Phần Kiến thức cơ bản SInh lí thực vật
I- Trao đổi nước
- Trao đổi nước diễn ra trong suốt đời sống thực vật, bao gồm 3 quá trình: (1) QT hấp thụ nước ở rễ; (2) QT vận chuyển nước ở thân; (3) QT thoát hơi nước ở lá → Ba QT này liên hệ khăng khít tạo nên trạng thái cân bằng nước cần thiết cho sự sống của thực vật.
1. Cấu tạo của hệ rễ thích nghi với chức năng hấp thụ nước và ion khoáng.
- Bộ rễ PT mạnh về số lượng, kích thước và diện tích. Trên mỗi mm2 bề mặt rễ lại có hàng trăm lông hút, hình thành từ TB biểu bì rễ. Các TB lông hút có đặc điểm cấu tạo và sinh lý phù hợp với chức năng hấp thụ nước và các chất khoáng từ đất: Thành TB mỏng, không thấm cutin; Chỉ có một không bào trung tâm lớn; Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp mạnh của rễ
2. Cơ chế hấp thụ và vận chuyển nước:
* Con đường trao đổi nước ở thực vật
3. Thoát hơi nước qua lá.
3.1. Cấu tạo của lá thích nghi với chức năng thoát hơi nước. Có 2 bộ phận:
a) Khí khổng:
- Cấu tạo: Gồm 2 TB bảo vệ có mép trong dày hơn mép ngoài, tạo nên một khe nhỏ giữa 2 TB (miệng khí khổng). TB khí khổng chủ yếu phân bố ở bề mặt dưới của lá, trung bình 1000 khí khổng/cm2.
- Vai trò: Khí khổng mở ngoài sáng và đóng trong tối, có vai trò chủ yếu là trao đổi khí O2, CO2, H2O khi quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước.
b) Lớp cu tin: Do TB biểu bì lá tiết ra, bao phủ bề mặt lá (trừ khí khổng)
3.2. Con đường thoát hơi nước:Theo 2 con đường:
- Con đường qua khí khổng: Đặc điểm: Vận tốc lớn, được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng→ chủ yếu
- Con đường qua bề mặt lá (qua cutin): Vận tốc nhỏ, không được điều chỉnh.
3.3. Cơ chế điều tiết sự thoát hơi nước:
a) Cơ chế đóng, mở khí khổng:
-Độ mở khí khổng phụ thuộc vào lượng nước trong TB khí khổng:
+ Khi TB khí khổng trương nước, thành mỏng căng ra → thành dày cong theo → lỗ khí khổng mở ra rất nhanh.
+ Khi TB khí khổng mất nước, thành mỏng hết căng → thành dày duỗi thẳng→ lỗ khí khổng đóng lại.
- Nguyên nhân:
+ Khi đưa cây ra ngoài sáng, lục lạp trong TB khí khổng quang hợp làm thay đổi nồng độ CO2, độ pH → làm tăng áp suất thẩm thấu → TB khí khổng trương nước và mở.
→ Ánh sáng là ng/nhân gây nên việc mở khí khổng, đó là sự mở chủ động của khí khổng ngoài ánh sáng.
+ Khi cây bị hạn (thiếu nước), mặc dù cây vẫn ở ngoài sáng, hàm lượng axít abxixíc (AAB) trong TB khí khổng tăng đã kích thích các bơm ion hoạt động, dẫn đến các ion K+ rút ra khỏi TB làm giảm áp suất thẩm thấu và sức trương nước → khí khổng đóng để tránh sự thoát hơi nước.
→ Đây là sự đóng chủ động của khí khổng khi thiếu nước.
+ Một số cây sống trong điều kiện thiếu nước, khí khổng đóng hoàn toàn vào ban ngày để tiết kiệm nước đến mức tối đa và chỉ mở khi mặt trời lặn.
b) Điều tiết bởi mức độ PT của lớp cutin trên biểu bì lá: Cutin càng dày, thoát hơi nước càng giảm và ngược lại
3.4. Các tác nhân ảnh hưởng đến QT thoát hơi nước:
a) Ánh sáng: Là tác nhân gây mở khí khổng ®ảnh hưởng đến thoát hơi nước ở lá.
b) Nhiệt độ không khí: ảnh hưởng đến độ ẩm không khí và do đó ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước ở lá.
c) Nước và độ ẩm: Điều kiện cung cấp nước đều tiết độ mở của khí khổng. Độ ẩm không khí càng tăng thì sự thoát hơi nước càng giảm và ngược lại.
d) Các ion khoáng: Ion K+ đi vào TB khí khổng sẽ làm tăng lượng nước → tăng độ mở của khí khổng.
3.5. Cân bằng nước và tưới tiêu hợp lí cho cây trồng.
a) Cân bằng nước: Là sự tương quan giữa quá trình hấp thụ nước và quá trình thoát hơi nước, đảm bảo cho cây phát triển bình thường.
- Cân bằng nước được tính bằng sự so sánh lượng nước do rễ hút vào và lượng nước thoát ra. Khi lượng nước lấy vào ít hơn lượng nước mất đi thì cây ở trạng thái thiếu nước, cây bị hạn và cần tưới nước cho cây.
b) Tưới nước hợp lí cho cây trồng:
- Cân bằng nước được duy trì bởi tưới tiêu hợp lí nhằm đạt năng suất cao trong sản xuất. Tưới nước hợp lý là việc thực hiện cùng một lúc 3 nội dung:
+ Tưới đúng lúc (Khi nào cần tưới): Căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lý của cây trồng để chọn thời điểm tưới phù hợp.
+ Tưới đủ lượng (Lượng nước cần tưới là bao nhiêu):Tùy giống cây, loại đất, điều kiện thời tiết và MT cụ thể.
+ Tưới đúng cách (Cách tưới như thế nào): Phụ thuộc vào các nhóm cây trồng khác nhau và tùy từng loại đất: tưới rãnh, tưới ngập nước, tưới phun mưa.
3.6. Vai trò của quá trình thoát hơi nước:
Thoát hơi nước là sự vận động của các phân tử nước từ cơ thể thực vật ra ngoài không khí chủ yếu qua lá. Cứ 1000 g nước hấp thụ từ rễ thì có đến 990 g nước dùng để thoát hơi nước.
+ Tạo ra lực hút rất mạnh để dòng nước và ion khoáng được vận chuyển từ rễ lên thân và lên lá.
+ Giảm nhiệt độ bề mặt lá® tránh cho lá, cây không bị đốt nóng khi nhiệt độ quá cao.
+ Tạo điều kiện để CO2 khuyếch tán vào lá thực hiện quá trình quang hợp, giải phóng O2 điều hoà không khí….
1.Rễ thực vật trên cạn phát triển thích nghi với chức năng hấp thụ nước và muối khoáng như thế nào?
2. Tế bào lông hút có cấu tạo thích nghi với chức năng hút nước và khoáng như thế nào?
3. Nước được hấp thụ từ đất vào rễ theo cơ chế nào? Giải thích?
4. Các ion khoáng được hấp thụ vào tế bào lông hút ntn?
5. Dòng nước và các ion khoáng đi từ lông hút vào mạch gỗ của rễ.như thế nào?
6. Môi trường ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ nước và các ion khoáng của rễ ntn? Cho ví dụ.
7. Hãy cho biết quản bào và mạch ống khác nhau ở điểm nào.
8. Nêu điểm khác nhau giữa dòng mạch gỗ và dòng mạch rây.
9. Thế nào là áp suất rễ? Có thể quan sát áp suất rễ qua những hiện tượng nào?
10. Hãy nêu đặc điểm, con đường và cơ chế đảm bảo sự vận chuyển nước trong thân?
11. Phân tích mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau giữa QT hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ với QT vận chuyển theo mạch gỗ
12. Cường độ thoát hơi nước là gì ?
Trả lời
I- Trao đổi nước
- Trao đổi nước diễn ra trong suốt đời sống thực vật, bao gồm 3 quá trình: (1) QT hấp thụ nước ở rễ; (2) QT vận chuyển nước ở thân; (3) QT thoát hơi nước ở lá → Ba QT này liên hệ khăng khít tạo nên trạng thái cân bằng nước cần thiết cho sự sống của thực vật.
1. Cấu tạo của hệ rễ thích nghi với chức năng hấp thụ nước và ion khoáng.
- Bộ rễ PT mạnh về số lượng, kích thước và diện tích. Trên mỗi mm2 bề mặt rễ lại có hàng trăm lông hút, hình thành từ TB biểu bì rễ. Các TB lông hút có đặc điểm cấu tạo và sinh lý phù hợp với chức năng hấp thụ nước và các chất khoáng từ đất: Thành TB mỏng, không thấm cutin; Chỉ có một không bào trung tâm lớn; Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp mạnh của rễ
2. Cơ chế hấp thụ và vận chuyển nước:
| Quá trình | Cơ chế |
| Hấp thu nước | Diễn ra theo cơ chế thụ động (thẩm thấu) do chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa tế bào lông hút và đất |
| Vận chuyển nước | Theo cơ chế khuyếch tán, do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu. Nước được vận chuyển từ rể lên lá nhờ sự phối hợp của 3 lực: + Lực đẩy của rễ (áp suất rễ): là động lực đầu dưới. + Lực hút của lá (do QT thoát hơi nước): là động lực đầu trên → Chủ yếu. + Lực trung gian: Lực liên kết giữa các phân tử nước và lực bám giữa các phân tử nước với thành mạch dẫn tạo thành cột nước liên tục → động lực trung gian => Sự phối hợp của 3 lực là cơ chế tạo thành một dòng vận chuyển liên tục từ rễ lên lá. |
| Thoát hơi nước | Theo cơ chế khuyếch tán, được điều chỉnh do cơ chế đóng mở khí khổng + Qua khí khổng: Phụ thuộc vào sự đóng – mở của khí khổng. + Qua cutin: Phụ thuộc vào độ dày – mỏng của từng cutin |
| Quá trình | Các con đường |
| Hấp thu nước | + Qua bề mặt các tế bào biểu mô của cây (thủy sinh) + Qua bề mặt biểu bì của rễ (thực vật cạn) → Rễ cây trên cạn hấp thụ nước và ion khoáng chủ yếu qua miền lông hút. |
| Vận chuyển nước | - Nước (và các ion khoánghòa tan trong nước)đi từ đất qua lông hútđược hấp thụ vào mạch gỗ của rễ theo hai con đường: + Con đường gian bào (Qua thành tế bào – gian bào): Nước từ đất qua thành TB lông hút → khoảng trống gian bào của các TB biểu bì → đến thành TB nội bì: gặp vòng đai Caspari → nước qua TB nội bì vào trung trụ → mạch gỗ; Đặc điểm: Hấp thụ nhanh và nhiều, nước không được chọn lọc. + Con đường tế bào chất (Qua chất nguyên sinh – không bào): Nước từ đất vào lông hút → đến TBC, qua không bào, sợi liên bào → tế bào vỏ → TB nội bì → vào trung trụ → mạch gỗ; Đặc điểm:Hấp thụ chậm và ít, lượng nước và các chất khoáng hòa tan được chọn lọc (do tính thấm chọn lọc của TB sống). |
| Thoát hơi nước | - Con đường qua khí khổng: Đặc điểm: Vận tốc lớn, được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng→ chủ yếu - Con đường qua bề mặt lá (qua cutin): Vận tốc nhỏ, không được điều chỉnh. |
3.1. Cấu tạo của lá thích nghi với chức năng thoát hơi nước. Có 2 bộ phận:
a) Khí khổng:
- Cấu tạo: Gồm 2 TB bảo vệ có mép trong dày hơn mép ngoài, tạo nên một khe nhỏ giữa 2 TB (miệng khí khổng). TB khí khổng chủ yếu phân bố ở bề mặt dưới của lá, trung bình 1000 khí khổng/cm2.
- Vai trò: Khí khổng mở ngoài sáng và đóng trong tối, có vai trò chủ yếu là trao đổi khí O2, CO2, H2O khi quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước.
b) Lớp cu tin: Do TB biểu bì lá tiết ra, bao phủ bề mặt lá (trừ khí khổng)
3.2. Con đường thoát hơi nước:Theo 2 con đường:
- Con đường qua khí khổng: Đặc điểm: Vận tốc lớn, được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng→ chủ yếu
- Con đường qua bề mặt lá (qua cutin): Vận tốc nhỏ, không được điều chỉnh.
3.3. Cơ chế điều tiết sự thoát hơi nước:
a) Cơ chế đóng, mở khí khổng:
-Độ mở khí khổng phụ thuộc vào lượng nước trong TB khí khổng:
+ Khi TB khí khổng trương nước, thành mỏng căng ra → thành dày cong theo → lỗ khí khổng mở ra rất nhanh.
+ Khi TB khí khổng mất nước, thành mỏng hết căng → thành dày duỗi thẳng→ lỗ khí khổng đóng lại.
- Nguyên nhân:
+ Khi đưa cây ra ngoài sáng, lục lạp trong TB khí khổng quang hợp làm thay đổi nồng độ CO2, độ pH → làm tăng áp suất thẩm thấu → TB khí khổng trương nước và mở.
→ Ánh sáng là ng/nhân gây nên việc mở khí khổng, đó là sự mở chủ động của khí khổng ngoài ánh sáng.
+ Khi cây bị hạn (thiếu nước), mặc dù cây vẫn ở ngoài sáng, hàm lượng axít abxixíc (AAB) trong TB khí khổng tăng đã kích thích các bơm ion hoạt động, dẫn đến các ion K+ rút ra khỏi TB làm giảm áp suất thẩm thấu và sức trương nước → khí khổng đóng để tránh sự thoát hơi nước.
→ Đây là sự đóng chủ động của khí khổng khi thiếu nước.
+ Một số cây sống trong điều kiện thiếu nước, khí khổng đóng hoàn toàn vào ban ngày để tiết kiệm nước đến mức tối đa và chỉ mở khi mặt trời lặn.
b) Điều tiết bởi mức độ PT của lớp cutin trên biểu bì lá: Cutin càng dày, thoát hơi nước càng giảm và ngược lại
3.4. Các tác nhân ảnh hưởng đến QT thoát hơi nước:
a) Ánh sáng: Là tác nhân gây mở khí khổng ®ảnh hưởng đến thoát hơi nước ở lá.
b) Nhiệt độ không khí: ảnh hưởng đến độ ẩm không khí và do đó ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước ở lá.
c) Nước và độ ẩm: Điều kiện cung cấp nước đều tiết độ mở của khí khổng. Độ ẩm không khí càng tăng thì sự thoát hơi nước càng giảm và ngược lại.
d) Các ion khoáng: Ion K+ đi vào TB khí khổng sẽ làm tăng lượng nước → tăng độ mở của khí khổng.
3.5. Cân bằng nước và tưới tiêu hợp lí cho cây trồng.
a) Cân bằng nước: Là sự tương quan giữa quá trình hấp thụ nước và quá trình thoát hơi nước, đảm bảo cho cây phát triển bình thường.
- Cân bằng nước được tính bằng sự so sánh lượng nước do rễ hút vào và lượng nước thoát ra. Khi lượng nước lấy vào ít hơn lượng nước mất đi thì cây ở trạng thái thiếu nước, cây bị hạn và cần tưới nước cho cây.
b) Tưới nước hợp lí cho cây trồng:
- Cân bằng nước được duy trì bởi tưới tiêu hợp lí nhằm đạt năng suất cao trong sản xuất. Tưới nước hợp lý là việc thực hiện cùng một lúc 3 nội dung:
+ Tưới đúng lúc (Khi nào cần tưới): Căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lý của cây trồng để chọn thời điểm tưới phù hợp.
+ Tưới đủ lượng (Lượng nước cần tưới là bao nhiêu):Tùy giống cây, loại đất, điều kiện thời tiết và MT cụ thể.
+ Tưới đúng cách (Cách tưới như thế nào): Phụ thuộc vào các nhóm cây trồng khác nhau và tùy từng loại đất: tưới rãnh, tưới ngập nước, tưới phun mưa.
3.6. Vai trò của quá trình thoát hơi nước:
Thoát hơi nước là sự vận động của các phân tử nước từ cơ thể thực vật ra ngoài không khí chủ yếu qua lá. Cứ 1000 g nước hấp thụ từ rễ thì có đến 990 g nước dùng để thoát hơi nước.
+ Tạo ra lực hút rất mạnh để dòng nước và ion khoáng được vận chuyển từ rễ lên thân và lên lá.
+ Giảm nhiệt độ bề mặt lá® tránh cho lá, cây không bị đốt nóng khi nhiệt độ quá cao.
+ Tạo điều kiện để CO2 khuyếch tán vào lá thực hiện quá trình quang hợp, giải phóng O2 điều hoà không khí….
1.Rễ thực vật trên cạn phát triển thích nghi với chức năng hấp thụ nước và muối khoáng như thế nào?
2. Tế bào lông hút có cấu tạo thích nghi với chức năng hút nước và khoáng như thế nào?
3. Nước được hấp thụ từ đất vào rễ theo cơ chế nào? Giải thích?
4. Các ion khoáng được hấp thụ vào tế bào lông hút ntn?
5. Dòng nước và các ion khoáng đi từ lông hút vào mạch gỗ của rễ.như thế nào?
6. Môi trường ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ nước và các ion khoáng của rễ ntn? Cho ví dụ.
7. Hãy cho biết quản bào và mạch ống khác nhau ở điểm nào.
8. Nêu điểm khác nhau giữa dòng mạch gỗ và dòng mạch rây.
9. Thế nào là áp suất rễ? Có thể quan sát áp suất rễ qua những hiện tượng nào?
10. Hãy nêu đặc điểm, con đường và cơ chế đảm bảo sự vận chuyển nước trong thân?
11. Phân tích mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau giữa QT hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ với QT vận chuyển theo mạch gỗ
12. Cường độ thoát hơi nước là gì ?
Trả lời
Hỏi đáp Sinh học: CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT
0 comments Blogger 0 Facebook
Post a Comment
Cám ơn bạn đã phản hồi