Trả lời nhanh
Sinh trưởng ở thực vật là sự tăng kích thước và khối lượng cơ thể do tế bào ở mô phân sinh phân chia, lớn lên; nó diễn ra tại các vị trí có mô phân sinh và kéo dài suốt đời sống của cây. Phát triển là toàn bộ những biến đổi của cây qua các giai đoạn từ hạt nảy mầm đến ra hoa, tạo quả và già đi. Hai quá trình được điều tiết bởi yếu tố bên trong (gene, hormone) và yếu tố môi trường (nước, ánh sáng, nhiệt độ, chất khoáng).
1. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển ở thực vật
- Diễn ra ở vị trí xác định: cây không lớn đều khắp cơ thể mà chỉ lớn ở những nơi có mô phân sinh như ngọn thân, đầu cành, chóp rễ, gốc lóng hoặc vùng vỏ và tầng sinh mạch của thân gỗ.
- Kéo dài suốt đời sống: vì mô phân sinh luôn giữ khả năng phân chia, cây có thể tiếp tục mọc thêm lá, cành, rễ mới gần như cho đến khi chết. Đây là điểm khác lớn so với phần lớn động vật, vốn ngừng lớn khi trưởng thành.
- Sinh trưởng và phát triển gắn bó chặt chẽ: sinh trưởng tạo tiền đề cho phát triển (cây phải đủ lớn mới ra hoa), còn phát triển định hướng cho sinh trưởng (giai đoạn ra hoa làm thay đổi tốc độ lớn của thân, lá).
2. Yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển
| Yếu tố | Ảnh hưởng chính |
|---|---|
| Nước | Giữ sức trương cho tế bào lớn lên, là môi trường cho các phản ứng; thiếu nước cây còi cọc, khí khổng đóng, quang hợp giảm. |
| Ánh sáng | Cung cấp năng lượng cho quang hợp; cường độ, chất lượng và thời gian chiếu sáng còn quyết định hình thái cây (cây mọc trong tối thân dài, lá vàng) và thời điểm ra hoa. |
| Nhiệt độ | Ảnh hưởng tốc độ các phản ứng enzyme; mỗi loài có khoảng nhiệt thích hợp, vì vậy nhiệt độ góp phần quyết định sự phân bố của thực vật. |
| Chất khoáng | Tham gia cấu tạo tế bào và điều tiết hoạt động sinh lí; thiếu khoáng (nhất là N, P, K) làm cây chậm lớn, lá vàng, ra hoa kém. |
3. Mô phân sinh
Mô phân sinh là nhóm tế bào chưa phân hóa, có khả năng phân chia liên tục để tạo tế bào mới trong suốt đời sống của cây. Có ba loại:
- Mô phân sinh đỉnh: nằm ở chồi ngọn, chồi nách và chóp rễ; làm thân, cành và rễ dài ra. Có ở cả cây một lá mầm và hai lá mầm.
- Mô phân sinh bên: gồm tầng sinh mạch và tầng sinh bần, xếp thành vòng trong thân và rễ; làm thân, rễ to ra. Có ở cây hai lá mầm.
- Mô phân sinh lóng: nằm ở gốc các lóng, làm lóng dài ra; đặc trưng cho cây một lá mầm như lúa, ngô, tre. Vì vậy tre, nứa có thể vươn rất nhanh.
4. Sinh trưởng sơ cấp
Sinh trưởng sơ cấp là sự tăng chiều dài của thân và rễ nhờ hoạt động của mô phân sinh đỉnh (và mô phân sinh lóng ở cây một lá mầm). Kết quả là cây cao lên, rễ ăn sâu hơn. Cây một lá mầm và phần lớn cây hai lá mầm thân thảo chỉ có sinh trưởng sơ cấp. Ví dụ: cây lúa từ khi cấy đến khi trổ bông chỉ cao lên, thân hầu như không to thêm.
5. Sinh trưởng thứ cấp
Sinh trưởng thứ cấp là sự tăng đường kính của thân và rễ nhờ mô phân sinh bên, chỉ có ở cây hai lá mầm (rõ nhất ở cây thân gỗ).
- Tầng sinh mạch phân chia tạo gỗ thứ cấp vào phía trong và mạch rây thứ cấp ra phía ngoài.
- Tầng sinh bần nằm ở vỏ, tạo lớp bần bảo vệ ra ngoài.
- Ở vùng có mùa rõ rệt, gỗ hình thành vào mùa thuận lợi có mạch to, màu sáng; gỗ hình thành vào mùa bất lợi có mạch nhỏ, màu sẫm. Một cặp lớp sáng và sẫm tạo thành một vòng gỗ (vòng sinh trưởng), thường ứng với một năm.
6. Hormone thực vật là gì?
Hormone thực vật là các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao do cây tự tổng hợp với lượng rất nhỏ, thường được tạo ra ở một bộ phận rồi vận chuyển đến bộ phận khác để điều tiết hoạt động sống. Đặc điểm: chỉ cần nồng độ rất thấp đã gây biến đổi mạnh; tính chuyên hóa thấp hơn nhiều so với hormone ở động vật bậc cao, tức là một hormone có thể tác động lên nhiều quá trình khác nhau.
