Trả lời nhanh
Lý thuyết sinh học 11 bài 20. Ở thực vật, sinh trưởng và phát triển bắt đầu từ mô phân sinh và diễn ra suốt đời cây (sinh trưởng không giới hạn). Mô phân sinh đỉnh và mô phân sinh lóng gây sinh trưởng sơ cấp (cây dài ra); mô phân sinh bên gây sinh trưởng thứ cấp (thân, rễ to ra). Quá trình này chịu tác động của nước, nhiệt độ, ánh sáng, dinh dưỡng khoáng và được điều hòa bởi hormone thực vật gồm nhóm kích thích (auxin, gibberellin, cytokinin) và nhóm ức chế (abscisic acid, ethylene). Sự ra hoa phụ thuộc tuổi cây, hormone, nhiệt độ (xuân hóa) và ánh sáng (quang chu kì).
I. Sự sinh trưởng và phát triển ở thực vật
1. Đặc điểm
- Sinh trưởng và phát triển của cây luôn khởi đầu ở những vị trí có mô phân sinh.
- Khác với phần lớn động vật, cây có thể tiếp tục lớn trong suốt vòng đời, vì vậy gọi là sinh trưởng không giới hạn.
- Có hai kiểu sinh trưởng: sơ cấp (tăng chiều dài) và thứ cấp (tăng đường kính).
2. Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển
| Yếu tố | Ảnh hưởng chính | Ví dụ thực tế |
|---|---|---|
| Nước và độ ẩm không khí | Nước cấu tạo nên tế bào, là nguyên liệu và môi trường của các phản ứng trao đổi chất; thiếu nước làm tế bào không dãn được, cây còi cọc. | Hạt chỉ nảy mầm khi đủ ẩm; tưới thiếu nước giai đoạn làm đòng khiến lúa lép hạt. |
| Nhiệt độ | Mỗi loài chỉ sinh trưởng tốt trong một khoảng nhiệt độ; nhiệt độ còn cảm ứng sự ra hoa. | Cây ưa nhiệt sống ở vùng nhiệt đới; cây chịu lạnh phân bố ở ôn đới, núi cao. |
| Ánh sáng | Là điều kiện của quang hợp; cường độ, thời gian chiếu sáng ảnh hưởng đến hình thái và sự ra hoa. | Cây trồng nơi thiếu sáng có thân vươn dài, lá nhạt màu. |
| Đất và dinh dưỡng khoáng | Tính chất lí, hóa của đất và lượng nguyên tố thiết yếu quyết định tốc độ sinh trưởng, năng suất. | Bón phân thiếu hoặc mất cân đối làm giảm năng suất và chất lượng nông sản. |
3. Mô phân sinh
Khái niệm: mô phân sinh là nhóm tế bào non, chưa chuyên hóa, giữ được khả năng nguyên phân suốt đời sống của cây để tạo tế bào mới. Nhờ mô phân sinh hoạt động, cây mới sinh trưởng và phát triển được.
| Loại mô phân sinh | Vị trí | Có ở | Kết quả hoạt động |
|---|---|---|---|
| Mô phân sinh đỉnh | Đỉnh ngọn thân, ngọn cành, chồi nách, chóp rễ | Cây Một lá mầm và Hai lá mầm | Thân, rễ dài ra |
| Mô phân sinh bên | Miền vỏ và miền trụ của thân, rễ | Chủ yếu cây Hai lá mầm | Thân, rễ to ra theo đường kính |
| Mô phân sinh lóng | Gốc của các lóng | Cây Một lá mầm (lúa, ngô, tre…) | Lóng dài ra; ngừng hoạt động khi lóng đạt kích thước tối đa |
4. Sinh trưởng sơ cấp
Sinh trưởng sơ cấp là kiểu sinh trưởng làm thân và rễ dài ra, do mô phân sinh đỉnh (và mô phân sinh lóng) phân chia. Kiểu sinh trưởng này có ở cả cây Một lá mầm và cây Hai lá mầm. Ví dụ: cây lúa cao vọt lên nhanh trong giai đoạn làm đốt là nhờ mô phân sinh lóng.
5. Sinh trưởng thứ cấp
Sinh trưởng thứ cấp làm thân và rễ to ra, do hai tầng của mô phân sinh bên:
- Tầng phát sinh vỏ (tầng sinh bần) ở miền vỏ: tạo lớp bần bên ngoài giúp chống mất nước và ngăn sinh vật gây hại xâm nhập.
- Tầng phát sinh trụ (tầng sinh mạch) ở miền trụ: phía ngoài tạo mạch rây thứ cấp, phía trong tạo mạch gỗ thứ cấp.
Mạch gỗ thứ cấp tích tụ qua nhiều năm tạo thành các vòng gỗ. Ở vùng có mùa rõ rệt, mùa thuận lợi tạo lớp gỗ sáng màu, tế bào to; mùa bất lợi tạo lớp gỗ sẫm màu, tế bào nhỏ. Một cặp lớp sáng – sẫm tương ứng với khoảng một năm tuổi của cây.
II. Hormone thực vật
1. Khái niệm và vai trò
Hormone thực vật (phytohormone) là những chất hữu cơ do cây tự tổng hợp với lượng rất nhỏ, được vận chuyển đến cơ quan khác để điều hòa sinh trưởng, phát triển và các hoạt động sinh lí. Hormone tác động theo hai hướng: kích thích hoặc ức chế.
- Mức tế bào: điều hòa phân chia, dãn dài, phân hóa tế bào và thay đổi áp suất thẩm thấu.
- Mức cơ thể: tăng cường hoặc hạn chế sinh trưởng, điều khiển phản ứng của cây với kích thích môi trường (hướng sáng, hướng trọng lực…).
2. Hormone kích thích sinh trưởng
| Hormone | Nơi tổng hợp chủ yếu | Tác dụng chính |
|---|---|---|
| Auxin | Mô phân sinh đỉnh chồi, lá non, phôi hạt | Kích thích dãn dài tế bào, gây hướng động, duy trì ưu thế ngọn, kích thích ra rễ ở cành giâm, kích thích phát triển quả |
| Gibberellin | Lá non, rễ, phôi hạt đang nảy mầm | Kéo dài thân và lóng, phá trạng thái ngủ nghỉ của hạt, củ; kích thích ra hoa, tạo quả không hạt |
| Cytokinin | Chủ yếu ở rễ (chóp rễ) | Kích thích phân chia tế bào, hình thành chồi, làm chậm sự già hóa của lá |
3. Hormone ức chế sinh trưởng
Hormone ức chế làm chậm các quá trình sinh lí hoặc đẩy nhanh sự lão hóa của cơ quan.
| Hormone | Nơi tổng hợp chủ yếu | Tác dụng chính |
|---|---|---|
| Abscisic acid (ABA) | Lá già, rễ, quả, hạt | Gây ngủ nghỉ của hạt và chồi, đóng khí khổng khi cây thiếu nước, thúc đẩy rụng lá |
| Ethylene | Quả đang chín, mô già, mô bị tổn thương | Thúc quả chín nhanh, gây rụng lá, rụng quả |
4. Tương quan các hormone thực vật
Các hormone không hoạt động riêng lẻ mà phối hợp với nhau; cùng một hormone có thể cho tác dụng khác nhau tùy tỉ lệ với hormone khác.
- Tương quan chung: cân bằng giữa nhóm kích thích và nhóm ức chế trong toàn cây. Ví dụ: ở hạt khô, ABA chiếm ưu thế nên hạt ngủ nghỉ; khi hạt hút nước, gibberellin tăng mạnh và hạt nảy mầm.
- Tương quan riêng: tỉ lệ giữa hai hay vài hormone quyết định một hiện tượng cụ thể. Ví dụ: trong nuôi cấy mô, tỉ lệ auxin/cytokinin cao thúc đẩy tạo rễ, tỉ lệ này thấp thúc đẩy tạo chồi.
5. Ứng dụng hormone thực vật trong thực tiễn
- Ngắt ngọn (bấm ngọn) để loại bỏ ưu thế ngọn, giúp chồi bên phát triển, cây nhiều cành, nhiều quả.
- Dùng ethrel (chất giải phóng ethylene) hoặc để quả chín cạnh quả xanh để quả chín nhanh, đồng loạt.
- Dùng auxin kích thích ra rễ khi giâm, chiết cành; phối hợp auxin và cytokinin trong nuôi cấy mô để nhân giống vô tính.
- Lưu ý an toàn: hormone tổng hợp khó bị phân giải, có thể tồn dư trong nông sản. Vì vậy cần dùng đúng liều, đúng thời gian cách li, nhất là với rau quả dùng làm thực phẩm.
III. Sự phát triển ở thực vật có hoa
1. Quá trình phát triển
Phát triển ở thực vật có hoa là toàn bộ những biến đổi về hình thái, cấu tạo và chức năng sinh lí từ khi hạt nảy mầm đến khi cây già và chết. Các giai đoạn nối tiếp nhau như sơ đồ dưới đây.
Cây một năm (lúa, ngô, đậu…) hoàn thành cả chu trình trong khoảng một năm. Cây lâu năm (xoài, nhãn, cà phê…) lặp lại giai đoạn ra hoa, tạo quả nhiều lần trong đời, tùy đặc tính loài và điều kiện môi trường.
2. Các nhân tố chi phối sự ra hoa
a. Nhân tố bên trong
- Di truyền (tuổi cây): mỗi loài ra hoa khi đạt độ tuổi nhất định, thường tính theo số lá hoặc số đốt.
- Hormone: lá sản sinh chất kích thích ra hoa và chuyển đến mô phân sinh ở đỉnh chồi; tỉ lệ giữa các hormone quyết định thời điểm cây chuyển từ sinh trưởng sinh dưỡng sang ra hoa.
b. Nhân tố bên ngoài
- Nhiệt độ – hiện tượng xuân hóa: một số cây (nhất là cây hai năm, lúa mì mùa đông, cải bắp) chỉ ra hoa sau khi trải qua một thời kì nhiệt độ thấp, tự nhiên hoặc nhân tạo.
- Ánh sáng – quang chu kì: sự ra hoa phụ thuộc tương quan độ dài ngày và đêm. Chia ba nhóm:
- Cây ngày ngắn (đêm dài): ra hoa khi đêm dài, ví dụ hoa cúc, cà phê.
- Cây ngày dài (đêm ngắn): ra hoa khi đêm ngắn, ví dụ thanh long, lúa mì.
- Cây trung tính: ra hoa khi đủ tuổi, không phụ thuộc quang chu kì, ví dụ cà chua, hướng dương.
3. Ứng dụng sinh trưởng và phát triển trong thực tiễn
- Xác định tuổi cây gỗ bằng cách đếm số vòng gỗ trên mặt cắt ngang thân.
- Thắp đèn cho cây: thắp đèn ban đêm cho thanh long (cây ngày dài) để cây ra hoa trái vụ; thắp đèn cho hoa cúc (cây ngày ngắn) để kìm ra hoa, giúp cây cao, bông to và nở đúng dịp Tết.
- Bố trí thời vụ phù hợp nhiệt độ, độ dài ngày của từng giống cây.
Ví dụ vận dụng và câu hỏi tự kiểm tra
Ví dụ 1. Vì sao thân cây tre cao rất nhanh nhưng hầu như không to thêm sau khi đã mọc thành cây? Giải thích: tre là cây Một lá mầm, có mô phân sinh lóng giúp lóng dài ra nhanh nhưng không có mô phân sinh bên nên không có sinh trưởng thứ cấp.
Ví dụ 2. Nông dân bấm ngọn cây đậu, cây bông khi cây đạt chiều cao nhất định để làm gì? Giải thích: bấm ngọn loại bỏ nguồn auxin ở đỉnh, phá ưu thế ngọn, chồi bên phát triển thành nhiều cành mang hoa, quả.
Câu hỏi tự kiểm tra:
- Kể tên hormone phá trạng thái ngủ nghỉ của hạt và hai hormone thúc đẩy rụng lá. (Đáp án: gibberellin phá ngủ nghỉ; abscisic acid và ethylene thúc đẩy rụng lá.)
- Muốn xác định tuổi một cây gỗ lim, em dựa vào kiểu sinh trưởng nào? (Đáp án: sinh trưởng thứ cấp, đếm số vòng gỗ.)
- Thanh long được thắp đèn vào mùa đông để ra hoa. Thanh long thuộc nhóm cây nào theo quang chu kì? (Đáp án: cây ngày dài.)
Xem thêm lý thuyết Sinh học 11 Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Bài 19: Khái quát về sinh trưởng và phát triển ở sinh vật
- Lý thuyết Bài 21: Sinh trưởng và phát triển ở động vật
- Lý thuyết Bài 23: Khái quát về sinh sản ở sinh vật
- Lý thuyết Bài 24: Sinh sản ở thực vật
Câu hỏi thường gặp
Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp khác nhau thế nào?
Sinh trưởng sơ cấp do mô phân sinh đỉnh, mô phân sinh lóng làm cây dài ra, có ở cả cây Một lá mầm và Hai lá mầm. Sinh trưởng thứ cấp do mô phân sinh bên làm thân, rễ to ra, chủ yếu ở cây Hai lá mầm.
Hormone thực vật nào kích thích quả chín?
Ethylene là hormone thúc quả chín; trong thực tế người ta dùng ethrel, chất giải phóng ethylene, để quả chín nhanh và đồng loạt.
Xuân hóa là gì?
Xuân hóa là hiện tượng cây chỉ ra hoa sau khi trải qua một thời kì nhiệt độ thấp, gặp nhiều ở cây hai năm như cải bắp, lúa mì mùa đông.
Quang chu kì là gì và có mấy nhóm cây?
Quang chu kì là sự ra hoa phụ thuộc tương quan độ dài ngày và đêm. Có ba nhóm: cây ngày ngắn, cây ngày dài và cây trung tính.
Vì sao đếm vòng gỗ biết được tuổi cây?
Mỗi năm tầng sinh mạch tạo một lớp gỗ sáng (mùa thuận lợi) và một lớp gỗ sẫm (mùa bất lợi), nên mỗi vòng gỗ tương ứng khoảng một năm tuổi.