Giáo trình Sinh lý học thực vật: Phần 1 - Nguyễn Du Sanh

Chia sẻ: Trần Viên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

644
lượt xem 113
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Sinh lý học thực vật" do thầy Nguyễn Du Sanh biên soạn được chia làm hai phần. Phần 1 với nội dung chính đề cập đến vấn đề dinh dưỡng của thực vật. Cụ thể là đề cập đến sự hấp thu và vận chuyển nước, sự hấp thu và vận chuyển chất hòa tan, quá trình quang hợp của thực vật. Ngoài ra phần 1 còn đề cập đến sự vận chuyển trong mô libe, sự hô hấp và quá trình biến dưỡng lipid.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Sinh lý học thực vật: Phần 1 - Nguyễn Du Sanh

SINH LÝ HỌC THỰC VẬT NGUYỄN DU SANH 1
Tài liệu tham khảo chính 1) Bùi Trang Việt 2000 - Sinh Lý Thực Vật Đại Cương, Phần II. Phát triển. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí minh, 349 trang 2) Bùi Trang Việt 2002 - Sinh Lý Thực Vật Đại Cương, Phần I. Dinh dưỡng. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí minh, 333 trang 3) Campbell, N. A. (1996) Biology, 4th ed. Benjamin/Cummings, Menlo Park, CA. 4) Hopkins G., 1995 - Introduction to Plant Physiology. John Wiley & Sons Inc., New York, 464 p. 5) Lea, P.J and Leegood R.C., 1999 - Plant Biopchemestry and Molecular Biology. John Wiley & Sons Inc., New York, 363 p. 6) Leegood, R.C., Sharkey, T.D., and Susanne von Caemmerer., 2000- Photosynthesis: Physiology and Metabolism. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 7) Sage, R. F., and Monson, R.K., 1999 – C4 Plant Biology. Academic Press 8) Frank B. Salisbury, F.B and Ross, C.W. 1992 - Plant Physiology. Wadsworth Publising Company, California 1992. 9) Taiz, L., and Zeiger, E., 1991 - Plant Physiology. The Benjamin/Cumming Publishing Company, Inc. California, 565p. 10) Vũ Văn Vụ, Hoàng Đức Cự, Vũ Thanh Tâm và Trần Văn Lài 1993- Sinh lý học Thực Vật. Giáo trình Cao học Nông nghiệp Sinh học. NXB KHKT Hà Nội. 11) Plant Physiology online (http://www.plantphys.net/article.php?ch=e&id=282) 12) General Plant Biology (http://hcs.osu.edu/hcs300/) 2
MỞ ĐẦU Sự sống khởi đầu sau 1 tỉ năm. Sinh vật đầu tiên chỉ gồm có protein và acid nucleic. Ngày nay thế giới sinh vật chia thành 5 giới (kingdom): 1) Monera (giới vi khuẩn = prokaryot) xuất hiện khoảng 3,5 tỉ năm. 2) Protista (sinh vật đơn bào nhân thật : eukaryot) xuất hiện cách nay 1,5 tỉ năm. 3) Fungi (giới nấm) 4) Plantae (giới TV) 5) Animalia (giới Động vật) Tất cả mọi sinh vật đều có chung 4 đặc trưng cơ bản (trao đổi chất và năng lượng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản, cảm ứng và vận động) 3
