GIÁO TRÌNH SINH LÝ THỰC VẬT

Microsoft Word SLTV NH last TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA NÔNG LÂM BÀI GIẢNG TÓM TẮT Dành cho sinh viên ngành Nông học HỌC PHẦN SINH LÝ THỰC VẬT Người biên soạn Nguyễn Văn Kết THÁNG 082008 1 Chương 1 SI.

KHOA NÔNG LÂM

BÀI GI NG TÓM T T Dành cho sinh viên ngành Nông h c

Ch ng 1

SINH LÝ T BÀO

Gi i thi u chung

Aristotle (4'th century) cho r ng t t c các v t ch t đ u đ c c u t o t b n y u

đây m i đ c ki m nghi m Van Helmont đã th c hi n m t thí nghi m n i ti ng v

Thí nghi m c a Woodward's trên cây b c hà - spearmint (1699)

nghi m đo nh p đi u sinh tr ng c a cây và áp su t d ch cây

trình ng/c c a Ingenhousz, Senebier (1782) De Saussure (1801)

- N ghiên c u các quá trình s ng c a th c v t…

- Phát hi n b n ch t và qui lu t c a các quá trình s ng

- Tác đ ng c a môi tr ng

- Xây d ng c s lý lu n cho bi n pháp thâm canh

Nhi m v : Ph c v tr c ti p s n xu t

M I LIÊN QUAN GI A SLTV V I CÁC MÔN KHOA H C KHÁC

1.1 T ch c, c u trúc và đ c đi m lý hóa c a t bào

1.1.1 Khái ni m chung v t bào th c v t

tính sinh lý c a t bào; hay nói cách khác là mu n bi t ho t đ ng s ng c a th c v t nói riêng thì tr c h t ph i nghiên c u ch c n ng và đ c tính sinh lý c a m i t bào c ng

nh các c quan t c a nó, nghiên c u thành ph n hoá h c và tính ch t hoá lý c a ch t nguyên sinh trong t bào; t đó giúp chúng ta hi u rõ b n ch t c a các quá trình sinh lý

c a cây

T bào th c v t có c u t o ph c t p và t t c các b ph n c a nó đ u đ t đ n m t m c chuyên hóa cao v hình thái c ng nh ch c n ng, th hi n k t q a c a m t quá trình

ti n hóa lâu dài đ có th thích nghi v i môi tr ng s ng c a nó

1.1.2 L ch s phát hi n t bào

L ch s phát hi n t bào g n nh là l ch s phát minh ra kính hi n vi Galileo (1564 - 1642) ch t o ra vi n v ng kính đ quan sát b u tr i, tình c khám phá ra nh ng v t r t

nh khi quan sát b ng cách l t ng c đ u kính l i

ông mài các th u kính đ quan sát ch t l ng c a v i, nh đó ông đã khám phá ra s

hi n di n c a th gi i vi sinh v t

thu t ng t bào đ ch các đ n v đó

1.1.3 Thuy t t bào

Hai ông đã h th ng hóa quan đi m thành thuy t t bào T t c m i sinh v t đ u do m t

hay nhi u t bào t o thành, nói m t cách khá T bào là đ n v c u t o s ng c b n

c a t t c sinh v t

Có th tóm t t thuy t t bào nh sau: T bào là đ n v c u t o s ng c b n c a t t c

sinh v t, t bào do t bào có tr c sinh ra

1.1.4 Hình d ng và kích th c t bào

a Hình d ng

Hình d ng c a t bào r t bi n thiên nh hình c u, hình tr ng, hình que có th g p các sinh v t đ n bào đ n nh ng hình d ng ph c t p nh các t bào hình sao mô th c v t, hay các t bào th n kinh đ ng v t c p cao

b Kích th c

bi n thiên trong kho ng t 0,5 đ n 40 µm

1.1.5 Phân lo i t bào

T bào c a sinh v t có th chia ra làm hai nhóm: t bào s h ch và t bào chân h ch

T bào s h ch là lo i t bào không có màng nhân ADN có ki n trúc xo n vòng kín Không có các bào quan có màng

