Quá trình trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Bài viết Quá trình trao đổi nước và khoáng ở thực vật ngắn gọn tóm lược những ý chính quan trọng nhất giúp bạn nắm vững kiến thức trọng tâm để ôn thi Tốt nghiệp môn Sinh học đạt kết quả cao.

Quá trình trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Sinh 2025 Xem thử Đề thi thử Sinh 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Sinh Xem thử 1200 câu trắc nghiệm Sinh

Chỉ từ 350k mua trọn bộ Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Sinh học 2025 theo cấu trúc mới bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 1053587071 - NGUYEN VAN DOAN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận đề thi

I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

* Kiến thức về trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Quá trình trao đổi nước và khoáng ở thực vật

- Trao đổi nước ở cơ thể thực vật diễn ra theo ba giai đoạn: hấp thụ nước ở rễ, vận chuyển nước ở thân và thoát hơi nước ở lá.

- Nguyên tố khoáng hoà tan trong nước, do vậy trao đổi khoáng đi kèm với trao đổi nước.

Hấp thụ nước và khoáng ở rễ

- Thực vật thuỷ sinh hấp thụ nước và khoáng từ môi trường nước qua tế bào biểu bì của hầu hết các cơ quan. Thực vật trên cạn hấp thụ nước và khoáng từ đất chủ yếu qua rễ nhờ các lông hút.

- Rễ hấp thụ nước từ đất theo cơ chế thẩm thấu: Dịch tế bào biểu bì lông hút của rễ có nồng độ chất tan cao hơn so với dịch trong đất nên nước sẽ di chuyển từ đất vào tế bào lông hút.

- Nồng độ chất tan trong tế bào thực vật duy trì ở mức cao do hai nguyên nhân:

(1) Rễ hấp thụ các ion khoáng từ đất và tích luỹ các chất tan từ quá trình chuyển hoá vật chất.

(2) Quá trình thoát hơi nước ở lá làm giảm hàm lượng nước ở các tế bào phía dưới, trong đó có tế bào lông hút.

- Rễ hấp thụ khoáng theo 2 cơ chế: cơ chế thụ động và cơ chế chủ động.

+ Cơ chế thụ động: Chất khoáng hoà tan trong đất khuếch tán từ đất (nơi có nồng độ chất khoáng cao) vào rễ (nơi nồng độ chất khoáng thấp).

+ Cơ chế chủ động: Chất khoáng được vận chuyển từ đất vào rễ ngược chiều gradient nồng độ, nhờ các chất mang được hoạt hoá bằng năng lượng.

- Nước và các chất khoáng được vận chuyển từ lông hút vào mạch gỗ của rễ theo hai con đường: con đường gian bào và con đường tế bào chất.

- Con đường gian bào:

+ Cơ chế: Nước và chất khoáng di chuyển qua thành tế bào và dọc theo không gian giữa các tế bào (gian bào), qua lớp vỏ đến nội bì gặp vành đai Caspary không thấm nước và chất khoáng phải xuyên qua lớp màng tế bào nội bì để đi vào mạch gỗ.

+ Đặc điểm: Có tốc độ nhanh, chỉ được kiểm soát sau khi tới vành đai Caspary.

- Con đường tế bào chất:

+ Cơ chế: 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 trong rễ thông qua hệ thống cầu sinh chất và vào mạch gỗ ở trung trụ.

+ Đặc điểm: Có tốc độ chậm hơn, và luôn được kiểm soát.

Vận chuyển nước và các chất trong thân

- Trong cây tồn tại hai con đường vận chuyển vật chất là dòng mạch gỗ và dòng mạch rây.

Dòng mạch gỗ

- Chức năng: Mạch gỗ vận có chức năng chuyển nước và chất khoáng.

- Cấu tạo: Mạch gỗ (xylem) được cấu tạo từ hai loại tế bào là quản bào và mạch ống. Mạch ống có bề ngang rộng hơn, nhưng chiều dài ngắn hơn so với quản bào. Chúng đều là các tế bào chết, chỉ còn lại thành tế bào đã thấm lignin (hoá gỗ). Các tế bào mạch gỗ cùng loại xếp chồng lên nhau theo chiều thẳng đứng, thông với nhau qua các lỗ ở đầu tận cùng. Trên quản bào và mạch ống còn có các lỗ bên, khiến dòng mạch gỗ có thể vận chuyển theo chiều ngang.

