Sinh học thực vật chương 3 tổ chức cơ thể thực vật

Mô phân sinh có ở nơi có sự tăng trưởng mạnh: ngọn rễ và ngọn thân, vỏ cây, giữa phần vỏ và gỗ - Những tế bào được sinh ra từ mô phân sinh lớn lên và chuyên hóa thành mô trưởng thành v

Chương 3

TỔ CHỨC CƠ THỂ

THỰC VẬT

I Tầm quan trọng của thực vật

Thực vật và con người

• Ngũ cốc: gạo, lúa mì, bắp, yến mạch…

• Củ: khoai mì, khoai tây, khoai lang, khoai sọ…

• Đậu: đậu nành, đậu phọng, đậu Hà lan…

• Trái cây: cam, chuối, bơ, xoài…

• Rau: xalách, cải, thì là…

• Quả hạch: óc chó, điều, dừa…

• Dầu: dừa, đậu nành, hạt vải…

• Đồ uống: café, cacao, trà, bia…

Thực vật và con người

Gieo trồng thực vật nhằm

• Chất làm ngọt: mía, cải đường, bắp…

• Gia vị: hành, tiêu, ớt, hồi…

• Thảo mộc: xạ hương, ngải đắng, thì là…

• Hương liệu: cacao, dừa, quinin…

• Màu: nghệ, dứa, cà chua…

• Phụ gia: cao su, chanh, cam…

• Trang trí: các loại hoa, cỏ….

• Các bữa ăn nhanh: bắp, hạt bí,

hướng dương

Thực vật và con người

Lạp cổ đại, con người đã biết sử dụng vỏ cây liễu trắng để chữa bệnh đau đầu

Ngày nay, hầu hết các loại thuốc đều dùng để phòng và trị bệnh đều có nguồn gốc từ tất cả các bộ phận của thực vật

Thực vật và con người

• Thực vật được sử dụng làm chất nhuộm vải

quần và các chất dùng để nhuộm vải đều có nguồn gốc từ thực vật

Thực vật và con người

nguồn nhiên liệu cung cấp năng lượng cho nhân loại hiện nay hầu hết có nguồn gốc từ thực vật

Thực vật và con người

• Những công dụng khác của thực vật : Hiện nay người ta đã ứng dụng thức vật vào nhiều lĩnh vực quan trọng khác phục vụ đời sống con người như làm vật trang trí, mỹ phẩm, xàphòng, bột giặt…

Thực vật và môi trường

• Thực vật là một phần tất yếu của sinh quyển, chúng hấp thu CO2 và cung cấp O2 cũng như những hợp chất hữu cơ cho những loài sinh vật khác

• Bên cạnh đó chúng góp phần cung cấp các loại khoáng cũng như tham gia vào việc giữ ổn định cấu trúc đất và giữ vững cân bằng sinh thái

Thực vật và môi trường

• Mối quan hệ giữa thực vật và động vật

Thực vật và môi trường

• Mối quan hệ giữa thực vật và vi sinh vật

Thực vật nguy hiểm

• Tuy nhiên trong thực tế

cũng thấy nhiều cái chết

vật gây nên dị ứng như

ho, chảy nước mũi, chảy

nước mắt…(phấn hoa, hạt

cỏ, mùi hoa…)

II Tổ chức cơ thể thực vật

Hai dạng thực vật

II Tổ chức cơ thể thực vật

Cơ thể của hầu hết sinh vật đa bào đều có

• Mô (tissue)

• Cơ quan (organ)

• Hệ cơ quan (system)

– Mô gồm nhiều tế bào giống nhau về cấu trúc và chức năng và được liên kết lại với nhau

– Cơ quan bao gồm nhiều mô khác nhau, liên kết lại để hình thành một đơn vị cấu trúc và chức năng

– Hệ cơ quan gồm một số các cơ quan phối hợp lại là một phức hệ chức năng trong đời sống của sinh vật

T ch c c th th c v tổ chức cơ thể thực vật ức cơ thể thực vật ơ thể thực vật ể thực vật ực vật ật

1.Moâ th c v tực vật ật

Mô thực vật có thể được chia làm hai loại:

- Mô phân sinh

- Mô chuyên hóa hay mô vĩnh viễn

- Mô phân sinh gồm những tế bào còn non, phân cắt tích cực để tạo ra những

tế bào mới Mô phân sinh có ở nơi có

sự tăng trưởng mạnh: ngọn rễ và ngọn thân, vỏ cây, giữa phần vỏ và gỗ

- Những tế bào được sinh ra từ mô phân sinh lớn lên và chuyên hóa thành mô trưởng thành vĩnh viễn, thường vẫn giữ đặc điểm về cấu trúc và chức năng trong suốt đời sống của chúng và không phân chia.

