TRAO ĐỔI
NƯỚC VÀ
KHOÁNG Ở
THỰC VẬT
Bài 2

YÊU CẦU CẦN ĐẠT

- Trình bày được vai trò của nước trong cây.
- Nêu được vai trò sinh lí của một số nguyên tố khoáng.
- Dựa vào sơ đồ, mô tả được quá trình trao đổi nước trong cây, bao gồm:
sự hấp thụ nước ở rễ, sự vận chuyển nước ở thân và sự thoát hơi nước ở lá.
- Trình bày được cơ chế hấp thụ nước và khoáng ở tế bào lông hút của rễ.
- Nêu được sự vận chuyển các chất trong cây theo hai dòng: dòng mạch gỗ
và dòng mạch rây.
- Trình bày được sự vận chuyển nước và khoáng trong cây phụ thuộc vào:
động lực hút của lá (do thoát hơi nước tạo ra), động lực đẩy nước của rễ
(do áp suất rễ tạo ra) và động lực trung gian (lực liên kết giữa các phân
tử nước và lực bám giữa các phân tử nước với thành mạch dẫn).
- Nêu được sự vận chuyển các chất hữu cơ trong mạch rây cung cấp cho
các hoạt động sống của cây và dự trữ trong cây.
- Trình bày được cơ chế đóng mở khí khổng thực hiện chức năng điều tiết
quá trình thoát hơi nước. Giải thích được vai trò quan trọng của sự thoát
hơi nước đối với đời sống của cây.

NỘI DUNG BÀI HỌC
Vai trò của trao đổi nước và khoáng ở thực vật
01
Quá trình trao đổi nước và khoáng ở thực vật
02
03Dinh dưỡng Nitrogen ở thực vật

04 Các

nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nước và
dinh dưỡng khoáng ở thực vật

05

Ứng dụng thực tiễn của trao đổi nước và dinh
dưỡng khoáng

Vai trò của trao
đổi nước và
01 khoáng
ở thực vật

VAI TRÒ CỦA NƯỚC
- Nước là thành phần cấu tạo của tế bào,
chiếm tỉ lệ trên 70% khối lượng cơ thể. Nhờ
sức trương, nước đảm bảo cho tế bào và cơ
thể thực vật có một hình dạng nhất định
- Nước là dung môi hòa tan các muối
khoáng và các chất hữu cơ trong cây. Các
chất hòa tan trong nước được vận chuyển
đi khắp cơ thể
- Nước tham gia vào các phản ứng sinh
hóa, trao đổi chất trong tế bào (như phản
ứng quang phân li nước trong quang hợp,
các phản ứng thủy phân,…)
- Nước có vai trò điều hòa nhiệt độ giúp
cây chống nóng, bảo vệ cây không bị tổn
thương ở nhiệt độ cao.

VAI TRÒ CỦA KHOÁNG

KHOÁNG
- Các nguyên tố khoáng có vai trò
cấu trúc cơ thể (Ca tham gia cấu tạo
thành tế bào…)
- Các nguyên tố khoáng có vai trò
điều tiết các quá trình sinh lí, trao
đổi chất trong cây (Zn tham gia hình
thành diệp lục, hoạt hóa enzyme xúc
tác phản ứng quang hợp…)
- Trong cơ thể thực vật có hơn 50
nguyên tố hóa học; trong đó có
khoảng 17 nguyên tố thiết yếu tham
gia quá trình chuyển hóa vật chất,
nếu thiếu các nguyên tố này, cây
không thể hoàn than được chu trình

02
Quá
trình
trao đổi nước
và khoáng ở
thực vật

Trao đổi nước gồm 03 giai Thoát hơi nước ở
lá
đoạn xảy ra đồng thời và
có quan hệ mật thiết với
nhau:
+ Hấp thụ nước ở rễ
+ Vận chuyển nước ở
thân
+
Thoát hơi nước ở lá
Do các chất khoáng tan trong
nước và tồn tại ở trạng thái ion
nên sự hấp thụ các ion khoáng
Hấp thụ nước ở rễ
trong đất cũng như sự vận
chuyển khoáng trong cây gắn
liền với sự hấp thụ và vận
chuyển nước

