trao đổi nước

1 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Hàm lượng, sự phân bố và các dạng nước trong cơ thể thực vật Hàm lượng nước trong cơ thể thực vật chiếm tỷ lệ lớn. Hàm lượng nước trong các cơ quan khác nhau thì khác nhau Hàm lượng nước trong cùng một cơ thể thay đổi theo điều kiện sống và thời kỳ sinh trưởng. Hàm lượng nước trong cây được đảm bảo bởi sự cân bằng nước, biểu thị tỷ lệ lượng nước hút vào và thải ra. Để có được sự cân bằng đó, cây phải có: + Hệ rễ phát triển + Hệ mạch phát triển + Mô bì phát triển (hạn chế thoát hơi nước) Nước tồn tại trong cây dưới hai dạng: nước tự do và nước liên kết. www.blu.edu.vn 2 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Tính chất lý, hóa của nước Phân tử nước có khả năng bay hơi ở bất kì nhiệt độ nào, có khả năng cho ánh sáng xuyên qua. Phân tử nước gồm hai nguyên tử hyđrô và một nguyên tử oxi nối với nhau nhờ liên kết cộng hóa trị, góc liên kết giữa oxi và 2 nguyên tử hyđrô là 105 0 nên trung tâm diện dương và điện âm không trùng nhau, hơn nữa oxi hút electron mạnh hơn nên hyđrô thường thiếu electron và tích điện dương. Kết quả là phân tử H 2 O lưỡng cực, một đầu là điện dương còn đầu kia là điện âm. www.blu.edu.vn 3 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Các tính chất của nước sạch - Nước sạch là nước không bị lẫn các tạp chất bẩn - Hàm lượng các nguyên tố độc hại không có - Các ion kim loại nặng rất ít đến mức coi không có Trạng thái nước trong dung dịch Trong dung dịch nước ở 2 trạng thái: trạng thái tự do và trạng thái liên kết Vai trò của nước đối với đời sống thực vật Nước vừa tham gia cấu trúc nên cơ thể thực vật, vừa tham gia các biến đổi hóa sinh và các hoạt động sinh lý của cây, cũng như quyết định qúa trình sinh trưởng phát triển, khả năng chống chịu của cây nên quyết định đến năng suất cây trồng. www.blu.edu.vn 4 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Trạng thái nước trong dung dịch Trong dung dịch nước ở 2 trạng thái: trạng thái tự do và trạng thái liên kết Đất là nguồn cung cấp nước cho cây Các dạng nước trong đất Trong đất nước tồn tại dưới 3 trạng thái: rắn, lỏng và hơi, trong đó có 2 trạng thái lỏng và hơi có ý nghĩa đối với thực vật. Sự phân chia các dạng nước trên chỉ là tương đối, vì giữa chúng không có một giới hạn rõ ràng. Căn cứ vào tác dụng sinh thái khác nhau, người ta chia nước dùng được và nước không dùng được. Lượng nước bão hoà hoàn toàn của đất là khả năng chứa nước của đất (ẩm dung), được tính bằng % so với đất khô tuyệt đối. www.blu.edu.vn 5 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Các dạng nước trong đất Lượng nước trong đất mà cây không sử dụng được có liên quan với đặc tính giữ nước của đất, được biểu thị bằng hệ số héo (q). Đó là lượng nước dự trữ “chết”, biểu thị bằng % đất khô lúc lá cây mọc trên đất đó có dấu hiệu héo. Thế nước trong đất Thế nước của đất là tổng hợp tất cả các lực giữ nước trong đất. Ở điều kiện đất bảo hòa nước, thế nước của đất hầu như bằng không (psi: ψ = 0) và các phân tử nước linh động nên rất dễ xâm nhập vào rễ cây. Khi độ ẩm của đất giảm thì lực liên kết giữa đất và nước tăng lên, độ linh động giảm tức là thế nước giảm xuống. Nếu thế nước của đất nhỏ hơn thế nước của rễ cây thì rễ cây không thể hút được nước. www.blu.edu.vn 6 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Sự trao đổi nước ở thực vật Sự hấp thụ nước ở rễ Rễ là cơ quan hút nước Rễ hút được nước là nhờ hệ thống lông hút, số lượng lông hút rất lớn, cấu tạo của lông hút thích nghi với chức năng có màng mỏng không thấm cutin, không bào lớn, nhân nằm sát màng … Ngoài bộ rễ cây còn có thể lấy nước từ thân và