BÀI 1 sự TRAO đổi nước ở cơ THỂ THỰC vật PHẦN 1

– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />
KHÓA: BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LỚP 11 - MÔN: SINH HỌC

Giải pháp tối ưu cho việc học chuyên sâu môn Sinh học
Hệ thống bài giảng và đề thi cập nhật nhật mới nhất tại Hoc24h.vn
NỘI DUNG: SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Ở CƠ THỂ THỰC VẬT - PHẦN 1
I. QUÁ TRÌNH HẤP THỤ NƯỚC Ở RỄ
1. Đặc điểm phát triển của hệ rễ thích nghi với chức năng hấp thụ nước và muối khoáng.
Cấu trúc hệ rễ.
- 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 lơng hút để có bề mặt và độ dài tăng lên nhiều.
- Rễ có khả năng hướng nước, hướng hố . . .
- Cấu tạo của rễ thích nghi với chức năng hút nước:
Nước:
+ Miền trưởng thành: Có thể sinh các rễ bên.
+ Miền hấp thụ: Mang nhiều lông hút (thành mỏng không có citin, khơng 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.
2. Con đường hấp thụ nước ở rễ
3 giai đoạn kế tiếp:
1. Giai đoạn nước từ đất vào lông hút
Cây hút được nước ở dạng tự do và dạng liên kết không chặt.
Cây hút nước theo cơ chế thẩm thấu do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu (từ nơi có Ptt thấp đến nơi có Ptt cao).
Nói cách khác do sự chênh lệch thế nước (từ nơi có thế nước cao đến nơi có thế nước thấp).
2. Giai đoạn nước từ lông hút vào mạch gỗ (xylem) của rễ
- Nước được vận chuyển 1 chiều qua các tế bào vỏ, nội bì vào mạch gỗ của rễ do sự chênh lệch sức hút nước
(tăng dần từ ngồi vào).
- Có 2 con đường vân chuyển nước:
+ Qua thành tế bào và gian bào bị ngăn trở bởi đai Caspari không thấm nước.

+ Qua các tế bào sống (chất nguyên sinh, không bào).
3. Giai đoạn nước đẩy từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của thân
Nước bị đẩy từ rễ lên thân do một lực đẩy gọi là áp suất rế, thể hiện ở 2 hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt.
- Hiện tượng rỉ nhựa.
- Hiện tượng ứ giọt.
II. QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC TRONG THÂN
1. Đặc điểm con đường vận chuyển nước ở thân:
- Đặc điểm:
+ Nước và các chất khoáng hào tan trong nước được vận chuyển theo một chiều từ rễ lên lá.
+ Chiều dài của cột nước phụ thuộc vào chiều dài của thân cây.
- Con đường vận chuyển nước ở thân:
+ Chủ yếu bằng con đường qua mạhc gỗ từ rễ lên lá.
+ Tuy nhiên nước cũng có thể vận chuyển theo chiều từ trên xuống ở mạch rây.
+ Nước cũng có thể vận chuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rây hoặc ngược lai.
2. Điều kiện để nước có thể vận chuyển từ rễ lên lá:
Tính liên tục của cột nước, nghĩa là khơng có bọt khí trong cột nước.
3. Cơ chế đảm bảo sự vận chuyển nước ở thân:
Lực liên kết giữa các phân tử phải lớn cùng với lực bám của các phân tử nước với thành mạch phải thắng được
trọng lực cột nước.
Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

1


– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />
Các con đường vận chuyển nước, chất khoáng, chất hữu cơ:
- Quan niệm hiện nay vẫn cho rằng có hai con đường dẫn truyền:
- Nước, muối khoáng từ rễ lên lá theo mạch gỗ.