PHÂN LOẠI THỰC VẬT Rong: sống trong nước Địa y: do rong và nấm hợp lại Đài Thực vật (rêu): sống chổ ẩm, có cơ quan sinh bào tử rõ Khuyết TV: có rễ thật (cây), có mạch, chưa có cơ quan hoa (quyển bá, mộc tặc, ráng: dương xỉ , ). Cây có hoa: Hạt trần (loã tử: thông, thiên tuế, tùng bách) Hạt kín (bí tử: xòai, lúa, ... ) Vị TRÍ PHÂN LOẠI Giới (Plantae) Ngành (-phyta) Lớp : (song tử diệp: Dicotyledonae hai lá mầm; đơn tử diệp: Monocotyledonae một lá mầm) Bộ (-ales) Họ (-aceae) Giống (Chi): Loài: (thường hai từ và viết in nghiêng) 4
CÁC KHÁI NIỆM CỦ: Bộ phận dinh dưỡng ở dưới đất và phù ra . THÂN: Bộ phận mang lá. LÁ: Do một cuống ( petiole) mang lấy một phiến (limbe) HOA Hoa: gồm:Lá đài, cánh hoa, nhụy đực (nhị), nhụy cái (nhụy Phát hoa (hoa tự): Nhiều hoa mọc ghép lại với nhau. Có nhiều kiểu phát hoa: chùm, gié, tán, tản phòng, hoa đầu (đế) , tụ tán. TRÁI Gồm nhiều loại: quả mập (phì quả), quả nhân cứng, trái kép, quả khô (gồm bế quả hay nang) HỘT: Chứa phôi và chất dự trữ nuôi phôi. 5
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Thực vật bậc cao gồm hai nhóm: Song tử diệp (hai lá mầm- Dicotyledons):khoảng 200.000 loài + Gân lá phân nhánh, hình mạng. + Bó mạch thân sắp xếp trên một vòng (libe nằm trên bó mộc) và có tượng tầng libe-mộc + Thường có rễ cọc (rễ cái taproot). + Hoa tứ hay ngũ phân. Hột chứa phôi với 2 lá mầm Đơn tử diệp (một lá mầm -Monocotyledon): khoảng 50.000 loài. + Gân lá song song. + Bó mạch thân sắp xếp trên nhiều vòng đồng tâm, không có tượng tầng libe-mộc. + Thường có rễ chùm (rễ sợi fibrous roots). + Hoa tam phân. Hột chứa phôi với một lá mầm. 6
Sinh lý thực vật là môn học nghiên cứu về bản chất của sinh học thực vật.  Nghiên cứu sinh lý thực vật là tìm hiểu những cơ chế bên trong cơ thể (nội sinh) thực vật dưới tác động của các yếu tố bên ngoài (ngoại sinh = môi trường sống) để tổ chức lại cơ thể nhằm tồn tại và phát triển. Việc nghiên cứu thể hiện ở các mức cơ thể, cơ quan, tế bào và dưới tế bào. Thực vật có 3 hoạt động cơ bản  Sự hấp thu và vận chuyển các chất  Sự biến dưỡng  Sự phát triển  Nghiên cứu sinh lý thực vật là nghiên cứu đầy đủ cả ba quá trình vì chúng liên quan chặt chẽ với nhau. 7
CÁC MÔN HỌC KHÁC CÓ LIÊN QUAN : Hình thái giải phẫu thực vật Sinh hóa học thực vật Sinh học phân tử Sinh thái học thực vật Sinh lý sinh thái thực vật Di truyền học thực vật Trong thực tế các môn khoa học này rất gần gũi, liên hệ chặt chẽ và bổ sung cho nhau, khó tách bạch. Ý NGHĨA CỦA VIỆC HỌC SINH LÝ THỰC VẬT:  Hiểu rõ hơn về thực vật là sinh vật có tầm quyết định cho cuộc sống trên trái đất (sinh vật tự dưỡng).  Hiểu về vai trò của thực vật trong chu trình vật chất (sinh địa hóa) và chu trình năng lượng đảm bảo cho sự sống trên trái đất.  Là cơ sở cho việc trồng trọt, công nghệ sinh học: tăng năng suất, chất lượng. 8
SƠ LƯỢC VỀ TỔ CHỨC CƠ THỂ THỰC VẬT Tế bào thực vật và các bào quan: Tế bào là nơi hoạt động biến dưỡng chính, nhân là trung tâm điều khiển. Mức độ tổ chức từ: Tế bào  mô  cơ quan  cơ thể. 9
