Khí khổng là một cấu trúc quan trọng trên bề mặt lá và một số bộ phận khác của cây, đóng vai trò then chốt trong quá trình trao đổi khí và điều hòa lượng nước. Bài viết này sẽ đi sâu vào cấu tạo chi tiết và chức năng thiết yếu của khí khổng đối với sự sống của thực vật.
Khí khổng không chỉ đơn thuần là những lỗ nhỏ li ti mà là một hệ thống phức tạp được hình thành từ hai tế bào bảo vệ chuyên biệt. Các tế bào này có hình dạng hạt đậu và úp sát vào nhau, tạo thành một khe hở được gọi là lỗ khí.
Cấu tạo chi tiết của khí khổng:
- Tế bào bảo vệ: Đây là hai tế bào hình hạt đậu bao quanh lỗ khí. Điểm đặc biệt của tế bào bảo vệ là thành tế bào không đồng đều, với thành trong (tiếp giáp với lỗ khí) dày hơn thành ngoài. Sự khác biệt này đóng vai trò quan trọng trong cơ chế đóng mở khí khổng. Bên trong tế bào bảo vệ chứa nhiều lục lạp, nơi diễn ra quá trình quang hợp, cung cấp năng lượng cho hoạt động của khí khổng.
- Lỗ khí: Là khoảng không gian giữa hai tế bào bảo vệ, cho phép khí CO2 từ không khí đi vào lá để thực hiện quang hợp và khí O2 (sản phẩm của quang hợp) thoát ra ngoài. Đồng thời, hơi nước cũng thoát ra khỏi lá thông qua lỗ khí trong quá trình thoát hơi nước.
- Lục lạp: Các tế bào bảo vệ chứa lục lạp, nơi diễn ra quá trình quang hợp, cung cấp năng lượng cho hoạt động đóng mở khí khổng và thực hiện một phần nhỏ quang hợp.
- Thành tế bào: Độ dày khác nhau của thành tế bào (thành trong dày hơn thành ngoài) giúp tế bào bảo vệ thay đổi hình dạng khi trương nước hoặc mất nước, từ đó điều khiển độ mở của lỗ khí.
Chức năng quan trọng của khí khổng:
- Trao đổi khí: Chức năng chính của khí khổng là kiểm soát sự trao đổi khí giữa cây và môi trường. Khí CO2 cần thiết cho quá trình quang hợp sẽ đi vào lá qua khí khổng. Ngược lại, khí O2 (sản phẩm của quang hợp) và hơi nước sẽ thoát ra khỏi lá cũng qua con đường này.
- Điều hòa thoát hơi nước: Khí khổng đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh quá trình thoát hơi nước ở lá. Mặc dù thoát hơi nước là cần thiết để vận chuyển nước và chất dinh dưỡng từ rễ lên lá, nhưng nếu thoát hơi nước quá mức có thể khiến cây bị mất nước và héo úa. Do đó, khí khổng có khả năng đóng lại khi cây bị thiếu nước để hạn chế sự mất nước.
Hoạt động đóng mở của khí khổng chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ CO2. Ví dụ, khi ánh sáng mạnh, khí khổng thường mở ra để tăng cường quá trình quang hợp. Ngược lại, khi trời tối hoặc khi cây bị thiếu nước, khí khổng sẽ đóng lại để giảm thiểu sự mất nước. Cơ chế đóng mở khí khổng là một quá trình sinh lý phức tạp liên quan đến sự thay đổi áp suất thẩm thấu trong tế bào bảo vệ. Khi tế bào bảo vệ hấp thụ nước, chúng trở nên căng và phình ra, làm cho lỗ khí mở rộng. Ngược lại, khi tế bào bảo vệ mất nước, chúng trở nên xẹp xuống, làm cho lỗ khí đóng lại.
Tóm lại, khí khổng là một cấu trúc nhỏ bé nhưng có vai trò vô cùng quan trọng đối với sự sống của cây. Chúng không chỉ kiểm soát quá trình trao đổi khí cần thiết cho quang hợp mà còn điều hòa lượng nước trong cây, giúp cây thích nghi với các điều kiện môi trường khác nhau. Nghiên cứu về Cấu Tạo Và Chức Năng Của Khí Khổng có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các giống cây trồng chịu hạn và thích ứng tốt hơn với biến đổi khí hậu.