- Các chất hữu cơ từ lá xuống rễ theo mạch rây.
Tuy nhiên 2 con đường hàon tồn khơng độc lập nhau. Chẳng hạn nước có thể từ mạch gỗ ra mạch rây và
ngược lai theo thế nước trong mạch rây.
III. Q TRÌNH THỐT HƠI NƯỚC Ở LÁ
1. Ý nghĩa của sự thoát hơi nước
Tại sao cây phải thoát hơi nước?
- Thốt hơi nước là động cơ trên của q trình vận chuyển nước.
- Thoát hơi nước làm giảm nhiệt độ của bề mặt lá.
- Khi thốt hơi nước thì khí khổng mở, đồng thời khí CO2 sẽ đi từ khơng khí vào lá (qua khí khổng đến lục lạp),
đảm bảo cho quá trình quang hợp xảy ra bình thường.
2. Con đường và đặc điểm của các con đường thoát hơi nước ở lá
Thoát hơi nưởc lá qua những con đường nào?
Sự thoát hơi nước qua con đường nào là chủ yếu?
a. Con đường qua khí khổng
- Vân tốc lớn, lượng nước thốt nhiều.
- Được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng.
b. Con đường qua bề mặt lá – qua cutin
- Vận tốc nhỏ, lượng nước thốt ít.
- Khơng được điều chỉnh.
IV. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NƯỚC
Ánh sáng là nguyên nhân gây ra việc đóng mở khí khổng → Sự mở chủ động của khí khổng ngồi ánh sáng.
- Nhiệt độ ảnh hưởng tới cả hai quá trình: hấp thụ nước ở rễ, thoát hơi nước ở lá.
- Độ ẩm càng cao → cây hấp thụ càng nước tốt.
- Độ ẩm không khí càng thấp → sự thốt hơi nước càng mạnh.
- Hàm lượng các chất trong đất ảnh hưởng đến:
+ Sự sinh trưởng hệ rễ.
+ Áp thẩm thấu của dinh dưỡng đất.
V. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC TƯỚI TIÊU HỢP LÍ
Thế nào là sự cân bằng nước ở cây trồng?
- Là sự tương quan giữa quá trình hấp thụ nước và q trình thốt hơi nước.

Trạng thái cân bằng nước dương là gì?
- Trạng thái cân bằng nước dương: Khi sự mất nước được bù lại bằng sự nhận nước đến mức bão hoà nước.
Thế nào là trạng thái cân bằng nước âm?
- Trạng thái cân bằng nước âm: Khi có sự thiếu hụt nước trong cây.
Thế nào là sự tưới nước hợp lí cho cây trồng?
- Căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lí về chế độ nước cho cây trồng: Sức hút nước của lá, áp suất thẩm thấu của dịch
tế bào, trạng thái của khí khổng, cường độ hô hấp của lá để xác định thời điểm cần tưới nước.
- Lượng nước tưới phải căn cứ vào nhu cầu nước của từng lồi cây, tính chất vật lí, hố học của từng loại đất và
các điều kiện môi trường cụ thể.
- Cách tưới nước:
+ Phụ thuộc vào các nhóm cây trồng khác nhau
Ví dụ: Cây lúa nước → tưới ngập nước
Cây trồng cạn → cần 80% ẩm dung toàn phần của đất.
+ Phụ thuộc vào các loại đất
Vi dụ: Đất cát phải tưới nhiều
Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

2


– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />
Đất mặn phải tưới nhiều hơn nhu cầu của cây.
- Đối với cây trồng cạn:
1. Tưới trực tiếp vào gốc cây
2. Tưới theo rãnh
3. Tưới bằng ống dẫn nước ngầm
4. Tưới nhỏ giọt bằng hệ thống ống dẫn
5. Tưới phun