T bào chân h ch là lo i t bào có nhân v i màng nhân bao quanh, và nhi u lo i bào quan có màng bao Các t bào này g p các sinh v t thu c các gi i Protista, N m,

Th c v t và Ð ng v t

1.1.5 T bào th c v t

C u t o t bào th c v t nói chung g m nh ng thành ph n chính sau: v t bào, ch t nguyên sinh (t bào ch t, nhân và không bào)

1.1.5.1 V t bào (cell wall)

(Hình 1.1)

Hình 1.1 C u trúc phân t cellulose

Các phân t cellulose t p h p l i thành các vi s i (microfibril); m i vi s i có kho ng

50 – 60 phân t cellulose đ c liên k t l i b ng các c u n i hydro

Các vi s i này liên k t v i nhau nh pectin, lignhin t o thành t ng bó s i tu lo i t bào, trong vách s c p còn ch a kho ng 10% glycoprotein

1.1.5.2 Ch t nguyên sinh (protoplast )

Ch t nguyên sinh n m bên trong v t bào, là m t lo i keo n a l ng, không trong su t

và không đ ng nh t, có các c quan t khác nh : nhân , t bào ch t (cytoplasma), l p

th , ty th , vi th , b máy Golghi, m ng l i n i ch t…

T bào ch t có hai l p b m t gi i h n, l p ngoài dính li n v i v t bào g i là ngo i

ch t, l p n i ch t là l p dính li n v i d ch bào, ch t nguyên sinh gi a hai l p đó g i

là trung ch t

nh ng ch y u là protein

Nhân

trong vi c t ng h p protein, nhân c n cho s phân chia t bào và vi c hình thành các

c u trúc đ c tr ng cho các t bào…

Thành ph n ch y u c a nhân t bào là ADN và ARN , protein, lipid…

Nhi m s c th hình s i dài ch quan sát đ c rõ ràng trong lúc t bào đang phân chia

1.2)

Hình 1.2 L p th - l c l p – s c l p – vô s c l p và l p th úa

L p th

Hình 1.4 C u t o c a l c l p và di p l c

Ty th

đó di n ra các quá trình chuy n hoá oxy hoá n ng l ng Ph n l n s t ng h p ATP

c a quá trình hô h p trong các cây, đ ng v t và n m di n ra đây N goài vai trò ch

y u này, ty th còn là n i th c hi n s n xu t nhi u ph c h p nh là: phospholipids, nucleotides, và m t vài aminoacid Th t ra ty th là b ph n c n thi t đ i v i quá trình

s ng c a Eukaryote, m c dù có m t vài sinh v t có kh n ng hô h p k khí, chúng ch

có th s ng đ c khi ty th là n i đ th c hi n s n xu t các ch t chuy n hóa duy nh t

Hình 1.5 C u t o ty th

Ribosome

Ribosome là m t bào quan có m t trong t t c các t bào c a sinh v t s ng Chúng

đ m nhi m ch c n ng th c hi n quá trình sinh t ng h p protein c a t bào Các

m t nhà máy t ng h p ra protein d a trên các thông tin di truy n c a gen Ribosome

Ribosome t do có m t trong m i t bào, và còn trong ty th và l c l p trong t

polyribosome (hay polysome) Ribosome t do th ng t o ra protein đ dùng trong t bào ch t hay trong các bào quan ch a chúng

B máy Golgi

Th Golgi (Golgi body) là các túi d p x p h u nh song song v i nhau và có hình

vòng cung, phía l i g i là m t trans còn phía lõm g i là m t cis B máy Golgi là m t

c quan t tìm th y trong h u h t các c th eukaryote Ch c n ng chính c a nó là ch

bi n và k t h p các đ i phân t nh protein, lipid đ c t ng h p t t bào N ó đ c bi t quan trong trong quá trình ch bi n protein bài ti t B máy Golgi là m t ph n c a h