PHẦN DINH DƯỠNG CHƯƠNG I: SỰ HẤP THU VÀ VẬN CHUYỂN NƯỚC I- Nước và các đặc tính của nước .Phân tử nước Cầu nối O-H tạo với nhau một góc 105. Các trạng thái của nước Sự ngưng tụ Hơi lỏng Sự bay hơi Sự đóng băng Lỏng rắn Sự tan chảy Sự thăng hoa Rắn hơi Sự hình thành sương 10
Các đặc tính của nước ªNước là dung môi hoàn hảo Phân tử nước nhỏ và hữu cực nên nước có thể hòa tan một số lớn các chất, đặc biệt là các ion và các chất tích điện bằng cách bao quanh và làm giảm tương tác tĩnh điện giữa các chất này. ªNước giúp thực vật giảm bớt các dao động nhiệt Vì nước cần một nhiệt lượng tương đối lớn (tỷ nhiệt và ẩn nhiệt bốc hơi) để phá vỡ cầu nối hydrogen và bốc hơi nên sự thoát hơi nước ở lá là cách tốt nhất để làm giảm dao động nhiệt ở thực vật (làm mát). ªNhờ nối hydrogen, nước có khả năng kết và bám rất mạnh  cột nước. ªNước có sức căng bề mặt rất lớn ªNước tạo áp suất thủy tĩnh: Do sức căng trong nước khá lớn nên ta phải cần một lực kéo khá mạnh để phá vỡ cột nước (120 atm) 11
VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG ĐỜI SỐNG THỰC VẬT Nước là nhân tố quan trọng bậc nhất đối với tất cả các sinh vật sống.  Ở mức tế bào: + Tạo sức trương + Tham gia phản ứng biến dưỡng + Tham gia vào sự tăng trưởng và cử động tế bào + Là dung môi hòa tan các chất khoáng  Ở mức cơ thể: + Nước giúp vận chuyển các chất + Nước còn làm mát lá HÀM LƯỢNG NƯỚC VÀ NHU CẦU NƯỚC CỦA CÂY Nhu cầu nước của cây rất lớn và tùy thuộc vào đặc điểm sinh lý, sinh thái, tùy vào loài cây khác nhau. 12
Thế nước .Phương trình thế nước Phương trình thế nước:  = - + P : áp suất thẩm thấu của dung dịch P: áp suất thủy tĩnh .Trạng thái nước của tế bào thực vật Nước tự do & nước dính. Nước di chuyển theo thế nước, là quá trình thụ động. .Trạng thái co nguyên sinh và trương nước của tế bào Môi trường ưu trương Môi trường nhược trương 13 (tế bào co nguyên sinh) (tế bào phồng lên)
Các quá trình vận chuyển nước trong thực vật  Mao dẫn Chiều cao tùy thuộc: lực kéo cột nước đi lên và trọng lực.  Khuyếch tán Khuyếch tán là sự chuyển động của các phân tử theo khuynh độ nồng độ (sự chênh lệch về nồng độ).  Dòng khối (cơ chế quan trọng nhất) Dòng khối là quá trình vận chuyển nước theo khuynh độ áp suất.  Thẩm thấu Là quá trình khuyếch tán của nước qua một màng thấm chọn lọc. Môi trường ưu trương Môi trường nhược trương Môi trường đẳng trương 14
Cơ chế hấp thu và vận chuyển nước ở thực vật  Nước từ dịch đất tới bề mặt rễ Sự di chuyển của nước trong đất chủ yếu theo cơ chế dòng khối.  Các con đường hấp thu nước bởi rễ : 3 con đường -Con đường apoplast -Con đường symplast - Con đường qua màng (thường kể chung vào symplast) Caàu lieân baøo Maøng teá baøo Bieåu bì Voû Noäi bì Truï bì Vaùch teá baøo Khung caspary 15
