Giáo trình Hình thái giải phẫu học thực vật: Phần 2 - Hà Thị Lệ Ánh

CHƯƠNG 4<br /> Từ khoá<br /> <br /> CƠ QUAN SINH DƯỠNG<br /> <br /> - Sinh trưởng sơ cấp - Sinh trưởng thứ cấp - Cơ quan trục - Sự chuyên hóa hướng tâm - Sự chuyên hóa ly tâm<br /> <br /> Tóm tắt nội dung<br /> Rễ thân lá là cơ quan sinh dưỡng ở thực vật có mạch. Sự phân chia nầy thật ra đơn thuần là về lý thuyết vì cơ thể thực vật là thống nhứt về cấu tạo, về sự phát triển và tiến hóa. Vì thế thật khó định rõ ranh giới giữa các cơ quan đó. Về mặt phát sinh cá thể, các cơ quan nầy chung nguồn gốc phát triển từ hợp tử và sau đó phân hóa từ phôi. Giữa chúng có những điểm tương ứng về cấu tạo, nhưng đó chỉ là nét chung nhứt, về chi tiết, do chúng phân bố ở những loại môi trường khác nhau và đảm nhận những chức năng chủ yếu khác nhau nên có những đặc điểm riêng trong cấu tạo đặc trưng cho mỗi loại cơ quan. Thân và rễ thường được xem như là phần tiếp tục của thân, xếp tiếp theo nhau trên một trục thẳng đứng nên hai cơ quan nầy được gọi là cơ quan trục. Đoạn thân mang các mầm lá gọi là chồi. Sự hình thành một cách hoàn chỉnh về hình thái cũng như về giải phẩu của các cơ quan sinh dưỡng của cây là một quá trình tiến hóa thích nghi lâu dài với đời sống trên cạn.<br /> <br /> Yêu cầu đối với sinh viên<br /> Sau khi nghiên cứu phần nầy, sinh viên có thể: - Giải thích được sự phát triển và tăng trưởng của một thực vật (trong đó có rễ, thân, lá) tiêu biểu. - Giải thích sự phát triển và vai trò của lông hút ở rễ. - Vẽ lược đồ thể hiện cấu tạo sơ cấp của một rễ, thân và lá. - Phân biệt giữa rễ và thân song tử diệp trong cấu tạo hậu lập. - Giải thích nguồn gốc nội sinh ở rễ và nguồn gốc ngoại sinh ở thân và lá. - Phân biệt giữa lá đơn và lá kép, các kiểu phiến lá, các dạng gân lá, các phụ bộ của lá. - Nêu và mô tả chức năng của lá. - Phân biệt cấu tạo lá cây C3, cây C4 và cây CAM Trong hướng tiến hoá chuyển lên cạn, thực vật có những thích nghi để khai thác nước và muối khoáng trong đất, hấp thu ánh sáng và khí carbonic trong không khí để quang hợp và tồn tại trong các điều kiện khô hạn. Các chức năng sống trên được hệ rễ dưới đất và hệ thân cành mang lá trong không khí thực hiện. Các cấu trúc nầy dựa vào nhau và thúc đẩy nhau cùng tồn tại, thiếu hệ nầy thì hệ kia không thể phát triển. Nếu không có ánh sáng, thân non và lá không quang hợp được thì hệ rễ sẽ không nhận được các chất hữu cơ để dinh dưỡng và cây sẽ bị chết; ngược lại thân cây và tán lá luôn lệ thuộc vào nước và muối khoáng mà hệ rễ hấp thụ. 76<br /> <br /> H.4.1. Sơ đồ cấu tạo một cây có hoa song tử diệp<br /> <br /> A. HỆ THỐNG RỄ<br /> Rễ là cơ quan sinh dưỡng mọc bên dưới đất của cây, có nhiệm vụ hấp thu nước và muối khoáng đồng thời vận chuyển các chất nầy đi khắp trong cây. Ngoài ra, rễ còn giữ chặt cây trong đất giúp cho cây đứng vững do hệ thống của rễ cây thường phân nhánh rất nhiều; một số rễ còn là cơ quan dự trữ chất dinh dưỡng, một số loài rễ khác tham gia vào việc sinh sản dinh dưỡng. Rễ còn hấp thu một phần nhỏ oxigen trong đất. Rễ, thân và lá là đặc sắc của thực vật có mạch (Cormophyta), chỉ trừ có Đài thực vật (Rêu) là không có rễ nên nhóm nầy còn có tên là Arrhizophyta. Các cỏ thủy sinh mọc chìm trong nước như (Ceratophyllum) và bèo cám (Wolffia) là những cây có hoa duy nhứt không có rễ. Bèo tai chuột (Salvinia) không có rễ nhưng có lá chìm làm thành rìa mịn trông giống rễ. Mặc dù thực vật là bất động nhưng chúng cũng tham gia hầu hết mọi hoạt động sinh lý đặc biệt là bên dưới đất. Rễ cũng cần thiết để thực vật phát triển và quang hợp mà hàng năm rễ được tạo ra thường sử dụng hết hơn 1/2 năng lượng của chính thực vật tạo ra. Đặt vấn đề: 1. Vì sao sự hiểu biết của chúng ta về cấu tạo và sự phát triển của rễ ít hơn sự hiểu biết của chúng ta về cấu trúc và sự tăng trưởng của thân?