THÍ NGHIỆM 1: SỰ VẬN CHUYỂN CỦA NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG THÍ NGHIỆM 2: SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUYÊN TỐ KHOÁNG ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY THÍ NGHIỆM 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH ĐẾN CÂY. (ÁNH SÁNG, TRỌNG LỰC)
THỰC HÀNH SINH LÝ THỰC VẬT MỤC LỤC THÍ NGHIỆM 1: SỰ VẬN CHUYỂN CỦA NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG Cơ sở lý thuyết I Quá trình vận chuyển nước 1 a Sự vận chuyển nước gần (chặng chặng 2) b Sự vận chuyển nước xa (chặng 3) Động lực vận chuyển nước 2 II Chuẩn bị dụng cụ bố trí thí nghiệm III Kết phân tích – đánh giá Kết a Kết thu sau 24 tiếng b Kết thu sau 48 tiếng c Kết thu sau 72 tiếng d Hình ảnh soi kính hiển vi 10 Phân tích – đánh giá 17 Kết luận 18 THÍ NGHIỆM 2: SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUYÊN TỐ KHOÁNG ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY 20 Cơ sở lý thuyết 20 I Vai trò cua nguyên tố khoáng thực vật 20 Kĩ thuật đặc biệt nghiên cứu dinh dưỡng khoáng 21 Nguyên tố Sắt (Fe) 21 Vật liệu phương pháp 22 II Bố trí thí nghiệm 22 Chỉ tiêu theo dõi 23 Phương pháp xử lý số liệu 24 III Kết thí nghiệm giải thích tượng 25 Kết thí nghiệm 25 a Xà lách ngày (15/12/2020) 25 b Xà lách sau ngày (20/12/2020) 25 c Xà lách sau 10 ngày (25/12/2020) 26 d Diện tích xà lách ban đầu (Đơn vị cm2) 30 e Diện tích sau thu hoạch 33 Số liệu 36 THÍ NGHIỆM 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH ĐẾN CÂY (ÁNH SÁNG, TRỌNG LỰC) 40 I Cơ sở lý thuyết 40 Các tác nhân ngoại cảnh 40 a Ánh sáng 40 b Trọng lực 40 c Nước khoáng chất 40 d Nhiệt độ 41 e Hàm lượng oxy 41 Phản ứng vận động sinh trưởng hướng 41 II a Quang hướng động 41 b Địa hướng động (hướng trọng lực) 41 c Hóa hướng động 42 d Nước hướng động 42 e Hướng tiếp xúc 42 f Mở rộng 42 Thí nghiệm 42 Chuẩn bị dụng cụ 43 Cách thực 43 III Kết thí nghiệm giải thích tượng 43 quan sát sinh trưởng kết thí nghiệm 43 Giải thích tượng 47 Tài liệu tham khảo 49 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu đỏ sau 24 tiếng Hình 2: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu vàng sau 24 tiếng Hình 3: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu xanh lục sau 24 tiếng Hình 4: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu xanh lam sau 24 tiếng Hình 5: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu tím sau 24 tiếng Hình 6: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu hồng sau 24 tiếng Hình 7: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu tự trộn sau 24 tiếng Hình 8: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix đỏ - vàng sau 24 tiếng Hình 9: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix vàng - lam sau 24 tiếng Hình 10: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix đỏ - lục sau 24 tiếng Hình 11: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix lục - lam sau 24 tiếng Hình 12: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix lục - tím sau 24 tiếng Hình 13: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix đỏ - vàng - lam sau 24 tiếng Hình 14: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu đỏ sau 48 tiếng Hình 15: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu vàng sau 48 tiếng Hình 16: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu lục sau 48 tiếng Hình 17: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu đỏ sau 48 tiếng Hình 18: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu tím sau 48 tiếng Hình 19: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu hồng sau 48 tiếng Hình 20: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu tự trộn sau 48 tiếng Hình 21: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix đỏ - vàng sau 48 tiếng Hình 22: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix vàng - lam sau 48 tiếng Hình 23: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix đỏ - lục sau 48 tiếng Hình 24: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix lục - lam sau 48 tiếng Hình 25: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix lục - tím sau 48 tiếng