Vận chuyển
nước ở thân

Rễ trên cạn gồm: Rễ chính,
Rễ bên, Miền lông hút,
Miền sinh trưởng kéo dài,
Đỉnh sinh trưởng

HẤP THỤ NƯỚC Ở

CƠ CHẾ HẤP THỤ NƯỚC
VÀ KHOÁNG
HẤP THỤ KHOÁNG
Rễ hấp thụ nước theo cơ chế
thẩm thấu. Dịch trong tế bào
lông hút có nồng độ chất tan
cao hơn nồng độ của dung
dịch đất => nước được vận
chuyển thụ động từ đất và
lông hút

HẤP THỤ NƯỚC

Cơ chế thụ động: các ion khoáng
khuếch tán từ môi trường đất vào rễ
(từ môi trường có nồng độ cao di
chuyển vào dịch bào có nồng độ
thấp hơn), theo cách hút bám trao
đổi (giữa các ion khoáng bám trên bề
mặt keo đất và trên bề mặt lông hút)
hoặc di chuyển theo dòng nước (đối
với các ion khoáng hòa tan trong
nước).
Cơ chế chủ động: các ion khoáng
từ môi trường đất có nồng độ thấp di
chuyển vào dịch bào có nồng độ cao
hơn nhờ các chất vận chuyển và cần

►

Theo cơ chế thụ động
Đất
(Nơi có nồng
độ cao)

Ion khoáng
Do chênh lệch
gradien nồng
độ

Tế bào lông hút
(Nơi có nồng độ
thấp)

► Theo cơ chế chủ động:

Đất ( Nơi
có nồng độ
thấp)

Ngược chiều
nồng độ, cần ATP
Khi cây
Có nhu cầu cao

Tế bào lông hút
( Nơi có nồng độ
cao)

CON ĐƯỜNG TẾ BÀO CHẤT

Sau khi vào tế bào
lông hút, nước và
chất khoáng sẽ di
chuyển từ tế bào
chất của tế bào
lông hút qua tế
bào chất của các
lớp tế bào kế tiếp
của vỏ rễ thông
qua các cầu sinh
chất để vào mạch
gỗ của rễ.

CON ĐƯỜNG GIAN BÀO

Nước và khoáng di
chuyển qua thành
của các tế bào và
các khoảng gian
bào để vào bên
trong. Khi qua lớp
nội
bì
có
đai
Caspary
không
thấm nước giúp
điều tiết lượng nước
và khoáng đi vào
mạch gỗ của rễ

 Con đường gian bào: Từ lông hút  khoảng
gian bào  nội bì bị đai Caspary chặn lại nên
chuyển sang con đường tế bào chất  mạch
gỗ.
 Con đường tế bào chất: Từ lông hút  tế
bào chất  mạch gỗ.

CÂY CAO NHẤT THẾ GIỚI

- Cây Hyperion là một cây gỗ
đỏ, thuộc họ Tùng, Hạt Trần
- Cây cao 115,61 m, đường
kính thân 4,84m, độ tuổi ước
tính khoảng 700 - 800 năm
- Địa điểm: Vườn quốc gia
Redwood, California, Hoa Kì.

CÂY CAO NHẤT CHÂU Á
- Cây bách Himalaya (Cupressus
torulosa) hoặc cây bách Tây Tạng
(Cupressus gigantea)
- Cây cao 102m, đường kính thân 2,9m
- Địa điểm: khu bảo tồn thiên nhiên
Yarlung Zangbo Grand Canyon ở hạt
Bome, thành phố Nyingchi, thuộc Khu
tự trị Tây Tạng của Trung Quốc.

CÂY CAO NHẤT VIỆT NAM
- Là một cây Samu dầu
- Chiều cao trên 70 mét,
đường kính 5,5 m, chu vi thân
23,7 m, khoảng 1.000 năm tuổi.
- Địa điểm: Vườn quốc gia Pù

VẬN CHUYỂN NƯỚC Ở THÂN

VẬN CHUYỂN NƯỚC Ở THÂN
Mạch gỗ được tạo thành do các tế bào hình
ống có thành hóa gỗ cứng chắc nối liền với
nhau.
Dòng mạch gỗ nối từ mạch gỗ của rễ lên
mạch gỗ của thân và mạch gỗ của lá. Nước,
các chất khoáng hòa tan và một số chất hữu
cơ tổng hợp từ rễ được vận chuyển một
chiều trong mạch gỗ của thân lên lá và các
Động lực làm cho các chất di chuyển trong
cơ quan ở phía trên
mạch gỗ là:
+ Lực đẩy của rễ (do áp suất rễ)
+ Lực liên kết giữa các phân tử nước và lực
bám giữa phân tử nước với thành mạch dẫn
+ Lực kéo của lá (do thoát hơi nước)

VẬN CHUYỂN NƯỚC Ở THÂN

Mạch rây được tạo thành do các tế bào rây
của lá đến mạch rây của thân rồi xuống mạch
rây của rễ.
Dịch vận chuyển theo 02 chiều có thành phần
chủ yếu là các chất hữu cơ được tổng hợp từ
lá; ngoài ra còn có các hormone, vitamin, các
ion khoáng di động.
+ Từ cơ quan nguồn (lá – nơi quang hợp tạo
chất hữu cơ) đến cơ quan chứa (rễ, củ, quả,
hạt)
+ Từ cơ quan dự trữ đến cơ quan sử dụng
(chồi non, lá non)
Ngoài ra, nước có thể vận chuyển ngang từ
mạch
rây và
ngược
lại tùy theo
Động gỗ
lựcsang
làmmạch
cho các
chất
di chuyển
trong dòng mạch rây là
nhu
cầu
của cây.
do sự
chênh
lệch gradient nồng độ của các chất vận chuyển

Chất hữu cơ
Dòng đi xuống
(dòng mạch rây)

- Dòng mạch gỗ (dòng đi lên) : vận
chuyển nước, ion khoáng từ đất vào
mạch gỗ của rễ lên mạch gỗ trong
thân đến lá và các phần khác của cây.
- Dòng mạch rây (dòng đi xuống):
Dòng đi lên
vận chuyển các chất hữu cơ từ lá đến
(dòng mạch gỗ)
nơi cần sử dụng hoặc dự trữ (rễ, hạt,
củ, quả,…).
Nước và ion khoáng

Tiêu chí

Dòng mạch gỗ

Dòng mạch rây

Cấu tạo

- Gồm các tế bào chết (thành dày,
thấm gỗ => độ bền chắc và chịu
nước). Bên trong rỗng, không có tế
bào chất.
- Gồm 2 loại cấu trúc: Quản bào và
mạch ống (các tế bào cùng loại được
nối với nhau, có hệ thống lỗ ngang)

- Gồm các tế bào sống.
- Gồm 2 loại cấu trúc: tế bào ống rây
(không có nhân và bào quan); tế bào
kèm (giàu ti thể để cung cấp năng
lượng)

Thành
phần

- Gồm: nước, ion khoáng, ngoài ra còn - Saccarozo
có chất hữu cơ được tổng hợp ở rễ
- Chấc hữu cơ khác

Động
lực

Nhờ 3 động lực:
+ Lực đẩy (áp suất rễ)
Chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa
+ Lực hút (do thoát hơi nước ở lá)
cơ quan nguồn (lá…) và cơ quan
+ Lực liên kết giữa các phân tử nước đích (rễ…)
với nhau và với thành mạch)

THOÁT HƠI NƯỚC Ở
LÁ
Nước đến tế bào thịt lá, nước bốc hơi và khuếch
tán để thoát ra ngoài không khí. Có 02 con
đường thoát hơi nước:
+ Thoát hơi nước qua bề mặt lá
+ Thoát hơi nước qua khí khổng

VAI TRÒ

Tạo động lực đầu trên của dòng mạch gỗ - lực
kéo giúp nước và khoáng vận chuyển từ rễ lên
các bộ phận của cây trên mặt đất, đến đỉnh
ngọn của thân.
Giúp hạ nhiệt độ bề mặt lá vào những ngày
nắng nóng, đảm bảo cho các quá trình sinh lí
trong tế bào và cơ thể thực vật xảy ra bình
thường.
Trong quá trình thoát hơi nước, khí khổng mở ra
tạo điều kiện diễn ra sự trao đổi khí CO2 và O2
giữa cơ thể và môi trường

THOÁT HƠI NƯỚC
QUA BỀ MẶT LÁ
Hơi nước được khuếch tán từ
khoảng gian bào của tế bào thịt
lá qua lớp cutin bao phủ các tế
bào biểu bì bề mặt lá. Ở các lá
non, lớp cutin còn mỏng, sự
thoát hơi nước qua cutin được
thực hiện dễ dàng như ở lá già,
do lớp cutin dày them làm cho
sự thoát hơi nước qua cutin giảm
dần.

THOÁT HƠI NƯỚC
QUA KHÍ KHỔNG
Khí khổng do tế bào biểu bì tạo
nên, được cấu tạo từ 02 tế bào hình
hạt đậu quay vào nhau tạo ra một
khe hở nhỏ, bên dưới là khoảng
gian bào, xung quanh là các tế bào
biểu bì.
Thành tế bào khí khổng: thành
trong dày, thành ngoài mỏng =>
Khi tế bào trương nước, thành ngoài
dãn nhiều hơn làm cho 02 tế bào
uốn cong lại => Khí khổng mở.

THOÁT HƠI NƯỚC
QUA KHÍ KHỔNG

03
Dinh dưỡng
Nitrogen ở thực
vật

Lá bắp thiếu nitrogen

Lá cà chua thiếu nitrogen

Cây dứa (khóm) được trồng trong đất đủ các
nguyên tố khoáng.

Cây dứa trồng trong đất thiếu nitơ.

NO3-

NH4+

Thiếu Nitrogen sẽ làm
giảm quá trình tổng
hợp protein, từ đó sinh
trưởng của các cơ
quan bị giảm, xuất
hiện màu vàng nhạt
trên lá

VAI TRÒ SINH LÍ CỦA NGUYÊN TỐ NITROGEN
 Vai trò chung: Nitrogen là dinh dưỡng khoáng thiết.
 Vai trò cấu trúc: Nitrogen là thành phần của protein, diệp lục,
nucleic acid, enzyme, ATP,…
 Vai trò điều tiết: Tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất
trong cơ thể thực vật thông qua hoạt động xúc tác, cung cấp năng
lượng và điều tiết trạng thái ngậm nước của tế bào.

Nitrogen tồn tại ở 2 dạng
hữu cơ và vô cơ.
Các dạng hữu cơ liên quan
đến chất thải, phân động
vật, tàn dư… tất cả chúng
đều cần trải qua quá trình
phân hủy.
Các dạng vô cơ liên quan
đến vi khuẩn cộng sinh
chuyển nitơ thành dạng có
thể sử dụng được để cây

Nitrogen thiên nhiên chiếm
78.16% thể tích không khí.
Nitrogen dưới dạng hợp chất có
nhiều trong natri nitrat NaNO3
(diêm tiêu natri).
Nitrogen có mặt trong tất cả các
cơ thể sống, chủ yếu dưới dạng
các amino acid (protein), nucleic
acid (RNA và DNA). Theo nghiên
cứu, cơ thể con người chứa
khoảng 3% nitơ theo trọng

Rễ cây hấp thụ nitrogen từ
đất ở 02 dạng:
+ Dạng khử NH4+ (được
các hạt keo đất tích điện
âm giữa lại trên bề mặt
của chúng)
+ Dạng oxy hóa NO3- (dễ
bị rửa trôi xuống các lớp
đất nằm sâu bên dưới)
Nhưng các hợp chất hữu
cơ cấu thành cơ thể thực
vật chỉ tồn tại dạng khử

Nitrogen
trong không khí
Dạng
tồn tại

Nitrogen
trong đất

- Nitrogen khoáng (trong các muối
Nitrogen phân tử (78%), khoáng)
một phần trong NO và NO2 - Nitrogen hữu cơ (trong xác động
vật, thực vật, VSV…)

- Rễ cây chỉ hấp thụ nitrogen
- Cây không hấp thụ được khoáng từ đất dưới dạng NH4+ và
Nitrogen phân tử.
NO3- Nitrogen trong NO, NO2 và - Cây không hấp thụ được nitrogen
Đặc điểm trong khí quyển gây độc cho hữu cơ trong xác VSV
cây.
- Nitrogen hữu cơ nhờ các VSV
N2 + VSV cố định => NH3 khoáng hóa biến đổi thành dạng
(trong nước sẽ thành NH4+) NH4+ và NO3- cây mới hấp thụ
được.

NGUỒN CUNG CẤP NITROGEN TỰ NHIÊN CHO
CÂY
Nguồn cung cấp Nitrogen cho cây
Trong đất

+ N2 (trong không khí)

+ Nitrogen vô cơ (trong các muối

khoáng)
Vi sinh vật

sinh vật)

1. Nitrogen trong không khí
N2
NH4+)

Vi khuẩn
Amon hóa

+ Nitrogen hữu cơ (trong xác bã

Vi khuẩn
nitrat
NHhóa(trong
3

nước sẽ thành

NO3-

VSV
Phaûn Nitrat hoùa
(Kî khí)

N2

QUÁ TRÌNH ĐỒNG HÓA NITROGEN Ở
THỰC VẬT
Quá trình đồng hóa nitrogen trong mô thực vật gồm 2 quá trình:
1. Quá trình khử nitrat (diễn ra trong mô rễ và mô lá với sự tham gia
Mo, Fe)
NO3- (nitrate)

NO2- (nitrite)

NH4+

(ammonium)
2. Quá trình đồng hóa NH4+ trong mô thực vật
- Amin hóa trực tiếp các axit xêtô: Keto acid + NH4+
Amino acid
- Chuyển vị Amino: Amino acid + Keto acid
+ Keto acid mới

Amino acid mới

Quá trình liên kết N2 với H2 để hình thành nên NH3 (ammoniac) gọi
là quá trình cố định nitrogen (do các vi sinh vật thực hiện). Có 2
nhóm vi sinh vật cố định nitrogen: vi khuẩn lam và vi khuẩn thuộc

QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH NITROGEN (2 con
đường)
a. Con đường sinh học: Nhờ một số loại vi khuẩn như:
- Vi khuẩn sống tự do (Azotobacter, Cyanobacteria… )
- Vi khuẩn sống cộng sinh (Rhizobium, Anabaena, Azolleae…)
Điều kiện diễn ra:
- Thực hiện trong điều kiện kị khí.
- Có sự tham gia của có enzyme nitrogenaza
- Được cung cấp năng lượng ATP
- Có các lực khử mạnh với thế năng khử cao (NAD, FADP)
+
+
2H
2H
N≡N
NH2 – NH2
NH = NH

2H+ 2NH
3

QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH NITROGEN(2 con
đường)
b. Con đường vật lý:
Điều kiện diễn ra: có sấm sét, tia lửa điện,….

N ≡ N + H2

t > 1.500oC

NH3

Nguồn cung cấp
nitrogen tự
nhiên cho cây

Dạng
tồn tại

Dạng nitrogen
cây hấp thu
được

Quá trình
chuyển hóa
nitrogen

Nitrogen trong
không khí

NO2, NO, N2

NH4, NO3

Quá trình cố
định đạm

Nitrogen
trong đất

Nitrogen vô cơ
Nitrogen hữu cơ

NH4, NO3

Quá trình phân
giải xác sinh vật

“Lúa chiêm lấp ló đầu bờ; Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên”.
Cho biết hiện tượng đó có gì khác với quá trình cố định nitơ sinh
-Trồng lúa vào vụ chiêm (vụ lúa
trong mùa hè thường khô hạn
học?

và thiếu nước) nên cây lúa chỉ đạt tầm ngang bờ ruộng. Khi có
sấm tạo ra sự phóng điện, nhiệt độ khoảng 20000C. Liên kết
N≡N trong N2 rất bền nhưng ở mức nhiệt này thì bị phá vỡ liên
kết => N2 phản ứng ngay với O2
N2  +  O2   →   2NO NO dễ dàng tác dụng với oxi không khí tạo
thành NO2)
2NO + O2 → 2NO2 NO2 kết hợp với oxi không khí và nước mưa
thành axit nitric
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 Axit nitric rơi xuống đất kết hợp
với một số khoáng chất trong đất tạo thành muối nitrat (đạm
nitrat) cung cấp cho cây trồng. Đây là lí do vì sao trong mùa