→ Phương pháp 4 và 5 là phương pháp tốt nhất, vì vừa tiết kiệm nước, vừa làm ẩm khơng khí, vừa đảm bảo sự
thống khí của bộ rễ.
CH:
Câu 1:
a. Trao đổi nước ở thực vật bao gồm những quá trình nào?
b. Hãy nêu mối quan hệ chặt chẽ giữa 3 các quá trình trong cơ thể thực vật.
Gợi ý trả lời:
Hấp thụ nước, vận chuyển nước, thoát hơi nước
Câu 2:
a. Hiện tượng ứ giọt xảy ra trong điều kiện nào?
b. Tại sao hiện tượng ứ giọt chỉ xảy ra ở những cây bụi thấp và những cây thân thảo?
Trả lời: Hiện tượng ứ giọt chỉ xảy ra ở những cây bụi và cây thân thảo vì những cây này thường thấp, dễ bị tinh
trạng bão hoà hơi nước và áp suất rễ đủ mạnh để đẩy nước từ rễ lên lá gây ra hiện tượng ứ giọt.
Câu 3: Nêu vai trò của đai Caspari?
Câu 4. Làm thế nào để phân biệt được hiện tượng ứ giọt và sương trên lá?
Câu 5. Nêu bằng chứng về khả năng hút và đẩy nước một cách chủ động của hệ rễ?
Câu 6: Tại sao sự thoát hơi nước của cây vừa là tai hoạ nhưng lại là tất yếu?
Gợi ý trả lời:
* Thoát nước là tai hoạ:
Trong quá trình sống TV phải mất đi một lượng nước quá lớn → phải hấp thụ một lượng nước lớn hơn lượng
nước mất đi → khó khăn cho cây trong q trình sống.
* Thốt nước là cần thiết:
- Thốt hơi nước là động cơ trên của quá trình vận chuyển nước.
- Thoát hơi nước làm giảm nhiệt độ của bề mặt lá.
- Khi thốt hơi nước thì khí khổng mở, đồng thời khí CO2 sẽ đi từ khơng khí vào lá (qua khí khổng đến lục lạp),
đảm bảo cho quá trình quang hợp xảy ra bình thường.
Câu 7:
a. Thốt hơi nưởc lá qua những con đường nào?
b. Sự thoát hơi nước qua con đường nào là chủ yếu?
Gợi ý trả lời:

a. Con đường qua khí khổng
- Vân tốc lớn, lượng nước thốt nhiều.
- Được điều chỉnh bằng việc đóng mở khí khổng.
b. Con đường qua bề mặt lá – qua cutin
- Vận tốc nhỏ, lượng nước thốt ít.
- Khơng được điều chỉnh.
Câu 8:
a. Thế nào là sự cân bằng nước ở cây trồng?
b. Trạng thái cân bằng nước dương là gì?
c. Thế nào là trạng thái cân bằng nước âm?
d. Thế nào là sự tưới nước hợp lí cho cây trồng?
Gợi ý trả lời:
Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

3


– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />
a. Là sự tương quan giữa quá trình hấp thụ nước và quá trình thoát hơi nước.
b. Trạng thái cân bằng nước dương: Khi sự mất nước được bù lại bằng sự nhận nước đến mức bão hoà nước.
c. Trạng thái cân bằng nước âm: Khi có sự thiếu hụt nước trong cây.
d. sự tưới nước hợp lí cho cây trồng:
- Căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lí về chế độ nước cho cây trồng: Sức hút nước của lá, áp suất thẩm thấu của dịch
tế bào, trạng thái của khí khổng, cường độ hô hấp của lá để xác định thời điểm cần tưới nước.
- Lượng nước tưới phải căn cứ vào nhu cầu nước của từng lồi cây, tính chất vật lí, hố học của từng loại đất và
các điều kiện môi trường cụ thể.
- Cách tưới nước:
+ Phụ thuộc vào các nhóm cây trồng khác nhau

Ví dụ: Cây lúa nước → tưới ngập nước
Cây trồng cạn → cần 80% ẩm dung toàn phần của đất.
+ Phụ thuộc vào các loại đất
Vi dụ: Đất cát phải tưới nhiều
Đất mặn phải tưới nhiều hơn nhu cầu của cây.