C quan liên quan đ n ho t đ ng c a chu trình Glyoxylate

th c hi n ch c n ng gi i đ c cho t bào

Peroxysome là bào quan hi n h u trong t bào nhân th t Chúng bao g m m t màng

đ n giúp cách bi t chúng và bào t ng (ch t d ch bên trong t bào) Peroxysome đ c

t o thành qua con đ ng ti t, peroxysome th ng t sao chép b ng cách phát tri n l n

ngoài vào và t ng sinh, t o ra các t bào k ti p

oxygen nh là D-amino axid oxidase và urease oxidase Peroxysome c ng ch a các

enzyme catalase chuy n H2O2 (hydrogen peroxide, m t s n phNm trung gian gây đ c trong quá trình chuy n hoá t bào thành H2O và O2, v i 4H2O2 4H2O + 2O2

nó cho phép protein đi vào trong bào quan, đó chúng ho t đ ng lo i b các ch t đ c

c u t o các màng t bào Peroxysome đ m trách cho quá trình ôxi hóa các phân t axit béo chu i dài và do v y t o nên các nhóm acetyl

Không bào

hoà ho t đ ng đi u ti t áp su t thNm th u c a t bào

Glyoxysomes

peroxysomes, trong glyoxysomes các acid béo b thu phân thành acetyl CoA nh các

glyoxysome còn có nh ng enzyme ch y u khác c a chu trình glyoxylate (isocitrate lyase và malate synthase)

đ ng t ng h p này t các ch t béo cho đ n khi cây l n đ đ có th t s n xu t

đ ng cho b n thân thông qua con đ ng quang h p

1.1.5.3 Th c v t- t ch c c u trúc và ch c n ng

Ph n này ch nêu m t s hình nh liên quan đ n t ch c c a th c v t- sinh viên tham

kh o thêm trong giáo trình th c v t h c

C th TV g m:

- 2 c quan là r và thân

bì, mô d u…

Hình 1.6 Hình minh h a các b ph n chính c a m t cây

Hình 1.7 Các lo i mô và m ch d n thân

Hình 1.8 C u t o các lo i mô thân

Hình 1.9 H th ng m ch d n

Hình 1.11 C u trúc gi i phNu lá

Hình 1.12 C u trúc gi i phNu các d ng khí kh ng

Hình 1.13 S trao đ i khí khí kh ng

trong r

Hình 1.15 C u trúc m ch d n r cây 1 và hai lá m m

nh h n t i source, nói cách khác, ΨΔ = Ψsink - Ψsource ph i nh h n không

áp su t thNm th u, áp su t th y t nh, tr ng l c, đi n l c và l c h p th

Ψ = Ψπ + Ψp + Ψ m + Ψ

đ n gi n thì chúng ch u s chi ph i c a hai th thành ph n c b n đó là th áp su t

đ n gi n có th xem th n c tuân theo công th c sau:

1.2.4 Th ch t tan (Solute potential)

N c c t có th ch t tan ( p) là zero Khi theo ch t tan vào thì giá tr th ch t tan tr nên âm M i quan h gi a n ng đ ch t tan (tính theo mol) v i th ch t tan tuân theo công th c c a Van Hoff:

p = ứ miRT

Trong đó m là n ng đ mol c a ch t tan, i là h s Van Hoff, h ng s ion hoá c a ch t tan (1 cho glucose, 2 cho N aCl, v.v…) R là h ng s khí lý t ng, và T là nhi t đ

là zero vì trong nó không có ch t tan và áp su t trong c c là zero B sung thêm ch t tan vào thì th nu c s th p h n (âm) Khi đ t t bào (có không bào ngh a là có ch t

vào trong t bào t o nên m t áp l c lên vách t bào S gia t ng áp su t bên trong t

 Hình 1.16 Mô hình minh h a quan h gi a th ch t tan và th thNm th u trong

n i có th n c cao đ n n i có th n c th p h n

màng nguyên sinh s d n d n tách r i kh i vách t bào)

1.3 S hút các ch t hoà tan vào t bào

d ng bán th m và quá trình này còn ph thu c r t l n đ n tr ng thái và nhu c u sinh lý

quá trình khuy ch tán m t cách th đ ng Còn l i h u h t các ch t tan ch đi vào t bào

