Trình bày cấu trúc và chức năng của hệ mạch gỗ và mạch rây. Vai trò của chúng trong vận chuyển nước, ion khoáng và chất hữu cơ trong cây.

Dưới đây là mô tả cấu trúc – chức năng của hai hệ mạch gỗ (xylem) và mạch rây (phloem) trong thực vật, cũng như vai trò của chúng trong vận chuyển nước, ion khoáng và chất hữu cơ. 1. Hệ mạch gỗ (Xylem) 1.1. Cấu trúc - Yếu tố dẫn nước chính: • Ống mạch (vessel elements) – có ở thực vật có hoa (Angiosperms). Tế bào ống mạch dài, ống rỗng, thành tế bào dày, lignin hóa, đầu tế bào thủng lỗ cho nước qua. • Tế bào mạch (tracheids) – có ở hầu hết cây gỗ (Gymnosperms và Angiosperms). Hình thoi, đầu nhọn, thành tế bào có rãnh bậc thang để trao đổi nước. - Các tế bào phụ trợ: • Mô giậu gỗ (xylem parenchyma) – dự trữ tinh bột, hỗ trợ trao đổi ion. • Sợi gỗ (xylem fibers) – mô cơ học, tăng tính chịu lực cho thân. - Đặc điểm chung: tế bào sống lúc trưởng thành đã chết (không còn chất nguyên sinh), thành thứ cấp giàu lignin, chịu được áp suất âm do quá trình bốc hơi nước. 1.2. Chức năng - Vận chuyển nước và ion khoáng từ rễ lên thân, lá theo trục dọc. - Cung cấp nước cho các hoạt động quang hợp, thoát hơi nước, trao đổi khí. - Tạo lực cơ học giúp cây đứng vững. 2. Hệ mạch rây (Phloem) 2.1. Cấu trúc - Yếu tố dẫn chất: • Ống sàng (sieve tube elements) – tế bào sống nhưng không nhân, thành tế bào có tấm sàng (sieve plates) giúp dòng mạch hữu cơ qua lại. • Tế bào kèm (companion cells) – có nhân, giàu ti thể và lưới nội chất hạt, hỗ trợ chuyển các chất hòa tan vào/ra ống sàng. - Các tế bào phụ trợ: • Mô giậu rây (phloem parenchyma) – dự trữ và vận chuyển các chất dự trữ. • Sợi rây (phloem fibers) – tăng tính cơ học ở mô rây. 2.2. Chức năng - Vận chuyển chất hữu cơ (chủ yếu đường sucrose, axit amin…) từ nơi tổng hợp (lá, mô xanh) đến nơi dự trữ hoặc nơi cần sử dụng (rễ, củ, quả, chồi non…). - Duy trì cân bằng năng lượng và dinh dưỡng cho từng mô, cơ quan của cây. 3. Cơ chế và vai trò trong vận chuyển - Vận chuyển nước – ion khoáng (xylem): • Dòng mạch một chiều, từ rễ lên tới lá. • Hoạt động chủ yếu nhờ lực kéo của quá trình thoát hơi nước ở khí khổng (cohesion–tension). • Ion khoáng (N, P, K…) được hấp thụ qua rễ vào mạch gỗ, hòa tan theo dòng nước đưa lên phần xanh. - Vận chuyển chất hữu cơ (phloem): • Dòng mạch có thể hai chiều, theo nguyên lý “áp suất khối” (pressure flow): từ vùng nguồn (nguồn là lá, mô xanh) về vùng chứa (các cơ quan lưu trữ hoặc sử dụng). • Chất hữu cơ chủ yếu là đường (sucrose), axit amin, hormone… • Companion cells bơm đường vào ống sàng, tạo áp suất thẩm thấu, đẩy dịch qua tấm sàng về nơi tiêu thụ. Tóm lại, hệ mạch gỗ và mạch rây phối hợp chặt chẽ để đảm bảo cây vừa lấy đủ nước, muối khoáng lên lá, vừa vận chuyển sản phẩm quang hợp đến mọi bộ phận, từ đó duy trì sự sinh trưởng, phát triển và khả năng chống chịu của cây.