Hình 26: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix đỏ - vàng - lam sau 48 tiếng Hình 27: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu đỏ sau 72 tiếng Hình 28: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu vàng sau 72 tiếng Hình 29: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu lục sau 72 tiếng Hình 30: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu xanh lam sau 72 tiếng Hình 31: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu tím sau 72 tiếng Hình 32: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu hồng sau 72 tiếng Hình 33: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu tự trộn sau 72 tiếng Hình 34: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix đỏ - vàng sau 72 tiếng Hình 35: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix vàng - lam sau 72 tiếng Hình 36: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix đỏ - lục sau 72 tiếng Hình 37: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix lục - lam sau 72 tiếng Hình 38: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix lục - tím sau 72 tiếng Hình 39: Hình chụp hoa cắm cốc thị màu mix đỏ - vàng - lam sau 72 tiếng 10 Hình 40: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu đỏ quan sát kính hiển vi (10x) 10 Hình 41: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu đỏ quan sát kính hiển vi (10x) 10 Hình 42: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu vàng quan sát kính hiển vi (4x) 10 Hình 43: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu vàng quan sát kính hiển vi (10x) 10 Hình 44: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu xanh lục quan sát kính hiển vi (10x) 11 Hình 45: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu xanh lục quan sát kính hiển vi (10x) 11 Hình 46: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu xanh lam quan sát kính hiển vi (40x) 11 Hình 47: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu xanh lam quan sát kính hiển vi (10x) 11 Hình 48: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu tím quan sát kính hiển vi (40x) 12 Hình 49: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu tím quan sát kính hiển vi (10x) 12 Hình 50: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu hồng quan sát kính hiển vi (10x) 12 Hình 51: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu hồng quan sát kính hiển vi (10x) 12 Hình 52: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu trộn quan sát kính hiển vi (40x) 13 Hình 53: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu trộn quan sát kính hiển vi (10x) 13 Hình 54: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu mix đỏ - vàng quan sát kính hiển vi (10x) 13 Hình 55: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu mix đỏ - vàng quan sát kính hiển vi (40x) 13 Hình 56: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu mix vàng – xanh lam quan sát kính hiển vi (10x) 14 Hình 57: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu mix vàng – xanh lam quan sát kính hiển vi (10x) 14 Hình 58: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu mix đỏ - xanh lục quan sát kính hiển vi (10x) 14 Hình 59: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu mix đỏ - xanh lục quan sát kính hiển vi (10x) 14 Hình 60 a,b: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu mix xanh lục - xanh lam quan sát kính hiển vi (10x) 15 Hình 61: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu mix xanh lục - xanh lam quan sát kính hiển vi (10x) 15 Hình 62: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu mix lục - tím quan sát kính hiển vi (10x) 15 Hình 63 a, b: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu mix lục - tím quan sát kính hiển vi (10x) 16 Hình 64: Hình chụp lát cắt dọc hoa cắm thị màu mix đỏ - vàng - xanh lam quan sát kính hiển vi (10x) 16 Hình 65: Hình chụp lát ngang hoa cắm thị màu mix đỏ - vàng - xanh lam quan sát kính hiển vi (10x) 16 Hình 66 a: Phần mền Hydrobuddy 22 Hình 66 b: Thơng số hóa chất từ phần mền Hydrobuddy 23 Hình 67: Ba thùng xà lách dùng bố trí thí nghiệm 25 Hình 68: Dung dịch chứa lượng Fe gốc 25 