1.4 S tích l y protein và acid nucleic

Các t bào tr ng thái phân sinh đ u có th t tích l y protein cho riêng nó và

s tích l y ph thu c r t l n vào m c đ sinh tr ng và thay đ i tùy theo nhu c u c a

t bào trong quá trình phân hóa, đi u ki n ngo i c nh v.v

i v i acid nucleic, trong t bào phân sinh đ c phân b theo đúng t l cho

t ng bào quan riêng bi t Tuy nhiên vào giai đo n gi n thì s có s phân b tr l i

i u này liên quan đ n giai đo n ti p theo là phân hóa, các t bào giai đo n phân

protein Ví d ARN s có s khác bi t r t rõ vì nó liên quan đ n ho t đ ng c a nhân trong t bào và liên quan đ n vi c t o thành các bào quan và protein c a t bào ch t

t ng h p protein các t bào đang sinh tr ng m nh

Ch ng 2

2.1 Tính ch t lý hóa h c và vai trò c a n c

2.1.1 C u trúc phân t c a n c

hút c a các đi n t trong phân t d n đ n s hình thành góc liên k t gi a nguyên t oxy và hai nguyên t hydro b ng 105o S phân b electron không đ i x ng s hút các

phép nó tr thành m t y u t không th thay th đ c đ i v i s s ng nói chung và đ i

̇ N hi t bay h i (heat vaporization) cao: N ng l ng c n đ chuy n đ i ch t

tr ng thái l ng sang tr ng thái h i vì v y khi n c thoát h i trên b m t lá s có tác d ng làm mát lá cây

tính phân c c vì v y n c có kh n ng hoà tan v t ch t cao

Hình 2.1 Liên k t gi a n c v i các ion khác nhau

Ngoài nh ng tính ch t trên, n c có nh ng tính ch t quan tr ng khác l c c

tr ng trong quá trình v n chuy n v t ch t cây

̇ L c c k t – là l c hút gi a các phân t n c v i nhau (liên k t -H) t o nên s c

Hình 2.2 S đ minh h a s c c ng b m t trong gi t n c S c hút n i phân t

khí

hoa)

L c mao d n có th tính theo công th c sau:

r = đ ng kính π= pi

y = S c c ng b m t

α = góc ti p xúc = M t đ n c

h = chi u cao g= tr ng l c

L c bám k t- adhesion: s hút bám vào b m t ch t r n ví d t o nên l c mao

d n trong m ch d n c a cây, nh các l c nói trên s giúp n c di chuy n đi lên trên cây

2.1.3 Tính ch t hóa h c

trao đ i ch t th c v t N c không nh ng là dung môi mà còn v i t cách là thành

ph n tr c ti p tham gia ph n ng sinh hóa, đ c bi t là các ph n ng th y phân

- i u hoà nhi t đ c a cây 

2.2 N c trong cây và trong đ t

2.2.1 Hàm l ng n c và các d ng n c trong t bào th c v t

N c trong t bào và mô th c v t

theo tình tr ng sinh lý, giai đo n phát tri n và đi u ki n môi tr ng N ói chung, hàm

- Trong ch t nguyên sinh c a t bào ch a 85-90%,

- Các bào quan giàu lipid c ng ch a đ n 50%

- N c hydrate-hóa: N ó k t h p v i các ion, các ch t h u c và các đ i phân

t , choán h t các khe h gi a các siêu c u trúc c a CN S

xylem và phloem ch c n ng d n truy n ch t tan

Thuy t h p th theo gradient th n c

- R cây ch h p th n c t dung d ch đ t khi nào th n c c a lông hút hay toàn b

b m t bi u bì c a r th p h n th n c c a dung d ch đ t

Wa t l thu n v i di n tích b m t trao đ i A và đ c xác đ nh theo công th c:

Trong đó Ψ là th n c và r là t ng các tr kháng đ i v i s d n truy n n c trong đ t

2.4 Các quá trình d n truy n th c v t

đôi lipid c a màng) v i nh ng c ch v n chuy n r t khác nhau:

- Khuy ch tán (diffusion) là c đ ng c a phân t theo s chênh l ch n ng đ ,

t vùng có n ng đ cao đ n vùng có n ng đ th p, nh c đ ng nhi t c a phân t S

chuy n qua nh ng kho ng cách dài (trong các m ch)

