TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở CƠ THỂ THỰC VẬT
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:
|
|
Hấp thụ nước |
Hấp thụ ion khoáng |
|
Cơ chế hấp thụ |
- Cây hút được nước ở dạng tự do và dạng liên kết không chặt. - Cơ chế thẩm thấu (thụ động) do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu (từ nơi có Ptt thấp đến nơi có Ptt cao) ó Nước di chuyển từ môi trường nhược trương (Thế nước cao) trong đất → tế bào lông hút (và các tế bào biểu bì còn non khác), nơi có dịch bào ưu trương (Thế nước thấp hơn).
|
- Cây hút các ion khoáng (hòa tan trong nước) vào tế bào rễ có chọn lọc theo 2 cơ chế: Chủ động và thụ động. + Cơ chế thụ động: Một số ion khoáng đi từ đất hoặc môi trường dinh dưỡng (nơi có nồng độ ion cao) → tế bào lông hút (nơi có nồng động ion thấp hơn). + Cơ chế chủ động: Một số ion khoáng mà cây có nhu cầu cao di chuyển: đất hoặc môi trường dinh dưỡng (hàm lưọng ion khoáng thấp) → rễ ngược chiều građien nồng độ. Có tiêu tồn năng lượng ATP |
|
Điều kiện xảy ra sự hấp thụ |
Khi có sự chênh lệch thế nước giữa đất (hoặc môi trường dinh dưỡng) và tế bào lông hút. Điều kiện này xảy ra do: - Sự thoát hơi nước ở lá → hút nước lên phía trên làm giảm lượng nước trong tb lông hút - Nồng độ các chất tan/ rễ cao → háo nước |
Khi có sự chênh lệch nồng độ ion khoáng giữa đất và tế bào lông hút (theo cơ chế thụ động) hoặc có sự tiêu tốn năng lượng ATP (theo cơ chế thụ động). |
* 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.
ð 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.
VÍ DỤ MINH HOẠ
Câu 1. Cơ quan nào sau đây của cây bàng thực hiện chức năng hút nước từ đất?
A. Thân.
B. Hoa.
C. Rễ.
D. Lá.
Rễ là cơ quan hút nước. → Đáp án C.
Câu 2. Ở thực vật sống trên cạn, loại tế bào nào sau đây điều tiết quá trình thoát hơi nước ở lá?
A. Tế bào mô giậu.
B. Tế bào mạch gỗ.
C. Tế bào mạch rây.
D. Tế bào khí khổng.
Tế bào khí khổng (tế bào hạt đậu) làm nhiệm vụ điều tiết đóng mở khí khổng nên sẽ điều tiết quá trình thoát
hơi nước. → Đáp án D.
Câu 3. Lông hút của rễ cây được phát triển từ loại tế bào nào sau đây?
A. Tế bào mạch cây của rễ.
B. Tế bào biểu bì của rễ.
C. Tế bào nội bì của rễ.
D. Tế bào mạch gỗ của rễ.
Lông hút chính là tế bào biểu bì, được phát triển từ biểu bì rễ. → Đáp án B.
Câu 4. Ở thực vật sống trên cạn, nước và ion khoáng được hập thụ chủ yếu bởi cơ quan nào sau đây?
A. Thân.
B. Rễ.
C. Lá.
D. Hoa.
Rễ là cơ quan hút nước, ion khoáng. → Đáp án B.
Trao đổi khoáng
Câu 1. Ở thực vật, trong thành phần của phôtpholipit không thể thiếu nguyên tố nào sau đây?
A. Magiê.
B. Đồng.
C. Clo.
D. Phôtpho.
→ Đáp án D.
Câu 2. Ở thực vật, nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu nào sau đây là nguyên tố đại lượng?
A. Cacbon.
B. Môlipđen.
C. Sắt.
D. Bo.
→ Đáp án A.
Câu 3. Ở thực vật, nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu nào sau đây là nguyên tố vi lượng?
A. Sắt.
B. Phôtpho.
C. hiđrô.
D. Nitơ.
→ Đáp án A.
Câu 4. Ở thực vật, nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu nào sau đây là nguyên tố đại lượng?
A. Nitơ.
B. Mangan.
C. Bo.
D. Sắt.
→ Đáp án A.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
1, Sự hút khoáng thụ đông của tế bào phụ thuộc vào:
A. Hoạt động trao đổi chất B. Chênh lệch nồng độ ion
C. Cung cấp năng lượng D. Hoạt động thẩm thấu
2, Sự xâm nhập chất khoáng chủ động phụ thuộc vào:
A. Građien nồng độ chất tan B. Hiệu điện thế màng
C. Trao đổi chất của tế bào D. Cung cấp năng lượng
3, Rễ cây trên cạn hấp thụ nước và ion khoáng chủ yếu qua thành phần cấu tạo nào của rễ ?
A. Đỉnh sinh trưởng B. Miền lông hút
C. Miền sinh trưởng D. Rễ chính
4, Trước khi vào mạch gỗ của rễ, nước và chất khoáng hòa tan phải đi qua:
A. Khí khổng. B. Tế bào nội bì.
C. Tế bào lông hút D. Tế bào biểu bì.
5. Nước luôn xâm nhập thụ động theo cơ chế:
A. Hoạt tải từ đất vào rễ nhờ sự thoát hơi nước ở lá và hoạt động trao đổi chất
B.Thẩm tách từ đất vào rễ nhờ sự thoát hơi nước ở lá và hoạt động trao đổi chất
C.Thẩm thấu và thẩm tách từ đất vào rễ nhờ sự thoát hơi nước ở lá và hoạt động trao đổi chất
D.Thẩm thấu từ đất vào rễ nhờ sự thoát hơi nước ở lá và hoạt động trao đổi chất
6, Cây rau riếp chứa bao nhiêu phần trăm sinh khối tươi của cơ thể?
A. 94% B. 90% C. 85%. D. 80%
7, Nước và các ion khoáng xâm nhập từ đất vào mạch gỗ của rễ theo những con đường:
A. Gian bào và tế bào chất B. Gian bào và tế bào biểu bì
C. Ggian bào và màng tế bào D. Gian bào và tế bào nội bì
8, Cây xương rồng khổng lồ ở Mĩ:
A.Cao tới 30 m và hấp thụ 2,5 tấn nước / ngày
B.Cao tới 25 m và hấp thụ 2 tấn nước / ngày
C. Cao tới 20 m và hấp thụ 1,5 tấn nước / ngày
D. Cao tới 15 m và hấp thụ 1 tấn nước / ng
9, Sự hút khoáng thụ đông của tế bào phụ thuộc vào:
A. Hoạt động trao đổi chất B. Chênh lệch nồng độ ion
C. Cung cấp năng lượng D. Hoạt động thẩm thấu
10, Cây trên cạn bị ngập úng lâu sẽ chết vì:
A.rễ cây thiếu ôxi, nên cây hô hấp không bình thường B. lông hút bị chết
C. cân bàng nước trong cây bị phá hủy D. tất cả đều đúng
11, Hệ rễ cây ảnh hưởng đến môi trường như thế nào ?
A. phá hủy hệ vi sinh vật đất có lợi B. ảnh hưởng xấu đến tính chất của đất.
C. làm giảm ô nhiễm môi trường. D. tất cả đều sai
12, Nhiều loài thực vật không có lông hút rễ cây hấp thụ các chất bằng cách:
A. cây thủy sinh hấp thụ các chất bằng toàn bộ bề mặt cơ thể
B. một số thực vật cạn ( Thông, sồi) hấp thụ các chất nhờ nấm rễ
C. nhờ rễ chính
D. cả A và B
13 . Tế bào mạch gỗ của cây gồm
A, Quản bào và tế bào nội bì.
B.Quản bào và tế bào lông hút.
C. Quản bào và mạch ống.
D. Quản bào và tế bào biểu bì.
14 . Động lực của dịch mạch rây là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa:
A. Lá và rễ
B. Giữa cành và lá
C.Giữa rễ và thân
D.Giữa thân và lá
15 . Động lực của dịch mạch gỗ từ rễ đến lá
A . Lực đẩy ( áp suất rễ)
B . Lực hút do thoát hơi nước ở lá
C.Lực liên kết giữa các phần tử nước với nhau và với thành tế bào mạch gỗ.
D. Do sự phối hợp của 3 lực: Lực đẩy, lực hút và lực liên kết.
16, Thành phần của dịch mạch gỗ gồm chủ yếu:
A. Nước và các ion khoáng
B. Amit và hooc môn
C. Axitamin và vitamin
D. Xitôkinin và ancaloit
