Bài 2. Vận chuyển các chất trong cây

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.