A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Trong cây có các dòng vận chuyển vật chất là dòng mạch gỗ và dòng mạch rây
I. DÒNG MẠCH GỖ
Dòng mạch gỗ (còn gọi là dòng đi lên) vận chuyển nước và các ion khoáng từ đất vào đến mạch gỗ của rễ rồi tiếp tục dâng lên theo mạch gỗ trong thân để lan tỏa đến là và những phần khác của cây.
1. Cấu tạo của mạch gỗ
Trong thân thực vật có mạch gỗ, gồm các tế bào chết. Mạch gỗ có 2 loại là quản bào và mạch ống.
- Hình thái cấu tạo
+ Quản bào là các tế bào hình dài, xếp thành hàng thẳng đứng và gối đầu lên nhau
+ Mạch ống là các tế bào ngắn, có vách hai đầu đục lỗ.
- Đặc điểm cấu tạo
+ Vách sơ cấp mỏng và thủng lỗ giúp dòng chất được vận chuyển qua các tế bào
+ Vách thứ cấp được linhin hóa tạo cho mạch gỗ có độ bền chắc và chịu nước.
- Cách sắp xếp của quản bào và mạch ống
+ Các tế bào cùng loại nối với nhau theo cách: đầu của tế bào này gắn với đầu của tế bào kia tạo thành những ống dài từ rễ lên lá.
+ Các tế bào khác loại nối với nhau theo cách: lỗ bên của tế bào này sít khớp với lỗ bên của tế bào khác tạo lối đi cho dòng vận chuyển ngang.
2. Thành phần của dịch mạch gỗ
Dịch mạch gỗ gồm chủ yếu là nước, ion khoáng, ngoài ra còn có các chất hữu cơ (axit amin, amit, vitamin, hoocmôn như xitôkinin, ancalôit...) được tổng hợp ở rễ.
3. Động lực đẩy dòng mạch gỗ
Làm thế nào mà dòng mạch gỗ di chuyển được theo chiều ngược với chiều trọng lực từ rễ lên đỉnh những cây gỗ cao? Điều đó là nhờ 3 lực:
a. Lực đẩy (áp suất rễ)
Sự trao đổi chất của rễ đã tạo ra các chất làm tăng nồng độ trong tế bào do đó tăng sự hút nước.
Hiện tượng ứ giọt và rỉ nhựa đều do áp suất rễ gây nên.
b. Lực hút do thoát hơi nước ở lá
Quá trình thoát hơi nước ở lá làm cho nước ở lá luôn bị mất gây ra tình trạng thiếu nước thường xuyên trong tế bào, do đó làm động lực cho sự hút nước liên tục từ đất vào rễ. Thoát hơi nước là động lực chủ yếu của sự hút nước vào rễ.
c. Lực kiên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ
Nhờ có lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ tạo thành cột nước đảm bảo dòng mạch gỗ liên tục trong cây.
II. DÒNG MẠCH RÂY
Dòng mạch rây (còn gọi là dòng đi xuống) vận chuyển các chất hữu cơ và các ion khoáng di động như K+ , Mg2+ … từ các tế bào quang hợp trong phiến lá vào cuống lá rồi đến nơi cần sử dụng hoặc dự trữ (rễ, hạt, củ, quả…)
1. Cấu tạo của mạch rây
Mạch rây gồm các tế bào sống là ống rây và tế bào kèm
- Đặc điểm
+ Tế bào ống rây không nhân, ít bào quan, chất nguyên sinh, tế bào chuyên hóa cao cho sự vận chuyển các chất.
+ Tế bào kèm nhân to, nhiều ti thể, chất nguyên sinh đặc, không bào nhỏ làm nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các tế bào ống rây.
2. Thành phần của dịch mạch rây
Dịch mạch rây gồm chủ yếu là saccarôzơ, các axit amin, vitamin, hoocmôn thực vật, một số hợp chất hữu cơ khác (như ATP...), một số ion khoáng được sử dụng lại, đặc biệt rất nhiều ion kali làm cho dịch mạch rây có pH từ 8 – 8,5.
3. Động lực của dòng mạch rây
Dịch mạch rây di chuyển từ tế bào quang hợp trong lá vào ống rây và từ ống rây này vào ống rây khác qua các lỗ trong bản rây.
Động lực của dòng mạch rây là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn (nơi saccarôzơ được tạo thành) có áp suất thẩm thấu cao và cơ quan chứa (nơi saccarôzơ được sử dụng hay dự trữ) có áp suất thẩm thấu thấp.
CÂU HỎI SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 14 SGK Sinh 11)
Chứng minh cấu tạo của mạch gỗ thích nghi với chức năng vận chuyển nước và các ion khoáng từ rễ lên lá.
Lời giải:
Cấu tạo của mạch gỗ thích nghi với chức năng vận chuyển nước và các ion khoáng từ rễ lên lá:
Tế bào mạch gỗ gồm các tế bào chết, có 2 loại là: quản bào và mạch ống. Chúng không có màng và bảo quan. Các tế bào cùng loại nối với nhau theo cách đầu của tế bào này nối với đầu của tế bào kia thành những ống dài từ rễ lên lá để vận chuyển dịch mạch gỗ bên trong. Đồng thời tạo sự tiên kết giữa các tế bào, giữa các phân tử trong dòng dịch với nhau, nâng cao hiệu suất vận chuyển.
Vách tế bào được lignin hóa làm cho tế bào trở nên bền vững giúp các phân tử nước dễ bám lên thành mạch.
Vì tế bào mạch gỗ là các tế bào chết, không có các thành phần như màng và bào quan nên không cản trở đường đi của dịch mạch gỗ, làm tăng tốc độ vận chuyển nước từ rễ lên lá
Quản bào cũng như mạch ống được xếp sát nhau theo cách lỗ của tế bào bên này sít khớp với lỗ của tế bào khác tạo lối đi cho dòng vận chuyển ngang, nâng cao hiệu suất vận chuyển.
Bài 2 (trang 14 SGK Sinh 11)
Động lực nào giúp dòng nước và các ion khoáng di chuyển được từ rễ lên lá ở những cây gỗ cao lớn hàng chục mét?
Lời giải:
Có 3 đông lực giúp dòng nước và các ion khoáng di chuyển được từ rễ lên lá ở những cây gỗ cao lớn hàng chục mét:
Động lực đầu dưới – Lực đẩy của rễ: Do áp suất thẩm thấu của rễ tạo ra.
Lực trung gian – Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ thành dòng nước liên tục.
Động lực đầu trên – Lực hút do thoát hơi nước ở lá: Tế bào lá bị mất nước sẽ hút nước từ các tế bào nhu mô bên cạnh. Sau đó tế bào nhu mô hút nước từ mạch gỗ ở là từ đó tạo ra lực hút của lá kéo nước từ rễ lên.
Bài 3 (trang 14 SGK Sinh 11)
Nếu một ống mạch gỗ bị tắc, dòng nhựa nguyên trong ống đó có thế tiếp tục đi lên được không? Vì sao?
Lời giải:
Nếu một ống mạch gỗ bị tắc, dòng nhựa nguyên trong ống đó có thể tiếp tục đi lên được.
Giải thích: Quản bào cũng như mạch ống được xếp sát nhau theo cách lỗ của tế bào bên này sít khớp với lỗ của tế bào khác tạo lối đi cho dòng vận chuyển ngang . Do đó nếu một ống mạch gỗ bị tắc, dòng nhựa nguyên trong ống đó sẽ đi qua lỗ sang ống bên cạnh và tiếp tục được vận chuyển đi lên.
Bài 4 (trang 14 SGK Sinh 11)
Động lực nào đẩy dòng mạch rây đi từ lá đến rễ và các cơ quan khác?
Lời giải:
Động lực đẩy dòng mạch rây từ lá đến rễ và các cơ quan khác: Sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn (nơi saccarozo được tạo thành) có áp suất thẩm thấu cao ( VD: lá) với cơ quan chứa (nơi saccarozo được sử dụng hoặc lưu trữ) có áp suất thẩm thấu thấp (VD: rễ, củ, quả,..).