Hình 69: Dung dịch chứa lượng Fe nhân đôi 25 Hình 70: Dung dịch chứa lượng Fe chia đôi 25 Hình 71, Hình 72: Dung dịch chứa lượng Fe gốc 25 Hình 73, Hình 74: Dung dịch chứa lượng Fe nhân đôi 26 Hình 75, Hình 76: Dung dịch chứa lượng Fe chia đôi 26 Hình 77: a), b), c), d) Xà lách trồng dung dịch chứa lượng Fe gốc 26 Hình 78: a) b) c) d) e) Xà lách trồng dung dịch chứa lượng Fe chia đơi 27 Hình 79: a) b) c) d) Xà lách trồng dung dịch chứa lượng Fe nhân đơi 28 Hình 80: a) b) c) d) Xà lách sau 15 ngày trồng dung dịch chưa lượng Fe gốc 28 Hình 81: a) b) c) d) Xà lách sau 15 ngày trồng đung dịch chứa lượng Fe chia đôi 29 Hình 82: a) b) c) d) Xà lách sau 15 ngày trông dung dịch chứa lượng Fe nhân đơi 30 Hình 83: a) b) c) d) e) f) g) h) Diện tích xà lách ban đầu dung dịch Fe chia đơi 30 Hình 84: a) b) c) d) e) f) g) h) i) Diện tích xà lách ban đầu dung dịch Fe gốc 31 Hình 85: a) b) c) d) e) f) g) h) Diện tích xà lách ban đầu dung dịch Fe nhân đơi 32 Hình 86: a) b) c) d) n) Diện tích xà lách sau 15 ngày dung dịch Fe chia đôi 33 Hình 87: a) b) c) d) n) Diện tích xà lách sau 15 ngày dung dịch Fe gốc 34 Hình 88: a) b) c) d) q) Diện tích xà lách sau 15 ngày dung dịch Fe nhân đơi 35 Hình 89: Cây đại diện chậu có ánh sáng 45 chậu bình thường, thân thẳng, cứng 45 cáp 45 Hình 90: Lá xanh chậu 45 Hình 91: Cây đại diện cho chậu 45 Hình 92: Lá màu vàng bị co chậu 45 Hình 93: Cây đại diện hình dạng chậu 46 Hình 94: Lá đại diện cho chậu xanh to 46 Hình 95: Cây đại diện chậu 4, thân cao vống yếu, thân cong lên thẳng rễ cong xuống đất rõ 46 Hình 96: Lá đại diện chậu nhỏ, không đều, màu vàng 46 Hình 97: Cây đại diện cho chậu Thân dài, thân cong xuống theo hướng ánh sáng rễ cong xuống theo hướng trọng lực 47 Hình 98: Lá đại diện chậu có màu xanh, tầm trung 47 DANH MỤC BẢNG Bảng Số liệu diện tích ban đầu 36 Bảng Số liệu diện tích sau thu hoạch (sau 15 ngày) 36 Bảng Số lượng từ 15 37 Bảng Khối lượng tươi khối lượng sấy khô ban đầu 37 Bảng Khối lượng tươi khối lượng khô sau thu hoạch 37 BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM 1: SỰ VẬN CHUYỂN CỦA NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG I Cơ sở lý thuyết Sự trao đổi nước thực vật trình sinh lý quan trọng Nó bao gồm ba q trình xảy đồng thời có quan hệ mật thiết với nhau: - Sự hút nước rễ - Sự vận chuyển nước mạch dẫn - Sự thoát nước Quá trình vận chuyển nước Nước vận chuyển từ lông hút rễ đến tế bào bề mặt để ngồi khơng khí Con đường nước chia thành ba chặng - Chặng 1: Nước từ tế bào lơng hút qua tế bào biểu bì qua số lớp tế bào nhu mô vỏ để đến lớp bào nội bì có thành tế bào hóa bần bốn mặt, sau nước qua số tế bào nhu mô ruột trước vào mạch dẫn rễ - Chặng 2: Nước từ mạch dẫn rễ đến mạch dẫn - Chặng 3: Nước từ mạch dẫn qua số lớp tế bào nhu mô (mô giậu mô khuyết) để đến tế bào biểu bì qua khí khổng để ngồi khơng khí Trong chặng thứ thứ ba, nước vài lớp tế bào nên gọi vận chuyển nước gần Còn chặng thứ hai, nước hệ thống mạch với khoảng cách có đến hàng chục mét (với cao) hay trăm mét (với dây leo rừng) nên gọi vận chuyển nước xa a Sự vận chuyển nước gần (chặng chặng 2) Đặc trưng - Nước với khoảng cách ngắn qua số lớp tế bào mà Chẳng hạn số lớp tế bào từ lông hút đến mạch dẫn rễ " mạch dẫn rễ qua số lớp tế bào nhu mô - Nước tế bào sống tổ chức chuyên hóa cho vận chuyển nước Nước phải qua hệ thống chất nguyên sinh bị lực cản chất nguyên sinh làm cho di chuyển nước khó khăn Các đường nước Nước tế bào sống nên phải nhờ ba hệ thống: apoplast tức nước hệ thống mao quản thành tế bào; symplast nước qua hệ thống chất nguyên sinh nước qua hệ thống không bào Động lực vận chuyển nước gần: Là sức hút nước tăng dần từ tế bào lông hút đến tế bào mạch dẫn rễ từ mạch dẫn đến tế bào biểu bì khí khổng Chính nhờ có sức hút nước tăng dần mà nước cách liên tục hệ thống b Sự vận chuyển nước xa (chặng 3) Đặc trưng: - Nước với khoảng cách dài hệ thống mạch dẫn từ rễ đến - Điều quan trọng nước vận chuyển hệ thống có cấu trúc chuyên hóa cho vận chuyển nước Đó hệ thống mạch dẫn nước gồm quản bào mạch gỗ Cấu trúc hệ thống vận chuyển nước Hệ thống mạch dẫn nước tổ chức có cấu trúc hồn