Giáo trình Sinh lý học thực vật: Phần 2 - Nguyễn Du Sanh

Chia sẻ: Trần Viên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

0
290
lượt xem
107
download

Giáo trình Sinh lý học thực vật: Phần 2 - Nguyễn Du Sanh

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Sinh lý học thực vật" được chia thành 2 phần. Phần 2 đề cập đến các vấn đề liên quan đến việc trưởng và phát triển của thực vật. Nội dung chính của phần này đề cập đến phát triển và các biểu hiện của sự phát triển, động học của sự tăng trưởng cơ thể, sự phát triển cơ thể. Ngoài ra nội dung phần 2 còn đề cập đến các yếu tố ảnh hưởng lên sự phát triển, các hướng động và cử động của thực vật. Phần cuối của giáo trình đề cập đến vấn đề kiểm soát sự ra hoa. Với lượng kiến thức phong phú, đa dạng giáo trình sinh lý thực vật sẽ rất hữu ích cho người đọc muốn quan tâm, tìm hiểu về vấn đề trên.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Sinh lý học thực vật: Phần 2 - Nguyễn Du Sanh

  1. PHẦN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN 36
  2. CHƯƠNG VI: PHÁT TRIỂN VÀ CÁC BIỂU HIỆN CỦA SỰ PHÁT TRIỂN I- Chu trình phát triển của thực vật có hột Chu trình phát triển gồm nhiều giai đoạn kế tiếp nhau. Hột  cây mầm  cây con  cây trưởng thành  hoa, trái, hột hoặc cơ quan dự trữ  lão suy. Chu trình phát triển ở cơ thể đơn bào (tế bào) bắt đầu từ sự phân bào của tế bào mẹ và kết thúc khi hai tế bào con được tạo ra. Lão suy (senescene): Bao gồm một chuổi sự kiện bình thường không thể đảo ngược  sự phá hủy tổ chức tế bào  sự chết của thực vật. Lão hóa (aging, vieillissement) là sự thay đổi theo thời gian (không liên quan gì đến sự già cỗi và sự chết). Ranh giới giữa chúng không rõ ràng: Lão suy là trạng thái sinh lý sau cùng của sự lão hóa. 37
  3. II- PHÁT TRIỂN VÀ CÁC BIỂU HIỆN CỦA SỰ PHÁT TRIỂN 1)- Phát triển (Development) Là thuật ngữ được dùng để chỉ những thay đổi của cơ thể thực vật theo thời gian để hoàn thành chu trình phát triển của nó. 2)- Các biểu hiện của sự phát triển: Phát triển = Phân chia (sinh sản) + gia tăng kích thước + phân hóa a)- Sự sinh sản: Chủ yếu xảy ra ở các vùng sinh mô (mô phân sinh = meristem) * Tùy theo vị trí trong cơ thể sinh mô được phân chia thành 3 loại: + Sinh mô ngọn + Sinh mô lóng + Sinh mô bên * Theo thời gian xuất hiện, các sinh mô chia làm hai loại: + Sinh mô sơ cấp + Sinh mô thứ cấp Các tế bào trong vùng sinh mô có vách mỏng, nhân to, không bào nhỏ, kích thước đều (đẳng kính) luôn ở trạng thái phân chia. 38