Cơ chế hấp thu và vận chuyển nước ở thực vật Sự di chuyển cột nước lên cao: do - Sức đẩy của rễ - Sự thoát hơi nước ở lá (quan trọng nhất) - Lực kết hợp giữa các phân tử nước CƠ CHẾ ĐÓNG MỞ KHÍ KHẨU Sự thoát nước ở lá - Sự thoát hơi nước qua khí khẩu (QT) - Sự tiết nước giọt qua thủy khẩu * Ý nghĩa của sự thoát hơi nước + Mở khẩu trao đổi CO2. + Vận chuyển các chất dinh dưỡng. + Làm mát lá. + Làm tế bào đứng thẳng và tăng trưởng 16
CHƯƠNG II: SỰ HẤP THU VÀ VẬN CHUYỂN CHẤT HÒA TAN I- Nhu cầu về dinh dưỡng khoáng  Các nguyên tố trong cơ thể thực vật Trong cây hầu như có hầu hết các nguyên tố. Tùy vào hàm lượng trong cây, các chất khóang được xếp thành hai nhóm: đa và vi lượng Chất khoáng là thuật ngữ để chỉ các chất vô cơ, ở dạng ion, hiện diện trong thiên nhiên, thường sẵn sàng trong đất cho cây sử dụng”.  Nhu cầu về dinh dưỡng khoáng Taêng tröôûng thieáu toái haûo ñoäc 17 Noàng ñoä chaát khoaùng
II- Các nguyên tố cần thiết và các triệu chứng thiếu khoáng  Khái niệm về nguyên tố cần thiết - Cần thiết cho sự phát triển bình thường của vài loài thực vật. - Không thể thay thế được. - Gây các triệu chứng thiếu đặc biệt. Chín nguyên tố đa lượng: C, H, O,N, S, P, K, Mg, Ca, Bảy nguyên tố vi lượng: Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl  Vai trò tổng quát của các nguyên tố cần thiết Các nguyên tố đa lượng + Để tạo thành các hợp chất hữu cơ + Tạo thế thẩm thấu cho tế bào + Dự trữ và trao đổi năng lượng + Hoạt hóa enzym Các nguyên tố vi lượng Là thành phần của enzyme hay coenzyme. 18
TRIỆU CHỨNG THIẾU NGUYÊN TỐ CẦN THIẾT ►N (Nitrogen) Lá bị hoàng hóa (thường ở lá già) hay có màu đỏ, cây chậm tăng trưởng, thân mảnh và thường hóa gỗ. ► P (Phosphor) Cây non giảm tăng trưởng, lá có màu xanh thẩm , cây kém đậu trái, chậm chín. Năng suất củ thấp. ►K (Potassium) Lá hoàng hóa (ở ngọn và mép lá), thân mảnh và yếu ớt với những lóng ngắn bất thường. Năng suất củ thấp. ►S (Sulfur) Cây có triệu chứng như thiếu nitrogen. Sự hoàng hóa xảy ra trước ở các lá non. ►Ca (Calcium) Có biểu hiện của sự thiếu sắt (úa vàng), mô bị mềm nhũn, lá non hẹp và cong xuống. ►Mg (Magnesium) Sự hoàng hoá xảy ra trước ở lá già. Năng suất củ thấp. 19
►Fe (sắt) Sự hoàng hóa bắt đầu ở các lá non. ►Cu (đồng) Lá có màu lục sẫm, có thể bị xoắn hay biến dạng. Lá non có các vết hoại mô (bắt đầu từ chót và lan xuống mép lá), và có thể rụng. ►B (bo) Sự phân chia tế bào bị cản, sự hoại mô xảy ra ở lá non, nụ hay củ, trái và rễ phù to, cây mất ưu tính ngọn và phân nhánh nhiều. ►Mn (mangan) Có sự hoàng hóa và sự phát triển của các vết hoại mô nhỏ. ►Zn (kẽm) Tăng trưởng lóng giảm, lá nhỏ, vặn vẹo, bìa lá nhăn, hoàng hóa ở lá già. ►Mo (molypden) Có sự hoàng hóa và hoại mô ở các lá già, hoa rụng sớm hay không thành lập được. ►Cl (chlor) Sự hoàng hóa và hoại mô xảy ra, kéo theo sự héo của ngọn lá, lá có màu đồng và tăng trưởng chậm, rễ dày lên ở vùng gần ngọn. 20