hảo cho vận chuyển nước cách hiệu Tùy theo mức độ tiến hóa mà có hai loại cấu trúc: quản bào phát triển mạnh thực vật hạt trần thơng, phi lao,…; cịn cấu trúc mạch gỗ lại phát triển mạnh thực vật hạt kín trồng - Hệ thống quản bào Chúng bao gồm tế bào hẹp dài hẳn chất nguyên sinh chết Chúng có thành tế bào dày, hóa gỗ vách có nhiều lỗ cho nước từ tế bào qua tế bào khác Theo chiều thẳng đứng, tế bào có nhiều vách ngăn có nhiều lỗ vách ngăn tạo nên hệ thống liên tục vận chuyển nước lên cao - Hệ thống mạch gỗ (xylem) Cũng giống quản bào tế bào chết có thành tế bào dày hóa gỗ Khác với quản bào tế bào hệ thống mạch gỗ khơng có vách ngăn nên tạo nên ống mao quản liên tục suốt hệ thống dẫn, qua nước chảy mao quản thơng suốt Vì hệ thống vận chuyển nước hồn hảo tiến hóa Động lực vận chuyển nước - Xylem ống mao quản khơng có khơng khí lấp đầy nước nên áp suất khơng khí có khả đẩy cột nước mao quản lên cao 10 mét - Áp suất rễ: Do trình trao đổi chất rễ, đặc biệt q trình hơ hấp rễ, phát sinh áp lực đẩy nước lên cao gọi áp suất rễ - Sức kéo thoát nước: Sự chênh lệch sức hút nước lớn khơng khí bề mặt làm cho q trình nước xảy mạnh Các tế bào thiếu bão hòa nước hút nước tế bào Cứ mà phát sinh lực hút từ bề mặt bay nước - Động lực bổ trợ khác: Các mao quản nước mạch dẫn tạo nên sợi nước mỏng manh Các sợi n ước có đầu bị kéo lực căng thoát nước, sợi nước mỏng manh không bị đứt đoạn tạo nên bọt khí làm tắc nghẽn mạch - Ý nghĩa thực hành Quan sát đường vận chuyển nước muối khoáng mạch gỗ (xylem) II Chuẩn bị dụng cụ bố trí thí nghiệm Thực hành quan sát, đánh giá vận chuyển nước muối khoáng Chuẩn bị dụng cụ: - Chuẩn bị 40 hồng trắng - Chuẩn bị màu thực phẩm, thí nghiệm bố trí sử dụng màu thị: màu đỏ, màu vàng, màu xanh lam, màu xanh lục, màu hồng, màu tím màu nhóm tự trộn - Chuẩn bị cốc để pha màu, thí nghiệm bố trí thực hành cốc, bao gồm cốc màu đơn cốc màu nhóm tự trộn Dung dịch chứa lượng Fe nhân đôi a) 48.710 e) 37.100 i) 19.188 n) 18.966 b) 25.460 c) 46.887 g) 20.849 f) 46.941 l) 33.358 k) 6.884 o) 6.291 p) 5.772 d) 48.432 h) 3.541 m) 27.148 q) 22.833 Hình 88: a) b) c) d) q) Diện tích xà lách sau 15 ngày dung dịch Fe nhân đôi 35 Số liệu Bảng Số liệu diện tích ban đầu Đơn vị cm2 Diện tích Cây ban đầu Số thứ tự Gốc Nhân Chia 13.573 17.155 4.927 5.155 13.581 17.411 7.324 14.098 4.020 6.064 16.065 12.068 7.851 13.563 9.844 12.264 8.535 5.854 9.607 5.645 10.359 8.025 11.270 4.744 10.128 10 13.355 Trung bình cộng 9.335 12.489 8.653 Bảng Số liệu diện tích sau thu hoạch (sau 15 ngày) Đơn vị cm2 Diện tích Cây sau thu hoạch Số thứ tự Gốc Nhân Chia 8.129 48.710 15.664 11.977 25.460 24.386 9.236 46.887 15.999 22.891 37.100 27.523 31.392 46.941 17.162 60.371 20.849 37.534 14.214 48.432 25.485 10965 19.188 13.256 8.963 6.884 15.737 10 20.261 3.541 44.324 11 7.971 33.358 50.363 12 40.140 27.148 13.984 13 44.541 18.966 7.742 14 48.273 6.291 16.382 15 5.772 16 22.833 Trung bình cộng 24.237 26.148 36 23.253 Bảng Số lượng từ 15 Số Ngày Gốc Nhân Chia 8 10 14 13 13 15 18 20 18 Bảng Khối lượng tươi khối lượng sấy khô ban đầu Khối lượng Cây ban đầu Đơn vị g Tươi Khô Gốc 2.27 0.19 Nhân đôi 2.17 0.17 Chia đôi 1.98 0.15 Bảng Khối lượng tươi khối lượng khô sau thu hoạch Khối lượng Cây sau thu hoạch Đơn vị g Tươi Khô Gốc 4.83 0.3 Nhân đôi 4,79 0,28 Chia đôi 3.19 0,17 Giải thích thí nghiệm + Tốc độ sinh trưởng tương đối: RGR = ln(W2 )−ln(W1 ) T2 −T1 (mg/mg/ngày) Dung dịch chứa lượng Fe gốc RGR = ln(0.3)−ln(0.19) 15−0 = 0.030451 (mg/mg/ngày) Dung dịch chứa lượng Fe nhân đôi RGR = ln(0.28)−ln(0.17) 15−0 = 0.033266 (mg/mg/ngày) Dung dịch chứa lượng Fe chia đôi RGR = ln(0.17)−ln(0.15) 15−0 = 0.008344 (mg/mg/ngày) 37 + Tốc độ tích lũy thuần: NAR = W2 −W1 T2 −T1 ln(L2 )−ln(L1 ) x T2 −T1 (mg/cm2/ngày) Dung dịch chứa lượng Fe gốc NAR = 0.3−0.19 15−0 x ln(24.237)−ln(9.335) 15−0 = 0.0004665 (mg/cm2/ngày) Dung dịch chứa lượng Fe nhân đôi NAR = 0.28−0.17 15−0 x ln(26.148)−ln(812.489) 15−0 = 0.0003613 (mg/cm2/ngày) Dung dịch chứa lượng Fe chia đôi NAR = 0.17−0.15 15−0 x ln(L2 23.253)−ln(8.653) 15−0 = 0.0000879 (mg/cm2/ngày) Trong đó: T1 = 0; T2 = 15 (ngày) W1: Khối