- Dòng kh i (bulk flow, mass flow) là quá trình x y ra theo chênh l ch áp su t

đ ng dài c a n c qua m ch m c, c ch này c ng x y ra trong đ t và các vách t bào

màng Màng th c v t có tính th m ch n l c, cho phép n c và các phân t nh không

tích đi n khác nh CO2 đi qua, và h n ch các phân t có kích th c l n di chuy n qua màng, đ c bi t là các ch t tích đi n S di chuy n qua màng cu các ch t tích đi n

c n nh ng protein v n chuy n đ c bi t

- T ng t s khuy ch tán hay dòng kh i, s thNm th u x y ra nh m t l c d n

trình thoát h i n c

l c đ kéo c t n c di chuy n đi lên trong thân và làm mát lá

h th ng, đó là:

- D n truy n kho ng cách ng n( theo hai h th ng là symplast và apoplast)

- D n truy n kho ng cách dài

đ n xylem

Hình 2.6 C u t o c a r

N c trong đ t s vào r b t đ u t lông hút – m t d ng m r ng c a các t bào

bi u bì r

• H th ng liên thông gi a t bào ch t c a các t bào r - g i là h symplast – H

th ng này liên thông t t bào này sang t bào khác qua các c u liên bào

• Trong các ph n không s ng c a r - g i là h apoplast – đó là các khoang tr ng

đai caspary Vì v y, đ h i t vào trung tr , n c di chuy n theo con đ ng apoplast

tr c đó đ u ph i đi qua h th ng symplast c a các t bào n i bì, t đây chúng m i có

th ti p t c di chuy n t t bào này sang t bào khác qua c u liên bào đ t i trung tr

Khi đ n m ch d n c a thân, n c có th di chuy n m t cách t do gi a các t bào

chuy n lên trong ng m ch và qu n bào

Hình 2.8 C u t o c a h th ng m ch d n

nh các t bào khác trong thân

lá, n c đi t xylem vào cu ng lá sau đó đ n gân lá sau đó vào các t bào mô

ch t, còn l i h u h t chúng m t đi thông qua quá trình thoát h i n c khí kh ng

ng l c nào giúp n c có th di chuy n trong xylem?

M t s v n đ liên quan đ n quá trình này là:

c a xylem c ng nh các t bào kèm là h không s ng

- Vai trò c a r trong quá trình này không ph i là ch y u và đ c xem nh là m t

đ ng c d i i u này đã đ c nhà th c v t h c ng i c xác đ nh cách đây c th

k khi nghiên c u quá trình v n chuy n n c cây s i

- H th ng lá l i có vai trò quan tr ng trong quá trình v n chuy n n c c a cây và

có th xem đó là đ ng c trên c a quá trình này

n c có th di chuy n lên cao trong thân

đ c quá trình v n chuy n này đ i v i nh ng cây có th cao đ n vài ch c mét, th m chí c 100 m nh cây sequoia hay Douglas Vì ngay c m t b m hút m nh c ng không

th b m c t n c lên đ cao trên 10m và lúc đó c t n c s đ t m t áp l c l n (7kg/2,5cm2) còn n u b m lên đ n 100m thì l c kéo có th ph i c n đ n 70kg/2,5cm2

S v n chuy n n c trong phloem

thành vách t bào (Apoplast) c a các y u t ng rây Apoplast bao g m thành t bào

đ c đi u ch nh

trong m t vài loài M t s b ng ch ng quan tr ng h n là:

vulgaris) và đ u ván (Vicia faba) N h ng tác nhân và nh ng đi u ki n thay đ i t c đ

