Trả lời nhanh
Cảm ứng ở thực vật là khả năng cây tiếp nhận và trả lời các kích thích từ môi trường như ánh sáng, trọng lực, nước, hoá chất, va chạm, nhiệt độ. Cảm ứng ở thực vật có hai hình thức: hướng động (phản ứng với kích thích từ một hướng xác định, ví dụ thân hướng sáng, rễ hướng trọng lực) và ứng động (phản ứng với kích thích không định hướng, ví dụ cây trinh nữ cụp lá, hoa nở theo nhiệt độ). Cảm ứng giúp cây tận dụng tối đa nguồn sống và thích nghi với môi trường.
1. Cảm ứng ở thực vật là gì?
Cảm ứng là sự tiếp nhận kích thích và trả lời kích thích của cơ thể. Ở thực vật, phản ứng thường biểu hiện qua sự vận động của cơ quan: thân uốn cong, rễ đâm sâu, tua cuốn quấn vào giàn, lá cụp xuống hay hoa nở ra. Thực vật không có hệ thần kinh nên phản ứng được điều khiển chủ yếu bằng hormone (đặc biệt là auxin) và sự thay đổi sức trương nước của tế bào.
Ví dụ quen thuộc: chậu cây đặt cạnh cửa sổ sau vài ngày ngọn sẽ nghiêng về phía cửa; rễ cây đậu khi nảy mầm luôn mọc hướng xuống dù ta đặt hạt theo chiều nào.
2. Vai trò của cảm ứng đối với thực vật
- Tận dụng nguồn sống: thân, lá hướng về nguồn sáng để quang hợp; rễ vươn tới nơi có nước và chất khoáng.
- Tự vệ: giúp cây tránh hoặc giảm tác hại của kích thích bất lợi, như cụp lá khi bị va chạm, tránh vùng đất có chất độc.
- Thích nghi và tồn tại: nhờ phản ứng phù hợp với những biến đổi thường xuyên của môi trường (ngày đêm, mùa), cây sinh trưởng và phát triển bình thường.
3. Đặc điểm của cảm ứng ở thực vật
- Tác nhân gây cảm ứng chủ yếu đến từ môi trường: ánh sáng, trọng lực, nước, hoá chất, nhiệt độ, tác động cơ học.
- Phản ứng thường diễn ra chậm, khó nhận thấy bằng mắt thường trong thời gian ngắn (vài giờ, vài ngày); một số ít diễn ra nhanh như cụp lá trinh nữ.
- Phản ứng có thể liên quan đến sinh trưởng (do tế bào phân chia, dãn dài không đều) hoặc không liên quan đến sinh trưởng (do thay đổi sức trương nước, có tính thuận nghịch).
4. Các hình thức cảm ứng ở thực vật
| Tiêu chí | Hướng động | Ứng động |
|---|---|---|
| Hướng của tác nhân | Từ một hướng xác định | Không định hướng (tác động đều hoặc mang tính chu kì) |
| Cơ quan thực hiện | Thường có cấu tạo hình trụ, sinh trưởng dài: thân, rễ, tua cuốn, ống phấn | Thường có cấu tạo hình dẹt hoặc có thể gối: lá, cánh hoa, khí khổng |
| Bản chất | Sinh trưởng không đều ở hai phía của cơ quan | Sinh trưởng không đều ở hai mặt cơ quan hoặc thay đổi sức trương nước |
| Ví dụ | Thân hướng sáng, rễ hướng trọng lực, rễ hướng nước | Hoa nở theo nhiệt độ, trinh nữ cụp lá, khí khổng đóng mở |
5. Hướng động
Hướng động là hình thức phản ứng của cơ quan thực vật đối với tác nhân kích thích đến từ một hướng xác định. Nếu cơ quan vận động về phía nguồn kích thích, đó là hướng động dương; nếu vận động tránh xa nguồn kích thích, đó là hướng động âm.
Các kiểu hướng động
- Hướng sáng: phản ứng sinh trưởng đối với ánh sáng chiếu từ một phía. Thân và ngọn cây hướng sáng dương; rễ thường hướng sáng âm.
- Hướng trọng lực: phản ứng đối với lực hút của Trái Đất. Rễ hướng trọng lực dương (mọc xuống), thân hướng trọng lực âm (mọc lên).
- Hướng hoá: phản ứng sinh trưởng đối với hoá chất. Rễ mọc về phía có chất khoáng cần thiết (dương), tránh nơi có chất độc (âm); ống phấn mọc về phía noãn để thụ tinh.