  4. b)- Sự gia tăng kích thước: Chúng liên quan đến cấu trúc vách tế bào (cấu tạo bởi pecto-cellulosid). Sự hình thành vách riêng qua hai giai đoạn:  Vách sơ cấp: Các vi sợi cellulose tạo một mạng lưới được bao bởi một chất bột nhão gồm hemicellulose và pectic. Bột nhão này tương đối mềm nên vách sơ cấp co giãn được. Sự tăng trưởng là do sự tổng hợp thêm chất vách.  Vách thứ cấp: các lớp mới sẽ chồng lên nhau kế tiếp trên các lớp cũ. Sự tăng trưởng vách thứ cấp là do sự dán thêm vào (apposition)  tế bào không lớn thêm, kích thước cố định. Sự gia tăng kích thước tế bào có hai kiểu: # Tăng trưởng đỉnh # Tăng trưởng khuếch tán xảy ra ở các mô có tế bào đồng nhất c)- Sự phân hóa: Là quá trình tạo nên các đặc tính chuyên biệt về cấu trúc và chức năng, ở các mức độ khác nhau. 39
  5. CHƯƠNG VII: ĐỘNG HỌC CỦA SỰ TĂNG TRƯỞNG (CƠ THỂ) I- Động học của sự tăng trưởng Người ta đo sự tăng trưởng bằng các cách: 1. Gia tăng bởi hình thái (dài, rộng, diện tích, thể tích) (khối tích) 2. Gia tăng trọng lượng khô – tươi (khối lượng) 3. Là sự gia tăng nguyên sinh chất 4. Là sự phân chia số tế bào 5. Là sự gia tăng khối tích liên tục theo thời gian  Thông thường, sự gia tăng về trọng lượng hoặc gia tăng về chiều dài được dùng để nói về sự tăng trưởng. II- Đường cong tăng trưởng + Giai đoạn đầu của chu trình dài hay ngắn Söï taêng tröôûng tùy thuộc vào đời sống của thực vật. + Giai đoạn lũy thừa. Sự tăng trưởng cũng tỉ lệ với số tế bào đang phân chia hay đang kéo dài. Thôøi gian + Ở giai đoạn cuối có một sự chậm tăng 40 trưởng
  6. III- Sự phát triển cơ quan sinh dưỡng: 1. Rễ: Rễ thường được phân chia thành bốn vùng: vùng chóp rễ, vùng sinh mô chót, vùng kéo dài, vùng lông hút hay vùng trưởng thành. Sự sinh rễ (Rhizogenèse) khởi sự từ một sự khử phân hóa các tế bào nội tại, tiếp theo là sự tái hoạt động giống như sinh mô. 2. Nụ (chồi): Sinh mô chồi có hai vùng: + Tunica ở ngoài phân chia thẳng góc (anticlinal) bao phủ bề mặt  sơ khởi lá và các mô nằm ngoài mặt. + Corpus ở phía trong, phân chia theo mọi hướng giúp tăng trưởng thể tích  tạo phần trụ (lõi) của thân hay nhánh. 3. Thân chánh và cành phụ: Thân chánh xuất phát từ nụ chót, còn cành phụ (nhánh) bắt đầu từ nụ nách hay nụ bất định. Vùng kéo dài là vùng phía dưới nụ (áp chót 4. Lá: Ở lá có một sự tăng trưởng bề mặt bởi một vùng không có ranh giới rõ như ở nhánh. Cuống lá tăng trưởng giống như nhánh. 41
  7. IV- SỰ PHÁT TRIỂN CƠ THỂ Ở mức toàn cơ thể, phát triển thường để chỉ thực vật đã vào giai đoạn trưởng thành biểu hiện bằng sự tạo hoa. 1. Sự tượng hoa và nhịp phát triển: Sự tượng hoa là một hiện tượng đặc biệt phức tạp chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài và bên trong cơ thể. Cấu trúc của một nụ hoa xuất phát từ một vùng sinh mô (sinh mô chờ). 2. Nhịp điệu phát triển: Sự hiện hiện của hoa có thể chia thực vật thành 3 nhóm lớn: + Cây nhất niên (một năm, hằng niên): + Cây lưỡng niên (hai năm): + Cây đa niên: 42
