trao doi khi o thuc vat

Đối vọi mọi sinh vật, môi trường sống trên đất liền là sự
chống chọi cuộc sống khắc nghiệt . Thực vật cũng vậy, khi
chất lỏng không thể thấm toàn bộ bề mặt của nó, một
trong những vấn đề nghiêm trọng nhất của nó là lấy đủ
nước. Các thực vật phải duy trì một bề mặt ẩm ướt rộng
lớn cho trao đổi khí, nhưng, cùng một lúc, nó phải ngăn
chặn mất quá nhiều nước bằng cách bốc hơi

Gas Exchange
in Plants
Trường ĐHSG
Khoa Sp KHTN
Lớp DSI 1081
Giảng viên: Ths Hoàng Minh Tâm
THỰC HIỆN: Nhóm4
Nguy n Th Tr n Quyên ễ ị ầ
Lý Minh Tu nấ
Th ch C nh Trungạ ả
Nguy n Huỳnh Minh Ng cễ ọ
Nguy n Kim H ngễ ươ
Tr ng Ph c Khángươ ướ
Huỳnh Di p Đoan H nhệ ạ
Ph m Nguy n Hu Linhạ ễ ệ

Khí trao đổi giữa một tế bào sống và môi trường của nó luôn luôn
diễn ra bằng cách khuếch tán qua một màng tế bào. Trong quang
hợp ở những sinh vật đơn bào và thực vật nhỏ. Một hoặc một vài tế
bào tiếp xúc trực tiếp với các nước xung quanh . Có những thực vật
không có tiến hóa bề mặt hô hấp, chỉ cần sử dụng bề mặt cơ thể của
nó để trao đổi khí .

Plants need Oxygen too.
•
Cây có được những
khí cần thông qua lá
Cây cần oxy cho hô
hấp và lượng khí
carbon dioxide cho
quang hợp.
/>
Các loại khí khuếch
tán vào trong lá
thông qua các lỗ
chân lông trên mặt lá,
bình thường trên mặt
dưới của lá. Từ các
không gian này khí
sẽ khuếch tán vào
trong các tế bào nếu
có nhu cầu .
Biểu bì của lá

/>Khí khổng mở và đóng cửa phụ thuộc vào
những thay đổi của các tế bào bảo vệ. Khi nước
chảy vào các tế bào bởi sự thẩm thấu, làm tăng
độ phòng tế bào


I / Sự trao đổi khí ở lá :
Trao đổi O

2
và khí CO
2
, H
2
O trong lá xảy ra thông qua các lỗ được gọi là
stomata-khí khổng . Sự trao đổi khí ở lá phụ thuộc vào sự hoạt động của các tế
bào khí khổng .

A / Cấu trúc của lá :
Lá có dạng bản, có khả năng xoay hướng trong không gian để nhận ánh sáng ở vị
trí tốt nhất.
Dưới lớp biểu bì trên là lớp tế bào mô dậu, gồm nhiều tế bào xếp sít nhau, đây là
lớp mô đồng hóa của lá. Sát với lớp mô dậu là lớp mô khuyết có khoảng trống gian bào
lớn là nơi chứa CO
2
. Dưới cùng là lớp biểu bì dưới. Hệ thống lỗ khí dày đặc ở mặt trên
và mặt dưới lá làm nhiệm vụ thông khí giữa lá và môi trường

Gồm 2 guard cell nằm cạnh nhau và các tế bào biểu bì nằm xung quanh . Mỗi
guard cell có vách tế bào dày và đàn hồi hơn nhiều so với các tế bào khác .
Khí khổng mở và đóng cửa phụ thuộc vào những thay đổi của các tế bào bảo vệ.
Khi nước chảy vào các tế bào bởi sự thẩm thấu, làm tế bào trương nước làm khí khổng
mở ra .
1 / Cấu trúc của khí khổng :