KIẾN THỨC MỞ RỘNG THAM KHẢO THÊM
Sự trao đổi nước ở thực vật
1. Khái niệm chung và vai trò của nước trong đời sống thực vật.
1.1. Khái niệm chung:
- Nước là nhân tố quan trọng bậc nhất đối với tất cả các cơ thể sống trên trái đất. Thực vật khơng thể sống thiếu
nước. Vì nước tham gia vào những chức năng sinh lý quan trọng như quang hợp, hơ 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 q trình thốt hơi nước ở lá và đây là mục tiêu nghiên
cứu hiện nay.
1.2. Vai trò của nước đối với thực 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 NADPH2 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 hố nhất định, tạo nên áp suất thuỷ tĩnh (áp suất trương), duy trì hình thái tế
bào. - Ngồi ra, nước cịn là yếu tố nối liền cây với mơi trường bên ngồi, có vai trị trong việc điều hồ nhiệt độ
của cây.
2. Các dạng nước trong đất và trong cây.
2.1. 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 thốt hơi nước.
+ Phải có hệ mơ bì phát triển để hạn chế sự thốt hơi nước của cây.
2.2. Các dạng nước trong cây:
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.
Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

4


– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />
+ 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 có ý
nghĩa trong q trình hô hấp của rễ.
+ Trạng thái lỏng :
- Nước tự do.
- Nước liên kết.
3. Các dạng nước trong đất
3.1 Các dạng nước tự do trong 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.

3.2 Các dạng nước liên kết 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.
4. Vai trò của nước trong cây
4.1. Vai trò của nước tự do trong 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
cịn giữ ngun các đặc tính của nước, do đó có vai trị trong q trình trao đổi chất của thực vật
+ Nước là dung mơi hồ 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.
4.1. Vai trò của nước liên kết trong 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 q trình thuỷ hố 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 ngun sinh vì khơng bị lắng xuống.

Sự trao đổi nước ở thực vật (Tiếp theo)
- Nghiên cứu quá trình trao đổi nước ở thực vật ở các điểm
Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

5

– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />
+ Đặc điểm
+ Con đường
+ Cơ chế
+ Các thí nghiệm chứng minh.
+ Các điều kiện ảnh hưởng đến vận tốc dịng 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
+ Q trình thốt hơi nước ở lá
1. Đặc điểm của con đường vận chuyển nước ở thân
- Hấp thu nước ở rễ là động lực dưới của q trình hấp thu nước.
- Dịng nước đi theo 1 chiều từ đất vào trong cây (trừ trường hợp đất có nồng độ chất tan cao hơn hơn so với rế
của cây).
- Đoạn đường ngắn hơn so với các giai đoạn còn lại.
- Các đặc điểm của rễ (đặc biệt là lơng hút của rễ) thích nghi với q trình hấp thu nước.
2. Đặc điểm của lông hút
Các đặc điểm của lơng hút thích nghi với q trình hấp thu nước:
- Thành tế bào mỏng.
- Khơng thấm cutin.
- Chỉ có một không bào lớn ở trung tâm, chiếm hầu hết thể tích của tế bào.
- Cường độ hơ hấp cao: biến đổi các chất khơng ASTT thành chất có tính ASTT cao.
3. Những con đường vận chuyển nước ở rễ
- Apoplasm bao gồm thành tế bào và khoảng không gian giữa các tế bào, không qua một lớp màng.
+ Lấy được nhiều nước, và vận tốc dòng nước nhanh.
+ Quá trình vận chuyển nước và các chất hồ tan khơng được điều chỉnh.
- Symplasm bao gồm các phần của cơ thể thực vật mà không được bao quanh bởi màng tế bào, và được nối với

nhau bởi plasmodesmata (hình vẽ).
+ Lấy được nước ít, vận tốc của dịng nước chậm.
+ Nước và chất hoà tan được điều chỉnh trong quá trình vận chuyển.
4. Mối quan hệ giữa hai con đường
- Nước và chất hoà tan vận chuyển từ dung dịch đất qua apoplasm và symplast tới lớp nội bì của rế.- Nội bì của
rế khác với các vùng khác là có sự có mặt của đai casparin, được thấm sáp, suberin do đó khơng thấm nước. Đai casparin trong nội bì chia cắt apoplasm trong vùng vỏ của rễ khỏi apolasm của vùng trụ rễ. - Khi đi qua lớp
nội bì, nước và các chất khống dời khỏi con đường symplastic và đi theo con đường apoplastic của vùng trụ
giữa của rễ. - Những tế bào nhu mô ở vùng trụ bì hoặc xylem, transfer cell, được thay đổi về cấu trúc cho chức
năng vận chuyển các ion khoáng từ tế bào chất (một phần của con đường symplastic) vào trong thành tế bào
(phần của con đường apoplastic
5. Những hình thức vận chuyển nước
Nước được vận chuyển dưới hai hình thức :
- Hấp thụ bị động (thụ động), các lực có nguồn gốc từ khí quyển, nhờ q trình thốt hơi nước ở lá. Nước của lá
luôn luôn bị mất đi nên gây ra tình trạng thiếu nước thường xuyên trong tế bào.- Hấp thụ chủ động, động lực là
ở rễ. Sự hấp thụ tích cực có thể dưới hai dạng :
+ Hấp thụ thông qua cơ chế bơm của aquaporin.
+ Sự hấp thụ thẩm thấu nhờ áp suất rế.
6. Cơ chế vận chuyển nước
6.1. Cơ chế dòng nước một chiều
Cơ chế dòng nước 1 chiều : nước được rễ hút vào sau đó vận chuyển lên thân rồi lên lá theo một chiều.- Theo
quan điểm của Usprung và Blem, nước hút vào do sự chênh lệch của sức hut nước của rễ và mơi trường bên
ngồi và của các tế bào cạnh nhau trên đường đi.- Theo quan điểm của Brillant, nước hút vào do sự phân cực
Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

6


– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />

của tế bào : hai đầu tế bào có tính thấm khác nhau nên nước đi từ đầu này của tế bào đến đầu kia theo một
chiều.
- Theo quan điểm của một số nhà khoa học giai thích trên cơ sở của cơng thức S = P – T
Tế bào bão hoà nằm trên đường đi của nước có S = P- T = 0 còn các tế bào ống dẫn xylem là các tế bào chết
nên S = P.- Quan điểm của Xabinhin do 2 nguyên nhân : do tính thấm khác nhau của từng phần chất nguyên
sinh trong mỗi tế bào và do sự khác nhau trong quá trinh trao đổi chất của tế bào.Ngày nay các nhà khoa học
giải thích cơ chế dòng nước một chiều theo 2 cơ sở là áp suất thẩm thấu và thế năng nước.
6.2. Áp suất rế.
- Đa số các nhà khoa học giải thích cơ chế áp suất rế là do sự chênh lệch giữa thế năng thẩm thấu của rễ và dung
dịch đất, và đây cũng chính là động lực cho sự hấp thụ nước ở rễ.
- Áp suất rễ gây nên hai hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt.
+ Rỉ nhựa.
+ Ứ giọt : Ở một số cây trong điều kiện ẩm ướt thấy xuất hiện những giọt nước đọng ở đầu lá và mép lá.
+ Dịch nhựa từ hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt chứa các chất vô cơ và hữu cơ khác nhau (các nguyên tố dinh
dưỡng và cả các chất kích thích sinh trưởng, các aa, các vitamin…).
7. Đặc điểm chung của con đường vận chuyển nước trong cơ thể thực vật
- Theo 1 chiều từ gốc đến ngọn.
- Con đường vận chuyển dài.
- Nước và chất khoáng hào tan được vận chuyển theo con đường xylem.
- Các chất hữu cơ được tổng hợp ở lá được vận chuyển đến các phần khác của cây bởi phloem.
7.1. Vận chuyển trong xylem phải đối mặt với nhiều thử thách
- Đầu tiên, nếu thành của tế bào quá yếu hoặc quá mềm, các cột nước có thể đỏ sập xuống. Do đó, vách thứ cấp
của tế bào phải dày và phải được hố gỗ để thích nghi với điều này.- Vấn đề thứ hai là nước được vận chuyển
bên trong các xylem phải được loại bỏ hồn tồn khí giống như vận chuyển trong mạch máu của động vật. Tuy
nhiên, khi sức căng của nước tăng lên, có sự tăng xu hướng vận chuyển khí qua các lỗ siêu hiển vi trong thành
của xylem. Hiện tượng này gọi là “air seeding”. Có 1 cách thứ hai mà qua đó các bọt khí có thể hình thành trong
mạch dẫn của xylem là : sự làm lanh xylem có thể hình thành các bọt khí (Davis et al. 1999). → Khi bọt khi
được hình thành bên trong các cột nước, nó sẽ lan rộng ra vì các chất khí khơng thể chống lại sức căng. →
Thực vật phải hạn chế sự hình thành của các bọt khí (Tyree và Sperry 1989, Hacke et al. 2001).
7.2. Cơ chế vận chuyển nước ở thân

