*Một tế bào thực vật được đặt vào dung dịch có nồng độ muối tăng dần. Hãy phân tích diễn biến của: -áp suất thẩm thấu, -sức trương, -hiện tượng co nguyên sinh. Giải thích cơ chế xảy ra.

Khi một tế bào thực vật (có thành tế bào cứng và màng nguyên sinh bán thấm) được đưa vào dung dịch muối có nồng độ tăng dần, diễn biến của ba đại lượng “áp suất thẩm thấu (π), sức trương (P) và hiện tượng co nguyên sinh (plasmolysis)” như sau: 1. Áp suất thẩm thấu (π) – Định nghĩa ngắn gọn: π là áp suất phải tạo ra để ngăn không cho nước khuếch tán qua màng bán thấm từ dung môi pha loãng sang dung dịch có nồng độ cao hơn. – Diễn biến: • Khi nồng độ muối ngoài màng tăng, π ngoài (πₒ) > π trong (πᵢ) ⇒ xuất hiện chênh lệch π = πₒ – πᵢ ngày càng dương và càng lớn. • Chênh lệch này càng lớn thì lực hút nước (xuống vùng nồng độ muối cao) càng mạnh. 2. Sức trương (turgor pressure, P) – Định nghĩa ngắn gọn: P là áp lực mà tế bào chất (protoplast) tác động lên thành tế bào. – Diễn biến: • Ban đầu trong dung dịch đẳng trương hoặc hơi ưu trương nhẹ, tế bào còn căng (turgid), P > 0. • Khi nước liên tục thoát khỏi tế bào do πₒ > πᵢ, thể tích protoplast giảm dần, áp lực đẩy lên thành giảm ⇒ P giảm. • Đến lúc P = 0 (nước tiếp tục thoát nhưng không còn lực đẩy lên thành), tế bào mất trương lực (flaccid). 3. Hiện tượng co nguyên sinh (plasmolysis) – Khi P giảm đến 0 và nước tiếp tục mất đi, màng nguyên sinh co rút, tách khỏi thành tế bào. Quá trình này diễn ra qua hai giai đoạn: a) Co nguyên sinh khởi đầu (incipient plasmolysis): một số vùng màng bắt đầu tách. b) Co nguyên sinh hoàn toàn (complete plasmolysis): protoplast co lại rõ, chỉ còn bám vào thành tại một vài điểm, khe hở giữa màng và thành rộng. – Nếu nồng độ muối tiếp tục tăng cao hơn nữa, protoplast co tiếp đến mức độ nghiêm trọng, tế bào có thể mất hoàn toàn khả năng hồi phục. Giải thích cơ chế chung – Màng nguyên sinh của tế bào thực vật có tính bán thấm, cho nước (H₂O) đi qua nhưng giữ lại hầu hết các ion và phân tử hòa tan lớn. – Theo xu hướng cân bằng thế nước (water potential), khi nồng độ solute bên ngoài tăng lên, thế nước bên ngoài giảm ⇒ nước trong tế bào khuếch tán ra ngoài. – Kết quả: thể tích protoplast giảm, áp suất nội bào (P) giảm, cuối cùng dẫn đến co nguyên sinh. Tóm lại, với nồng độ muối ngoài tăng dần, chênh lệch áp suất thẩm thấu tăng, sức trương giảm dần đến bằng không và xuất hiện co nguyên sinh ngày càng rõ.