a Mô phân sinh

* Mô phân sinh ngọn

- Những vùng mô phân sinh ngọn nằm ở đầu rễ và đầu thân Mô phân sinh ngọn tạo ra tế bào mới giúp cho cây tăng trưởng theo chiều dài Mô được tạo ra bởi mô phân sinh ngọn gọi là mô sơ cấp

- Ở các cây họ Hòa bản (Poaceae) còn có thêm mô phân sinh lóng

Mô phân sinh đỉnh chồi

Mô phân sinh lóng

Mô phân sinh đỉnh rễ

* Mô phân sinh bên (tượng tầng)

Nằm giữa mộc và vỏ của cây và ngay

trong vùng vỏ Mô phân sinh bên phân cắt bằng cách ngăn vách theo mặt ngoài và mặt trong tạo ra những tế bào sẽ chuyên hóa thành hai loại mô khác nhau ở hai mặt của tượng tầng

Có hai loại tượng tầng:

- Tượng tầng libe mộc nằm giữa mộc và libe sơ cấp, tạo ra libe thứ cấp ở ngoài và mộc thứ cấp ở trong

- Tượng tầng sube nhu bì ở vùng vỏ, tạo

ra sube ở ngoài và nhu bì ở trong.

Tượng tầng chỉ hiện diện ở cây Song tử diệp

Tượng tầng giúp cho cây tăng trưởng theo đường kính và tạo ra mô thứ cấp

Tượng tầng sube nhu bì

Tượng tầng libe mộc

b Mô chuyên hóa

Mô chuyên hóa có thể được chia làm ba loại:

Mô che chở (biểu bì)

Mô căn bản: nhu mô, giao mô, cương

mô

Mô dẫn truyền: mộc (gỗ), libe

Ở một số loài thực vật, tế bào biểu bì có thể biến đổi thành một

số cấu trúc đặc biệt

Lông che chở

Tế bào khí khẩu

Cấu tạo của khí khẩu (A) Tế bào bảo vệ có vách phía trong dày, (B) Nước vào tế bào bảo vệ, áp suất làm vách cong lên làm mở lỗ khí, (C) Nước thoát

ra, áp suất giảm làm vách chùng xuống, lỗ khí đóng lại

Lông hút ở cây mầm, Lông hút trong đất

Biểu bì biến đổi thành lông

Mô căn bản

Nhu mô và giao mô Cương mô

để tạo ra các loại tế bào khác

Tế bào nhu mô là những tế bào sống lúc trưởng thành chỉ

có vách sơ cấp và không có vách thứ cấp Giữa các tế bào thường có nhiều khoảng trống

Nhu mô ở lá là lục mô nơi xảy ra sự quang hợp Nhu mô của rễ và thân có chức năng dự trữ chất dinh dưỡng và nước.

Mô dẫn truyền

Mô dẫn truyền gồm những tế bào hình ống, dẫn truyền nước và các chất hòa tan đi từ vùng này đến vùng khác trong cơ thể thực vật

Có hai loại mô dẫn truyền chính: mô mộc và

mô libe Cả hai loại mô này đều được tạo ra từ

mô phân sinh ngọn và mô phân sinh bên và vì thế có thể là mô sơ cấp hay thứ cấp tùy theo nguồn gốc của chúng

Mô dẫn truyền là loại mô phức tạp gồm nhiều loại tế bào

Mô mộc

muối khoáng từ rễ lên

Mô mộc làm thành một đường dẫn xuyên suốt chạy từ rễ lên thân và lá

Ở thực vật có hoa chỉ có hai loại tế bào dẫn truyền là sợi mạch và mạch Các tế bào sợi mạch

và mạch nối tiếp nhau để tạo ra các ống dài vận chuyển các chất đi lên

Tế bào chất và nhân của những tế bào này đều thoái hóa khi trưởng thành, vách tế bào với lớp thứ cấp, vách tẩm mộc tố dày

Sợi mộc và mạch mộc

Mô libe

Mô libe vận chuyển các vật chất hữu cơ như carbohydrat được tổng hợp trong quang hợp và acid amin Trong mô libe, vật chất có thể di chuyển theo cả hai hướng lên và xuống

Mô libe là một loại mô phức tạp, gồm các ống sàng, các tế bào kèm và nhu mô libe ống sàng là những tế bào dẫn truyền của mô libe, chúng vẫn là những tế bào sống khi tế bào trưởng thành

Vách ngăn ngang của chúng thủng thành sàng với các lỗ sàng để dẫn truyền vật chất lên xuống trong cây

Mô libe

Mô libe

2 CƠ QUAN DINH DƯỠNG

Hình thái của rễ

Rễ là cơ quan dinh dưