Bài 2: Vận chuyển các chất trong cây

Nguyên nhân của hiện tượng ứ giọt:

Ban đêm cây hút nhiều nước, nước được vận chuyển theo mạch gỗ lên trên lá và thoát ra ngoài nhưng qua những đêm ẩm ướt, độ ẩm của không khí tương đối cao làm bão hòa hơi nước → không thể hình thành hơi nước để thoát vào không khí như ban ngày được. Do đó có hiện tượng nước ứ đọng ở tận đầu cuối của lá, nơi có khí khổng. Hơn nữa, các phân tử nước liên kết với nhau tạo nên sức căng bề mặt → Hình thành nên các giọt nước treo ở đầu tận cùng của lá.

    Cấu tạo của mạch gỗ thích nghi với chức năng vận chuyển nước và ion khoáng từ rễ lên lá:

     - Mạch gỗ được cấu tạo bởi 2 loại tế bào là quản bào và mạch ống. Mạch gỗ vận chuyển dịch mạch gỗ (nước, ion khoáng) từ rễ lên thân, lá.

     - Tế bào có cấu tạo dạng ống, vách tế bào được linhin (lignin) hóa: tế bào bền chắc, chịu nước, các phân tử nước dễ dàng bám lên thành mạch để di chuyển lên trên.

     - Khi chuyên hóa chức năng dẫn nước và ion khoáng, tế bào mạch gỗ là các tế bào chết: tăng tốc độ vận chuyển nước do không có các thành phần tế bào (màng sinh chất, chất nguyên sinh, không bào,…) cản trở đường đi của dịch mạch gỗ

     - Các tế bào mạch gỗ xếp sát nhau, tế bào có các lỗ bên: thuận tiện vận chuyển dịch mạch gỗ từ tế bào này sang tế bào khác theo chiều ngang, hạn chế sự ngừng, tắc trong con đường vận chuyển và nâng cao hiệu suất vận chuyển.

     - Các tế bào cùng loại nối với nhau theo kiểu đầu của tế bào này gắn với đầu của tế bào kia thành những ống dài từ rễ lên lá: tạo sự tiên kết giữa các tế bào, giữa các phân tử trong dòng dịch với nhau, nâng cao hiệu suất vận chuyển.

      Các động lực giúp cho dòng nước và các ion khoáng di chuyển được từ rễ lên lá ở những cây gỗ cao lớn là:

      - Áp suất rễ (bơm đẩy đầu dưới): là lực đẩy nước và ion khoáng từ mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ của thân.

      - Sự thoát hơi nước ở lá (bơm hút đầu trên): do hơi nước thoát vào không khí, tế bào khí khổng bị mất nước nên hút nước từ tế bào nhu mô bên cạnh. Tế bào nhu mô lại hút nước từ mạch gỗ ở lá, cứ như vậy làm thành lực hút từ lá đến rễ như bơm hút đầu trên kéo nước lên.

      - Lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ: các phân tử nước có tính phân cực nên chúng “kéo theo” nhau và các phân tử nước cũng liên kết với vách mạch gỗ làm thành cột nước liên tục từ rễ đến lá cây.

Nếu một ống mạch gỗ bị tắc, dòng nhựa nguyên trong ống vẫn tiếp tục đi lên được. Vì các tế bào mạch gỗ xếp sít nhau theo cách: lỗ bên của tế bào này sít khớp với lỗ bên của tế bào bên cạnh. Do vậy, nếu một ống mạch gỗ bị tắc thì dòng nhựa nguyên đi qua lỗ bên sang ống bên cạnh, đảm bảo cho dòng vận chuyển được liên tục.

     - Động lực đẩy dòng mạch rây từ lá đến rễ và các cơ quan khác là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn (tế bào sản xuất ở lá) với cơ quan chứa (tế bào nhận ở rễ, thân, củ, quả,…)

      - Mạch rây nối các tế bào cơ quan nguồn với tế bào cơ quan chứa làm cho dòng mạch rây di chuyển từ nơi có áp suất thẩm thấu cao (cơ quan nguồn) đến nơi có áp suất thẩm thấu thấp hơn (cơ quan chứa)