- Thành phần dịch mạch gỗ: Dịch mạch gỗ có thành phần chính là nước, chất khoáng và một số chất hoà tan khác như đường, amino acid, hormone, alkaloid, acid hữu cơ,...

- Chiều vận chuyển: Dòng mạch gỗ được vận chuyển một chiều từ rễ, qua thân, lên lá.

- Động lực vận chuyển: Dòng mạch gỗ được vận chuyển liên tục nhờ sự kết hợp của ba lực chính là lực đẩy của áp suất rễ, lực liên kết giữa các phân tử nước và lực bám giữa các phân tử nước vào thành mạch dẫn, lực kéo do thoát hơi nước ở lá. Nhờ các động lực này, dòng mạch gỗ có thể vận chuyển lên độ cao hàng trăm mét, tương ứng với chiều cao của các cây gỗ lớn.

- Trong tự nhiên, có thể quan sát thấy một số hiện tượng chứng minh cho vai trò của áp suất rễ như hiện tượng rỉ nhựa khi cắt ngang thân cây hay các giọt nước đọng quanh mép lá (hiện tượng ứ giọt) vào buổi sáng hoặc trong điều kiện độ ẩm không khí cao.

Dòng mạch rây

- Chức năng: Mạch rây có chức năng vận chuyển các chất hữu cơ.

- Cấu tạo: Mạch rây (phloem) cấu tạo từ các tế bào ống rây và tế bào kèm. Các tế bào ống rây xếp chồng lên nhau theo chiều thắng đứng và thông với nhau qua các lỗ ở hai đầu của tế bào. Các tế bào kèm nằm dọc theo các ống rây, cung cấp năng lượng và nguyên liệu duy trì sự sống cho các tế bào ống rây.

- Thành phần dịch mạch rây: Dịch mạch rây có thành phần chính là đường sucrose, ngoài ra còn có các amino acid, hormone, chất khoáng,... Ngoài ra, mạch rây còn nhận nước từ mạch gỗ chuyển sang, đảm bảo cho quá trình vận chuyển chất tan diễn ra thuận lợi.

- Chiều vận chuyển: Khác với kiểu vận chuyển một chiều ở mạch gỗ, trong mạch rây, các chất vận chuyển (dịch mạch rây) có thể di chuyển theo hai hướng từ cơ quan nguồn (lá) đến cơ quan đích hay cơ quan dự trữ (rễ) hoặc ngược lại, từ cơ quan dự trữ (củ) lên cơ quan sử dụng (lá non, chồi non) xuôi theo chiều gradient nồng độ của các chất vận chuyển.

- Động lực vận chuyển: sự chênh lệch nồng độ các chất giữa cơ quan nguồn và cơ quan đích.

Thoát hơi nước ở lá

- Thoát hơi nước là sự bay hơi của nước qua bề mặt cơ thể thực vật vào khí quyển.

- Lá là cơ quan thoát hơi nước chủ yếu của cây.

- Thoát hơi nước ở lá diễn ra theo hai con đường: qua bề mặt lá và qua khí khổng, trong đó thoát hơi nước qua khí khổng là chủ yếu.

Thoát hơi nước qua bề mặt lá

- Cơ chế: Hơi nước khuếch tán từ khoảng gian bào của thịt lá qua lớp cutin để ra ngoài.

- Đặc điểm: Lượng hơi nước thoát qua bề mặt lá phụ thuộc vào độ dày tầng cutin và diện tích lá. Ở cây non, lượng nước thoát hơi qua bề mặt lá tương đương với qua khí khổng do lớp cutin bao phủ phiến lá còn mỏng. Khi cây trưởng thành, tầng cutin dày lên, lượng nước thoát qua bề mặt chỉ chiếm 10 – 20%.

- Lá của nhóm thực vật sống ở nơi khô hạn thường có tầng cutin dày làm giảm sự thoát hơi nước, giúp tăng khả năng chịu hạn.

Thoát hơi nước qua khí khổng

- Khí khổng là khe hở trên bề mặt lớp tế bào biểu bì lá được tạo nên giữa hai tế bào khí khổng.

- Cơ chế: Nước chuyển thành dạng hơi đi vào gian bào, hơi nước từ gian bào khuếch tán qua lỗ khí vào khí quyển xung quanh bề mặt lá, hơi nước khuếch tán từ không khí quanh bề mặt lá ra không khí xa hơn.