lá. www.blu.edu.vn 7 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Dòng nước đi từ đất đến bề mặt rễ * Con đường nước đi từ đất vào mạch dẫn Nước đi từ đất vào mạch dẫn của rễ phải qua một số lớp tế bào sống. Nước qua lông hút đến các biểu bì rễ, sau đó qua nhiều lớp tế bào nhu mô vỏ rồi đến lớp tế bào nội bì có thành tế bào hóa bần bốn mặt tạo nên vòng đai caspary rồi vào mạch gỗ. www.blu.edu.vn 8 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Dòng nước đi từ đất đến bề mặt rễ * Các con đường nước đi trong tế bào - Nước đi trong hệ thống chất nguyên sinh (symplast). - Nước đi trong hệ thống vách tế bào. - Nước đi qua hệ thống không bào từ tế bào này sang tế bào khác. Sự hấp thu thẩm thấu ở rễ * Dòng nước đi vào rễ theo gian bào (apoplast) Con đường này nước được vận chuyển qua vách tế bào và các khoảng gian bào, nước đi từ đất→ qua tế bào→ lông hút→ nhu mô vỏ→ tầng nội bì. Nhưng khi đến lớp nội bì con đường này bị chặn lại do vách tế bào có dải caspary (chỉ có ở cây 2 lá mầm) không cho nước đi qua và dòng nước phải vận chuyển qua nhiều nguyên sinh chất của nội bì đến túi mạch dẫn của rễ. www.blu.edu.vn 9 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Sự hấp thu thẩm thấu ở rễ * Dòng nước đi vào rễ theo tế bào (Symplast) Gồm 2 con đường: Qua màng và qua chất nguyên sinh: - Con đường qua màng tế bào: nước qua màng tế bào, qua các sợi liên bào lớp nguyên sinh chất để tới không bào. Sau đó nước từ không bào thứ nhất tới không bào của tế bào thứ hai qua nguyên sinh chất và màng tế bào. Nước cứ tiếp tục vận chuyển cho tới mạch dẫn. Động lực của con đường này là gradient thế nước do nước thẩm thấu qua màng giữa các lớp tế bào từ ngoài vào trong. www.blu.edu.vn 10 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Sự hấp thu thẩm thấu ở rễ * Dòng nước đi vào rễ theo tế bào (Symplast) - Nước đi qua hệ thống nguyên sinh chất và các sợi liên bào nối các tế bào với nhau mà không đi qua màng sinh chất. Nước vận chuyển từ nguyên sinh chất của tế bào này tới nguyên sinh chất của tế bào khác qua các sợi liên bào. Nước được vận chuyển một chiều qua các tế bào sống ở rễ và ở lá là do sức hút (áp suất thẩm thấu) của các tế bào này tăng dần. Kết thúc di chuyển theo các con đường nêu trên, các ion khoáng đến mép ngoài của mạch gỗ của rễ. Phần lớn ion di chuyển vào mạch gỗ để đi lên các cơ quan trên mặt đất. www.blu.edu.vn [...]... lượng nước trong lá www.blu.edu.vn 18 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Các chỉ tiêu về thoát hơi nước Cường độ thoát hơi nước: Cường độ thoát hơi nước được tính bằng lượng nước tiêu hao trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích lá và thường được tính bằng mg nước/ dm2/giờ hoặc g nước/ m2lá/giờ Cường độ THN = Lượng nước tiêu hao (g) Diện tích lá (m2).1giờ www.blu.edu.vn 19 Chương 2 SỰ TRAO. .. 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Hiệu suất thoát hơi nước * Hiệu suất thoát hơi nước: Hiệu suất thoát hơi nước là lượng chất khô tạo nên khi tiêu hao 1kg nước hay là so sánh lượng nước cây mất đối với lượng chất khô tích luỹ được trong cùng thời gian Hiệu suất THN = Lượng chất khô tạo nên (g) Lượng nước tiêu hao (kg) www.blu.edu.vn 20 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Hệ số thoát hơi nước * Hệ... Hệ số thoát hơi nước: Trị số nghịch đảo của số gam nước tiêu dùng khi tích luỹ 1 gam chất khô gọi là hệ số thoát hơi nước (còn gọi là nhu cầu nước của cây) Hệ số THN = Lượng nước tiêu dùng (g) Lượng chất khô tạo thành (g) www.blu.edu.vn 21 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Thoát hơi nước tương đối * Thoát hơi nước tương đối: thoát hơi nước tương đối là so sánh tỷ lệ giữa lượng nước mất trên diện... www.blu.edu.vn 28 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Sự cân bằng nước trong cây Khái niệm về cân bằng nước: Sự cân bằng nước của cây được xác định bằng sự so sánh giữa lượng nước hút vào và lượng nước thoát ra khỏi cây Sự chi phí nước qua lá Nếu biểu thị T là lượng nước mất đi do quá trình thoát hơi, A là lượng nước do rễ cây hút được trong cùng đơn vị thời gian thì sự cân bằng nước được xác định bằng... cân bằng nước trong cây đạt mức tối thích và cây hoàn toàn đủ nước Lúc đó hệ thống lông hút phát triển mạnh nhất và cây thoát hơi nước mạnh mẽ - Khi tỷ số T/A >1: cây bị héo do mất sức trương nước www.blu.edu.vn 29 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Sự cung cấp nước qua rễ -Sự cung cấp nước qua rễ có thể là đầy đủ (dư) cây có đủ nước để sinh trưởng, phát triển… (cân bằng dương) -Cây thiếu nước →... trưởng, phát triển -Phụ thuộc vào lượng nước trong đất, lượng nước thoát ra Sự thiếu hụt nước Sự thiếu hụt nước bão hoà (THBH) THBH = ( P2-P1/ P2-P3) x 100 Trong đó: P1: khối lượng tươi của cây tại thời điểm xác định P2: khối lượng tươi của cây khi bão hòa nước hoàn toàn P3: khối lượng khô của cây www.blu.edu.vn 30 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Đặc trưng trao đổi nước ở thực vật thuộc các nhóm sinh... lượng nước bốc hơi qua mặt thoáng tự do có cùng một diện tích THN tương đối Lượng nước thoát qua lá = Lượng nước thoát qua mặt thoáng tự do(g) có cùng diện tích www.blu.edu.vn 22 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Bản chất vật lý của quá trình thoát hơi nước Quá trình bốc hơi nước diễn ra theo công thức của Dalton: Trong đó: V = Vận tốc bốc hơi nước K = hằng số khuếch tán F = Áp suất hơi nước bảo... của cây đã mất vào khí quyển một lượng nước khổng lồ, vượt xa rất nhiều lần so với lượng nước mà cây cần cho các hoạt động sống và sinh lý trong cơ thể www.blu.edu.vn 11 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Ý nghĩa của sự thoát hơi nước Thoát hơi nước là động lực phía trên đảm bảo cho sự hút nước, vận chuyển nước từ rễ lên các bộ phận phía trên của cây Thoát hơi nước giúp khí khổng mở ra, qua đó CO2... www.blu.edu.vn 13 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Các con đường thoát hơi nước Có 2 con đường thoát hơi nước: Thoát hơi nước qua cutin Thoát hơi nước qua khí khổng Thoát hơi nước qua cutin Lớp cutin càng dày thì sự khuếch tán nước qua cutin càng nhỏ Độ dày của lớp cutin phụ thuộc vào giống loài và đặc biệt là vào tuổi của lá Lá càng già thì lớp cutin càng dày Sự thoát hơi nước qua cutin ở lá non... 15 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT Đặc điểm của tế bào hình hạt đậu Mép trong rất dày và mép ngoài rất mỏng, nên khi tế bào trương nước thì mép ngoài của tế bào dãn nhanh hơn, làm cho tế bào bảo vệ uốn cong và khe vi khẩu mở ra để cho nước thoát ra ngoài Ngược lại khi mất nước thì tế bào xẹp nhanh hơn và vi khẩu khép lại hạn chế bay hơi nước www.blu.edu.vn 16 Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC . dưới hai dạng: nước tự do và nước liên kết. www.blu.edu.vn 2 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT Tính chất lý, hóa của nước Phân tử nước có khả năng. tức là thế nước giảm xuống. Nếu thế nước của đất nhỏ hơn thế nước của rễ cây thì rễ cây không thể hút được nước. www.blu.edu.vn 6 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA. con đường thoát hơi nước Có 2 con đường thoát hơi nước:  Thoát hơi nước qua cutin.  Thoát hơi nước qua khí khổng. 15 Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Chương 2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT CỦA