Bài học

Mối liên hệ giữa các quá trình ở cây

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em giải thích được các quá trình hấp thụ, vận chuyển, quang hợp, thoát hơi nước liên kết với nhau thành một hệ thống thống nhất, và chẩn đoán được quá trình nào bị gián đoạn khi quan sát một cây có biểu hiện bất thường.

Kiến thức nền cần nhớ

Năm bài trước đã dạy riêng từng quá trình: lông hút hấp thụ nước và khoáng chất (same-grade bridge), mạch gỗ chở nước lên nhờ lực kéo từ thoát hơi nước, và mạch rây chở chất hữu cơ đi khắp cây. Bài này đặt câu hỏi: nếu chặn đứng một quá trình, những quá trình còn lại có bị ảnh hưởng theo không?

Khởi động

Giả sử toàn bộ khí khổng của một cây bị bịt kín bằng một lớp keo không gây hại cho tế bào. Em dự đoán điều gì sẽ xảy ra với cây sau vài ngày — chỉ ảnh hưởng tới lá, hay còn lan sang cả những bộ phận khác của cây?

Kiến thức trọng tâm

Bốn quá trình đã học liên kết thành một chuỗi khép kín. Lông hút hấp thụ nước và khoáng chất ở rễ; nước được vận chuyển lên lá qua mạch gỗ, nhờ lực kéo từ thoát hơi nước; tại lá, nước cùng khí carbon dioxide hấp thu qua khí khổng tham gia quang hợp, tạo ra chất hữu cơ; chất hữu cơ đó lại được mạch rây vận chuyển đi nuôi toàn bộ cây, kể cả những bộ phận không tự quang hợp được như rễ. Mỗi quá trình vừa sử dụng sản phẩm của quá trình trước, vừa là điều kiện cần cho quá trình tiếp theo.

Nếu khí khổng bị bịt kín, chuỗi hậu quả xảy ra theo đúng thứ tự liên kết đó. Thoát hơi nước ngừng lại trước tiên, kéo theo lực kéo nước qua mạch gỗ giảm mạnh; hấp thụ nước ở rễ vì thế cũng giảm theo, dù đất quanh rễ vẫn đủ ẩm — khác với nguyên nhân mất lông hút đã học ở bài đầu chương, lần này nguyên nhân là mất lực kéo. Đồng thời, khí carbon dioxide cũng không vào được lá qua khí khổng đã bị bịt, khiến quang hợp giảm mạnh, kéo theo lượng chất hữu cơ mạch rây vận chuyển đi nuôi cây cũng giảm theo.

Một quá trình bị chặn kéo theo cả chuỗi các quá trình còn lại, đúng như bốn quá trình này vốn liên kết chặt chẽ với nhau.

Ví dụ

Chẩn đoán một cây héo dù đất đủ ẩm

1
Một cây trồng trong chậu có đất luôn đủ ẩm và rễ không có dấu hiệu sâu bệnh, nhưng lá cây bị phủ một lớp bụi dày kín cả hai mặt trong nhiều ngày liền, và cây có dấu hiệu héo nhẹ. Quá trình nào nhiều khả năng bị gián đoạn? Giải thích.
2
Đề bài đã nói rõ đất đủ ẩm và rễ không có dấu hiệu bệnh, nên nguyên nhân trực tiếp không nằm ở khả năng hút nước của lông hút.
3
Lớp bụi dày phủ kín bề mặt lá có thể che lấp và cản trở hoạt động của khí khổng, làm giảm khả năng thoát hơi nước qua các lỗ khí khổng đó.
4
Thoát hơi nước giảm kéo theo lực kéo nước qua mạch gỗ giảm, khiến cây hút nước kém hơn dù đất vẫn đủ ẩm — đúng với biểu hiện héo nhẹ quan sát được.
5
Vậy nhiều khả năng lớp bụi trên lá đã cản trở thoát hơi nước qua khí khổng, làm giảm lực kéo nước qua mạch gỗ, dẫn tới cây héo dù đất và rễ đều bình thường.

Ví dụ

Chẩn đoán hai cây có triệu chứng khác nhau (dạng đề kiểm tra)

1
Cây A trồng trong chậu bị úng nước lâu ngày, đất luôn sũng nước, lá cây héo rũ dù 'thừa nước'. Cây B bị va chạm làm trầy một vòng vỏ quanh gốc thân; phần thân phía trên vết thương vẫn tươi tốt, nhưng rễ dần yếu đi sau vài tuần. Xác định quá trình bị gián đoạn ở mỗi cây và giải thích.
2
Đất sũng nước lâu ngày khiến rễ thiếu oxygen để hô hấp, làm giảm năng lượng cho hấp thụ chủ động chất khoáng và cả hoạt động bình thường của lông hút; dù nước quanh rễ rất nhiều, cây vẫn không hấp thụ đủ, biểu hiện héo giống như thiếu nước.
3
Vết trầy vỏ quanh gốc cắt đứt mạch rây tại vị trí đó, trong khi mạch gỗ nằm sâu hơn không bị ảnh hưởng; phần thân trên vẫn hút nước bình thường qua mạch gỗ nên còn tươi, nhưng rễ không còn nhận được chất hữu cơ từ lá nên dần yếu đi.
4
Cả hai cây đều có biểu hiện bất thường liên quan tới rễ, nhưng nguyên nhân hoàn toàn khác nhau: cây A gián đoạn ở khâu hấp thụ do thiếu oxygen, cây B gián đoạn ở khâu vận chuyển chất hữu cơ do mạch rây bị cắt.
5
Vậy cây A bị gián đoạn quá trình hấp thụ nước và khoáng chất do đất úng thiếu oxygen; cây B bị gián đoạn quá trình vận chuyển chất hữu cơ qua mạch rây do vết thương cắt đứt vỏ, trong khi mạch gỗ của cả hai cây không nhất thiết bị ảnh hưởng theo cùng một cách.

Sai lầm thường gặp

Nhiều bạn mặc định 'cây héo' luôn có nghĩa là đất thiếu nước — thực ra như hai ví dụ trên cho thấy, nhiều nguyên nhân khác hoàn toàn không liên quan tới lượng nước trong đất cũng gây héo: mất lông hút, đất úng thiếu oxygen, khí khổng bị cản trở, hay mạch rây bị cắt đứt. Trước khi kết luận 'thiếu nước', cần xem xét toàn bộ chuỗi bốn quá trình đã học, không chỉ riêng lượng nước trong đất.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Hấp thụ, vận chuyển qua mạch gỗ, quang hợp, và vận chuyển qua mạch rây liên kết thành một chuỗi khép kín — chặn một quá trình sẽ kéo theo hậu quả ở các quá trình còn lại. Chẩn đoán một cây bất thường cần xem xét toàn bộ chuỗi này, không chỉ riêng lượng nước trong đất.

Thực vật tự tạo chất hữu cơ bằng quang hợp rồi phân phối chúng qua mạch rây. Khoá học tiếp theo chuyển sang một câu hỏi khác hẳn: động vật, không có khả năng quang hợp, lấy chất hữu cơ bằng cách nào?