LÝ THUYẾT / SINH HỌC / PHẦN IV: TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG / Chương 1: TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT / A. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT

BÀI 1: SỰ HẤP THỤ NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG Ở RỄ

I. NƯỚC

- Nước là dung môi hòa tan nhiều muối khoáng.

- Trong môi trường nước, muối khoáng phân li thành các ion.

VD. muối KCL phân li thành K+ và Cl-

- Sự hấp thụ các ion khoáng luôn gắn với các quá trình hấp thụ nước.

II. RỄ LÀ CƠ QUAN HẤP THỤ NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG

1. HÌNH THÁI CỦA RỄ

2. ĐỂ THÍCH NGHI VỚI CHỨC NĂNG HÚT NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG, RỄ PHÁT TRIỂN NHANH BỀ MẶT HẤP THỤ

- Rễ cây trên cạn hút nước và muối khoáng chủ yếu qua miền lông hút.

- Rễ cây sinh trưởng về chiều sâu, phân nhánh chiếm chiều rộng và đặc biệt, tăng nhanh số lượng lông hút.

- Lông hút tạo ra bề mặt tiếp xúc giữa đất và rễ cây đến hàng chục, hàng trăm m².

- Lông hút rất dễ gãy và tiêu biến ở môi trường: Quá ưu trương, quá axit (chua) hay thiếu oxi.

III. CƠ CHẾ HẤP THỤ NƯỚC VÀ ION KHOÁNG Ở RỄ CÂY

1. HẤP THỤ NƯỚC VÀ ION KHOÁNG TỪ ĐẤT VÀO TẾ BÀO LÔNG HÚT

HẤP THỤ NƯỚC

Nước đi từ đất → tế bào lông hút theo cơ chế thụ động (Cơ chế thẩm thấu)

↓

Nước di chuyển từ môi trường nhược trương (Thế nước cao) trong đất

↓

Tế bào lông hút + các tế bào biểu bì non khác, nơi có dịch bào ưu trương (Thế nước thấp hơn).

* Dịch của tế bào biểu bì rễ (Lông hút) ưu trương hơn so với dung dịch đất do:

1. Quá trình thoát hơi nước ở lá → hút nước lên phía trên → giảm hàm lượng nước trong tế bào lông hút.

2. Nồng độ các chất tan cao.

HẤP THỤ CÁC ION KHOÁNG

- Các ion khoáng xâm nhập vào tế bào rễ cây theo hai cơ chế :

Cơ chế thụ động: Đi từ đất (nơi có nồng độ ion cao) → tế bào lông hút (nơi có nồng độ của các ion đó thấp hơn).

Cơ chế chủ động: Một số ion khoáng có nhu cầu cao. VD ion Kali

=> Di chuyển ngược chiều građien nồng độ, xâm nhập vào rễ theo cơ chế chủ động.

=> Đòi hỏi phải tiêu tốn năng lượng ATP từ hô hấp và sự tham gia của chất mang.

2. DÒNG NƯỚC VÀ CÁC ION KHOÁNG ĐI TỪ ĐẤT VÀO MẠCH GỖ CỦA RỄ

- Sự xâm nhập của nước và các ION khoáng từ đất vào các tế bào lông hút → xuyên qua các tế bào vỏ rễ → mạch gỗ theo:

TÊN	CON ĐƯỜNG GIAN BÀO (Màu đỏ)	CON ĐƯỜNG TẾ BÀO CHẤT (Màu xanh)
HƯỚNG ĐI	Lông hút → Khoảng gian bào → Đai Caspari → Mạch gỗ.	Lông hút → Tế bào chất của tế bào → Mạch gỗ.
ĐẶC ĐIỂM	Nhanh. Không được chọn lọc	Chậm. Được chọn lọc.
* Đai Caspari: Là vách tế bào bị suberin hóa không thấm nước và các chất tan. => Điều chỉnh dòng vận chuyển vào trung trụ.

IV. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TÁC NHAN MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI QUÁ TRÌNH HẤP THỤ NƯỚC VÀ ION KHOÁNG Ở RỄ CÂY

1. ÁNH SÁNG

Ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ khoáng và nitơ trên cơ sở ánh sáng liên quan chặt chẽ với quá trình quang hợp, quá trình trao đổi nước của cây.

2. NHIỆT ĐỘ

Ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hô hấp của hệ rễ.

=> Tăng nhiệt độ ở một giới hạn nhất định sẽ làm tăng sự hấp thụ khoáng và nitơ.

3. ĐỘ ẨM ĐẤT

- Hàm lượng nước tự do trong đất nhiều.

=> Giúp cho việc hòa tan nhiều ion khoáng và các ion này dễ dàng được hấp thụ theo dòng nước.

- Độ ẩm đất cao

=> Giúp hệ rễ sinh trưởng tốt.

=> Tăng diện tiếp xúc của rễ và các hạt keo đất → quá trình hút bám trao đổi khoáng và nitơ giữa rễ và đất được tăng cường.

4. ĐỘ pH CỦA ĐẤT

- Ảnh hưởng đến sự hòa tan các chất khoáng trong đất

=> Ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ khoáng ở rễ.

- pH đất ≈ 6 - 6,5 là phù hợp cho việc hấp thụ tốt phần lớn các chất khoáng.

- pH đất axit thường nghèo dinh dưỡng vì các nguyên tố này bị các ion H⁺ thay thế trên bề mặt keo đất

=> Các nguyên tố ở dạng tự do và dễ bị rửa trôi.

5. ĐỘ THOÁNG KHÍ

Nồng độ O₂ trong đất cao → hệ rễ hô hấp mạnh → tạo được áp suất thẩm thấu cao → dễ nhận nước và các chất dinh dưỡng từ đất.

Có sự trao đổi CO₂ sinh ra do hô hấp rễ với các ion khoáng bám trên bề mặt keo đất.

Nồng độ CO₂ cao thì sự trao đổi này tốt.