỡ thể → cạn có kích thước lớn, tồn môi trường khắc nghiệt → thành công chiếm hầu hết bề mặt trái đất - Tốc độ đường dẫn truyền nước phụ thuộc tính chất giải phẫu chế vật lý dẫn truyền Thốt nước có vai trị quan trọng điều chỉnh tốc độ dẫn truyền - Thế cột nước phụ thuộc vào chiều dài thân Vai trò - Thể tương tác tế bào với nhau, xảy chủ yếu q trình khuyếch tán thơng qua sợi liên bào (cầu sinh chất) - Thể tiến hóa ưu thực vật cạn, thực vật có hệ mạch phát triển Dẫn truyền symplast Dẫn truyền apoplast Con đường Qua thể nguyên sinh liên thông tế bào mô mềm phloem → Con đường qua chất nguyên sinh – không bào - Qua vách Tế bào khoảng gian bào - Qua yếu tố xylem mạch dẫn ko sống Bộ phận cấu thành - Cấu thành từ sợi liên bào nối tế bào - Vách tế bào khoảng gian bào - Ở số mơ có chức dẫn truyền chủ động: có tham gia tế bào chuyên hóa tế bào dẫn truyền (thu nhận sau xuất chất tan) Cơ chế - Do khuyếch tán (là chủ yếu) - Vận động tế bào chất (các vi sợi protein đảm nhận chức này) - Qua tế bào dẫn truyền: dẫn truyền ngược gradien nồng độ cần ATP Đặc điểm - Là đường dẫn truyền thông qua phần sống - Có trở kháng nhỏ, chọn lọc dẫn truyền phân tử vơ hịa tan nhỏ bé - Có khả dẫn truyền chủ động chất tan: ion vô cơ, đường (mono, disaccarit), axit hữu cơ, axitamin, hoocmon Các phân tử lớn hòa tan protein axit nu ko thể qua sợi liên bào Các phân tử tích điện bị hạn chế gradien điện tích (Vi rut co thể dẫn truyền theo đg này) - Có hỗ trợ lưới nội chất - Sự vận động tự chất tan điều chỉnh mức độ sợi liên bào Sự điều chỉnh mức Ca nội bào tham gia vào chế hoạt tính ATPaza - Sự có mặt sợi liên bào tất tế bào từ mô thịt đến gân thể tính liên tục hệ dẫn truyền symplast - Là đường dẫn truyền thông qua phần không sống - Xảy dễ dàng không bị cản trở - Dẫn truyền qua MSC Apoplast, phân tử dẫn truyền đặc hiệu đảm nhận → tạo Tế bào có khả chọn lọc lớn - Là đường dẫn truyền nước ion khoáng chủ yếu rễ Ở lá: dẫn truyền nước chủ yếu qua vách tế bào mơ thịt - Vách tế bào: có tính chất hh thuận lợi cho dẫn truyền nước khống Nó dễ dàng cho nước ion khống thấm qua Dẫn truyền qua hệ xylem Dẫn truyền qua hệ phloem Con đường Qua quản bào yếu tố mạch dẫn không sống (ko qua yếu tố mạch sống xylem) - Thông qua tế bào sống: yếu tố rây, tế bào kèm, tế bào mô mềm, sợi thớ Yếu tố rây tế bào dẫn truyền - Cả theo symplast apoplast Hướng truyền - Hướng lên - Có thể dẫn truyền ngang - Chủ yếu di chuyển hướng xuống dưới: chất tan quang hợp hướng xuống - Dẫn truyền theo chiều số chất Chất dẫn truyền - Chủ yếu dẫn truyền nước - Chất tan hấp thụ qua rễ hướng lên theo dịng nước: Ca, Bo, K, - Nồng độ chất tan thấp nhiều so với hệ phloem - Chất tan hữu vô - Nồng độ chất tan vô thấp nhiều hệ xylem - Nồng độ chất tan cao nhiều so với dịch xylem Đặc điểm - Là đường chủ yếu dẫn truyền nước khống - Khơng cần cung cấp ATP - Dịch xylem: pH thấp (5,2-6,5); loãng - Là đường chủ yếu dẫn truyền chất tan hữu - Có tính chọn lọc cao Cần q trình chuyển hóa vật chất để cung cấp ATP - Dẫn truyền chất hữu dễ dàng với vận tốc