  8. CHƯƠNG VIII: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG LÊN SỰ PHÁT TRIỂN I- Các yếu tố ảnh hưởng lên sự phát triển 1. Nhiệt độ  Mỗi loài thực vật có một nhiệt giai riêng để tăng trưởng và phát triển. Nhiệt độ ảnh hưởng lên cơ năng các quá trình quang hợp, hô hấp, phản ứng biến dưỡng, dinh dưỡng nước, muối khoáng, thoát hơi nước, di chuyển nhựa… ảnh hưởng lên tăng trưởng  Đường biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ tương tự như ở các hoạt động sống khác. Nhiệt kỳ tính (thermoperiodism) (Went – 1964) Là tính nhạy cảm của thực vật đối với định kỳ của nhiệt độ trong ngày đêm hay trong năm và những phản ứng mà định kỳ này tạo ra. Went ghi nhận nhiệt độ đêm thấp hơn nhiệt độ ngày thì có lợi cho sự tăng trưởng. 43
  9. 2. Ánh sáng Ảnh hưởng lên quá trình quang hợp và lên sự phát triển của thực vật. Quang kỳ tính là tính đáp ứng lại các định kỳ chiếu sáng thay đổi trong ngày (ngày và đêm) hay trong năm. Ở thực vật, quang kỳ tính được đánh dấu rõ bằng hiện tượng tạo hoa. Quang kỳ tính còn ảnh hưởng trên sự dinh dưỡng. 3. Nước Ảnh hưởng của nước còn tùy thuộc vào giai đoạn phát triển của thực vật. Nước ảnh hưởng trên sự tăng trưởng nhiều hơn trên sự phát triển. 4. Khí Các khí độc như HCN, H2S, CO2, khói thuốc lá…. ảnh hưởng lên sự hô hấp dẫn đến rối loạn biến dưỡng và làm chết thực vật. 5. Thực phẩm (đạm, hữu cơ, khoáng…) Cần thiết để tổng hợp mau lẹ các protein trong tế bào sinh mô. 44
  10. II- MÔI TRƯỜNG ĐẲNG HƯỚNG (ISOTROPE) Sự đáp ứng với các yếu tố môi trường làm cho thực vật có 1 nhịp điệu. 1. Nhịp điệu sinh học (nhịp ngoại sinh) Nhịp điệu sinh học là kết quả của các thay đổi trong cơ thể định kỳ tạo ra do môi trường ảnh hưởng lên sự tăng trưởng  nhịp ngoại sinh. Nhịp ngoại sinh thường thấy có ảnh hưởng rõ bởi hai nhịp điệu: - Nhịp điệu ngày: với một định kỳ 24 giờ, luân phiên ngày và đêm. -Nhịp điệu năm: với một định kỳ 4 mùa (hoặc 2 mùa). 2. Nhịp nội sinh Là các thay đổi do các yếu tố bên trong gây ra. Gọi là sự điều hòa sinh học. Cơ thể thực vật có sẵn một đồng hồ sinh học (cây có trí nhớ). K1 K2 A B C 45
  11. 3. Nhịp điệu tăng trưởng  Nhịp điệu hàng năm: rõ ở các xứ có 4 mùa. * Đối với cây nhất niên: tăng trưởng mạnh cho đến khi trổ hoa chậm  ngừng tăng trưởng. * Đối với cây lưỡng niên: Cây tăng trưởng mạnh vào mùa xuân tạo bộ phận dinh dưỡng, giảm tăng trưởng vào mùa hè, tái lập tăng trưởng ở mùa thu tạo chất dự trữ ở thân, rễ, củ và ngừng tăng trưởng vào mùa đông. * Đối với cây đa niên: Tương đối phức tạp.  Nhịp điệu trong thời gian ngắn (nhịp ngày) Không hiện rõ như nhịp điệu hằng năm  cần phải đo và ghi nhận kỹ. Thông thường trong ngày: Thực vật có diệp lục tố: Cây quang hợp có một nhịp ngoại sinh tối đa vào ban ngày, tối thiểu vào ban đêm. 46
  12. 4. Phát sinh hình thái Nhịp điệu tượng thể (Rhythmes morphogénétiques): Nhịp điệu điều khiển sự thành lập cơ quan mới. Nhịp điệu này được biết rất ít. 5. Tương quan tượng thể Trong một cơ thể, sự phát triển của một cơ quan không những tùy thuộc vào điều kiện ngoại cảnh hay những tiềm lực bên trong các mô đó mà còn tùy thuộc vào hoạt động của các cơ quan khác. Đó gọi là sự tương quan của hai cơ quan. Sự tương quan tượng thể do hai yếu tố chính ảnh hưởng: - Một nhóm cơ bản chất dinh dưỡng: - Một nhóm cơ bản chất hormon (chất điều hòa) 47