lượng khô ban đầu (mg) W2: Khối lượng khô lúc sau (mg) L1: Diện tích ban đầu (cm2) L2: Diện tích lúc sau (cm2) Tốc độ sinh trưởng tương đối (RGR) nghiệm thức Fe nhân đôi cho kết tốt 0.033266 (mg/mg/ngày), nghiệm thức gốc 0.033266 (mg/mg/ngày) cuối nghiệm thức Fe chia đơi 0.008344 (mg/mg/ngày) Tốc độ tích lũy nghiệm thức Fe gốc cho kết tốt 0.0004665 (mg/cm2/ngày), nghiệm thức nhân đôi 0.0003613 (mg/cm2/ngày)và cuối nghiệm thức Fe chia đôi 0.0000879 (mg/cm2/ngày) Sắt nguyên tố thiết yếu sử dụng để tổng hợp diệp lục tố, cố định đạm, tham gia vào trao đổi chất, vận chuyển lượng nhiều trình khác Fe không di động cây, hấp thu chuyển lên Do đó, hai nghiệm thức gốc nhân đơi Fe, diện tích khối lượng tươi khối lượng khơ có giá trị cao nhiều so với nghiệm thức chia đơi Fe Lá nghiệm thức nhân đơi có diện tích lớn (26.148 cm2) ảnh hưởng hàm lượng Fe cao (40.005ppm) nguyên tố vi lượng tham gia vào cấu trúc kích thích hoạt động hầu hết enzim quang hợp ảnh hưởng tốt đến vận chuyển sản phẩm quang hớp quan kinh tế, rau xà lách Tuy nhiên so sanh hai nghiệm thức gốc nhân đôi ta thấy chênh lệch tốc độ phát triển không nhiều dù hàm lượng sắt dung dịch tăng gấp đơi, số tích lũy NAR cho thấy nghiệm thức gốc cho kết tốt Việc sử dụng nguồn sắt cao việc trồng trọt biện pháp tốt để gia tăng suất dẫn đến dư thừa lượng sắt mà cần dẫn đến tồn động đất gây lãng phí lâu dài ảnh hưởng đến hút rễ ion Fe2+, làm suy thoái rễ ảnh hưởng đến suất Dù nồng độ cao so với bình thường lượng Fe dung dịch nhân đơi chưa chạm ngưỡng gây ngộ độc cho (250-300ppm) Sắt nguyên tố vi lượng trồng nên ta thay đổi nồng độ sắt dung dịch 38 gây thay đổi lớn cây, nguyên tố vi lượng nên ta sử dụng với nồng độ thấp khuyến cáo ảnh hưởng đến rõ rệt cần lượng lại đóng vai trị quan trọng cây, có mặc nhiều q trình sinh hóa thành phần cấu tạo nên enzym phục vụ cho trình quang hợp vận chuyển chát hữu cơ, nên nghiệm thức chia đôi Fe thông số diện tích khối lượng có chênh lệch lớn với hai nghiệm thức lại, thiếu Fe việc hút K bị hạn chế điều đồng nghĩa với việc suất ẽ có thay đổi đáng kể K nguyên tố đa lượng quan trọng để tổng hợp nen chất dự trữ nhiều vai trò khác Chỉ số RGR NAR phản ánh ảnh hưởng nồng độ sắt trồng cách rõ rệt sắt lại đóng vai trị việc tích lũy chất dự trữ Cho nên Fe nên sử dụng theo hàm lượng thích hợp cho trơng khơng nên gia giảm để gây ảnh hưởng suất hay gây bệnh thiếu hụt, ngộ độc khoáng gây 39 THÍ NGHIỆM 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH ĐẾN CÂY (ÁNH SÁNG, TRỌNG LỰC) I Cơ sở lý thuyết Thực vật có khả vận động quan, phân thể để thích ứng với biến động tác động tác nhân ngoại cảnh Chúng vận động chậm chạp nhờ phản ứng vận động sinh trưởng hướng, điều chỉnh tác nhân kích thích ánh sáng, trọng lực, nước, dinh dưỡng… từ hình thành nên phản ứng vận động sinh trưởng hướng như: quang hướng động, địa hướng động, hóa hướng động, nước hướng động hướng tiếp xúc Hướng động giúp thích nghi biến đổi mơi trường để tồn phát triển Các tác nhân ngoại cảnh a Ánh sáng Ánh sáng yếu tố vô quan trọng cho sinh trưởng cần cho q trình quang hợp Dựa vào nhu cầu ánh sáng người ta chia thực vật thành hai nhóm: ưa sáng ưa bóng Ánh sáng có tác dụng kích thích dịng vận chuyển chất hữu khỏi lá, sáng tốc độ vận chuyển chất đồng hóa Libe nhanh tối Ánh sáng ảnh hưởng cách gián tiếp thông qua sinh trưởng tế bào Và tác nhân kích thích làm cho phản ứng Quang hướng động Trong trường hợp khơng có lực hấp dẫn, ánh sáng đóng vai trị lớn việc hướng dẫn rễ phát triển b Trọng lực Từ thời Khoa học phát triển người ta biết tăng trưởng xanh bị ảnh hưởng nhiều yếu tố trọng lực số Trên Trái đất, rễ thực vật biểu trạng thái đặc trưng gọi “uốn” “xiên”, người ta cho trạng thái bị ảnh hưởng phần lớn từ trọng lực Ở rễ thực vật, “uốn” bao gồm chuỗi uốn lượn đặn, đầu rễ q trình tăng trưởng đồng thời cảm nhận tránh né chướng ngại vật, phụ thuộc vào cảm nhận cảm ứng với trọng lực “Xiên” lấn tới rễ mọc bề mặt gần thẳng đứng Người ta cho phát triển rễ dựa vào hướng trọng lực chịu chế giống chế ảnh hưởng đến uốn, giúp rễ len lỏi vào đất bám chặt đất Từ trạng thái rễ mọc đất giúp đứng vững không