Trao đổi nước ở thực vật

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA SINH HỌC
®
¹
i

h
ä
c
k
h
o
a
h
ä
c
t
ù
n
h
i
ª
n
Giáo viên hướng dẫn: GS.TS. Vũ Văn Vụ
Sinh viên: Trần Đức Phúc
Lớp K8-Cử Nhân Tài Năng Sinh Học
Sự trao đổi nước ở thực vật
ở thực vật
Nội dung của bài
Nội dung của bài

1. Khái niệm chung và vai trò của nước trong đời
sống thực vật.
2. Năng lượng tự do của nước.
3. Các dạng nước trong đất và trong cây.
4. Quá trình vận chuyển nước ở rễ.
5. Quá trình vận chuyển nước ở thân.
6. Quá trình thoát hơi nước ở lá
Khái niệm chung
Khái niệm chung
- Nước là nhân tố quan trọng bậc nhất đối với tất cả các cơ thể sống
trên trái đất. Thực vật không thể sống thiếu nước. Vì nước tham gia
vào những chức năng sinh lý quan trọng như quang hợp, hô hấp và do
đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây.
- Việc nghiên cứu sự trao đổi nước ở thực vật bao gồm sự hút nước
vào cây qua rễ, sự vận chuyển nước trong thân, và sự thoát hơi nước
qua lá.
- Tập trung nghiên cứu quá trình thoát hơi nước ở lá và đây là mục tiêu
nghiên cứu hiện nay.
Vai trò của nước đối với thực
Vai trò của nước đối với thực
vật
vật
- Trước hết, nước là dung môi. nước hoà tan được nhiều chất trong
tế bào và hầu hết các phản ứng trong tế bào diễn ra trong môi
trường nước. Bản than chấtnguyên sinh chiếm 80-90% là nước.
- Nước là một chất phản ứng với vai trò như một cơ chất. ví dụ
trong quang hợp nước cung cấp hidro để khử NADP thành
NADPH
2
thông qua phản ứng quang phân li nước.

- Phản ứng sinh hóa chung nhất của nước là phản ứng thuỷ phân.
- Nước làm cho tế bào có độ thuỷ hoá nhất định, tạo nên áp suất
thuỷ tĩnh (áp suất trương), duy trì hình thái tế bào.
- Ngoài ra, nước còn là yếu tố nối liền cây với môi trường bên
ngoài, có vai trò trong việc điều hoà nhiệt độ của cây.
Nội dung của bài
Nội dung của bài
1. Khái niệm chung và vai trò của nước trong đời
sống thực vật.
2. Năng lượng tự do của nước.
3. Các dạng nước trong đất và trong cây.
4. Quá trình vận chuyển nước ở rễ.
5. Quá trình vận chuyển nước ở thân.
6. Quá trình thoát hơi nước ở lá
Năng lượng tự do của nước
Năng lượng tự do của nước
- Nước vận chuyển qua màng thông qua một quá trình gọi là quá trình thẩm
thấu (osmosis). Điều kiện để quá trình thẩm thấu diễn ra là : hai dung dịch phải
được tách rời nhau bởi một màng
- Nước là một dạng vật chất nên cũng có năng lượng tự do. Và từ đây người ta
đã đưa ra một nguyên lí : nước vận chuyển từ nơi có năng lượng tự do cao đến
nơi có năng lương tự do thấp.
- Năng lượng tự do (W) = tổng động năng + thế năng. Và năng lượng tự do này
trong điều kiện thích hợp có khả năng sinh công.
- Nếu lấy giá trị của biểu thức năng lượng tự do chia cho thể tích (V) của nước
ta được khái niệm gọi là thế năng nước - water potential kí hiệu là ψ, đây là chữ
cái Hy Lạp psi (đọc là sign). Và được tính bằng đơn vị Ba (Ba là đơn vị đo áp
suất) và 1 atmotphe = 0.987 ba. Hoặc cũng có thể dung đơn vị là MPa –
megapascal và 1 atmotphe = 0.1 MPa.

Thế năng nước có thể là tổng số số học của các thế năng thành
phần :
Ψ = Ψs + Ψp + Ψ
m
+ …
+ Ψ
S
thế năng thẩm thấu và được tính bằng công thức
ψ
s
= -RCTi và cũng được tính bằng đơn vị ba.
Và trong công thức trên dấu của ψs là dấu âm
+ ψ
p
thế năng áp suất, ψp có giá trị dương.
+ ngoài ra còn có thông số ψ
m
thế năng cơ chất và có giá trị âm.
Giá trị của thế năng cơ chất rất nhỏ, trong đại bộ phận các trường
hợp ψ
m
= 0.1 ba. Trong nhiều trường hợp khi xác định giá trị của
thế năng thẩm thấu ψ
s
người ta đã có ý bao hàm luôn cả giá trị của
ψm rồi.
-
Có thể xác định chiều hướng vận động của nước bằng việc so
sánh thế năng nước của tế bào với thế năng nước của dung dịch

bao quanh.
-
Nước di chuyển từ nơi có thế năng cao đến nơi có thế năng thấp
hơn.
+ Nếu ψ
TB
< ψ
dd

+ Nếu ψ
TB
> ψ
dd
+ Nếu ψ
TB
= ψ
dd
Nội dung của bài
Nội dung của bài
1. Khái niệm chung và vai trò của nước trong đời
sống thực vật.
2. Năng lượng tự do của nước.
3. Các dạng nước trong đất và trong cây.
4. Quá trình vận chuyển nước ở rễ.
5. Quá trình vận chuyển nước ở thân.
6. Quá trình thoát hơi nước ở lá
1. Nhu cầu nước của cây
1. Nhu cầu nước của cây

