Bài 30: Trao đổi nước và chất dinh dưỡng ở thực vật

Mở đầu: Cây xanh không có một “trái tim” để bơm máu đi nuôi cơ thể như ở hầu hết động vật, vậy các chất cần thiết cho cơ thể (nước, chất khoáng và chất hữu cơ) được vận chuyển như thế nào trong cây?

Lời giải tham khảo:

Sự vận chuyển các chất cần thiết cho cơ thể (nước, chất khoáng và chất hữu cơ) ở trong cây được thực hiện trong các mạch gỗ và mạch rây:

• Nước và muối khoáng hòa tan trong đất sẽ được các tế bào lông hút hấp thụ vào rễ rồi vận chuyển từ rễ lên thân cây và lá nhờ các mạch gỗ (dòng đi lên).
• Chất hữu cơ do lá tổng hợp được vận chuyển trong thân và cành cây đến nơi cần sử dụng hoặc nơi dự trữ (hạt, củ, quả) nhờ các mạch rây (dòng đi xuống).

I. Sự hấp thụ nước và chất khoáng từ môi trường ngoài vào rễ

Câu 1: Quan sát hình 30.1, mô tả con đường nước và chất khoáng từ đất đi vào mạch gỗ của cây.

Lời giải tham khảo:

Nước và muối khoáng từ đất được rễ hấp thụ vào mạch gỗ nhờ lông hút, sau đó, được vận chuyển lên thân và lá để cung cấp cho các hoạt động sống của cây. Sự hấp thụ, vận chuyển nước muối khoáng từ môi trường đất vào mạch gỗ của rễ thông qua hai con đường là con đường gian bào và con đường tế bào chất.

II. Sự phát triển các chất trong cây

Câu 1: Đọc thông tin trong mục II kết hợp với quan sát Hình 30.2, thảo luận và hoàn thành theo mẫu Bảng 30.1.

Lời giải tham khảo:

III. Quá trình thoát hơi nước ở lá

Câu 1: Quan sát hình 30.3 mô tả quá trình thoát hơi nước qua khí khổng và cho biết độ mở của khí khổng phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố nào?

Lời giải tham khảo:

Quá trình thoát hơi nước qua khí khổng qua hình 30.3 là:

• Khi cây đủ nước, tế bào khí khổng trương nước, căng ra, làm cho khí khổng mở rộng khiến hơi nước được thoát ra ngoài nhiều.
• Khi tế bào khí khổng thiếu nước sẽ xẹp xuống, khí khổng sẽ khép bớt lại khiến hàm lượng hơi nước thoát ra bên ngoài giảm đi.

Độ mở của khí khổng phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố: hàm lượng nước và ánh sáng.

• Ánh sáng: Khi cây chuyển từ ban đêm sang ban ngày hoặc từ tối ra ngoài sáng, trong tế bào khí khổng xảy ra quá trình phân giải tinh bột thành đường, làm tăng hoạt tính thẩm thấu, tăng sự hút nước dẫn đến tế bào khí khổng mở ra, còn khi cây chuyển từ ngoài sáng vào trong tối thì xảy ra quá trình ngược lại, làm giảm sự hút nước của tế bào khí khổng khiến cho tế bào khí khổng đóng lại.
• Hàm lượng nước: Trong điều kiện khô hạn hoặc đất bị nhiễm mặn thì tế bào khí khổng ức chế quá trình phân giải tinh bột thành đường và giảm sự hút nước của tế bào khiến cho tế bào khí khổng đóng lại, còn trong điều kiện mưa kéo dài, tế bào biểu bì no nước ép vào tế bào khí khổng làm cho khí khổng đóng lại một cách bị động, khi tế bào biểu bì mất nước không còn ép vào tế bào bảo vệ nữa thì khí khổng mở ra.

Câu 2: Thoát hơi nước có vai trò gì đối với thực vật và đối với môi trường?

Lời giải tham khảo:

Ý nghĩa của thoát hơi nước đối với thực vật:

• Giúp vận chuyển nước và các chất khoáng từ rễ đến các bộ phận khác của cây.
• Tạo điều kiện cho khí \(CO_{2}\) khuếch tán vào trong các tế bào lá để thực hiện quá trình quang hợp.
• Điều hòa nhiệt độ của lá, bảo vệ lá tránh khỏi nắng nóng.

Ý nghĩa của thoát hơi nước đối với môi trường:

• Cung cấp nguyên liệu cho quá trình quang hợp, từ đó giải phóng khí \(O_{2}\) ra bên ngoài môi trường.
• Điều hòa nhiệt độ của môi trường xung quanh.

Câu 3: Tại sao vào những ngày hè nắng nóng, khi đứng dưới bóng cây, chúng ta có cảm giác mát mẻ, dễ chịu?

Lời giải tham khảo:

Vào những ngày hè nắng nóng, khi đứng dưới bóng cây, chúng ta có cảm giác mát mẻ, dễ chịu vì quá trình thoát hơi nước của cây vào ban ngày giải phóng khí \(O_{2}\)2 ra ngoài không khí đồng thời tán cây che mát.

IV. Một số yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến trao đổi nước và chất dinh dưỡng ở thực vật

Câu 1: Kể tên các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nước và các chất dinh dưỡng ở thực vật

Lời giải tham khảo:

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nước và các chất dinh dưỡng ở thực vật gồm có:

• Ánh sáng và nhiệt độ: ảnh hưởng đến quá trình đóng, mở khí khổng dẫn đến ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nước và hấp thụ các chất dinh dưỡng của cây, bên cạnh đó nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của rễ, qua đó làm tăng hoặc giảm quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng ở rễ cây.
• Nước: nước trong đất hoà tan các loại muối khoáng, giúp rễ cây dễ dàng hấp thụ.
• Độ ẩm không khí: ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nước thông qua ảnh hưởng quá trình thoát hơi nước ở lá.
• Độ pH của đất: ảnh hưởng đến sự hoà tan của các loại muối khoáng trong đất, dẫn đến ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ muối khoáng của rễ.
• Độ tơi xốp, thoáng khí của đất: giúp tăng hàm lượng khí oxygen trong đất, nhờ vậy rễ có thể hô hấp mạnh, thúc đẩy quá trình hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ.

Câu 2: Vì sao trước khi trồng cây hoặc gieo hạt, người ta thường làm đất tơi xốp và bón lót một số loại phân?

Lời giải tham khảo:

Trước khi trồng cây hoặc gieo hạt, người ta thường làm đất tơi xốp và bón lót một số loại phân vì để tăng khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng cho đất tạo điều kiện tốt nhất cho cây có thể sinh trưởng, phát triển cho năng suất cao.

V. Vận dụng hiểu biết về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật vào thực tiễn

Câu 1: Vì sao khi di chuyển cây đi trồng ở nơi khác, người ta thường bắt một phần cành, lá

Lời giải tham khảo:

Khi di chuyển cây trồng đi nơi khác, cây sẽ tạm thời không hấp thụ được nước trong khoảng thời gian này trong khi đó quá trình thoát hơi nước ở lá vẫn sẽ diễn ra nên người ta thường cắt bớt một phần cành lá để giảm thiểu sự thoát hơi nước của lá từ đó giúp cây hạn chế sự mất nước cho đến khi khả năng hấp thụ nước của rễ được phục hồi vì nếu không sự cân bằng nước trong cây sẽ bị phá vỡ khiến sức sống của cây bị giảm. 

Câu 2: Vì sao vào những ngày khô hanh, độ ẩm không khí thấp hoặc những ngày nắng nóng phải tưới nhiều nước cho cây?

Lời giải tham khảo:

Vào những ngày khô hanh, độ ẩm không khí thấp hoặc những ngày nắng nóng phải tưới nhiều nước cho cây để cung cấp đủ lượng nước cho hoạt động của cây vì những ngày này lượng nước cần cho quá trình thoát hơi nước tăng, làm các tế bào lá tăng thoát hơi nước để điều hòa không khí, lượng nước cây hút vào bị mất đi qua quá trình thoát hơi nước ở lá chiếm đến 98%.