- Hướng nước: một trường hợp đặc biệt của hướng hoá. Khi nước phân bố không đều trong đất, rễ sinh trưởng về phía có nhiều nước.
- Hướng tiếp xúc: phản ứng sinh trưởng đối với tác động cơ học từ một phía. Tua cuốn của bầu, bí, mướp chạm vào cọc thì quấn quanh cọc.
6. Ứng động
Ứng động là hình thức phản ứng của cây trước tác nhân kích thích không định hướng, nghĩa là tác nhân tác động đều lên cơ quan hoặc thay đổi theo chu kì (ngày và đêm, nóng và lạnh), chứ không đến từ một phía cụ thể.
Phân loại ứng động
- Ứng động sinh trưởng: vận động do tốc độ sinh trưởng không đều ở hai mặt của cơ quan dưới tác động của kích thích không định hướng. Ví dụ: hoa tulip nở khi nhiệt độ tăng và khép khi nhiệt độ giảm (ứng động theo nhiệt độ); hoa bồ công anh nở lúc sáng, khép lúc tối (ứng động theo ánh sáng).
- Ứng động không sinh trưởng: vận động thuận nghịch, không gắn với phân chia hay lớn lên của tế bào, do biến đổi sức trương nước hoặc do kích thích lan truyền trong các tế bào chuyên hoá. Ví dụ: lá trinh nữ cụp lại khi bị chạm; lá cây bắt ruồi khép lại khi côn trùng chạm vào lông cảm giác; khí khổng đóng mở.
7. Cơ chế của cảm ứng ở thực vật
Cơ chế hướng động
Tác nhân kích thích từ một hướng tác động lên thụ thể ở bộ phận tiếp nhận. Thông tin được truyền đến bộ phận đáp ứng, làm auxin phân bố không đều ở hai phía đối diện. Hai phía dãn dài với tốc độ khác nhau nên cơ quan uốn cong.
Với hướng sáng ở thân: auxin dồn về phía khuất sáng, ở thân nồng độ này kích thích tế bào dãn dài nhanh hơn phía được chiếu sáng, nên thân cong về phía ánh sáng. Với hướng trọng lực ở rễ: auxin tích luỹ nhiều ở mặt dưới, nhưng rễ rất nhạy cảm với auxin nên nồng độ cao lại ức chế dãn dài; mặt trên dãn dài nhanh hơn nên rễ cong xuống.
Cơ chế ứng động không sinh trưởng
Kích thích (va chạm, hoá chất) tác động lên thụ thể, được truyền đến tế bào của bộ phận đáp ứng, làm hoạt hoá các bơm ion. Dòng ion (như K+) đi ra hoặc vào tế bào kéo theo nước, làm thay đổi sức trương nước. Ở cây trinh nữ, các tế bào ở thể gối cuống lá mất nước nhanh nên lá cụp xuống; một lúc sau tế bào hút nước trở lại và lá xoè ra.
Cơ chế ứng động sinh trưởng
Các tác nhân mang tính chu kì như nhiệt độ, ánh sáng (ngày đêm, mùa) tác động lên chồi, làm thay đổi tương quan hàm lượng giữa các hormone, từ đó kích thích hoặc ức chế sinh trưởng ở hai mặt của cơ quan, gây ra vận động như nở hoa, mở chồi.
8. Ứng dụng của hướng động trong trồng trọt
- Phát triển bộ rễ: làm đất tơi xốp, thoáng khí; bón phân và tưới nước quanh gốc hoặc theo rãnh để rễ vươn rộng, ăn sâu (dựa vào hướng nước, hướng hoá dương).
- Thúc mầm vươn dài: hạn chế chiếu sáng giai đoạn đầu khi hạt nảy mầm (như làm giá đỗ); gieo dày khi cây non để cây vươn cao, sau đó tỉa thưa.
- Cây leo: làm giàn, cắm cọc cho mướp, bầu, bí, đậu để tua cuốn bám và cây leo lên nhận nhiều ánh sáng.
- Cây cảnh trong nhà: đặt gần nguồn sáng và xoay chậu định kì để cây không bị nghiêng lệch.
9. Ứng dụng của ứng động
- Kéo dài thời gian ngủ của hạt, củ: bảo quản ở nơi nhiệt độ thấp, độ ẩm thấp.
- Kích thích nảy mầm: ngâm nước, ủ ấm, dùng chất kích thích sinh trưởng phù hợp cho hạt giống, củ giống.