<br /> <br /> 77<br /> <br /> 2. Liệt kê 6 loại cây có rễ dự trữ, nêu đặc tính cấu tạo của mỗi loại rễ đó. 3. Trong môi trường ngập mặn, nồng độ muối bên ngoài môi trường bằng hay khác nồng độ muối trong cây? Tại sao?<br /> <br /> 1. HÌNH THÁI BÊN NGOÀI CỦA RỄ<br /> Câu hỏi: 1. Rễ cây quan trọng thế nào trong đời sống con người? 2. Mô tả cấu tạo, nguồn gốc và sự quan trọng của bao đầu rễ. Hình thái bên ngoài và cấu tạo bên trong của rễ rất đa dạng, nó phụ thuộc vào chức năng sinh lý của cây và thích ứng với môi trường chung quanh. Hệ thống của rễ cây thường phân nhánh rất nhiều và mọc sâu vào trong đất. Ví dụ ở cây lúa cao không quá 1m có đến 14 triệu rễ con với tổng chiều dài khoảng 600km. 1.1. Các phần của rễ Rễ có khả năng phân nhánh cho ra các rễ bên nên tuy rễ có thể tích nhỏ nhưng diện tích bề mặt của rễ rất lớn giúp rễ tăng cường diện tích tiếp xúc với đất và dễ dàng hút nước. Rễ thường có hình trụ hơi nhọn đầu, phát triển rất nhanh chóng và mỗi ngày mất đi khoảng 10.000 tế bào do chúng đi xuyên qua đất và mọc sâu xuống bên dưới. Quan sát dọc một rễ từ dưới lên trên, ta thấy rễ có các phần sau: 1.1.1. Chóp rễ (root cap) Là một bao trắng nằm ở đầu rễ, có nhiệm vụ bảo vệ đầu rễ lúc rễ chen đất mọc sâu xuống. Chóp rễ do nhiều lớp tế bào, lớp ngoài tróc đi và mất trong lúc nhiều lớp bên trong được thành lập. Chóp rễ cũng tạo ra dịch nhầy (mucigel), là chất nhựa bảo vệ đầu rễ không bị khô giúp cho rễ đi xuyên qua đất dễ dàng hơn, nó cũng còn giúp cả việc hấp thu nước và chất dinh dưỡng trong đất. 1.1.2. Vùng phân sinh Nằm ngay trên chóp rễ, chính ở vùng nầy, các tế bào của mô phân sinh sẽ phân cắt để cho nhiều tế bào mới. 1.1.3. Vùng tăng trưởng Vùng nầy dài vài mm và láng, đó là vùng mà tế bào lớn lên, bắt đầu chuyên hóa và làm cho rễ dài ra. 1.1.4. Vùng lông hút / lông rễ Trong vùng nầy các tế bào trưởng thành và biệt hóa, vùng nầy còn là vùng lông hút vì đây là nơi có nhiều lông rễ nhỏ nhô ra từ các tế bào căn bì. Các lông này được sinh ra ở vùng bên dưới, lông dài ra khi đi dần lên trên, và cuối cùng lông sẽ rụng. Tế bào lông hút là tế bào sống có tế bào chất, nhân ở đầu lông và một thủy thể to. Lông hút phong phú và duy nhứt ở thực vật, đảm nhận nhiệm vụ hấp thu nước và muối khoáng cho cây, các lông hút còn có nhiệm vụ đồng hóa các chất mà chúng hấp 78<br /> <br /> thu; ngoài ra nhờ có lông hút mà diện tích bề mặt hấp thu trên rễ được gia tăng rất lớn. Chót của lông hút có chất nhầy giúp cho lông hút dính chặt vào trong đất. Chiều dài của vùng lông hút không thay đổi, do các lông hút mới thành lập luôn nằm bên dưới,càng đi lên bên trên, lông rễ càng dài ra và saucùng sẽ rụng đi. Người ta ước tính ở rễ lúacó khoảng 14 tỉ lông hút với tổng cộng diện tích bề mặt hơn 400m2 Vùng của tế bào trưởng thành ở rễ cũng là nơi mô sơ cấp như căn bì, nhu mô vỏ phát triển<br /> <br /> H.4.2. Các phần của rễ (A) chóp rễ, (B) vùng