  13. III MÔI TRƯỜNG KHÔNG ĐẲNG HƯỚNG (ANISOHOPE) Có một sự tác động không đồng đều lên thực vật của một yếu tố nào đó. 1. Hướng động (tropism) Hướng động là phản ứng đổi hướng của cơ quan dưới ảnh hưởng của môi trường không đẳng hướng. Cử động này không hồi phục. 2. Ứng động: Là những thay đổi hướng của cơ quan do sự thay đổi cấu trúc giải phẫu của cơ quan nuôi dưỡng nó chứ không phải do môi trường bất đẳng hướng. Hiện tượng này có hồi phục. 48
  14. CHƯƠNG IX: CÁC HƯỚNG ĐỘNG VÀ CỬ ĐỘNG CỦA THỰC VẬT Thực vật cũng có các cử động và các cử động này khó nhận biết hơn ở động vật. Trong tự nhiên, thực vật có 2 loại cử động (Movement): Hướng động (tropism) là một cử động mà hướng kích thích của môi trường xác định hướng của sự vận động. Đây là cử động không hồi phục Ứng động (nastic movement) thường được khơi mào bởi một kích thích ngoại sinh. Hướng của sự kích thích không xác định hướng của sự vận động. Cử động này hồi phục lại khi mất tác nhân cảm ứng. Một cử động của thực vật tuân theo cơ chế đáp ứng ba bước: .Nhận tin (perception): .Truyền tin (transduction): .Đáp tin (response): 49
  15. I- Hướng động Khi có sự chiếu sáng không đồng đều + Ở lá có quang hướng động nghiêng (plagiotropism). + Ở rễ có hiện tượng quang hướng động nghịch Đặc tính: Sự cong do quang hướng là một qúa trình tăng trưởng không đều ở hai bên mặt cơ thể, ở vùng kéo dài dưới chót. 2. Địa hướng động: Là sự cong của cơ quan dưới tác dụng của trọng lực. Rễ có địa hướng động dương Ở thân, lá có hiện tượng địa hướng động âm 3. Các hướng động khác Hóa hướng động 1. Quang hướng động (phototropism) Xúc hướng động Kết luận: Các hướng động giúp thực vật đối phó với môi trường rất hữu hiệu mặc dù chúng không di chuyển được như động vật. Ngoài ra, các hướng động giúp cho thực vật có cấu trúc riêng. 50
  16. II- CỬ ĐỘNG NỘI BÀO Cử động nội bào do sự di chuyển của protein cấu trúc (là những vi sơi hay vi ống) gọi là tubulin. Các protein này co giãn do sự polymer và khử polymer Đây là sự cử động cần năng lượng. III- ỨNG ĐỘNG( NASTIC MOVEMENT) Lá và lá thứ cấp ( lá kép) thường có cử động ứng động. 1.Cử động thức ngủ ( cử động ban đêm - nyctinasty): Đây là sự cử động theo một nhịp điệu được kiểm soát bởi yếu tố môi trường và đồng hồ sinh học. Lá kép là cơ quan dễ học hiện tượng này. Cơ chế: liên quan đến nồng độ K+ bên trong và nồng độ H+ trên màng các tế bào co và duỗi. 2. Ứng động khí ẩm (thủy ứng động-hydronasty) Thủy ứng động có liên hệ đến sự cuốn lại hay khép lại của lá do độ ẩm thấp, lá cuộn lại để giảm thoát hơi nước. Do sự mất đi áp suất trương của tế bào vách mỏng (tế bào hình bọt – bulliform cell) thường gặp ở Đơn tử diệp. 51