(Geiger v.v 1974) hay m c sucrose trong con đ ng apoplast

l y trong nh ng y u t ng rây và nh ng t bào kèm c a nh ng gân ph , gi ng nh là

Hà lan (Pisum sativum), h t th u d u (Ricinus communis), và nh ng loài khác

h th ng nguyên sinh ch t xuyên qua các s i liên bào (symplast) Symplast là h th ng

v n chuy n

d PCMBS ng n ch n s h p thu sucrose vào h th ng mao qu n trong thành

CO2 trong th t lá, ngh a là s v n chuy n g n các ch t kho ng cách ng n trong cây

trong đ u ván, đ u Hà lan, và nh ng loài khác

Hình 2.9 Tác đ ng c a PCMBS trên s v n chuy n trong phloem t m t lá c

c a lá (T Fisher 2000, sau Giaquinta 1976.)

xuyên qua h th ng mao qu n trong thành vách t bào Qúa trình th y phân sucrose

b i invertase trong cây cà chua chuy n gen cho th y, s th y phân succrose ch m

cây

M t s ch t khuy ch tán vào phloem

kép c a màng nguyên sinh ch t c a nh ng ph c h p y u t ng rây- t bào kèm hay

chúng có th khuy ch tán vào trong nh ng y u t ng rây qua h th ng ch t nguyên sinh (symplast)

có th không vào y u t ng rây

auxin) mã hóa cho m t ch t nh n auxin (permease- ch t giúp m t ch t khác d th m

vào t bào), xu t hi n v i ch c n ng nh ch t mang auxin (Swarup v.v , 2001,

(Marchant v.v…2002)

S đ nh v sucrose- H +

Symporter trong phloem nh ch t v n chuy n b ng con

đ ng Apoplastic

đ c nh n bi t b i s di truy n ng c (Gottwald v.v 2000) Trong tr ng thái đ ng

y u t ng rây

sucrose di chuy n xuyên qua plasmodesmata vào trong t bào Bên trong t bào,

ho c nó có th thông qua apoplast mà không b bi n đ i Ch ng h n, sucrose có th b

th y phân thành glucose và fructose trong apoplast b i invectase, và glucose ho c

monosaccharide đã đ c đ nh v ch y u bên trong t bào h tr s t n t i kh d c a

Hình 2.10 T t y u có th x y ra vi c sucrose b lo i b trong mô nh n qua h

nh n, sucrose có th b bi n đ i thành glucose và fructose b i m t invectase c a t bào

không bào, sucrose có th b bi n đ i thành glucose và fructose b i m t invectase không bào, hay nó có th không b bi n đ i

qua h th ng mao qu n trong thành vách t bào (apoplast) lo i b các ch t tr i h n h n trong vi c kéo dài nh ng thân bò (Cây Hoa tím v.v 2001) N h ng thân bò là nh ng

ch i bên ng m, l n lên t thân chính c a cây khoai tây, đ c đ c tr ng b i s kéo dài

đ nh c a chúng trong s đáp l i nh ng tín hi u môi tr ng Khi tuberization b t đ u

h th ng mao qu n trong thành vách t bào (apoplast) sang s v n chuy n qua h

th ng ch t nguyên sinh (symplastic) S phân tích hoá h c c a nh ng gi ng khoai tây

liên k t, đ n i v i m t reporter Gen đã cho th y ho t đ ng c a invectase trong vi c kéo dài thân bò lan, liên quan đ n s lo i b apoplast ( Hình 2.10B) Trong vi c phát

c ng lên c a nh ng vùng d i đ nh trong su t quá trình t o c H u h t thân c đã cho

th y con đ ng symplast b lo i b và thi u bi u hi n c a gene invectase

đ i v i vùng móc đ nh c a m t quá trình kéo dài thân bò (m i tên) (B) Phát tri n thân

(A)= 1 mm; Bar (B)= 500 µm (T cây Hoa tím v.v 2001.)

