Bài 1: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ

1. Hình thái của hệ rễ

Cấu tạo rễ và miền lông hút của rễ cây

1.2. Rễ cây phát triển nhanh bề mặt hấp thụ

• Rễ đâm sâu, lan rộng và sinh trưởng liên tục hình thành nên số lượng khổng lồ các lông hút làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với đất giúp cây hấp thụ được nhiều nước và muối khoáng.
• Tế bào lông hút có thành tế bào mỏng, không thấm cutin, có áp suất thẩm thấu lớn

2.1. Hấp thụ nước và các 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

  • Nồng độ các chất tan cao do được sinh ra trong quá trình chuyển hoá vật chất

- 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

2.2. Dòng nước và ion khoáng đi từ đất vào mạch gỗ của rễ

Theo 2 con đường: gian bào và tế bào chất.

• Con đường gian bào
• Con đường tế bào chất

- Con đường gian bào: (đường màu đỏ)

• Đường đi: Nước và các ion khoáng đi theo không gian giữa các bó sợi xenllulozo trong thành tế bào 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.
• Đặc điểm: Nhanh, không được chọn lọc.

- Con đường tế bào chất: (đường màu xanh)

• Đường đi: Nước và các ion khoáng đi qua hệ thống không bào từ tế bào này sang tế bào khác qua các sợi liên bào nối các không bào, qua tế bào nội bì rồi vào mạch gỗ của rễ.
• Đặc điểm: Chậm, được chọn lọc.

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. 

• Oxi: Nồng độ oxi trong đất giảm → sự sinh trưởng của rễ giảm, đồng thời làm tiêu biến các tế bào lông hút → sự hút nước giảm
• Thiếu oxi → quá trình hô hấp yếm khí tăng sinh ra chất độc với cây
• Độ axit: pH ảnh hưởng đến nồng độ các chất trong dung dịch đất → ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của cây.

1. Hình thái của hệ rễ

Cấu tạo rễ và miền lông hút của rễ cây

1.2. Rễ cây phát triển nhanh bề mặt hấp thụ

• Rễ đâm sâu, lan rộng và sinh trưởng liên tục hình thành nên số lượng khổng lồ các lông hút làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với đất giúp cây hấp thụ được nhiều nước và muối khoáng.
• Tế bào lông hút có thành tế bào mỏng, không thấm cutin, có áp suất thẩm thấu lớn

2.1. Hấp thụ nước và các 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

  • Nồng độ các chất tan cao do được sinh ra trong quá trình chuyển hoá vật chất

- 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

2.2. Dòng nước và ion khoáng đi từ đất vào mạch gỗ của rễ

Theo 2 con đường: gian bào và tế bào chất.

• Con đường gian bào
• Con đường tế bào chất

- Con đường gian bào: (đường màu đỏ)

• Đường đi: Nước và các ion khoáng đi theo không gian giữa các bó sợi xenllulozo trong thành tế bào 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.
• Đặc điểm: Nhanh, không được chọn lọc.

- Con đường tế bào chất: (đường màu xanh)

• Đường đi: Nước và các ion khoáng đi qua hệ thống không bào từ tế bào này sang tế bào khác qua các sợi liên bào nối các không bào, qua tế bào nội bì rồi vào mạch gỗ của rễ.
• Đặc điểm: Chậm, được chọn lọc.

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. 

• Oxi: Nồng độ oxi trong đất giảm → sự sinh trưởng của rễ giảm, đồng thời làm tiêu biến các tế bào lông hút → sự hút nước giảm
• Thiếu oxi → quá trình hô hấp yếm khí tăng sinh ra chất độc với cây
• Độ axit: pH ảnh hưởng đến nồng độ các chất trong dung dịch đất → ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của cây.