Bài học

Chức năng của thành tế bào, lục lạp và không bào

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em nêu đúng chức năng của thành tế bào, lục lạp và không bào lớn, và vận dụng chức năng của thành tế bào cùng không bào để giải thích vì sao cây đứng vững khi đủ nước và héo rũ khi thiếu nước.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài trước em đã nêu đúng tên ba cấu trúc riêng của tế bào thực vật và dùng chúng để phân loại tế bào (same-grade bridge). Bài này hỏi câu tiếp theo: mỗi cấu trúc đó thực sự làm gì bên trong tế bào?

Khởi động

Sau một ngày quên tưới nước, một chậu cây cảnh trong nhà rũ xuống mềm oặt; tưới nước vào, chỉ sau vài giờ cây lại đứng thẳng như cũ. Điều gì bên trong tế bào đã thay đổi để tạo ra sự khác biệt rõ rệt đến vậy?

Kiến thức trọng tâm

Thành tế bào là lớp vách cứng bao ngoài màng tế bào, chủ yếu cấu tạo từ cellulose. Chức năng chính của nó là giữ hình dạng cố định cho tế bào và bảo vệ các thành phần bên trong khỏi bị ép vỡ, đồng thời vẫn cho phép nước và một số chất đi qua để tới được màng tế bào bên dưới. Lục lạp là bào quan chứa chất diệp lục màu xanh, và đây là nơi thực hiện quang hợp — dùng ánh sáng, nước và khí carbon dioxide để tạo ra chất hữu cơ (đường) và khí oxygen. Như bài trước đã nhắc lại, lục lạp chỉ có ở những tế bào tiếp xúc được với ánh sáng, không phải mọi tế bào thực vật.

Không bào lớn là túi chứa dịch tế bào — chủ yếu là nước cùng một số chất hoà tan — chiếm phần lớn thể tích của một tế bào thực vật trưởng thành. Khi không bào chứa đầy nước, nó ép chất tế bào sát vào thành tế bào, tạo ra một áp lực gọi là sức trương. Sức trương này, kết hợp với thành tế bào đủ cứng để chống lại áp lực đó, giữ cho tế bào căng phồng và có hình dạng ổn định. Khi thiếu nước, không bào mất bớt nước và xẹp lại, sức trương giảm, tế bào trở nên mềm — đó chính là lúc cây héo rũ.

Điều đáng chú ý là hai cấu trúc này phải phối hợp với nhau, thiếu một trong hai đều không đủ. Không bào tạo ra lực đẩy khi đầy nước, nhưng nếu không có thành tế bào đủ cứng để chống đỡ lại lực đó, tế bào sẽ chỉ phồng tròn lên như một quả bóng chứ không giữ được hình dạng ổn định — giống hệt tế bào động vật, vốn không có thành tế bào và cũng không có sức trương kiểu này.

Nếu thiếu nước, chuỗi này đảo ngược: không bào mất nước, sức trương giảm, tế bào mềm, cây héo rũ.

Ví dụ

Giải thích vì sao cây đứng vững khi đủ nước

1
Một chậu cây được tưới đủ nước, thân cây đứng thẳng, lá cứng cáp. Giải thích hiện tượng này bằng cấu tạo tế bào.
2
Khi đủ nước, không bào lớn trong mỗi tế bào chứa đầy nước, ép chất tế bào sát vào thành tế bào, tạo ra sức trương.
3
Thành tế bào đủ cứng để chống lại lực ép đó mà không vỡ, giữ cho tế bào căng phồng và có hình dạng ổn định thay vì phình tròn mất kiểm soát.
4
Vì mỗi tế bào riêng lẻ đều căng cứng theo cách này, và thân cây gồm rất nhiều tế bào như vậy xếp cạnh nhau, toàn bộ thân cây cũng cứng cáp và đứng thẳng — đúng với hiện tượng quan sát được.
5
Vậy cây đứng vững khi đủ nước là nhờ sự phối hợp giữa không bào (tạo sức trương) và thành tế bào (chống đỡ sức trương đó) ở từng tế bào.

Ví dụ

Cây héo rồi hồi phục sau khi tưới nước (dạng đề kiểm tra)

1
Một chậu cây bị héo sau hai ngày không tưới nước. Sau khi tưới đẫm nước, ba giờ sau cây đứng thẳng trở lại. Giải thích hiện tượng bằng cấu tạo tế bào, và cho biết: nếu một tế bào giả định không có thành tế bào, tế bào đó có giữ được hình dạng khi không bào đầy nước hay không?
2
Thiếu nước hai ngày khiến không bào ở các tế bào mất bớt nước, xẹp lại, sức trương giảm, tế bào mềm — nhiều tế bào cùng mềm khiến cả cây héo rũ.
3
Khi tưới đẫm nước, không bào ở các tế bào nhận lại nước nhanh chóng, phồng lên, sức trương tăng trở lại, tế bào căng cứng — cả cây đứng thẳng trở lại chỉ sau vài giờ vì quá trình hút nước diễn ra khá nhanh.
4
Nếu không có thành tế bào, khi không bào đầy nước ép ra, tế bào sẽ chỉ phồng tròn lên tự do như quả bóng, không có gì chống đỡ, chứ không giữ được hình dạng ổn định — giống hệt tế bào động vật.
5
Vậy cây héo do không bào mất nước, hồi phục do không bào nhận lại nước; và nếu thiếu thành tế bào, riêng không bào đầy nước không đủ để giữ hình dạng tế bào, chứng tỏ hai cấu trúc phải phối hợp với nhau mới tạo ra kết quả đứng vững.

Sai lầm thường gặp

Bẫy thường gặp là nghĩ chỉ riêng không bào làm cây đứng vững, quên mất phải có thành tế bào chống đỡ lại lực trương đó. Nếu chỉ có không bào đầy nước mà không có thành tế bào cứng, tế bào sẽ phồng tròn tự do như tế bào động vật chứ không giữ được hình dạng ổn định, và cây vẫn không đứng vững được. Một bẫy khác là nhầm chức năng của lục lạp (tạo chất hữu cơ qua quang hợp) với chức năng của không bào (giữ nước, tạo sức trương) — hai bào quan này làm hai việc hoàn toàn khác nhau.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Thành tế bào giữ hình dạng và bảo vệ tế bào; lục lạp thực hiện quang hợp, chỉ có ở tế bào tiếp xúc ánh sáng; không bào lớn chứa nước, tạo sức trương. Cây đứng vững khi đủ nước là nhờ không bào (tạo sức trương) phối hợp với thành tế bào (chống đỡ sức trương); thiếu nước, sức trương giảm, cây héo rũ.

Khoá tiếp theo hỏi tế bào tạo ra tế bào mới bằng cách nào — một câu hỏi liền mạch với chính giới hạn kích thước và sự trương nước em vừa học.