2.5 Trao đ i khí và s đóng m khí kh ng

2.5.1 Ý ngh a sinh h c c a quá trình thoát h i n c

Vai trò c a quá trình thoát h i n c có th tóm t t nh sau:

+ Thoát h i n c là đ ng l c trên c a cây

+ H p thu ch t khoáng

+ B o v lá tránh s đ t nóng c a b c x m t tr i

+ Trao đ i khí CO2 và oxy c n cho quang h p và hô h p

Trong cây, s thoát h i n c ch y u thông qua khí kh ng Khi khí kh ng m ,

Hình 2.13 Hình minh h a gi i phNu và quá trình đóng m khí kh ng lá

2.5.2 Các y u t nh h ng đ n s thoát h i n c

c a cây N ói chung, các y u t đó là:

- Nm đ t và các y u t khí quy n (ánh sáng, nhi t đ , Nm đ , t c đ gió v.v )

Ngoài ra còn có các quá trình thoát h i n c khác

+ Thoát h i n c qua các tuy n ti t, qua lông t

+ Qua các ph n ph bi u bì lá ( gi t)

Ch ng 3

3.1 C ch h p thu ch t khoáng

thu các ch t khoáng vào trong t bào ph i tr i qua m t hàng rào bán th m- màng t bào V t ch t đ c h p thu vào t bào th c v t là m t quá trình sinh lý r t ph c t p,

carboxyl

Hình 3.1 C u trúc t bào th c v t

Hình 3.2 C u trúc vách t bào th c v t

Hình 3.3 C u trúc phân t c s c a pectic ( -D-polygalacturonic acid)

t bào (CW), màng nguyên sinh (PM) và phi n gi a (ML)

3.1.2 Màng t bào t o ra hàng rào ng n cách gi a vách t bào v i môi tr ng bên ngoài

S hình thành c u trúc màng là c n thi t vì nhi u lý do:

- T bào ph i l u gi đ c các phân t trong quá trình trao đ i ch t

ngoài là hai l p protein t ng đ i đ ng d ng

c u sâu h n v c u trúc c a màng…

- 1972, S.J Singer và G.I N icolson đ xu t mô hình màng d ng kh m l ng (fluid mosaic)

C u trúc c b n c a màng t bào bao g m hai l p phospholipid

Phospholipids = glycerol + 2 fatty acids + phosphate + polar molecule X (i.e., choline)

X có th là - phosphatidylchlolin; xerebrazit A; cholin…

Phospholipid có hai ph n: ph n đ u phân c c ch a glyxerin, axit phosphoric và ru u

(PC); X phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylinositol (PI) và

khi t l axit béo ch a b o hoà càng cao

(pinocytosis) và ti t bào (exocytosis)

Hình 3.5 Mô hình màng d ng kh m l ng (fluid mosaic) theo đ xu t c a Singer S.J và N icolson G.I

Trên b m t c a màng còn có m t s các lo i hydratcarbon liên k t

oligosaccharides

- Các chu i carbohydrate có th liên k t v i amino acid c a protein trên

màng: th ng chúng liên k t v i serine, threonine ho c asparagine

n i ch t và b máy Golgi

3.1.3 S v n chuy n v t ch t qua màng

Tuy nhiên, h u h t các phân t sinh h c quan tr ng h u nh không tan trong lipid – chúng thâm nh p qua màng thông qua các h th ng v n chuy n mang b n ch t protein

vi c v n chuy n này N gay sau đó, Steward làm vi c t i phòng thí nghi m c a

l ng O2 tiêu th , và đã k t lu n r ng hô h p c n thi t cho s h p thu ion các mô không có di p l c

nguyên sinh, sau đó quay tr l i đ v n chuy n ion ti p theo i u này b t đ u cho m t

Khuy ch tán

- Theo gradient n ng đ

S v n chuy n các ch t khuy ch tán qua màng bán th m g i là s thNm th u

Hình 3.6 Minh h a s khuy ch tán v t ch t qua màng

S v n chuy n khuy ch tán x y ra do:

đ c ng n cách b i m t màng bán th m ch cho n c đi qua thì s x y ra hi n t ng:

u tr ng (hypertonic solution)

- K t qu c a s v n chuy n n c m t cách th đ ng này hay còn g i là thNm

Hình 3.7 Minh h a s thNm th u v t ch t qua màng bán th m

quá trình v n chuy n v t ch t t bào đ ng v t và th c v t

3.1.4 Khái ni m v ch t mang

transporter, ho c permease còn d ng kênh (chanel) là m t protein có khe h cho phép các ion di chuy n qua d dàng Kênh có th chuyên bi t cho m t lo i ion

và có th m ra hay đóng l i (c ng)