cao - Dịch phloem: pH kiềm (8,0-8,4) Cơ chế- Động lực - Dẫn truyền thụ động - Chủ yếu tuân theo gradien nước - Thoát nước tạo động lực - Dịch xylem sức căng bên xylem sức căng nước hỗ trợ; ngồi cịn có lực bề mặt tế bào thịt (khi nước bay hơi) kéo nước lên - Dẫn truyền chủ động cần lượng: ATP cần để tải nạp hay dẫn truyền chủ động chất tan từ mô quang hợp vào yếu tố rây lấy hay xuất chủ động chất tan khỏi yếu tố rây đến tế bào hay quan thu nhận Tốc độ dẫn truyền - Nhanh (gấp lần so với phloem) - Điều chỉnh nhờ tốc độ thoát nước - Phụ thuộc tốc độ hấp thụ nước - Phụ thuộc trở kháng cá yếu tố cấu thành hệ mạch - Chậm - Các chất khác có vận tốc dẫn truyền khác - Phụ thuộc nhân tố môi trường (thường tác động gián tiếp), nhân tố nội sinh: ánh sáng, nhiệt độ, chất điều khiển sinh trưởng, hoocmon, Bo, chất ức chế hô hấp,… - Phụ thuộc yêu cầu trao đổi chất - Phụ thuộc tốc độ quang hợp - Phụ thuộc lượng ATP Một số câu hỏi Tại thực vật có xu hướng thích nghi với đời sống cạn ? Tại hạt kín lại sống điều kiện môi trường ? Tại rêu ngành có cấu tạo đơn giản tồn song song với ngành hạt kín ? Tại nói vách tế bào dễ dàng cho nước ion khoáng thấm qua? Sự khác sức hút nước tế bào thực vật tế bào động vật? Câu trả lời 1.Thực vật có xu hướng thích nghi với đời sống cạn lý sau đây: a Bên ngồi có lớp Cutin Lớp chống nước cho Và biểu bì có lỗ hổng để tiện lợi cho viếc khí nước b.Phần lớn có hệ mạch phát triển trừ có ngành Rêu (Bryophyta) Do việc vận chuyển nước muối khoáng dễ dàng, giúp sinh trưởng tốt Ngành thực vật hạt kín sống điều kiện, lý nêu cịn có lý sau nữa: a Có nhiều hình thức thụ tinh: bao gồm thụ tinh nhờ gió, thụ tinh nhờ nước, thụ tinh nhờ trùng Chính có nhiều hình thức thụ tinh nên q trình trì ổn định "nịi giống" đảm bảo Và đặc biệt ngành hạt kín xuất hiện tượng thụ tinh kép, nghĩa tinh tử + nỗn tạo phơi tinh tử + nhân phụ tạo nội nhũ Chất nội nhũ quan trọng, nguyên liệu chủ yếu để nuôi dưỡng phôi thời kỳ đầu b Có tượng hạt bao phơi, bao hạt Do phôi bảo vệ cách tốt 3 Mặc dù rêu (bryophyta) ngành có cấu tạo đơn giản xong tồn song song với ngành hạt kín vì: - Rêu có mơi trường sống phù hợp với cấu tạo thể Vì ngành rêu chưa có hệ mạch phát triển nên trình vận chuyển nước muối khống hạn chế, khơng có Nên chúng phải sử dụng biện pháp "thẩm thấu" để hút nước muối khoáng vào thể Do rêu chỉ sống nơi ẩm ướt - Kích thước rêu phù hợp với cấu tạo Rêu nhỏ khơng có hệ mạch phát triển - Vách tế bào gồm chủ yếu xenlulozo, hemixenlulozo, pectin Xenlulozo: phân tử trùng hợp glucozo, pectin chất trùng hợp axit α galacturonic Nhóm cacboxyl pectin thường bị este hóa xenlulozo pectin ưa nước Hemixenlulozo chất trùng hợp đường mannozo, azabinozo,… ưa nước - Vách tế bào kết hợp protein hydratcacbon trùng hợp ưa nước chất nhựa chất nhầy Tế bào thực vật sức hút nước có giới hạn cịn tế bào động vật sức hút nước không giới hạn Nguyên nhân: - Tế bào thực vật: có thành xenlulo bao ngồi → có sức trương T → tế bào chỉ hút nước đến giói hạn định đảm bảo P = T dừng lại - Tế bào động vật: khơng có thành bao ngồi→ khơng có sức trương T → tế bào hút nước bão hòa, đạt trạng thái cân Do môi trường nhược trương nước vào tế bào → có tượng tế bào trương dần → vỡ VẤN ĐỀ 6: SỰ HẤP THU VÀ VẬN CHUYỂN CHẤT DINH DƯỠNG QUA BỘ LÁ Sự thâm nhập xuyên qua lớp biểu bì vách tế bào: Vách tế bào bao phủ lớp cutin lớp sáp có đặc tính chống thấm nước mạnh Khi phun phân bón qua lên bề mặt cây, hấp thu xảy theo ba cách sau đây: a Qua lỗ nhỏ li ti bề mặt lớp ngoại bì vách tế bào b Qua thủy khổng vách tiếp giáp tế bào c Qua khí khổng tế bào bảo vệ Sự xâm nhập chất lỏng xuyên qua bề mặt có sức căng cao khí khổng xảy số điều kiện Một điều kiện tạo giọt nhỏ liên kết với bốc Khi bốc xảy ra, mức độ xâm nhập đạt cao hấp thu liên tục xảy với phần chất rắn lại Sự xâm nhập chất dinh dưỡng vào không bào bên cây: Các không bào (apoplast) quan trọng để chứa chất dinh dưỡng trước chúng hấp thu vào bên tế bào Các chất dinh dưỡng vào không bào sau xâm nhập từ bên qua lớp biểu bì hấp thu từ rễ qua mao mạch thân Sự hấp thu chất dinh dưỡng vào bên tế bào: Những nguyên tắc chung việc hấp thu chất dinh dưỡng khống từ khơng bào vào bên tế bào giống hấp thu từ rễ Theo đó, tốc độ hấp thu sau: a Những phân tử nhỏ nhanh phân tử lớn (urea > Fe-Chelates) b Những phân tử không mang điện (nối cộng) nhanh ion tĩnh điện c Những ion hoá trị nhanh ions đa hoá trị (H2PO4- > HPO42-) d Độ pH không bào (apoplast) thấp hấp thu anions nhanh e Độ pH không bào (apoplast) cao hấp thu cations nhanh Khả hấp thu tế bào bị ảnh hưởng yếu tố ngoại vi độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng Cơ chế tùy thuộc lượng để hấp thu dinh dưỡng xuyên qua màng vào bên tế bào môi giới protein vận chuyển khác chất chuyên chức chuyển tải luồng tĩnh điện với ion H+ ATP-ase Những kiện làm gia tăng lực hấp thu cách tạo nên độ chênh hóa tĩnh điện bề mặt màng tế bào Sự hấp thu qua tế bào điều khiển qua tình trạng dinh dưỡng cây, quy luật chung tượng khám phá hấp thu lân Việc hấp thu lân qua vận chuyển xuống rễ xảy nhanh thiếu lân Khi áp dụng chất dinh dưỡng lưu động (mobile nutrients) cho non, cịn phát triển chuyển dịch xuống rễ chậm hơn, điều kích thích hấp thu dinh dưỡng từ rễ phát triển quang hợp tốt Đối với già, ngưng phát triển chuyển dịch xảy nhanh ngăn chận tình trạng thiếu dinh dưỡng gây hấp thu không đủ rễ Các chất dinh dưỡng bất động (immobile nutrients) áp dụng già non chuyển dịch chậm xuống rễ, khơng gây nên thay đổi làm gia tăng lượng dinh dưỡng hấp thu từ rễ Sự phân bố chất dinh dưỡng chuyển dịch chúng ngoài: Sự phân bổ chất dinh dưỡng riêng biệt bên chuyển dịch chúng ngồi sau phun phân bón tùy thuộc vào mơ libe tính động hệ mao dẫn Các chất dinh dưỡng lưu động libe (phloem mobile nutrients) N, P, K, Mg phân bố vào mô mao dẫn mô libe bên cây, tỷ lệ lớn chất dinh dưỡng hấp thu vận chuyển khỏi tới phận khác có nhu cầu cao Ngược lại chất dinh dưỡng có khả động libe giới hạn (nutrients with a restricted phloem mobility) Ca, Cu, Fe, Mn, Zn phân bố cho mơ mao dẫn bên khơng có chuyển dịch đáng kể