7. Vai trò của hormone thực vật
- Kích thích sinh trưởng, phát triển: kéo dài tế bào, phân chia tế bào, nảy mầm của hạt, ra hoa, tạo và chín quả.
- Ức chế sinh trưởng khi điều kiện bất lợi: gây ngủ nghỉ của hạt, chồi; thúc đẩy già hóa, rụng lá, rụng quả.
- Điều khiển các phản ứng của cây trước kích thích môi trường, như hướng sáng, đóng khí khổng khi hạn.
8. Các nhóm hormone thực vật
| Nhóm | Hormone | Nơi tổng hợp chủ yếu | Tác dụng tiêu biểu |
|---|---|---|---|
| Kích thích | Auxin | Đỉnh chồi, lá non | Kéo dài tế bào, gây ưu thế ngọn, hướng động, kích thích ra rễ ở cành giâm; vận chuyển phân cực từ ngọn xuống gốc. |
| Kích thích | Gibberellin | Lá non, rễ, hạt đang nảy mầm | Kéo dài thân và lóng, phá ngủ nghỉ, kích thích nảy mầm, ra hoa, phát triển quả; ảnh hưởng đến phân hóa giới tính của hoa. |
| Kích thích | Cytokinin | Chủ yếu ở rễ | Kích thích phân chia tế bào, phát triển chồi bên, làm chậm già hóa lá; phối hợp với auxin quyết định sự hình thành rễ, chồi. |
| Ức chế | Abscisic acid (ABA) | Hầu hết các cơ quan, tích lũy nhiều ở cơ quan già, hạt | Gây ngủ nghỉ của hạt, chồi; đóng khí khổng khi thiếu nước; thúc đẩy già hóa. |
| Ức chế | Ethylene | Hầu hết các mô, nhiều ở quả chín, mô già, mô tổn thương | Là chất khí; thúc quả chín, gây rụng lá, hoa, quả; kích thích hình thành lông hút, rễ phụ và ra hoa ở một số loài như dứa. |
9. Tương quan giữa các hormone
Tương quan chung là cân bằng giữa nhóm kích thích và nhóm ức chế. Ở cây non, hormone kích thích chiếm ưu thế nên cây lớn nhanh; càng về cuối chu kì sống, hormone kích thích giảm dần còn hormone ức chế tăng dần, cây chuyển sang ra hoa, tạo quả rồi già đi.
Tương quan riêng là sự phối hợp hoặc đối kháng giữa từng cặp hormone:
- Gibberellin và ABA: hạt khô chứa nhiều ABA nên ngủ nghỉ; khi gặp nước, gibberellin tăng, ABA giảm và hạt nảy mầm.
- Auxin và cytokinin: trong nuôi cấy mô, tỉ lệ auxin cao hơn cytokinin thì mô sẹo ra rễ, cytokinin cao hơn thì ra chồi. Ở cây, auxin từ ngọn ức chế chồi bên (ưu thế ngọn), còn cytokinin thúc chồi bên phát triển; ngắt ngọn làm cây đâm nhiều cành.
- Auxin và ethylene: auxin ở nồng độ cao kích thích cây tổng hợp ethylene.
10. Ứng dụng hormone trong thực tiễn
- Auxin tổng hợp (như NAA, IBA) giúp cành giâm, cành chiết nhanh ra rễ.
- Gibberellin dùng để phá ngủ củ khoai tây giống, tăng chiều dài thân ở cây lấy sợi, tạo quả nho không hạt to hơn.
- Cytokinin dùng trong nuôi cấy mô để tạo chồi.
- Ethylene (dạng chất ethephon) dùng để thúc quả chín đồng loạt và xử lí cho dứa ra hoa.
Hormone ngoại sinh chỉ hiệu quả khi tuân thủ các nguyên tắc: đúng nồng độ, đúng liều lượng, đúng thời điểm, và phải tính đến sự phối hợp hay đối kháng giữa các hormone. Dùng sai nồng độ có thể gây tác dụng ngược, ví dụ auxin nồng độ cao lại ức chế sinh trưởng.
11. Quá trình phát triển ở thực vật có hoa
Cây có hoa trải qua các giai đoạn nối tiếp nhau, mỗi giai đoạn được nhận biết bằng thay đổi về hình thái và cấu tạo mô, cơ quan: hạt (phôi) → nảy mầm, cây mầm → cây trưởng thành (sinh trưởng sinh dưỡng) → ra hoa, tạo quả và hạt → già và chết. Thời điểm chuyển từ sinh dưỡng sang ra hoa là bước ngoặt quan trọng nhất.
12. Các nhân tố chi phối sự phát triển của thực vật có hoa
Yếu tố bên trong
- Di truyền: mỗi loài, mỗi giống có chương trình phát triển riêng, ví dụ cây một năm ra hoa một lần rồi chết.