Về động lực vận chuyển nước trong cây người ta cho rằng có thể do các động lực sau đây:
- Sức đẩy của áp suất rễ do sự chệnh lệch thê năng nước giữa đất và rễ.
- Sức kéo của lá : thơng qua q trình thốt hơi nước.
- Các sức đẩy trung gian trên con đường vận chuyển nước từ rễ lên lá : thuyết cố kết sức căng gồm có:
+ Lực hội tụ (súc bám) là sự hút bám lẫn nhau giữa các phân tử nước ( có khi tới 300 - 350 atm).
+ Lực dính bám của các phân tử nước với thành của tế bào mạch gỗ.
7.3. Sự vận chuyển của xylem do các bơm
Những thí nghiệm của nhà thực vật người Đức Eduard Strasburger đưa ra năm 1893 đã bác bỏ giả thiết
này.Strasburger tiến hành thí nghiệm với những cái cây cao > 20m. Ông cắt ngang qua phân thân cây và cắm
đầu tận cùng của vết cắt trong một cái thúng có chứa các chất độc. ví dụ axit picric. Từ thí nghiệm ơng đã rút ra
3 vấn đề quan trọng:+ Sự sống, các tế bào “bơm” khơng thể bơm các chất độc lên phía trên của cây, bởi vì các
dung dịch này đã giết ngay chính tất cả các tế bào này của cây.+ Những cái lá có vai trị rất quan trọng trong
q trình vận chuyển. Vì ơng thấy rằng chừng nào chúng cịn tồn tại, thì dung dịch vẫn được tiếp tục vận
chuyển lên phía trên , và khi những cái lá bị chết, thì quá trình vận chuyển bị ngừng lại.+ Quá trình vận chuyển
khơng bị ảnh hưởng bởi rễ, bởi vì thân cây đã hoàn toàn được tách rời khỏi phần rễ.
7.4. Cơ chế áp suất rễ
Áp suất rễ không thể giải thích được sự đi lên của nước trong cây cao. Vì
- Áp suất rễ chỉ khoảng 0.1 – 0.2 Mpa (1-2 atm). Nếu áp suất rễ đã đẩy nước lên xylem, thì chúng ta đã có thể
quan sát một thế năng nước trong xylem trong tât cả các thời điểm.
Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

7


– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />
- Chúng ta thấy dung dịch trong xylem trong hầu hết các cây thường duới áp suất – có một thế năng áp suất âm
hơn so với rế - khi mà nước được vận chuyển lên phía trên.
- Hơn nữa, khi Strasburger quan sát, ta thấy nước đã được vận chuyển lên thân ngay cả đã loại bỏ rễ.

- Nếu rễ không phải là tác nhân đẩy nước lên phía trên, thì cái gì đã đảm nhiệm chức năng này ?
Q trình thốt hơi nước ở lá tạo ra một thế năng âm trong xylem
1. Đặc điểm q trình thốt hơi nước ở lá
1.1. Đặc điểm
- Đi theo 1 chiều duy nhất từ lá ra ngồi khơng khí.
- Con đường rất ngắn.
- Chất vận chuyển chỉ có nước.
1.2. Con đường :
có 2 con đường chính
- Con đường 1 : qua tầng cutin
+ Vận tốc của dịng nước chậm, lượng nước được thốt ra ít (cao nhất là 30%).
+ Quá trình tuân theo các qui luật thuần t, khơng có sự diều hồ.
- Qua lỗ khí khổng
+ Vận tốc vận chuyển nhanh, lượng nước thốt ra nhiều (> 70%).
+ Q trình vận chuyển mang tính chất sinh học, và được điều hoà theo rất nhiều cơ chế.
2. Các giai đoạn của q trình thốt hơi nước
+ Giai đoạn 1 : nước bốc hơi từ bề mặt tế bào nhu mô lá vào gian bào.
+ Giai đoạn 2 : hơi nước khuyếch tán qua khe khí khổng.
+ Giai đoạn 3 : Hơi nước khuyếch tán tù bề mặt lá ra khơng khí xung quanh.Giai đoạn 1 và 3 là q trình có
tính chất vật lí rõ rệt, đó là q trình bay hơi nước.Giai đoạn 2 là q trình có tính chất sinh lí phụ thuộc vào số
lượng và sự đóng mở khí khổng, có ý nghĩa lớn đối với q trình thốt hơi nước.
3. Cơ sở vật lý của q trình thốt hơi nước
Tn theo các qui luật vật lí thơng thường là : một số phân tử nước ở trên bề mặt có năng lượng cao thắng được
lực liên kết nội tại giữa các phân tử và tách được ra khỏi chất lỏng và chuyển vào khí dưới dạng hơi.
Q trình bốc hơi nước diễn ra theo quy luật Dalton :
V = K(F-f) 760S/P
V : lượng nước bỗc hơi từ một đơn vị bề mặt.
K : hệ số khuyếch tán (thường là hằng số tìm ra trên cơ sở thực nghiệm).
F-f : độ thiếu hụt bão hồ hơi nước của khơng khí cịn gọi là sức hút nước của khơng khí là giá trị quyết định tốc
độ bốc hơi nước.

P : Áp suất khí quyển (mmHg).
S : Diện tích bề mặt lá.
4. Các chỉ tiêu của q trình thốt hơi nước
- Cường độ thốt hơi nước : là lượng nước mât đi trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích là và
thường được tính bằng đơn vị g nước/dm2 lá.h.Cường đọ thoát hơi nước mạnh vào gần trưa sang chiều, sau đó
giảm mạng vì khí khổng đóng.
- Chỉ số thốt hơi nước tương đối : là tỉ số giữa cường độ thoát hơi nước và cường độ bốc hơi nước từ bề mặt
nước tự do có cùng thể tích với về mặt thoát hơi nước.
- Hệ số thoát hơi nước : là lượng nứơc tính theo gam mà cây đã mất để cây tích lũy được 1 gam chất khơ (gam
nước/1g chất khô chỉ số này không ổn định ngay cả trong cùng một cây.
- Hiệu suất thoát hơi nước : chỉ số này ngược với hệ số thoát hơi nước, biểu thị bằng lượng chất khô (gam) được
tạo thành khi thốt ra một kg nước (gam chất khơ/1 kg nước).
- Độ nhanh chóng tiêu thụ nước : là lượng nước mất đi trong một đơn vị thời gian tính theo phần trăm tổng
lượng nước dự trữ trong cây.
5. Cơ chế hoạt động của bộ máy lỗ khí
- Thế năng nước của tế bào đóng giảm là do sự giảm thế năng thẩm thấu ở chính bên trong tế bào đóng gây ra.
Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

8


– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />
- Thế năng thẩm thấu giảm là do sự tích luỹ các chất hồ tan có hoạt tính thẩm thấu, hoặc bởi sự tổng hợp của
chúng ở trong các tế bào đóng, hoặc bởi sự vận chuyển chúng từ các tế bào lân cậnvào.
5.1. Giả thuyết thứ nhất là do dự biến đổi thuận nghịch giữa đường ↔ tinh bột. Ánh sáng là nguyên nhân của sự
biến đổi đó.- CO2 giảm → sự tăng của pH trong tế bào đóng, giá trị pH gần với giá trị trung hoà sẽ xúc tác cho
enzym photphorinlaza trong phản ứng thuỷ phân tinh bột thành đường → áp suất thẩm thấu trong tế bào đóng
tăng lên → tế bào đóng hút nước → tế bào đóng trương lên → lỗ khí khổng mở ra.

Tuy nhiên giả thuyết này chưa thoả đáng ở một số điểm như sau :
- Thứ nhất, sự giảm của CO2 ít ỏi khơng đủ làm thay đổi độ pH một cách đáng kể.- Thứ hai, trong các tế bào
đóng khơng có tinh bột và có lẽ khơng có cả enzym photphorinlaza.
5.3. Cơ chế điều hoà bởi hooc mon thực vật là axit abscisic.
- Nếu tế bào thịt lá quá khô, thiếu nước, và thế năng nước trong tế bào quá âm. Các tế bào thịt lá sẽ giải phóng
ra một hooc mơn thực vật là axit abscisic.- ABA liên kết với các thụ thể trên bề mặt của màng tế bào chất của tế
bào đóng.
- Phức hệ ABA-R hoạt hố một chuỗi emzym trong tế bào và tạo ra
+ Hoạt hoá bơm H+ trên màng tế bào, do đó làm tăng pH trong tế bào.
+ Hoạt hố bơm Ca2+, do đó tăng q trình vận chuyển của Ca2+ từ khơng bào vào trong tế bào chất.
- Nồng độ Ca2+ trong tế bào chất tăng lên sẽ khố bơm ion K+, trong khi đó pH tăng làm giảm sự tích luỹ ion
Cl- và các ion hữu cơ (như malat2-).
- Các ion này giảm làm cho áp suất thẩm thấu trong tế bào giảm do đó tế bào đóng bị mất nước, đóng lại.
6. Sự điều hồ thốt hơi nước theo cơ chế ngồi khí khổng
- Sự điều chỉnh quá trình bay hơi nước trong các gian bào của lá. Ví dụ ở cây bơng,ngày nắng thường thấy cây
ngừng thốt hơi nước trong khi khí hậu vẫn mở.
- Khi khí hậu khơ nóng, có gió mạnh thường xảy ra sự bốc hơi nước rất nhanh từ bề mặt các tế bào nhu mô lá
bao quanh khoang thở dưới lỗ khí làm cho các tế bào nhu mô lá bị khô và sự bốc hơi nước từ bề mặt các tế bào
nhu mô này bị ngừng.
- Ví dụ như cây hướng dương khis khổng mở suốt ngày và chỉ đóng lúc gần chiều tối. Cịn ở cây mục túc thì khí
khổng đóng ngay lúc 11h trưa nhưng mức độ thoát hơi nước của hai cây là như nhau.
7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước ở lá
- Ảnh hưởng của độ thiếu bão hoà hơi nước : phụ thuộc vào yếu tố (F-f), mà chỉ só này lại liên quan chặt chẽ
với các yếu tố ngoại cảnh. Khi độ thiếu bão hoà hơi nước trong khơng khí càng lớn thì tốc độ thoát hơi nước
càng tăng.
- Ảnh hưởng của ánh sáng : có thể làm tăng q trình thốt hơi nước lên 30 - 40%.
+ Ánh sáng trước hết làm tăng nhiệt độ của lá.
+ Ánh sáng tham gia quá trình mở khí khổng theo cơ chế mở quang chủ động.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ : Khi nhiệt độ tăng thì áp suất hơi nước bão hồ tăng, trong khi đó f ít thay đổi nên (ff) tăng làm cho tốc độ thốt hơi nước tăng.
- Ảnh hưởng của gió : gió là tăng (F-f) vì gió mang đi từ bề mặt lá khơng khí ẩm và mang đến khơng khí khơ

hơn.
- Ảnh hưởng của phân bón :
+ Khi mới bón phân thì q trình thốt hơi nước giảm, do q trình hấp thụ nước ở rễ giảm.
+ Sau đó q trình hấp thụ nước ở rễ tăng lên → tăng q trình thốt hơi nước ở lá.
- Ảnh hưởng của chế độ cung cấp nước : nếu cung cấp nước đầy đủ thì sự thốt hơi nước diễn ra bình thường.

Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

9


– Hotline: 1900.7012

Thầy THỊNH NAM ( />
Biên soạn: Thầy THỊNH NAM
Giáo viên luyện thi môn Sinh hàng đầu Việt Nam

Hoc24h.vn – Nơi biến những ước mơ đại học thành hiện thực!

10