- Đặc điểm: Lượng hơi nước thoát qua khí không phụ thuộc vào số lượng, sự phân bố và hoạt động đóng mở của khí khổng.

Cơ chế đóng mở của khí khổng: Khí khổng đóng hay mở phụ thuộc vào hàm lượng nước trong hai tế bào khí khổng.

+ Khi tế bào khí khổng trương nước, thành ngoài mỏng nên dãn nhanh hơn thành trong làm cho khí khổng mở ra → tốc độ thoát hơi nước tăng.

+ Khi tế bào khí khổng mất nước, tế bào khí khổng xẹp xuống làm cho khí khổng đóng lại → tốc độ thoát hơi nước giảm.

- Sự trương nước hay mất nước của tế bào khí khổng được điều tiết bởi hai tác nhân chính đó là ánh sáng và stress:

+ Ánh sáng thúc đẩy quang hợp làm tăng tổng hợp đường trong tế bào khí khổng và hoạt hoá bơm ion trên màng tế bào khí khổng dẫn đến tăng nồng độ các ion K⁺, NO₃^-, Cl^-,... trong tế bào. Kết quả là áp suất thẩm thấu của tế bào khí khổng tăng lên, làm tế bào hút nước và khí khổng mở. Tuy nhiên, nếu cường độ ánh sáng quá mạnh làm tăng nhiệt độ lá, khi đó tế bào khí khổng sẽ bị mất nước và đóng lại.

+ Khi thực vật bị stress (ví dụ: hạn hán) cây tăng tổng hợp abscisic acid, hàm lượng acid này tăng thúc đẩy bơm ion bơm K⁺ ra khỏi tế bào và làm khí khổng đóng lại, giúp hạn chế mất nước.

Vai trò của thoát hơi nước

- Chỉ khoảng 2% lượng nước được cây hấp thụ sử dụng cho các hoạt động sống, còn lại 98% mất đi qua thoát hơi nước.

- Thoát hơi nước có vai trò quan trọng đối với đời sống của cây:

+ Tạo lực hút kéo nước và các chất hoà tan đi theo một chiều từ rễ lên lá.

+ Trong quá trình thoát hơi nước, khí khổng mở ra tạo điều kiện để CO₂ từ môi trường khuếch tán vào lá, cung cấp nguyên liệu cho quá trình quang hợp.

+ Làm giảm nhiệt độ bề mặt của lá, đảm bảo cho lá không bị hư hại, đặc biệt trong những ngày nắng nóng.

II. CÂU HỎI ÔN LUYỆN

2.1. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Câu 1: Phát biểu nào dưới đây chỉ ra sự khác nhau giữa cơ chế hấp thụ khoáng chủ động và bị động? 

A. Rễ cần năng lượng để hấp thụ khoáng theo cơ chế thụ động, trong khi cơ chế chủ động không tiêu tốn năng lượng.

B. Theo cơ chế chủ động, chất khoáng đi từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp, trong khi ở cơ chế thụ động, chất khoáng đi ngược chiều gradient nồng độ.

C. Năng lượng chỉ được sử dụng khi chất khoáng được vận chuyển ngược chiều gradient nồng độ theo cơ chế chủ động. 

D. Chất khoáng được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp trong cả cơ chế chủ động và bị động nhưng chỉ có cơ chế chủ động là cần sử dụng năng lượng.

Câu 2: Nguyên nhân nào dưới đây là lí do chính khiến cây chết khi bị ngập úng trong thời gian dài?

A. Rễ cây hấp thụ quá nhiều nước.

B. Rễ cây hấp thụ quá nhiều chất khoáng.

C. Rễ cây không hô hấp được do thiếu oxygen.

D. Ion khoáng bị lắng xuống tầng nước ngầm nên cây không hấp thụ được. 

Câu 3: Có bao nhiêu phát biểu sau đây là không đúng khi nói về hậu quả của việc bón phân với liều lượng cao quá mức cần thiết cho cây?

(1) Gây độc cho cây trồng và người sử dụng.

(2) Gây ô nhiễm nông phẩm và môi trường.

(3) Làm cho đất đai màu mỡ nhưng cây không hấp thụ được chất dinh dưỡng.

