Title Chương I - Chuyển hóa vật chất và năng lượng.doc ✅

Trang 1 PHẦN SINH HỌC CƠ THỂ Sau khi nghiên cứu Sinh học tế bào, ta sẽ tìm hiểu những kiến thức sinh học ở cấp độ cao hơn, đó là Sinh học cơ thể. Trong sinh học, đặc biệt là lĩnh vực nghiên cứu sinh học cơ thể, đã đạt được những thành tựu không chỉ có tầm quan trọng về mặt lí luận mà còn có những giá trị thực tiễn lớn lao. CHƯƠNG I: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG A – CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT Nội dung chính: 1. Chuyển hóa vật chất và năng lượng. 2. Cảm ứng. 3. Sinh trưởng và phát triển. 4. Sinh sản. I. SỰ HẤP THỤ NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG Ở RỄ 1. Rễ là cơ quan hấp thụ nước và muối khoáng a. Hình thái rễ Hình 3.1. Cấu tạo bên ngoài của hệ rễ Hình 3.2. Lông hút của rễ MỞ RỘNG Trồng cây trong chậu thì cây chậm lớn hơn so với trồng cây trong đất vườn vì chậu cây ngăn cản sự phát triển của hệ rễ. - Rễ gồm rễ chính và các rễ bên. - Rễ phát triển đâm sâu và lan tỏa hướng đến nguồn nước. - Rễ phát triển liên tục, có nhiều lông hút từ đó làm tăng diện tích tiếp xúc giữa rễ và đất. - Lông hút có không bào lớn, tế bào biểu bì kéo dài, thành tế bào mỏng không thấm cutin, áp suất thẩm thấu cao do hoạt động hô hấp của rễ mạnh. Chú ý: Các phân tử nước trong tế bào tồn tại ở dạng tự do hoặc ở dạng liên kết. Vì vậy, nước vừa là thành phần cấu tạo vừa là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết như muối khoáng cho các hoạt động sống của tế bào, đồng thời nước còn là môi trường của các phản ứng sinh hóa. STUDY TIP Nước chiếm tỉ lệ rất lớn trong tế bào. Nếu không có nước, tế bào sẽ không thể tiến hành chuyển hóa vật chất để duy trì sự sống. b. Rễ cây phát triển nhanh bề mặt hấp thụ - Rễ cây trên cạn hấp thụ nước và ion khoáng chủ yếu qua miền lông hút. - Rễ cây sinh trưởng nhanh về chiều sâu, phân nhánh chiếm chiều rộng và đặc biệt tăng nhanh số lượng lông hút.
Trang 2 - Lông hút tạo ra bề mặt tiếp xúc giữa rễ cây và đất đến hàng chục, thậm chí hàng trăm 2m , đảm bảo rễ cây hấp thụ nước và các ion khoáng đạt hiệu quả cao nhất. LƯU Ý Lông hút rất dễ gãy và tiêu biến ở môi trường quá ưu trương, quá axit hay thiếu oxi. 2. Cơ chế hấp thụ nước và ion khoáng ở rễ cây a. Hấp thụ nước và ion khoáng từ đất vào tế bào lông hút * Hấp thụ nước: Sự xâm nhập của nước từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế thụ động (cơ chế thẩm thấu): Nước di chuyển từ môi trường nhược trương (ít ion khoáng, nhiều nước) sang môi trường ưu trương (nhiều ion khoáng, ít nước). - Dịch của tế bào rễ là ưu trương so với dung dịch đất là do 2 nguyên nhân: Quá trình thoát hơi nước ở lá đóng vai trò như cái bơm hút, hút nước lên phía trên, làm giảm hàm lượng nước trong tế bào lông hút. Nồng độ các chất tan cao (các axit hữu cơ, đường saccarozo…) do được sinh ra trong quá trình chuyển hóa vật chất trong cây. * Hấp thụ ion khoáng: Các ion khoáng xâm nhập vào tế bào rễ cây theo 2 cơ chế: Cơ chế thụ động: Một số ion khoáng đi từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế thụ động (đi từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp). Cơ chế chủ động: Một số ion khoáng mà cây có nhu cầu cao (ion kali) di chuyển ngược chiều gradien nồng độ, xâm nhập vào rễ theo cơ chế chủ động, đòi hỏi phải tiêu tốn năng lượng ATP từ hô hấp. MỞ RỘNG Trong nông nghiệp cần tưới nước, bón phân đúng thời kì, xới đất sục bùn để đất thông thoáng tạo điều kiện rễ dễ hô hấp. b. Dòng nước và ion khoáng đi từ đất vào mạch gỗ của rễ Hình 3.3. Con đường xâm nhập của nước và các ion khoáng vào rễ A - Mặt cắt ngang rễ; B – Hai con đường xâm nhập của nước và ion khoáng vào rễ - Theo 2 con đường: Gian bào và tế bào chất. Con đường gian bào (màu đỏ) Con đường tế bào chất (màu xanh) Đường đi Nước và các ion khoáng đi theo không gian giữa các bó sợi xenllulozo trong thành TB và đi đến nội bì, gặp đai Caspari chặn lại nên phải chuyển sang con đường tế bào chất để vào mạch gỗ của rễ. Nước và các ion khoáng đi qua hệ thống không bào từ TB này sang TB khác qua các sợi liên bào nối các không bào, qua TB nội bì rồi vào mạch gỗ của rễ. Đặc điểm Nhanh, không được chọn lọc Chậm, được chọn lọc
Trang 3 STUDY TIP Vai trò của đai Caspari: Chặn cuối con đường gian bào không được chọn lọc giúp điều chỉnh, chọn lọc các chất vào tế bào, cây. Có thể coi đây là một vòng đai ngăn cản sự di chuyển của nước và muối theo chiều ngang trong thân cây. 3. Ảnh hưởng của các tác nhân môi trường đối với quá trình hấp thụ nước và ion khoáng ở rễ cây Các yếu tố ngoại cảnh như: Áp suất thẩm thấu của dung dịch đất, độ pH, độ thoáng của đất… ảnh hưởng đến sự hấp thụ nước và ion khoáng ở rễ. II. VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT TRONG CÂY 1. Định nghĩa Dòng mạch gỗ (dòng đi lên) Dòng mạch rây (dòng đi xuống) - Vận chuyển nước và ion khoáng từ đất vào mạch gỗ của rễ và tiếp tục dâng lên theo mạch gỗ trong thân để lan tỏa đến lá và các phần khác của cây. - Vận chuyển các chất hữu cơ và các ion khoáng di động như +K , + 2 Mg … được quang hợp từ lá đến nơi cần sử dụng hoặc dự trữ trong rễ, hạt, củ, quả… 2. Dòng mạch gỗ a. Cấu tạo mạch gỗ Hình 3.4. Cấu tạo của mạch gỗ - Tế bào mạch gỗ gồm các tế bào chết, có 2 loại là: quản bào và mạch ống. Chúng không có màng và bào 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 dòng mạch gỗ di chuyển bên trong. - Quản bào và mạch ống nối với nhau theo cách: đầu của tế bào này nối với đầu của tế bào kia thành những ống dài từ rễ đến lá cho dòng mạch gỗ di chuyển bên trong. - Quản bào cũng như mạch ống xếp sát vào 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. STUDY TIP Thành của mạch gỗ được linhin hóa tạo cho mạch gỗ có độ bền chắc và chịu được áp suất nước. b. Thành phần của dịch mạch gỗ Dịch mạch gỗ chủ yếu là nước và ion khoáng. Ngoài ra còn có các chất hữu cơ được tổng hợp từ rễ (axit amin, amit, vitamin, hoocmon như xitokinin, ancaloit…) được tổng hợp ở rễ.
Trang 4 c. Động lực đẩy dòng mạch gỗ - Lực đẩy (áp suất rễ): Do áp suất thẩm thấu của rễ tạo ra. Chẳng hạn: hiện tượng ứ giọt, rỉ nhựa. - Lực hút do thoát hơi nước của 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 lá từ đó tạo lực hút của lá kéo nước từ rễ lên. - Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ thành dòng nước liên tục. Chú ý: - Hiện tượng rỉ nhựa là hiện tượng mặt cắt của các thân cây tiết ra chất dịch ẩm ướt. Khi thân cây bị cắt ngang làm gián đoạn hệ thống mạch gỗ và mạch rây, lực đẩy do áp suất rễ vẫn tiếp tục đẩy dòng mạch gỗ đi lên trên tạo ra hiện tượng rỉ nhựa ở bề mặt. - Hiện tượng ứ giọt là hiện tượng những cây bụi, thân thảo thường có những giọt nước đọng ở mép lá vào buổi sáng sớm. Nguyên nhân là do nước bị đẩy theo mạch gỗ từ rễ lên lá, không thoát ra thành hơi vì độ ẩm không khí cao và đọng lại thành các giọt ở mép lá. 3. Dòng mạch rây a. Cấu tạo mạch rây Mạch rây gồm các tế bào sống là ống rây và tế bào kèm. Tế bào ống rây là các tế bào chuyển hóa cao cho sự vận chuyển các chất với đặc điểm không nhân, ít bào quan, chất nguyên sinh còn lại là các sợi mảnh. Nhiệm vụ: Tham gia trực tiếp vận chuyển dịch mạch rây. Hình 3.5. Cấu tạo của mạch rây Tế bào kèm: Là các tế bào nằm cạnh tế bào ống rây với đặc điểm nhân to, nhiều ti thể, chất nguyên sinh đặc, không bào nhỏ. Nhiệm vụ: Cung cấp năng lượng cho các tế bào ống rây. - Cách sắp xếp của các tế bào ống rây và tế bào kèm: + Các tế bào ống rây nối với nhau qua các bản rây tạo thành ống xuyên suất từ các tế bào quang hợp tới cơ quan dự trữ. + Các tế bào kèm nằm sát, xung quanh các tế bào ống rây. LƯU Ý Mạch rây nối các tế bào của cơ quan nguồn với các tế bào của cơ quan chứa giúp dòng mạch rây chảy từ nơi có áp suất thẩm thấu cao đến nơi có áp suất thẩm thấu thấp. b. Thành phần của dịch mạch rây Chủ yếu là đường saccarozo, các axit amin, hoocmon thực vật, một số hợp chất hữu cơ khác (như ATP), một số ion khoáng được sử dụng lại, đặc biệt rất nhiều kali làm cho dịch mạch rây có pH từ 8 – 8,5. c. Động lực của dòng mạch rây Là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn (lá) và cơ quan chứa (rễ, củ, quả…). 4. Mối quan hệ giữa dòng mạch gỗ và dòng mạch rây Nước có thể từ mạch gỗ sang mạch rây và từ mạch rây sang mạch gỗ theo con đường vận chuyển ngang.