11/8/2013
1
CHƢƠNG II – SỰ TRAO ĐỔI
NƢỚC Ở THỰC VẬT
•Dung môi lý tưởng, hòa tan được nhiều chất.
H2O H+ + OH-
•Có tính lưỡng cực hình thành màng thủy hoá
•Tham gia vào các phản ứng hóa sinh, các biến đổi chất
trong tế bào, trao đổi chất
•Nước là chất điều chỉnh nhiệt trong cây
Tích điện (-)
Tích điện (+)
Các phân tử nước không liên kết Các phân tử nước liên kết
2.1. Các dạng nước trong đất
•Nước trọng lực: Rễ cây có thể hấp thu một phần khi nước
này chảy qua.
•Nước mao dẫn: rất có ý nghĩa sinh học đối với cây và cây
có khả năng lấy dễ dàng.
•Nước màng: cây có thể hút lớp nước ở xa trung tâm mang
điện
•Nước ngậm: cây không thể sử dụng
2.2. Các dạng nước trong cây
•Nước liên kết (4-5%) và nước tự do
•Nước liên kết thường kết hợp với nhóm ưa nước của
protein bằng cầu nối hydrogen.
•Hàm lượng nước liên kết lớn khả năng chống chịu
của chất nguyên sinh đối với ngoại cảnh bất lợi cao.
Sự trao đổi nước ở cấp độ tế bào
Phân tử nước
BÊN NGOÀI TẾ BÀO
TẾ BÀO CHẤT
Lỗ màng (chỉ
cho nước qua)
Lớp màng kép
11/8/2013
2
Mặt đất
Rễ hút
nước từ
đất
Động lực của nước đi từ đất
lực dẫn suất rễ sức của hơi
nước
Nước đi lên
nhờ mạch gỗ
(lực mao dẫn)
Nước thoát hơi qua lá
(nhờ các khí khổng)
Mạch gỗ cắt ngang
Ngoại bì
Nhu mô vỏ
Trụ bì
Nội bì
Thượng tầng
(B) MẶT CẮT NGANG RỄ
Vùng mô
phân sinh Vùng kéo dài Vùng trưởng thành
Nhu mô vỏ
Lông hút
Nội bì với
vành đai
Caspar
Biểu bì
Khu vục
phân chia
tế bào
Chóp rễ
Chất
nhầy
Trung
tâm rễ
Đỉnh rễ
Lông hút
Mạch libe (phloem)
Mạch gỗ (xylem)
Mạch gỗ
Mạch libe
(A) DÒNG NƢỚC TRONG CÂY (C) MẶT CẮT DỌC KHU VỰC ĐỈNH RỄ
Các tế bào phân sinh
nằm gần đầu rễ, hình
thành chóp rễ và các
mô rễ. Ở vùng kéo
dài, các tế bào phân
hóa để hình thành
mô gỗ, libe và nhu
mô vỏ. Lông hút
được tạo ra trong tế
bào biểu bì, xuất
hiện trước tiên ở
vùng trưởng thành
3.2. Đường đi của nước vào cây và trong các
tế bào sống
Đường đi của nước vào mạch dẫn:
Sức hút nước của rễ > Sức giữ nước của đất nước đi qua
lông hút các tế bào biểu bì rễ nhu mô vỏ
lớp tế bào nội bì có vách tế bào hóa bần 4 mặt (vòng đai
caspar) hệ thống chất nguyên sinh
nhu mô ruột mạch dẫn
Rễ Lông
hút
Nước Hạt
cát
Hạt
sét Không khí
tiếp trực tiếp với hạt đất tăng đáng kể bề mặt tiếp để
nước Đất sự trộn hạt chất hữu cơ nước chất
Nước bị ở bề mặt hạt đất nước
dịch đất xuống lỗ kẽ hở nhỏ hơn giữa hạt đất. Ở bề mặt
ccủa nước – sự nước bề mặt dịch đất tạo mặt
mũi vị dịch bị sự bề mặt
nhiều nước bị lấy đi khỏi đất nhiều mặt nhọn được dẫn
đến dịch bị nhiều hơn nhiều suất
Nội bì Vòng đai
caspar
Biểu bì
Con đường Apoplast
Con đường Symplast Nhu
mô vỏ
Trụ bì
Con đường hút nước và chất khoáng của rễ
(mạch gỗ) (mạch libe)
Sợi liên bào
Thành tế bào
Màng sinh chất
Lớp giữa
Tế bào chất
Màng không bào
Không bào
Sợi liên bào
11/8/2013
3
6. Sự vận chuyển nước đi trong cây
Hạt đất
Nước
Hút nƣớc từ đất
Tế bào
mạch gỗ
Phân tử nước
Khí khổng
Tế bào thịt lá
Nhựa cây
Thoát hơi
nƣớc
Các phân tử nước
dính nhau nhờ liên
kết hydro
Phân tử nước bám vào thành
mạch dẫn nhờ liên kết hydro
Thành tế bào
Không khí
Thế nƣớc
1 atm = 0.1013 Mpa
Ψ mạch gỗ
Ψ rễ
Ψ mạch gỗ
Ψ thành tế bào lá
Ψ khoảng gian bào lá
Ψ không khí
Sự bám dính
nhau của phân
tử nƣớc trong
mạch gỗ Phân tử nước
Lông hút
dậu
Mô khuyết (mô xốp)
CẤU TẠO LÁ C3
* Cấu trúc của hệ thống vận chuyển nước
(hệ thống mạch gỗ) (xylem)
•Các tế bào hẹp và dài (hình ống) đã chết, mất hẵn chất
nguyên sinh.