(4) Lượng phân bón dư thừa sẽ làm thay đổi tính chất của đất, giết chết các vi sinh vật có lợi trong đất.

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Câu 4: Khi bón phân quá liều lượng, cây bị héo và chết là do

A. lượng phân bón dư thừa làm cho cây nóng và héo lá.

B. nồng độ dịch đất cao hơn nồng độ dịch bào, tế bào lông hút không hút được nước bằng cơ chế thẩm thấu.

C. các nguyên tố khoáng vào tế bào nhiều, làm thay đổi thành phần chất nguyên sinh của tế bào lông hút.

D. thành phần khoáng chất làm thay đổi tính chất lí hoá của keo đất.

Câu 5: Quang hợp ở thực vật là

A. quá trình sắc tố quang hợp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng hoặc hoá học để chuyển hoá CO₂ và H₂O thành hợp chất hữu cơ (C₆H₁₂O₆) đồng thời giải phóng O₂.

B. quá trình sắc tố quang hợp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển hoá CO₂ và H₂O thành hợp chất hữu cơ (C₆H₁₂O₆) đồng thời giải phóng O₂.

C. quá trình sắc tố quang hợp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển hoá CO₂ và chất khoáng thành hợp chất hữu cơ (C₆H₁₂O₆) đồng thời giải phóng O₂.

D. quá trình lục lạp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển hoá CO₂ và H₂O thành hợp chất hữu cơ (C₆H₁₂O₆) đồng thời giải phóng O₂.

Câu 6: Pha sáng của quá trình quang hợp ở thực vật cung cấp cho pha đồng hoá CO₂

A. ATP và NADPH.

B. ATP.

C. NADPH.

D. ATP, NADPH và O₂.

Câu 7: Diễn biến nào sau đây không có ở pha sáng của quá trình quang hợp ở thực vật?

A. Sự kích thích và truyền electron của phân tử diệp lục ở trung tâm phản ứng.

B. Chuyển hoá CO₂ thành hợp chất hữu cơ.

C. Quang phân li nước giải phóng O₂.

D. Chuyển hoá năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học.

2.2. Câu trắc nghiệm đúng sai. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Câu 1: Khi nói về các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, mỗi phát biểu sau đây là đúng hay sai?

a) Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình quang hợp thông qua sự ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme xúc tác các phản ứng trong pha sáng và pha tối.

b) Thực vật C₄ có điểm bù CO₂ cao hơn thực vật C₃.

c) Nồng độ CO₂ thích hợp cho cây quang hợp là 0,3 %.

d) Các tia sáng đỏ kích thích quá trình tổng hợp amino acid, protein; các tia sáng xanh tím kích thích quá trình tổng hợp carbohydrate.

Câu 2: Khi nói về quang hợp và hô hấp ở thực vật, mỗi phát biểu sau đây là đúng hay sai?

a) Quang hợp xảy ra ở lục lạp, hô hấp xảy ra ở tế bào chất và ti thể.

b) Hô hấp là quá trình tổng hợp các chất còn quang hợp là quá trình phân giải các chất.

c) Sản phẩm của quang hợp là nguồn nguyên liệu cho hô hấp và ngược lại.

d) Cả quang hợp và hô hấp đều tổng hợp ATP.

2.3. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn. Thí sinh điền kết quả mỗi câu vào ô trả lời tương ứng theo hướng dẫn của phiếu trả lời.

Câu hỏi: Quá trình chuyển hoá năng lượng trong sinh giới bao gồm mấy giai đoạn?

................................

................................

................................

Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Sinh 2025 Xem thử Đề thi thử Sinh 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Sinh Xem thử 1200 câu trắc nghiệm Sinh

Xem thêm các chủ đề ôn thi Tốt nghiệp Sinh học năm 2025 có đáp án hay khác:

• Vai trò của nước và chất khoáng với thực vật (chi tiết nhất)

• Cơ chế hấp thụ nước và khoáng ở rễ (ngắn gọn nhất)

• Con đường gian bào (cơ chế, đặc điểm)

• Con đường tế bào chất (cơ chế, đặc điểm)

• Cơ chế vận chuyển nước và các chất trong thân

• Dòng mạch gỗ (chức năng, cấu tạo, chiều vận chuyển)

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải Chuyên đề Sinh 12 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Sinh 12 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Sinh 12 Cánh diều
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---