- Hormone: ngoài các hormone ở trên, lá cây ở điều kiện thích hợp tạo ra tín hiệu ra hoa (florigen), di chuyển đến đỉnh chồi làm chồi chuyển thành hoa.
Yếu tố bên ngoài
- Ánh sáng và quang chu kì: cây ngày dài ra hoa khi thời gian chiếu sáng dài (lúa mì, củ cải đường, thanh long); cây ngày ngắn ra hoa khi đêm dài (cúc, đậu tương); cây trung tính ra hoa không phụ thuộc độ dài ngày (cà chua, hướng dương). Cây cảm nhận quang chu kì nhờ phytochrome, một sắc tố có bản chất protein, tồn tại ở hai dạng: Pr hấp thụ ánh sáng đỏ (660 nm) và Pfr hấp thụ ánh sáng đỏ xa (730 nm). Ánh sáng đỏ chuyển Pr thành Pfr (dạng hoạt động); ánh sáng đỏ xa hoặc bóng tối chuyển Pfr về Pr.
- Nhiệt độ: một số cây phải trải qua một thời gian lạnh mới ra hoa, gọi là xuân hóa (ví dụ lúa mì mùa đông).
- Chất dinh dưỡng: cây đủ dinh dưỡng, nhất là cân đối giữa đạm và các khoáng khác, mới ra hoa, đậu quả tốt.
13. Ứng dụng hiểu biết về sinh trưởng và phát triển
- Điều chỉnh ngủ nghỉ của hạt, củ giống: bảo quản lạnh, khô để kéo dài ngủ nghỉ; xử lí gibberellin hoặc ngâm ủ để phá ngủ khi cần gieo trồng.
- Điều khiển ra hoa: thắp đèn ban đêm cho thanh long để ra hoa trái vụ; thắp đèn ngắt quãng đêm dài để hoa cúc chậm ra hoa, kịp dịp Tết; xử lí ethephon cho dứa ra hoa đồng loạt.
- Xác định tuổi cây: đếm vòng gỗ ở cây thân gỗ; với cây một năm, người ta thường tính tuổi theo số lá.
Câu hỏi trắc nghiệm tự kiểm tra (có đáp án)
- Lóng cây tre dài ra nhanh là nhờ hoạt động của: A. mô phân sinh bên; B. mô phân sinh lóng; C. tầng sinh bần; D. mô phân sinh đỉnh rễ. Đáp án: B.
- Hormone gây đóng khí khổng khi cây thiếu nước là: A. auxin; B. gibberellin; C. abscisic acid; D. cytokinin. Đáp án: C.
- Trong nuôi cấy mô, khi tỉ lệ auxin/cytokinin cao, mô sẹo có xu hướng: A. ra rễ; B. ra chồi; C. ra hoa; D. ngừng phân chia. Đáp án: A.
- Sinh trưởng thứ cấp làm cho cây: A. cao lên; B. to ra về đường kính; C. ra hoa sớm; D. rụng lá. Đáp án: B.
- Thắp đèn ban đêm cho vườn thanh long nhằm: A. sưởi ấm cây; B. diệt sâu hại; C. kéo dài thời gian chiếu sáng để cây ra hoa trái vụ; D. làm quả chín nhanh. Đáp án: C.
Xem thêm lý thuyết Sinh học 11 Kết nối tri thức
- Lý thuyết Bài 19: Khái quát về sinh trưởng và phát triển ở sinh vật
- Lý thuyết Bài 22: Sinh trưởng và phát triển ở động vật
- Lý thuyết Bài 23: Thực hành: Quan sát biến thái ở động vật
- Lý thuyết Bài 24: Khái quát về sinh sản ở sinh vật
Câu hỏi thường gặp
Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp khác nhau thế nào?
Sinh trưởng sơ cấp làm thân, rễ dài ra nhờ mô phân sinh đỉnh (và lóng); sinh trưởng thứ cấp làm thân, rễ to ra nhờ mô phân sinh bên và chỉ có ở cây hai lá mầm.
Cây một lá mầm có sinh trưởng thứ cấp không?
Không. Cây một lá mầm không có mô phân sinh bên nên chỉ có sinh trưởng sơ cấp.
Hormone nào thuộc nhóm ức chế sinh trưởng?
Abscisic acid (ABA) và ethylene là hai hormone thuộc nhóm ức chế sinh trưởng.
Vì sao ngắt ngọn làm cây ra nhiều cành?
Ngọn cây tạo nhiều auxin ức chế chồi bên (ưu thế ngọn). Ngắt ngọn làm giảm auxin nên chồi bên được giải phóng và phát triển thành cành.
Phytochrome có vai trò gì trong sự ra hoa?
Phytochrome là sắc tố protein giúp cây cảm nhận ánh sáng đỏ và đỏ xa, từ đó nhận biết độ dài đêm và điều khiển thời điểm ra hoa, nảy mầm.