Bảng này cho thấy áp lực thẩm thấu đo vào các thời điểm khác nhau trong ngày tại các
guard cell điển hình. Áp lực thẩm thấu trong tế bào khác của lớp biểu bì dưới vẫn
không đổi ở 150 lb/in
2

Khi áp lực thẩm thấu của các tế bào khí khổng trở nên lớn hơn
của các tế bào xung quanh, các khí khổng mở. Buổi tối, khi áp lực thẩm thấu của các
tế bào khí khổng giảm xuống gần như là của các tế bào xung quanh, các khí khổng .
2 / Cơ chế sự đóng và mở khí khổng :
Thời gian
Áp lực
thẩm thấu,
lb / in
2

07:00 212
11:00 456
17:00 272
12 nửa đêm 191

Áp lực thẩm thấu tăng trong tế bào guard cell do sự hấp thụ các ion kali (
K+ ) . Khi khí khổng mở nồng độ K+ trong các guard cell tăng cao . Tạo ra một
sự chênh lệch nồng độ khiến nước được hấp thụ vào trong tế bào bảo vệ làm cho
tế bào bảo vệ trương nước làm khí khổng mở ra .
a / Khí khổng mở :
Nồng độ K
+
trong tế bào khi khí khổng đóng và
mở
Open Closed
K
+
(mol) in guard cell 0.45 0.10
K
+

(mol) in epidermal
cells
0.07 0.45

Khí khổng đóng do 1 chất có tên gọi là Abscisic acid
( ABA ) tác động lên các guard cell làm đóng khí khổng .
ABA được sinh ra từ rể và lá khi mà lương nước hút từ rể
không đáp ứng được lượng nước thoát ra từ lá .
Các ABA liến kết với các thụ thể tại bề mặt tế bào chất
của GC . Nó kích hoạt các con đường hấp thụ Ca
2+
làm tăng
lượng Ca
2+
trong tế bào chất và tyrosine phosphatase (PTP)
ảnh hưởng đến kênh bơm K
+
khiến nó bơm K
+
ra ngoài .
Các ABA còn kích thích việc tăng nồng độ pH trong tế
bào làm các ion Cl
-
và ion hữu cơ giảm dần .
Các chất hòa tan trong tế bào chất giảm làm giảm áp lực
thẩm thấu của tế bào và dẫn đến giảm sự trương nước của GC
khiến cho khí khổng đóng lại .
b / Khí khổng đóng :

plasma membrane (PM)

tyrosine phosphatase (PTP)
Abscisic acid ( ABA )

B / Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự trao đổi khí :
a ) Ánh sáng :
Ánh sáng kích hoạt quá trình quang hợp tạo ra ATP cung cấp năng lượng
cho các bơm ion hoạt động tạo ra sự chênh lệch nồng độ trong và ngoài tế bào
guard cell .
Quang hợp tiêu thụ CO
2
làm giảm nồng độ CO
2
trong lá kích thích việc mở khí
khổng .
c ) Carbon dioxide :
- Lượng CO
2
thấp kích thích khí khổng mỏ .
- Lượng CO
2
cao kích thích khí khổng đóng .
b ) Các yếu tố khác :
- Nước : khi xảy ra sự mất nước quá nhiều làm giảm áp lực nước các tế
bào lá bao gồm cả các tế bào bảo vệ làm cho khí khổng đóng lại .
- Nhiệt độ : nhiệt độ tăng làm tăng việc mở khí khổng giúp làm giảm nhiệt
độ của cây . Nhưng khi nhiệt độ quá cao thì khí khổng sẽ đóng lại do sự mất nước
quá nhiều và nồng độ CO2 trong lá tăng do quá trình hô hấp sáng .
- Gió : làm tăng nồng độ CO2 trong không khí và giúp cho sự thoát hơi
nước nhanh hơn dẫn đến sự mất nước khiến khí khổng đóng . Trong một số trường
hợp như thì gió giúp thoát hơi nước nhanh hơn nên khí khổng lúc này sẽ mở .