  17. 3. Xúc ứng động (ứng động tiếp xúc – thigmonasty) Đặc biệt gặp ở vài thành viên trong họ phụ mắc cở (Leguminosae) của họ đậu. Cơ chế: Do sự mất nước của tế bào thể gối (có liên hệ đến sự vận chuyển K+). Sự truyền tín hiệu làm khép lá xảy ra do hai cơ chế: cơ chế điện (electrical mechanism) và cơ chế hóa học (chemical mechanism). * Cây bắt ruồi ( The Venus fly trap) Cơ chế: cơ chế acid (bơm H+ ở màng tế bào). 4. Cử động cuộn ngoài (revolutif) Chót ngọn của dây leo có một cử động cuộn ngoài tạo một vòng xoắn trong không gian để tìm vật chủ. Cơ chế của cử động cuộn ngoài: Do nhịp nội sinh qua trung gian của địa hướng động Có sự thoát nước do bơm proton đặt dài theo vách. Có giả thuyết là auxin kích thích tăng trưởng ở chồi ngọn để kéo dài. 52
  18. 5. Những cử động khác: Cử động của diệp lạp: Có sự sắp xếp tùy theo sự chiếu sáng Các biến đổi trương nước Do cử động của nước từ không bào làm đóng mở khẩu, hạ xuống hoặc giương lên của một vài cơ quan (nhị đực, lá…) • Biến đổi do lượng nước chứa trong vách Biến đổi này theo độ ẩm của môi trường. Tạo các biến hình cơ học của tế bào chất như làm mở nang bào tử, mở túi phấn hoặc sự nứt của các quả. • Di chuyển cơ thể, cảm xúc ứng động Xảy ra ở các cơ thể đơn bào. 53
  19. CHƯƠNG X: KIỂM SOÁT SỰ TĂNG TRƯỞNG BỞI CÁC HORMONE THỰC VẬT I- HORMONE THỰC VẬT (CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG THỰC VẬT) VÀ LỊCH SỬ PHÁT HIỆN Duhamel du Monceau (giữa TK 18) Sachs (1880) : các thông tin hóa học (chemical mesengers)  các Hormon thực vật hay chất điều hòa sinh trưởng thực vật. Nội yếu tố là các chất do thực vật tự tổng hợp nên chúng có vai trò điều hòa sự phát triển. Các nội yếu tố có thể kể như: + Các sắc tố + Các chất phụ trợ cho sự tăng trưởng: sorbitol, inositol, manitol… + Các vitamin + Các chất điều hòa sinh trưởng (hormone) 54
  20. LỊCH SỬ CỦA CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG Tiếp theo ghi nhận của Sachs: - 1880, Darwin nghiên cứu quang hướng động của Phalaris canariensis. - Boysen – Jensen (Thụy Điển) năm 1913: chêm một miếng gelatin giữa ngọn và phần dưới diệp tiêu, khi chiếu sáng, diệp tiêu cong. - Paal, 1919: sự cong là do chất hóa học di chuyển không đều từ ngọn - Went 1926: đã ly trích được chất này. Ông gọi chất này là auxin (tiếng Hy Lạp auxin có nghĩa là sự tăng trưởng). - Năm 1948, Thimann phát biểu “ Thực vật cũng có kích thích tố như động vật. Kích thích tố thực vật là một chất hữu cơ tổng hợp ở một nơi trong cơ thể sống, có ảnh hưởng đến một nơi khác cách xa nơi nó được tạo ra”. Các hormone khác lần lượt được phát hiện sau đó: Gibberellin (Kurosawa 1926), Cytokinin (Skoog et al. 1950). Đó là các chất kích thích tăng trưởng . Bên cạnh đó, trong thực vật cũng gặp nhiều chất ức chế tăng trưởng. Các chất nầy thường thuộc nhóm phenol (Événari năm1949), Acid Abscisic (Addicott và csv. 1961), Ethylene (Cousins 1910). 55

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản