I. Sinh sản vô tính ở thực vật và ứng dụng

1. Các hình thức sinh sản vô tính ở thực vật

- Thực vật có hình thức sinh sản vô tính là sinh sản sinh dưỡng. Sinh sản sinh dưỡng là hình thức sinh sản vô tính trong đó cả thể con được hình thành từ bộ phận hoặc cơ quan sinh dưỡng của cả thể mẹ, phổ biến như thân bò (cây dâu tây....), thân rễ (cây tre,...), thân củ (cây khoai tây,...), thân hành (cây hành, cây tỏi,...), chối bên (cây cúc,...), lá (cây lá bỏng...), rễ (cây khoai lang,...).

- Ở thực vật bào tử như rêu và dương xỉ, trong giai đoạn đơn bội (n), bào từ khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ nguyên phân, phát triển thành thể giao tử trưởng thành (n), chính là cơ thể mới (cây rêu) hoặc là cơ sở hình thành thể bào tử (cây dương xỉ). Thể giao tử sinh ra giao tử đực và cái, từ đó thể bào tử (2n) hình thành qua thụ tinh trong sinh sản hữu tính.

2. Các phương pháp nhân giống vô tính ở thực vật và ứng dụng

Nhân giống vô tính ở thực vật là tạo ra cơ thể mới từ một bộ phận sinh dưỡng của cơ thể mẹ, ví dụ: giâm, chiết, ghép, tách củ và nuôi cấy mô (hình 21.2).

- Sinh sản vô tính ở thực vật được ứng dụng để vừa nhân nhanh giống cây trồng, vừa giữ được các đặc tính quý (năng suất, phẩm chất) của cây mẹ, rút ngắn thời gian bắt đầu ra hoa của cây trồng. Nuôi cấy mô tế bào cho phép nhân giống sạch virus, cứu phôi, tạo cây đơn bội, sản xuất nhanh sinh khối thực vật,...

II. Sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa

1. Cấu tạo chung của hoa

- Hoa là cơ quan sinh sản hữu tính của thực vật có hoa. Hoa lưỡng tính gồm các bộ phận là đế hoa, đài hoa (lá đài), tràng (cánh) hoa, bộ nhị hoa và bộ nhuỵ hoa. Hoa đơn tính chỉ có hoặc bộ nhị (hoa đực) hoặc bộ nhuỵ (hoa cái).

2. Sự hình thành hạt phấn, túi phôi

- Trong bao phấn, tế bào mẹ hạt phấn (2n) giảm phân tạo thành 4 tiểu bào tử (n). Mỗi tiểu bào tử nguyên phân một lần tạo thành tế bào sinh dưỡng (tế bào lớn) và tế bào sinh sản (tế bào nhỏ). Tế bào sinh dưỡng sẽ phát triển thành ống phấn, tế bào sinh sản sẽ nguyên phân tạo thành hai tinh tử (giao tử đực). Cấu trúc hai tế bào có vách dày chung này gọi là hạt phấn.

- Trong bầu nhuỵ có một hay nhiều noãn chứa tế bao trung tâm lớn. Tế bao trung tâm (2n) giảm phân tạo ra bốn tế bào đơn bội không cân đối, ba tế bào tiêu biến, tế bào lớn (đại bào tử) nguyên phân liên tiếp 3 lần tạo thành 8 nhân. Cấu trúc này gọi là túi phôi chứa tế bào trứng (n) và hai tế bào kèm, nhân lưỡng cực và ba tế bào đối cực.

- Hạt phấn là thể giao tử đực và túi phôi là thể giao tử cái. Giao tử đực là các tinh tử, giao từ cái là trứng.

3. Thụ phấn và thụ tinh

- Thụ phấn là quá trình phát tán hạt phấn từ nhị tiếp xúc với đầu nhụy. Có hai hình thức thụ phấn là tự thụ phấn (hạt phấn tiếp xúc với đầu nhuỵ của hoa cùng cây) và thụ phấn chéo (hạt phấn tiếp xúc với đầu nhụy của hoa khác cây). Sự thụ phấn có thể nhờ tác nhân tự nhiên như động vật (côn trùng), gió, nước hoặc do con người thực hiện.

- Khi hạt phấn tiếp xúc với đầu nhuỵ, gặp điều kiện thuận lợi và có sự tương hợp di truyền sẽ nảy mầm. Tế bào ống phấn dài ra thành ống phấn, ống phấn xuyên qua vòi nhụy chui vào bầu nhuỵ. Hai tinh tử di chuyển theo ống phấn và được giải phóng vào túi phôi.

- Thụ tinh là sự kết hợp giao tử đực và giao từ cái tạo thành hợp tử . Ở thực vật có hoa có quá trình thụ tinh kép do cả hai tinh tử đều tham gia vào quá trình thụ tinh. Một tinh tử kết hợp với trứng tạo thành hợp tử (2n), tinh từ còn lại kết hợp với nhân lưỡng cực (2n) tạo thành nhân tam bội (3n).

4. Hình thành hạt và quả

- Hình thành hạt: Noãn đã thụ tinh phát triển thành hạt. Hợp tử (2n) phân chia và phát triển thành phôi mang các bộ phận là chồi mầm, thân mầm, lá mầm và rễ mầm. Tế bào tam bội (3n) phát triển thành nội nhũ cung cấp chất dinh dưỡng cho phôi phát triển. Vô noãn tạo thành vỏ hạt. Hạt ở cây Một lá mầm có nội nhũ, hạt ở cây Hai lá mầm không có nội nhũ.

- Hình thành quả: Bầu nhuỵ dày lên, phát triển thành quả, chứa hạt, giúp bảo vệ và phát tán hạt. 

- Quả trình chín của quả: Khi chín, trong quả diễn ra các quá trình chuyển hoá hoá sinh, sinh lí làm thay đổi màu sắc, độ cứng, vị và xuất hiện hương thơm.

5. Ứng dụng sinh sản hữu tính ở thực vật

- Sinh sản hữu tính ở thực vật được ứng dụng trong chọn, tạo giống cây trồng nhằm chọn lọc được các tính trạng quý. Lai hữu tính là phương pháp tạo giống cây trồng chủ yếu và đã đạt được nhiều thành tựu.