bị bật gốc, đồng thời giúp lấy nhiều nước khoáng chất từ đất Tuy nhiên trường hợp khơng có trọng lực đa phần sinh trưởng phát triển (nhưng theo chiều hướng không cao) c Nước khoáng chất Nước nhân tố cần thiết chất hữu chất vơ hịa tan nước cho chảy mạch dẫn ni thể Chính nước ảnh hưởng đến 40 chiều hướng vận chuyển phân bố chất đồng hóa Trong đời sống cây, thiếu nước giai đoạn ảnh hưởng đến sinh trưởng, pha lớn lên tế bào thiếu nước sinh trưởng bị kìm hãm mạnh Dinh dưỡng cần sinh trưởng phát triển toàn diện Chế độ dinh dưỡng khống có ảnh hưởng lớn đến vịng vận chuyển chất đồng hóa Các ngun tố khống dù mức độ trực tiếp hay gián tiếp điều có vai trò quan trọng d Nhiệt độ Nhiệt độ yếu tố ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng Cây sinh trưởng khoảng nhiệt độ rộng, vậy, loại trồng khác tồn điểm nhiệt độ tối thấp tối cao khác Trong giới hạn nhiệt độ sinh trưởng có nhiệt độ tối thích cho sinh trưởng, nhiệt độ sinh trưởng xảy thuận lợi, nhiệt độ tốc độ sinh trưởng giảm Giới hạn nhiệt độ sinh trưởng thay đổi theo thích nghi trồng vùng sinh thái khác Sinh trưởng quan khác nằm khoảng nhiệt độ khác Đồng thời Sự chênh lệch nhiệt độ ban ngày ban đêm có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng e Hàm lượng oxy Thực vật sử dụng oxy cho q trình hơ hấp để giải phóng lượng cung cấp cho hoạt động sống thể Nồng độ oxy khí chiếm khoảng 21%, nồng độ thích hợp cho phận mặt đất sinh trưởng Nếu vượt q nồng độ sinh trưởng phận mặt đất bị kìm hãm Đối với rễ, sinh trưởng đất điều kiện thiếu oxy, tầng đất sâu hay bị úng nước nên cần oxy cho sinh trưởng Khi hàm lượng oxy đất giảm xuống 10% sinh trưởng rễ bị giảm, 5% rễ ngừng sinh trưởng, 3% rễ chết Phản ứng vận động sinh trưởng hướng a Quang hướng động Quang hướng động (hướng sáng) phát triển mơ thực vật hướng phía sáng đáp ứng với thông lượng trực tiếp gradient Tính hướng sáng thân, cành sinh trưởng thân, cành hướng phía nguồn sáng → Hướng sáng dương Rễ uốn cong theo hướng ngược lại →→ Hướng sáng âm Do phía tối nồng độ auxin cao nên kích thích tế bào sinh trưởng dài nhanh làm cho quan uốn cong phía kích thích Rễ mẫn cảm với auxin thân nồng độ auxin phía tối cao gây ức chế sinh trưởng kéo dài tế bào làm cho rễ uốn cong xuống đất Vai trò quang hướng động giúp tìm đến nguồn sáng để quang hợp b Địa hướng động (hướng trọng lực) Địa hướng động (hướng trọng lự) Là hướng động quan thực vật đáp ứng với trọng lực Nếu đặt nằm ngang, chồi nghiêng lên phía ngược 41 chiều với trọng lực (địa hướng động âm), trái lại rễ nghiêng xuống theo chiều trọng lực (địa hướng động dương) Do phân bố điện tích auxin khơng hai mặt rễ Mặt có lượng auxin thích hợp cần cho phân chia lớn lên kéo dài tế bàọ làm rễ cong xuống đất Vai trò địa hướng động đảm bảo cho rễ mọc vào đất để giữ hút nước khống chất có đất giúp sinh trưởng phát triển Đỉnh rễ hướng trọng lực dương, đỉnh thân hướng trọng lực âm Hướng trọng lực giúp giữ đất không bị đổ c Hóa hướng động Hướng hóa phản ứng sinh trưởng hợp chất hóa học Tác nhân kích thích gây hướng hóa axit, kiềm, muối khống… Hướng hóa phát rễ, ống phấn, lơng tuyến gọng vó… Hướng hóa dương quan sinh trưởng hướng tới nguồn hóa chất Hướng hóa âm phản ứng sinh trưởng tránh xa hóa chất d Nước hướng động Hướng nước sinh trưởng rễ hướng tới nguồn nước Hướng hóa hướng nước có vai trị giúp rễ thực vật hướng tới nguồn nước phân bón đất e Hướng tiếp xúc Hướng tiếp xúc phản ứng sinh trưởng tiếp xúc Cơ sở uốn cong tiếp xúc: + Do sinh trưởng không đồng tế bào phía quan + Các tế bào phía khơng tiếp xúc kích thích sinh trưởng nhanh làm quan uốn cong phía tiếp xúc f Mở rộng Đối với phản ứng hướng động, quang hướng động có vai trò quang trọng thực vật Giúp quang hợp đồng thời trường hợp khơng có trọng lực (khơng có địa hướng động) quang hướng động đóng vai trị lớn việc hướng dẫn rễ phát triển thay phần cho địa hướng động, nhờ vào chế: rễ (hướng sáng âm) mẫn cảm với auxin thân nồng độ auxin phía tối cao gây ức chế sinh trưởng kéo dài tế bào làm cho rễ uốn cong xuống đất Ngồi ra, khơng có phản ứng quang hướng động số trường hợp không hấp thụ ánh sáng mặt trời từ khơng quang hợp