Quá trình vận chuyển các chất trong cây là một chủ đề quan trọng trong sinh học thực vật. Để hiểu rõ hơn về quá trình này, chúng ta cần nắm vững kiến thức về cấu tạo và chức năng của mạch gỗ và mạch rây, cũng như các động lực thúc đẩy dòng vận chuyển. Dưới đây là tổng quan chi tiết và so sánh giữa hai hệ thống vận chuyển này, kèm theo các câu hỏi trắc nghiệm giúp bạn củng cố kiến thức.
1. Dòng Mạch Gỗ
1.1. Cấu Tạo Của Mạch Gỗ
Mạch gỗ được cấu tạo từ các tế bào chết, bao gồm quản bào và mạch ống.
- Quản bào: Tế bào dài, hình con thoi, xếp chồng lên nhau.
- Mạch ống: Tế bào ngắn, có vách ngăn đục lỗ ở hai đầu, chỉ có ở thực vật hạt kín và một số ít thực vật hạt trần.
Các tế bào này không có bào quan và màng, tạo thành các tế bào rỗng giúp giảm lực cản dòng chảy. Vách thứ cấp chứa lignin giúp mạch gỗ bền vững, chịu nước và áp suất cao. Vách sơ cấp mỏng và có lỗ để các chất dễ dàng di chuyển giữa các tế bào.
1.2. Thành Phần Dịch Mạch Gỗ
Thành phần chính của dịch mạch gỗ là nước và các ion khoáng. Ngoài ra, còn có các chất hữu cơ được tổng hợp từ rễ như axit amin, vitamin và amit.
1.3. Động Lực Đẩy Dòng Mạch Gỗ
Động lực đẩy dòng mạch gỗ là sự kết hợp của ba yếu tố:
- Áp suất rễ: Do hoạt động trao đổi chất ở rễ tạo ra, đẩy nước từ rễ lên trên. Hiện tượng ứ giọt trên lá là một ví dụ.
- Lực hút do thoát hơi nước ở lá: Khi tế bào khí khổng thoát hơi nước, chúng hút nước từ các tế bào lân cận, tạo ra lực hút từ lá đến rễ.
- Lực liên kết và bám dính: Lực liên kết giữa các phân tử nước và lực bám dính của chúng với thành mạch gỗ giúp duy trì cột nước liên tục và chống lại trọng lực.
2. Dòng Mạch Rây
2.1. Cấu Tạo Của Mạch Rây
Mạch rây chứa các tế bào sống, bao gồm ống rây và tế bào kèm.
- Ống rây: Tế bào chuyên hóa cao, không có nhân, ít bào quan, chất nguyên sinh là các sợi mảnh, trực tiếp tham gia vận chuyển dịch mạch rây.
- Tế bào kèm: Nằm cạnh ống rây, có nhân lớn, nhiều ti thể, chất nguyên sinh đặc và không bào nhỏ, cung cấp năng lượng cho ống rây.
Các tế bào ống rây nối với nhau qua bản rây tạo thành ống dài từ lá đến cơ quan dự trữ. Tế bào kèm nằm sát ống rây.
2.2. Thành Phần Dịch Mạch Rây
Dịch mạch rây chứa:
- Đường saccarozơ (95%), vitamin, axit amin, hoocmon thực vật, ATP.
- Các ion khoáng được tái sử dụng, đặc biệt là K+ (pH 8.0 – 8.5).
2.3. Động Lực Của Dòng Mạch Rây
Động lực của dòng mạch rây là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu (ASTT) giữa cơ quan nguồn (lá) và cơ quan chứa (rễ, củ, quả). Mạch rây liên kết cơ quan nguồn với cơ quan chứa, đảm bảo dòng chảy từ nơi ASTT cao đến nơi ASTT thấp.
Hai dòng mạch gỗ và mạch rây có mối liên hệ mật thiết, không hoàn toàn độc lập. Nước có thể di chuyển giữa mạch gỗ và mạch rây theo chiều ngang.
3. So Sánh Dòng Mạch Gỗ Và Mạch Rây
| Đặc điểm | Dòng mạch gỗ | Dòng mạch rây |
|---|---|---|
| Dòng vận chuyển | Vận chuyển nước và ion khoáng từ rễ lên lá và các bộ phận khác. | Vận chuyển chất hữu cơ (sản phẩm quang hợp) từ lá đến nơi sử dụng hoặc dự trữ (rễ, hạt, củ, quả). |
| Thành phần | Nước, ion khoáng, axit amin, vitamin, amit (tổng hợp từ rễ). | Saccarozơ (95%), vitamin, axit amin, hoocmon thực vật, ATP, K+. |
| Động lực | Áp suất rễ, lực hút do thoát hơi nước ở lá, lực liên kết và bám dính của phân tử nước. | Chênh lệch ASTT giữa cơ quan nguồn (lá) và cơ quan chứa (rễ, củ, quả). |
4. Câu Hỏi Trắc Nghiệm Về Quá Trình Vận Chuyển Các Chất Trong Cây
Câu 11. Khi ta nói về quá trình vận chuyển các chất trong cây phát biểu nào sau đây đúng?
A. Vận chuyển các chất trong mạch rây là bị động, trong khi mạch gỗ thì chủ động
B. Dòng mạch gỗ vận chuyển được các chất vô cơ, dòng mạch rây thì luôn vận chuyển các chất hữu cơ
C. Mạch gỗ thì vận chuyển glucozo, còn mạch rây lại vận chuyển các chất hữu cơ khác
D. Mạch gỗ vận chuyển được các chất từ rễ lên tận lá, còn mạch rây vận chuyển các chất từ lá xuống rễ cây
Đáp án: D
