VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Thoát hơi nước ở lá, nhằm giúp các em học tốt chương trình Sinh học 11.
Nội dung bài viết Thoát hơi nước ở lá:
1. Ý nghĩa của sự thoát hơi nước Có thể hình dung nhu cầu nước của cây một cách cụ thể như sau : 990 g bay hơi 8 – 9 g nước không tham gia tạo chất khô 1000 g nước hấp thụ 10 g nước giữ lại 1 – 2 g nước tham gia tạo chất khô Như vậy là cứ trong 1000 g nước cây hấp thụ qua rễ thì khoảng 990 g nước thoát ra ngoài không khí qua lá dưới dạng hơi qua quá trình thoát hơi nước. Macximộp – Nhà Sinh lí thực vật người Nga đã viết : “thoát hơi nước là tai hoạ tất yếu của cây”. “Tai hoạ” ở đây là muốn nói trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển, thực vật phải mất đi một lượng nước quá lớn và như vậy nó phải hấp thụ một lượng nước lớn hơn lượng nước mất đi. Đó là một điều không dễ dàng gì trong điều kiện môi trường luôn luôn thay đổi. Còn “tất yếu” là muốn nói thực vật cần phải thoát một lượng nước lớn như thế, vì có thoát nước mới lấy được nước. Sự thoát nước ở lá đã tạo ra một sức hút nước, một sự chênh lệch về thế nước theo chiều hướng giảm dần từ rễ đến lá và nước có thể chuyển từ rễ lên lá một cách dễ dàng. Người ta gọi đó là động lực trên của con đường vận chuyển nước.
Mặt khác, khi thoát một lượng nước lớn như vậy, nhiệt độ của bề mặt lá giảm xuống, chỉ cao hơn nhiệt độ trong bóng râm một chút. Ngay ở sa mạc, nhiệt độ của lá nơi nắng chói chang cũng chỉ cao hơn trong bóng râm 6 – 7°C. Tuy nhiên, lí do quan trọng nhất là khi thoát hơi nước thì khí không mở và đồng thời hơi nước thoát ra, dòng khí CO2 sẽ đi từ không khí vào lá, đảm bảo cho quá trình quang hợp thực hiện bình thường. 2. Con đường thoát hơi nước ở lá a) Con đường qua khí không có đặc điểm: Vận tốc lớn. Được điều chỉnh bằng việc đóng, mở khí khổng. b) Con đường qua bề mặt lá – qua cutin có đặc điểm: – Vận tốc nhỏ. – Không được điều chỉnh. 3. Cơ chế điều chỉnh thoát hơi nước Nước thoát ra khỏi là chủ yếu qua khí không, vì vậy cơ chế điều chỉnh quá trình thoát hơi nước chính là cơ chế điều chỉnh sự đóng mở khí khổng. Quan sát sự đóng mở khí khổng, thấy rằng : Nếu chuyển cây từ trong tối ra ngoài sáng thì khí không mở và ngược lại. Như vậy, rõ ràng ánh sáng là nguyên nhân gây ra việc đóng mở khí khổng. Đó chính là sự mở chủ động của khí không ngoài ánh sáng.
Tuy nhiên, một số cây khi thiếu nước (bị hạn) khí không đóng lại để tránh sự thoát hơi nước, mặc dù cây vẫn ở ngoài sáng. Đó là sự đóng chủ động của khí không khi thiếu nước. Trong trường hợp này, hàm lượng axit abxixic (AAB) tăng lên là nguyên nhân gây ra việc đóng khí không. Ngoài ra, có một số cây sống trong điều kiện thiếu nước (cây xương rồng, các cây mọng nước ở sa mạc) khí không đóng hoàn toàn vào ban ngày, chỉ khi Mặt Trời lặn, khí không mới mở nên tiết kiệm được nước đến mức tối đa. bo H20 Tế bào xung quanh quanh Hoa Lục lạp Tế bào khí khổng Hình 2.1. Khí khổng mở (a) khi nước vào và đóng (b) khi nước ra khỏi tế bào khí khổng Hình 2.1 cho thấy mép trong của tế bào khí khổng rất dày, mép ngoài mỏng. Do đó, khi tế bào khí khổng trường nước khí khổng mở rất nhanh và khi tế bào khí không mất nước, khí không đóng lại cũng rất nhanh. Có ba nguyên nhân dẫn đến việc khí không trường nước hoặc mất nước : Khi cây được chiếu sáng, lục lạp trong tế bào khí không tiến hành quang hợp làm thay đổi nồng độ CO2 và tiếp theo là pH. Sự thay đổi này dẫn đến một kết quả là hàm lượng đường tăng, làm tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào. Hai tế bào khí không hút nước, trường nước và khí khổng mở.
Hoạt động của các bơm ion ở tế bào khí không dẫn đến sự tăng hoặc giảm hàm lượng các ion, làm thay đổi áp suất thẩm thấu và sức trường nước của các tế Nước bào này. Khi cây bị hạn, hàm lượng AAB trong tế bào khí không tăng đã kích thích các bơm ion hoạt động, đồng thời các kênh ion mở dẫn đến các ion rút ra khỏi tế bào Thuỷ ngân khí không làm cho các tế bào này giảm áp suất thẩm thấu, giảm sức trường nước và khí không đóng. Chúng ta thấy rằng : Quá trình thoát hơi nước ở lá được điều chỉnh rất tinh tế bằng cơ Hình 2.2. Dụng cụ mô tả sức hút nước chế đóng mở khí không và đã tạo ra một lực do thoát hơi nước ở lá hút rất lớn, kéo cột nước từ rễ lên lá (hình 2.2). Như vậy, sự trao đổi nước ở thực vật được thực hiện bởi quá trình hấp thụ nước từ đất vào rễ và đẩy nước từ rễ lên thân, quá trình thoát hơi nước ở lá tạo lực hút nước từ thân lên lá. Rõ ràng là sự phối hợp hoạt động của các quá trình này đã đưa được các phân tử nước từ đất vào rễ cây và sau đó nước được đưa lên tận ngọn cây, mặc dù cây có thể cao từ vài ba mét đến hàng trăm mét.