chết II Thí nghiệm - Ý nghĩa thí nghiệm: Bài thí nghiệm giúp hiểu tác nhân ánh sáng trọng lực ảnh hưởng đến đồng thời giúp biết cách thích nghi với mơi trường phản ứng vận động hướng động: Giúp thực vật hướng đến tác nhân có lợi tránh xa tác nhân có hại, từ thích nghi với mơi trường sống ln thay đổi, giúp tồn phát triển theo thời gian 42 Chuẩn bị dụng cụ - chậu nhựa nhỏ - thùng giấy: + Thùng 1: Khoét lỗ nhỏ cho hơ hấp đồng thời kích thước nhỏ tránh ánh sáng qua + Thùng 2: Khoét lỗ tròn đường kính khoảng 2cm góc thùng - Giống: Đậu xanh (lựa 25 hạt không bị hư hại, tổn thương, hạt trịn khơng bị lép hạt) - Đất trồng (hoặc giá thể) Cách thực - Cho đất (giá thể) vào chậu chuẩn bị sẵn đồng thời trồng vào chậu hạt đậu xanh, hạt cách khoảng 1cm, hạt gieo xuống cách mặt đất chậu từ 3- 4cm lấp lại) Tưới nước vào chậu chuẩn bị sẵn để đất chậu có độ ẩm thích hợp cho đậu xanh nảy mầm - Tiến Hành Bố trí chậu: • Chậu 1: Đặt thẳng đứng chậu nơi có ánh sáng đầy đủ • Chậu 2: Đặt thẳng đứng thùng • Chậu 3: Đặt nằm ngang chậu nơi có ánh sáng đầy đủ kế bên chậu • Chậu 4: Đặt nằm ngang chậu thùng kế chậu • Chậu 5: Đặt chậu nằm ngang thùng mặt chậu hướng phía lỗ khoé, chậu cách lỗ khoảng 15 cm (lưu ý: ngồi ánh sáng lỗ kht khơng cho ánh sáng khác chiếu vào bên thùng 2) Bố trí thùng • Thùng đặt nơi tối (khơng có ánh sáng chiếu vào tốt) • Thùng đặt nơi có ánh sáng - Nhiệt độ chậu nhau, thời gian tưới nước độ ẩm - Quan sát phát triển đậu xanh 15 ngày, xem xét ánh sáng trọng lực ảnh hưởng đến kiểu dáng hình dạng giải thích tượng III Kết thí nghiệm giải thích tượng quan sát sinh trưởng kết thí nghiệm - Đầu tiên tốc độ nảy mầm khỏi mặt đất: + Chậu 2, chậu 4, chậu 5: ngày thứ mọc lên khỏi mặt đất + Chậu 1, chậu 3: ngày thứ mọc lên khỏi mặt đất - ngày sau gieo hạt: + Chậu 1: Nếu quan sát kĩ thấy thân to chút chiều rộng, chiều dài thấp tầm 0.5-1cm, mầm to so với tối, có màu vàng nhạt 43 + Chậu 2: Thân nhỏ so với để ánh sáng, chiều dài tầm 1.52cm, mầm nhỏ, thân phát triển thẳng, có màu vàng nhạt + Chậu 3: Thân tầm trung, có dấu hiệu tính hướng sáng, thân hướng cong lên phía ánh sáng, chậu 1: to tối, chiều dài tầm 0.81.2cm, có màu vàng nhạt + Chậu 4: Thân chậu 2, có dấu hiệu thân cong lên cao, thân tạo với chậu góc vng, chậu 2, chiều dài khoảng 2- 2.5cm, có màu vàng nhạt + Chậu 5: Tương tự chậu 4, có dấu hiệu cong hướng thẳng đứng, mầm thuộc mức trung bình chậu, chiều dài khoảng 2-2.5 cm, có màu vàng nhạt Nhìn chung chưa có khác biệt rõ ràng chậu - 10 ngày sau gieo hạt: + Chậu 1: Thân mập mạp, có chiều dài khoảng từ 3-4cm, to, tỏa rộng chuyển dần sang màu xanh, hướng thẳng lên cao + Chậu 2: Thân yếu mỏng, cao vống lên dài chiều dài từ 10-13 cm, nhỏ màu vàng có cịn co chụm, mọc thẳng + Chậu 3: Thân mập mạp, có chiều dài 3,5- 4,3 cm, to, tỏa rộng chuyển dần sang màu xanh, nằm ngan cong lên theo chiều ánh sáng + Chậu 4: Thân yếu mỏng, cao vống lên dài, chiều dài khoảng 9-10.8cm, nhỏ màu vàng có cịn co cụm, có hướng cong lên ngược chiều trọng lực + Chậu 5: Thân thuộc dạng tung bình chậu, dài, chiều dài tù 7-8.5 cm, tầm trung có chút màu xanh, lúc đầy cong lên cao dần cong xuống theo hướng lỗ sáng Hình dạng có khác biệt chậu Cây tối cao mỏng manh so với sáng - 15 ngày sau (hoàn thành thời gian trồng cây, từ xem xét hình dáng phát triển cách tổng quát hơn) + Chậu 1: Thân bắt đầu cứng cáp chuyển dần sang màu xanh, chiều dài 5-6cm, to có màu xanh dài 3-4cm rộng 2-2.5cm, đứng thẳng đồng thời rễ hướng thẳng xuống đất chiều trọng lực 44 Hình 89: Cây đại diện chậu có ánh sáng chậu bình thường, thân thẳng, cứng cáp Hình 90: Lá xanh chậu + Chậu 2: Thân mỏng manh yếu, cao vống lên chiều dài khoảng 1523cm, màu vàng nhạt, nhỏ khơng phát triển thêm so với 10 ngày dài 1,5cm rộng 0,5cm, rễ mọc thẳng xuống đất, hướng thẳng lên ngược chiều trọng lực, có vài bắt đầu héo Hình 91: Cây đại diện cho chậu Hình 92: Lá màu vàng bị co chậu 45 Thân dài, mỏng, yếu, cao vống lên + Chậu 3: Thân cứng cáp chuyển dần sang màu xanh, dài khoảng 7-8cm, màu xanh to dài 3-3,5cm rộng 1.5-2cm, cong lên phía ánh sáng rễ cong xuống phía đất Hình 93: Cây đại diện hình dạng chậu Hình 94: Lá đại diện cho chậu xanh to Thân cứng cáp, thân cong lên rễ cong xuống + Chậu 4: Thân mỏng manh yếu, dài mọc vống lên khoảng 15-20cm, nhỏ màu vàng dài 1,5cm rộng 0,5 cm, thân cong lên ngược hướng trọng lực rễ cong xuống mặt đất, có vài héo Hình 95: Cây đại diện chậu 4, thân cao vống yếu, thân cong lên thẳng rễ cong xuống đất rõ Hình 96: Lá đại diện chậu nhỏ, không đều, màu vàng + Chậu 5: Thân dài nhỏ, yếu cứng so với chậu tối khoảng 8-10cm có màu xanh to trung bình, thân cong lên thời gian phát triển bị cong lên xuống theo hướng lỗ có ánh sáng, rễ cong xuống theo hướng trọng lực 46 Hình 97: Cây đại diện cho chậu Thân dài, thân cong xuống theo hướng ánh sáng rễ cong xuống theo hướng trọng lực Hình 98: Lá đại diện chậu có màu xanh, tầm trung Giải thích tượng Chậu 1: Cây phát triển tốt nhờ điều kiện ngoại cảnh thuận lợi (ánh sáng đầy đủ, thuận theo chiều trọng lực) Chậu 2: Cây tối quang hợp, diệp lục bị phân hủy nên màu xanh thay vào màu vàng nhóm sắc tố carotenoit Mặc khác, bóng tối bị nước, lượng hormone Auxin sản sinh nhiều hormone AAB nên làm tăng tỉ lệ Auxin/AAB => có tương mọc vống lên Đồng thời theo địa hướng động đỉnh rễ hướng trọng lực dương, đỉnh thân hướng trọng lực âm nên dóng lên cao Chậu 3: Vì tiếp xúc với ánh sáng quang hợp nên có màu xanh Đồng thời vận động quang hướng động (thân hướng dương, rễ hướng âm) địa hướng động (thân hướng âm rễ hướng dương), có mặt Auxin phát triển mạnh phần tối làm cho phần thân cong lên cao theo hướng ánh sáng phần rễ cong xuống theo hướng trọng lực Trái Đất Chậu 4: Tương tự chậu Chậu 2: Cây tối quang hợp, diệp lục bị phân hủy nên màu xanh thay vào màu vàng nhóm sắc tố Carotenoit Mặc khác, bóng tối lại bị nước, lượng hormone Auxin sản sinh nhiều hormone AAB nên làm tăng tỉ lệ Auxin/AAB => có tương mọc dóng lên Ngồi ảnh hưởng địa hướng động (thân địa hướng động âm rễ địa hướng động hướng dương) từ thân cong lên ngược hướng trọng lực rễ cong xuống hướng trọng lực Chậu 5: Đầu tiên có tếp xúc với ánh sáng nên xảy trình quang hợp nên có màu xanh Ngọn quay hướng ánh sáng (hướng sáng dương) !à phân bố auxin, dạng axit indolaxêtic (AIA) không Auxin vận chuyển chủ động phía ánh sáng Lượng auxin nhiều kích thích kéo dài tế bào (một phần nhờ vào lượng nước so với hồn tồn ngồi sáng nên lượng Auxin sản sinh nhiều hơn) làm cho thân vươn dài phía lỗ có ánh sáng 47 Rễ có tính hướng địa dương nên rễ cong xuống phía đất chiều trọng lực Về phần mở rộng thêm chậu chậu thời gian dài khơng có ánh sáng không quang hợp dẫn tới bị héo úa chết dần 48 Tài liệu tham khảo Giáo trình sinh lý thực vật PGS Nguyễn Bá Lộc, PGS Trương Văn Lung, TS Võ Thị Mai Hương, ThS Lê Thị Hoa, ThS Lê Thị Trĩ, 2011 Giáo trình sinh lý thực vật Ts Nguyễn Kim Thành, 2005 Giáo trình sinh lý thực vật GS TS Hoàng Minh Tấn (Chủ biên) PGS TS Vũ Quang Sáng, TS Nguyễn Kim Thanh, 2006 Giáo trình sinh lý thực vật Ts Nguyễn Bá Nam Chuyên thủy canh Kỹ sư nơng học, kỹ sư hóa học.Huỳnh Đức Tâm Vai trị phân bón vi lượng sản xuấtn ơng nghiệp Đồn Hải Nam Chi cục bảo vệ thực vật tỉnh Lâm Đồng Giáo Trình Sinh lý thực vật (Sở giáo dục đào tạo Hà Nội) TS Nguyễn Kim Thanh (chủ biên) Cử nhân Nguyễn Thuận Châu; NXB Hà Nội – 2005; chương 7: Sinh trưởng phát triển thực vật, chương 5: vật chuyển đồng hóa chất cần thiết Sinh Học Nâng cao lớp 11, NXB Giáo Dục; Phần: Tác nhân ngoại cảnh ảnh hưởng đến cây; 23: Hướng động QCVN 4-10: 2010/BYT, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia phụ gia thực phẩm, phẩm màu, Hà Nội, 2010 49 ... lượng khô sau thu hoạch 37 BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM 1: SỰ VẬN CHUYỂN CỦA NƯỚC VÀ MUỐI KHOÁNG I Cơ sở lý thuyết Sự trao đổi nước thực vật trình sinh lý quan trọng Nó bao gồm ba trình xảy... mạnh thực vật hạt trần thông, phi lao,…; cấu trúc mạch gỗ lại phát triển mạnh thực vật hạt kín trồng - Hệ thống quản bào Chúng bao gồm tế bào hẹp dài hẳn chất nguyên sinh chết Chúng có thành... thuyết Vai trò cua nguyên tố khoáng thực vật Các nguyên tố khống đóng vai trị quan trọng đời sống thực vật Chất khoáng thành phần xây dựng nên chất hữu cơ chất nguyên sinh, cấu trúc nên tế bào quan