II/ Sự trao đổi khí ở thân và rễ :
- Ở thân cây và rễ trưởng thành có lớp bần ngấm suberin-một chất sáp
chống thấm nước và không khí nên không thể khuếch tán O
2
và CO
2
vào trong như
ở lá.
- Tuy nhiên ở rễ trưởng thành và thân cây ở các cây thân gỗ có các lỗ gọi là
lenticel . Các lỗ này cho phép oxy đi vào các mô trong thân và rễ ,và thải CO
2
ra
ngoài không khí .

Lenticels – lỗ trong vỏ thân cây
/>lenticels.jpg
/>3/IMAGES/LENTICELS%20BIRCH.jpg

- Lenticels cũng có mặt trên nhiều loại trái cây, khá rõ rệt trên nhiều táo và lê.
-
Ở các cây thân có màu xanh như lá ( có chứa diệp lục ) thì trao đổi khí qua
các khí khổng như ở lá .

Ở Thực vật CAM
Thực vật "CAM" – thực vật sống ở sa mạc,thường mở stomata vào ban
đêm (khi nước bốc hơi chậm hơn từ lá cho một mức độ mở khí khổng),
sử dụng để sửa PEPcarboxylase carbon dioxide và lưu trữ các sản phẩm
trong không bào lớn.
Ngày hôm sau, stomata đóng lại và thải khí carbon dioxide cố định vào

ban đêm trước sự hiện diện của RuBisCO , Rubisco làm bão hoà lượng
khí carbon dioxide, cho phép quang hô hấp tối thiểu. Điều này làm thực
vật CAM có thể thích ứng trong môi trường cạn. Quá trình giới hạn bởi
khả năng lưu trữ cacbon cố định trong không bào.
Dứa là 1 loài thực vật CAM

Quang hợp
_Sự quang hợp sử dụng CO2 và H2O tạo ra từ sự
hô hấp hiếu khí và sự hô hấp hiếu khí thì sử dụng
thức ăn và O2 sinh ra từ sự quang hợp.
_Ngày nay hầu hết các sinh vật đều lệ thuộc trực tiếp
hay gián tiếp vào sự quang hợp.
_CO2 được đưa vào tế bào lá qua khí khổng.


Trong pha sáng quang hợp : Oxy là sản phẩm
khí được giải phóng, khuếch tán ra khỏi tế bào,
đi ra ngoài khí quyển qua khí khẩu.
Điện tử cần thiết để khử CO2 thành carbohydrat là
từ nước, nhưng sự vận chuyển điện tử từ nước
đến carbohydrat là một quá trình gián tiếp và phức
tạp.

Sự quang hợp ở thực vật C4
Một số cây sống ở vùng nóng và khô, để tránh mất nước khí khẩu
thường đóng lại nên nồng độ CO2 trong những khoảng trống giữa các
tế bào rất thấp, để tránh bớt sự quang hô hấp xảy ra

Sự quang hợp ở CAM: Crassulaceae acid metabolism
Thực vật CAM có khả năng mở khí khẩu theo kiểu

khác thường và cố định CO2 thành hợp chất C4 vào
ban đêm hơn là ban ngày như những thực vật khác.
Khí khẩu đóng suốt ngày tránh mất nước, chỉ mở ra
vào ban đêm để lấy CO2 khi mà sự bốc hơi nước ở
mức thấp nhất. Sự tập trung và tích tụ của CO2
suốt đêm đủ cho sự quang hợp trong ngày sau.

Dứa là 1 loài thực vật CAM

Hô hấp
Thực vật không có cơ quan chuyên trách về hô hấp
như ở động vật. Hô hấp xảy ra ở tất cả các cơ quan
của cơ thể, đặc biệt xảy ra mạnh ở các cơ quan đang
sinh trưởng, đang sinh sản và ở rễ.
Ôxy từ không khí có khả năng khuếch tán vào lá của
cây qua khí khổng.Điều này xảy ra ở thực vật vào ban
đêm, và cho ra lượng khí carbon dioxide sản xuất bởi
hô hấp.