- Điều khiển ra hoa: bố trí thời vụ, vùng trồng hợp lí, chiếu sáng bổ sung hoặc che bớt ánh sáng để hoa nở đúng dịp, ví dụ thắp đèn cho hoa cúc.
Tóm tắt kiến thức (sơ đồ dạng bảng)
| Nội dung | Ý chính |
|---|---|
| Khái niệm | Tiếp nhận và trả lời kích thích từ môi trường |
| Hướng động | Kích thích có hướng; dương hoặc âm; sáng, trọng lực, hoá, nước, tiếp xúc |
| Ứng động | Kích thích không định hướng; sinh trưởng hoặc không sinh trưởng |
| Cơ chế chính | Auxin phân bố không đều (hướng động); thay đổi sức trương nước (ứng động không sinh trưởng); thay đổi tương quan hormone (ứng động sinh trưởng) |
| Ứng dụng | Làm đất, tưới nước, làm giàn, bảo quản hạt củ, điều khiển ra hoa |
Bài tập trắc nghiệm Cảm ứng ở thực vật có đáp án
Câu 1. Phản ứng của cơ quan thực vật đối với tác nhân kích thích đến từ một hướng xác định được gọi là
- A. ứng động.
- B. hướng động.
- C. ứng động sinh trưởng.
- D. ứng động không sinh trưởng.
Đáp án B. Chỉ hướng động gắn với kích thích có hướng; ba phương án còn lại đều là ứng động (kích thích không định hướng).
Câu 2. Hormone đóng vai trò chính trong cơ chế hướng sáng của thân là
- A. auxin.
- B. gibberellin.
- C. ethylene.
- D. abscisic acid.
Đáp án A. Auxin phân bố lại về phía khuất sáng, làm hai phía thân dãn dài không đều.
Câu 3. Lá cây trinh nữ cụp lại khi bị chạm vào là ví dụ về
- A. hướng tiếp xúc.
- B. ứng động sinh trưởng.
- C. ứng động không sinh trưởng.
- D. hướng hoá.
Đáp án C. Lá cụp do thay đổi sức trương nước ở thể gối, có tính thuận nghịch, không liên quan đến sinh trưởng. Không phải hướng tiếp xúc vì phản ứng không phụ thuộc phía bị chạm.
Câu 4. Người ta tưới nước theo rãnh để rễ cây vươn rộng và ăn sâu là dựa vào
- A. hướng sáng dương.
- B. hướng nước dương.
- C. hướng trọng lực âm.
- D. ứng động sinh trưởng.
Đáp án B. Rễ sinh trưởng về phía có nước.
Câu 5. Khi thân cây non được chiếu sáng từ một phía, tế bào ở phía nào dãn dài nhanh hơn?
- A. Phía được chiếu sáng.
- B. Phía khuất sáng.
- C. Hai phía như nhau.
- D. Chỉ tế bào ở đỉnh ngọn.
Đáp án B. Phía khuất sáng có nhiều auxin hơn nên dãn dài nhanh hơn, làm thân cong về phía ánh sáng.
Xem thêm lý thuyết Sinh học 11 Kết nối tri thức
- Lý thuyết Bài 14: Khái quát về cảm ứng ở sinh vật
- Lý thuyết Bài 17: Cảm ứng ở động vật
- Lý thuyết Bài 18: Tập tính ở động vật
- Lý thuyết Bài 19: Khái quát về sinh trưởng và phát triển ở sinh vật
Câu hỏi thường gặp
Cảm ứng ở thực vật là gì?
Là khả năng thực vật tiếp nhận và trả lời các kích thích từ môi trường, thường biểu hiện qua vận động của thân, rễ, lá, hoa.
Cảm ứng ở thực vật gồm những hình thức nào?
Gồm hướng động (kích thích từ một hướng xác định) và ứng động (kích thích không định hướng).
Hướng động khác ứng động như thế nào?
Hướng động phản ứng với kích thích có hướng và do sinh trưởng không đều ở hai phía cơ quan; ứng động phản ứng với kích thích không định hướng, có thể do sinh trưởng hoặc thay đổi sức trương nước.
Vì sao cây trồng trong nhà thường nghiêng về phía cửa sổ?
Do hướng sáng dương: auxin dồn về phía khuất sáng làm tế bào phía đó dãn dài nhanh hơn, nên thân cong về phía có ánh sáng.
Cây trinh nữ cụp lá thuộc kiểu cảm ứng nào?
Ứng động không sinh trưởng, do tế bào ở thể gối cuống lá thay đổi sức trương nước.