Bài 2 trang 14 SGK Sinh học 11. Động lực nào giúp dòng nước và các ion khoáng di chuyển được từ rễ lên lá ở những cây gỗ cao lớn hàng chục mét?
Động lực nào giúp dòng nước và các ion khoáng di chuyển được từ rễ lên lá ở những cây gỗ cao lớn hàng chục mét?
Các động lực giúp cho dòng nước và các ion khoáng di chuyển được từ rễ lên lá ở những cây gỗ cao lớn là:
- Áp suất rễ [bơm đẩy đầu dưới]: là lực đẩy nước và ion khoáng từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của thân.
- Sự thoát hơi nước ở lá [bơm hút đầu trên]: do hơi nước thoát vào không khí, tế bào khí khổng bị mất nước nên hút nước từ tế bào nhu mô bên cạnh. Tế bào nhu mô lại hút nước từ mạch gỗ ở lá, cứ như vậy làm thành lực hút từ lá đến rễ như bơm hút đầu trên kéo nước lên.
- Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ: các phân tử nước có tính phân cực nên chúng “kéo theo” nhau và các phân tử nước cũng liên kết với vách mạch gỗ làm thành cột nước liên tục từ rễ đến lá cây.
PHẦN I. KIẾN THỨC
Trong cây có các dòng vận chuyển vật chất sau:
- Dòng mạch gỗ [còn gọi là Xilem hay dòng đi lên]: vận chuyển nước và ion khoáng từ đất vào mạch gỗ của rễ và tiếp tục dâng lên theo mạch gỗ trong thân để lan tỏa đến lá và các phần khác của cây. Đặc điểm: vận chuyển ngược chiều trọng lực và có lực cản thấp.
- Dòng mạch rây [dòng đi xuống]:vận chuyển các chất hữu cơ và các ion khoáng di dộng như K+, Mg2+… từ các tế bào quang hợp trong phiến lá vào cuống lá rồi đến nơi cần sử dụng hoặc dự trữ trong rễ, hạt, củ, quả … Đặc điểm: vận chuyển xuôi theo chiều trọng lực và có lực cản.
I.Dòng mạch gỗ
1.Cấu tạo của mạch gỗ
-Tế bào mạch gỗ gồm các tế bào chết, có 2 loại là: quản bào và mạch ống.
- Hình thái cấu tạo:
- Quản bào là các tế bào dài hình con chỉ suốt, xếp thành hàng thẳng đứng và gối đầu lên nhau
- Tế bào mạch ống: chỉ có ở thực vật hạt kín và một số hạt trần, là các tế bào ngắn, có vách 2 đầu đục lỗ
- Đặc điểm cấu tạo:
- Tế bào không có màng và bào quan tạo nên các tế bào rỗng → làm cho lực cản dòng chất thấp.
- Vách thứ cấp được linhin hóa bền vững chắc và chịu nước →giúp chịu được áp suất nước.
- Vách sơ cấp mỏng và thủng lỗ → giúp dòng chất được vậ chuyển qua các tế bào
- Các tế bào cùng loại nối với nhau thành những ống dài từ rễ lên lá để dòng mạch gỗ di chuyển bên trong.
- Cách sắp xếp của quản bào và mạch ống:
- Các tế bào cùng loại nối với nhau theo cách đầu của tế bào này gắn vào đầu của tế bào kia tạo thành những ống dài từ rễ lên lá để dòng mạch gỗ di chuyển bên trong.
- Các tế bào khác loại nối với nhau theo cách: lỗ bên của tế bào này ghép sít vào lỗ bên của tế bào khác tạo nên các cặp lỗ là con đường vận chuyển ngang.
2.Thành phần dịch mạch gỗ
-Chủ yếu là nước và ion khoáng. Ngoài ra còn có các chất hữu cơ được tổng hợp từ rễ [axitamin, amit, vitamin …]
3.Động lực đẩy dòng mạch gỗ
- Là sự phối hợp của 3 lực:
- Lực đẩy [áp suất rễ]: Áp lực sinh ra do hoạt động trao đổi chất ở rễ đẩy nước lên cao. Ví dụ hiện tượng ứ giọt chảy nhựa…
- Lực hút do thoát hơi nước ở lá: Tế bào khí khổng thoát hơi nước vào không khí dẫn tới các tế bào này bị mất nước do đó nó sẽ hút nước của các tế bào lân cận để bù đắp vào, dần dần xuất hiện lực hút nước từ lá đến tận rễ.
- Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và lực bám với thành mạch gỗ: Hai lực này thắng được trọng lực của cột nước giữ cho cột nước liên tục và không bị tụt xuống. Do giữa các phân tử nước tồn lại 1 lực liên kết hidro yếu →tạo thành 1 chuỗi liên tục các phân tử nước kéo theo nhau đi lên.
II. Dòng mạch rây
1.Cấu tạo của mạch rây
-Mạch rây gồm các tế bào sống là ống rây và tế bào kèm.
- Hình thái cấu tạo:
- Tế bào ống rây: là các tế bào chuyên hóa cao cho sự vận chuyển các chất với đặc điểm không nhân, ít bào quan, chất nguyên sinh còn lại là các sợi mảnh.Nhiệm vụ: tham gia trực tiếp vận chuyển dịch mạch rây
- Tế bào kèm: là các tế bào nằm cạnh tế bào ống rây với đặc điêm nhân to, nhiều ti thể, chất nguyên sinh đặc, không bào nhỏ.Nhiệm vụ: cung cấp năng lượng cho các tế bào ống rây
- Cách sắp xếp của các tế bào ống rây và tế bào kèm:
- Các tế bào ống rây nối với nhau qua các bản rây tạo thành ống xuyên suất từ các tế bào quang hợp tới cơ quan dự trữ
- Các tế bào kèm nằm sát, xung quanh các tế bào ống rây
2.Thành phần của dịch mạch rây
- Dịch mạch rây gồm:
- Đường saccarôzơ [95%], các axit ain, vitamin, hoocmôn thực vật, ATP…
- Một số ion khoáng sử dụng lại, nhiều K+ làm cho mạch rây có pH từ 8.0-8.5.
3.Động lực của dòng mạch rây
-Là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn [lá] và cơ quan chứa [rễ, củ, quả …]
-Mạch rây nối các tế bào của cơ quan nguồn với các tế bào của cơ quan chứa giúp dòng mạch rây chảy từ nơi có áp suất thẩm thấu cao đến nơi có áp suất thẩm thấu thấp
III. Mối quan hệ giữa dòng mạch gỗ và dòng mạch rây
- Dòng mạch gỗ và dòng mạch rây là 2 con đường dẫn truyền các chất không hoàn toàn độc lập trong cây.
- Nước có thể từ mạch gỗ sang mạch rây và từ mạch rây sang mạch gỗ theo con đường vận chuyển ngang
1. Cấu tạo của mạch gỗ
Trong thân thực vật có mạch gỗ, gồm các tế bào chết. Mạch gỗ có 2 loại là quản bào và mạch ống.
- Hình thái cấu tạo
+ Quản bào là các tế bào hình dài, xếp thành hàng thẳng đứng và gối đầu lên nhau
+ Mạch ống là các tế bào ngắn, có vách hai đầu đục lỗ.
- Đặc điểm cấu tạo
+ Vách sơ cấp mỏng và thủng lỗ giúp dòng chất được vận chuyển qua các tế bào
+ Vách thứ cấp được linhin hóa tạo cho mạch gỗ có độ bền chắc và chịu nước.
- Cách sắp xếp của quản bào và mạch ống
+ Các tế bào cùng loại nối với nhau theo cách: đầu của tế bào này gắn với đầu của tế bào kia tạo thành những ống dài từ rễ lên lá.
+ Các tế bào khác loại nối với nhau theo cách: lỗ bên của tế bào này sít khớp với lỗ bên của tế bào khác tạo lối đi cho dòng vận chuyển ngang.
2. Thành phần của dịch mạch gỗ
Dịch mạch gỗ gồm chủ yếu là nước, ion khoáng, ngoài ra còn có các chất hữu cơ [axit amin, amit, vitamin, hoocmôn như xitôkinin, ancalôit...] được tổng hợp ở rễ.