Michaelis Menten: v = Vmax x [S]/ Km +[S]

- Km là m t thông s ch th ái l c c a enzyme hay n ng đ c ch t

Hình 3.9 V n chuy n ch đ ng (b m proton)

Hình 3.11 S đ minh h a các hình th c v n chuy n v t ch t qua màng

gradient n ng đ và quá trình này không c n ph i s d ng n ng l ng c a t bào

khuy ch tán d dàng (facilitated diffusion)

Chú ý là h u h t các tính ch t c a s v n chuy n d dàng và v n chuy n ch đ ng đ u

do b n ch t c a potein c a các phân t v n chuy n

3.2 nh h ng c a môi tr ng đ n quá trình hút các ch t dinh d ng r

3.2.1 nh h ng c a n ng đ và t l các nguyên t khoáng trong môi tr ng

khoáng trong môi tr ng, nh t là đ i v i các ch t quan tr ng, nh PO43- và N O3- Tuy

hút khoáng v i n ng đ , nh t là khi n ng đ th p

V t l gi a các ion trong môi tr ng, có 3 hình th c t ng quan là đ i kháng,

v i các cation, đ c bi t là các ion ki m và ki m th Ví d , khi t ng n ng đ K, h p

Quan h đ i kháng bi u hi n rõ các c p ion sau: Mg và K, N a, Ca, Mn, N H4 ;

gi a K và N H4 , Sr, Mn, Pb, Cs; gi a Sn và Rb; gi a Ca và Li, N a, N H4+, Fe, Mg; gi a

ghi nh n, và kh n ng c nh tranh c a c a chúng đ c s p x p theo tr t t : Cl > I > F >

Br M t s c p anion đ i kháng đã đ c xác đ nh là: Cl và N O3- ; N O3- và PO43-

và Br v i các ion hóa tr 2 và 3 nh Ca, Mg, Rs, B, Al, ho c gi a N O3- v i K+, gi a

PO43- v i K+, gi a Mo, B v i Mg, Ca, gi a Mn v i K, Co, gi a Cu v i N , K, gi a

Mo v i P, Ca v.v

Tr ng h p không nh h ng l n nhau có th ghi nh n gi a các ion PO43- , N O3

-và SO42-

3.2.2 nh h ng c a đ thoáng khí c a đ t

K t qu c a nhi u nghiên c u cho th y cây hút ch t khoáng thu n l i nh t trong

m c đ hút khoáng t ng lên

CO2 , N2 , H2S và các ch t khí khác trong đ t có tác d ng c ch ho t đ ng hút

c a Ca, N a, P b gi m trong khi đ linh đ ng c a Al, Mn t ng lên đ n m c gây đ c cho cây

3.2.3 nh h ng c a nhi t đ

t ng t c đ hút ch t dinh d ng N ói chung, h s Q 10 đ i v i s hút khoáng th ng

l n h n 2

3.2.4 nh h ng c a ánh sáng

n u l i đem nó ra ngoài sáng Ánh sáng có nh h ng m nh đ n s h p th N H4 h n là

v i N O3 i v i cây lúa, ánh sáng thúc đNy đáng k t c đ h p th N H4 và SO4 ,

trình quang h p , trao đ i n c và tính th m c a ch t nguyên sinh

3.3 Vai trò sinh lý c a các nguyên t khoáng

3.3.1 Các ph ng pháp nghiên c u nhu c u dinh d ng khoáng c a cây

S li u (Taiz and Zeiger) phân tích các nguyên t khoáng trong cây b p có 16 nguyên t hi n di n thì có 3 nguyên t (C, H và O) chi m t l l n nh t

hi n di n ch y u d ng các carbohydrate, và lignin, ngoài ra còn k t h p v i các nguyên t khác trong các phân t protein và nucleic acid Các nguyên t còn l i ch

trong h th ng m ch

C thì còn kho ng x p x 0.5g N u

đ t ch t khô còn l i 400o

C thì các ch t h u c s b oxi hoá ch còn l i các ch t vô

cây d ng các ch t vô c vào kho ng 0.4 % ( 50 mg/5000 mg x100)