•Thành tế bào dày và hóa gỗ, nhưng không có vách ngăn
các ống mao quản liên tục suốt hệ thống dẫn
nước chảy trong mao quản thông suốt mà không có vật
cản.
•Là hệ thống vận chuyển nước hoàn hảo nhất và tiến hóa
nhất.
11/8/2013
4
Lignin Lignin
(Mạch gỗ)
Thành
thứ cấp
Thành
sơ cấp
Lỗ bên
Lỗ
đơn
Vách ngăn có nhiều lỗ
Quản bào Mạch ống
Quản bào Mạch ống
Lỗ bên
Đĩa có nhiều lỗ li ti
(loại đơn giản)
(loại phức tạp)
Thành sơ cấp
Cặp lỗ nhỏ Thành thứ cấp
Màng lỗ
Đế
Hốc
Mạch ống Quản bào
(D)
loại tế mạch gỗ sự nối kết của Cấu
của quản mạch ống Quản tế
rỗng chết với tế gỗ ở mức độ tế
chứa số lỗ nhỏ chỉ sơ cấp
thứ cấp dạng kiểu lỗ nhỏ ở loại cơ
giữa Quản hiện diện ở tất cả
mạch dẫn Mạch ống cũng tế chết nối liền với
mạch ống cạnh nhờ ngăn nhiều lỗ
Nước
Lỗ
Bong bóng khí
Quản bào lắp đầy bong bóng khí
Đĩa có
nhiều
lỗ li ti
Mạch ống
lắp đầy
bong bóng
khí
Đĩa bậc
thang
6. Sự thoát hơi nước của cây
•Bay hơi nước (bốc hơi nước) chủ yếu qua bề mặt lá
•Thoát hơi nước: hơi nước trong cây qua các lỗ khí
khổng trên bề mặt lá hoặc qua lớp cutin (phủ trên bề
mặt lá) thoát ra ngoài.
•Thông thường cây hút 1000 phần nước thì chỉ có trung
bình 1 phần đi vào tạo ra chất khô
Tế bào chất
Lục lạp
Lớp H2O
Bốc hơi
Màng tế bào
Vi sợi cellulose
(mặc cắt)
Bốc hơi Bốc hơi
Không khí
Bề mặt nước – không khí
Bốc hơi
Tế bào chất
Nước trong thành tế bào
Thành tế bào
Màng tế bào
Thành
tế bào
Không bào
Áp lực nước
(MPa)
Bán kính đường
cong (μm)
11/8/2013
5
Biểu bì
Lục lạp
Bó
mạch Nhu mô
khuyết
Nhu mô
dậu
Lục mô Khí
khổng
Tế bào
khí
khổng
Mạch libe
Mạch gỗ
Biểu bì
Lớp cutin
Lớp cutin
Lớp cutin
Biểu bì trên
Nhu mô khuyết
Biểu bì dưới
Gân lá
Nhu mô dậu
Lớp không khí
mép lá
Tế bào
khí khổng
Lỗ khí khổng
Lớp không khí
mép lá
Hơi nước
Sự thoát hơi nước qua lá
Tế bào biểu bì Các vi sợi cellulose
được xếp tỏa tròn
Lỗ Tế bào khí khổng
Tế bào biểu bì Các vi sợi cellulose
được xếp tỏa tròn
Tế bào khí khổng Lỗ Tế bào phụ
Phức hợp khí khổng
Sự sắp xếp tỏa tròn của các vi sợi trong tế bào khí khổng