tăng trưởng (C) Vùng lông hút, (D) Vùng tẩm suberin<br /> <br /> 1.1.5. Vùng tẩm suberin Vùng nầy trống và không láng, nằm bên trên vùng lông hút và là vùng lông hút đã rụng đi. Tầng tế bào bên dưới lông hút lộ ra và vách tế bào bị tẩm suberin nên được gọi là tầng tẩm suberin. Vùng nầy không hấp thu các chất dinh dưỡng được nữa vì vách tế bào không thấm; người ta cho rằng chính sự tẩm suberin vào vách tế bào làm cho lông hút rụng. Sau vùng lông hút, rễ chia nhánh và phân chia ra rễ con (rễ thứ cấp). Từ chóp rễ đi lên, rễ gia tăng đường kính và sau cùng rễ tiếp giáp với thân ở cổ rễ. Ở các rễ cây song tử diệp, rễ mọc to ra và tầng dưới lông thay vì tẩm suberin lại hoạt động như một tượng tầng, đó là tượng tầng sube nhu bì và cho ra bên ngoài là mô sube (mô che chở thứ cấp), trên mô nầy cũng có các bì khổng. 1.2. Các kiểu rễ Câu hỏi: Mô tả cấu tạo và nguồn gốc của lông hút. Lông rễ có giống như mao trạng ở ruột người hay không? Tại sao? Điều gì là quan trọng của lông hút? 1.2.1. Rễ chính (cái) và rễ bên Ví dụ: rễ xoài, mận … Rễ cái (chính) mọc từ phôi (mầm) và mọc thẳng từ trên xuống đất (địa hướng động); nơi tiếp giáp sát với phần trên mặt đất là gốc (rễ), phần bên trên của rễ chính nối liền với trụ dưới lá mầm. Trên rễ chính đầu tiên mọc từ cây mầm gọi là rễ sơ cấp (primary root) trên một gốc rễ to, hình thành phần lớn khối lượng của rễ và vẫn còn hiện diện suốt đời sống của thực vật; rễ chính phát triển nhanh và đâm sâu xuống, gia tăng sự nâng đở và cho phép thực vật sử dụng vật chất nằm sâu bên trong đất. Rễ chính có thể sâu đến 53m dưới đất.<br /> <br /> 79<br /> <br /> Rễ chính phân nhánh thành những rễ bên hay rễ thứ cấp (secondary root) và hệ thống rễ được thành lập, rễ mới mọc (non nhất) luôn ở gần đầu rễ ngày càng nhỏ hơn và mọc ngang hay xiên. Rễ bên có nguồn gốc nội sinh. Hệ rễ có rễ chính phát triển mạnh, các rễ bên (rễ phụ) phát triển ngày càng nhỏ, nhiều, gọi là hệ rễ trụ (taproot system), sự sinh trưởng thứ cấp ở đây đặc biệt quan trọng là đặc tính của hệ rễ các cây đại mộc, cây thân cỏ của hầu hết lớp song tử diệp và của nhiều cây Hột trần. 1.2.2. Rễ chùm (rễ bó) / hệ thống rễ sợi (a fibrous root system) Ở nhiều cây họ Lúa (Poaceae), họ Dừa (Palmae) … và hầu hết các cây lớp đơn tử diệp, rễ chính thường hoại đi từ trong mầm hay có đời sống ngắn, thân cho ra nhiều rễ gần bằng nhau và có thể phân nhánh hay không. Rễ các cây này thường không có sự sinh trưởng thứ cấp nên thường tương đối đồng đều về kích thước và giống nhau về hình dạng. Hệ thống rễ sợi mọc tương đối cạn, thường phát triển rộng lớn nằm gần trên bề mặt đất và ngăn chận sự bào mòn phần bên dưới gốc thân. 1.2.3. Rễ bất định (adventitious roots) Nhiều loài thân bò như (rau má, rau muống), thân ngầm (ngải hoa, cỏ cú), thân khí sinh (da, mía) mang nhiều rễ ở mắt của thân và được gọi là rễ bất định. Rễ bất định cũng có thể mọc từ kẽ răng của lá (lá trường sanh Kolanchoe). Thường các rễ bất định là các rễ bó, trên đó có thể mang các rễ phụ nhỏ hơn. Rễ bất định ở dứa gai (Pandanus) to và mọc ở phần đáy của thân làm thành những cột chống thân trên bùn. Ở các cây da (Ficus), rễ bất định nảy sinh từ trên nhánh cao, lúc đầu nhỏ và có dạng rễ bó; khi đụng đất, rễ ấy phù to và mang rễ phụ trên đó; trường hợp này cũng gặp ở rễ đước.<br /> <br /> 1.2.4. Các kiểu rễ theo đặc tính sinh trưởng 80<br /> <br />