- Do các loài cây khác nhau co nhu cầu nước khác nhau nên người ta đã
đưa ra một công thức biểu diễn sau :
Sự cân bằng nước trong cây = lượng nước hút vào / lượng nước thoát ra
- Để đảm bảo sự cân bằng nước trong cây ít thay đổi cây phải có những
đặc điểm sau :
+ Phải có hệ rễ phát triển để hút nước nhanh và nhiều từ đất.
+ Phải có hệ mạch dẫn phát triển tốt để dẫn nước đã hút lên các cơ quan
thoát hơi nước.
+ Phải có hệ mô bì phát triển để hạn chế sự thoát hơi nước của cây.
2. Các dạng nước trong đất
2. Các dạng nước trong đất
Trong đất nước tồn tại ở ba trạng thái : rắn, lỏng, và hơi. Trong đó, hai
trạng thái lỏng và hơi có ý nghĩa quan trọng đối với thực vật.
+ Trạng thái rắn : đó là nước kết tinh hay nước đá, cây dung được.
+ Trạng thái hơi : là dạng nước chứa đầy trong các lỗ trống của đất.
Dạng nước này cây sử dụng được và cso ý nghĩa trong quá trình hô hấp
của rễ.
+ Trạng thái lỏng :
- Nước tự do.
- Nước liên kết.
2.1 Các dạng nước tự do trong
2.1 Các dạng nước tự do trong
đất
đất
-
Nước hấp dẫn :
+ Là dạng nước chứa đầy trong các khoảng trống giữa các phần tử
đất.
+Đây là dạng nước tự do di động dễ dàng do lực hấp dẫn của đất
yếu, cây hấp thụ dễ dàng. Thường tạo ra các mạch nước ngầm, nhất

là sau những cơn mưa lớn.
+Dạng nước này chỉ cung cấp cho cây trong khoảng thời gian ngắn.
-
Nước mao dẫn :
+ Là dạng nước chứa trong các ống mao dẫn của đất và bị các phân
tử của đất giữ tương đối chặt (0.1 atm).
+ Dạng nước này lắng chậm và là dạng nước hệ rễ hút thường
xuyên trong đời sống của cây.
2.2 Các dạng nước liên kết
2.2 Các dạng nước liên kết
trong đất
trong đất
- Nước liên kết yếu
+ Nước màng : là dạng nước bao xung quanh các ohân tử đất, bị
các phân tử keo đất giữ bằng một lực lớn nên ít sử dụng. Cây chỉ sử
dụng được các lớp nước nằm xa trung tâm các phân tử keo đất.
- Nước liên kết chặt
+ Nước ngâm và nước tẩm của keo đất : là dạng nước mà các
keo đất giữ với lực rất lớn và phần lớn các phân tử nước bị tẩm vào
bên trong các phân tử đất. Dạng nước này bị liên kết chặt bởi phần
tử keo đất và cây không sử dụng được.
3. Các dạng nước trong cây
3. Các dạng nước trong cây
Một số quan điểm về nước :
- Quan niệm thứ nhất cho rằng nước liên kết là nước không bị
đông lại ở nhiệt dộ thấp hơn -100C và không thể dung làm dung
môi ngay cho những chất hoà tan như đường (Macximop).
- Quan điểm thứ hai cho rằng nước liên kết là nước tham gia vào
sự thuỷ hoá và tham gia vào cấu trúc, và phần nước còn lại gọi là
nước tự do (Alecxeive).

Vai trò của nước tự do trong
Vai trò của nước tự do trong
cây
cây
-Nước tự do (70%) là nước bị hút trong các mao quản của thành tế
bào và phần nước bị hút thẩm thấu của dịch tế bào, không tham gia
vào thành phần vỏ thuỷ hoá xung quanh các ion và phân tử.
- Chức năng : nước tự do còn giữ nguyên các đặc tính của nước, do
đó có vai trò trong quá trình trao đổi chất của thực vật
+ Nước là dung môi hoà tan các chất.
+ Nước là chất phản ứng.
+ Nước có nhiệt bay hơi lớn cho phép làm lạnh nhanh cơ thể, tham
gia điều hoà nhiệt độ cơ thể.
+ Phản ứng sinh hóa chung nhất của nước là phản ứng thuỷ phân.
Vai trò của nước liên kết trong
Vai trò của nước liên kết trong
cây
cây
- Nước liến kết yếu là nước thuộc các lớp khuyêch tán của vỏ thuỷ
hoá, nước liên kết cấu trúc và nước hút thẩm thấu.
- Nước liên kết chặt là nước bị giữ lại do quá trình thuỷ hoá học các
ionvà các phân tử, các chất trùng hợp thấp và trùng hợp cao.
Vai trò của nước liên kết là chỉ tham gia vào cấu trúc, đảm bảo độ
bền vững của hệ thống keo trong chất nguyên sinh vì không bị lắng
xuống.
Sự trao đổi nước ở thực vật
- Nghiên cứu quá trình trao đổi nước ở thực vật ở các điểm
+ Đặc điểm
+ Con đường
+ Cơ chế

+ Các thí nghiệm chứng minh.
+ Các điều kiện ảnh hưởng đến vận tốc dòng nước.
- Có 3 quá trinh vận chuyển nước chính trong cây là
+ quá trình vận chuyển nước ở rễ
+ quá trình vân chuyển nước trong thân
+ Quá trình thoát hơi nước ở lá
Nội dung của bài
Nội dung của bài
1. Khái niệm chung và vai trò của nước trong đời
sống thực vật.
2. Năng lượng tự do của nước.
3. Các dạng nước trong đất và trong cây.
4. Quá trình vận chuyển nước ở rễ.
5. Quá trình vận chuyển nước ở thân.
6. Quá trình thoát hơi nước ở lá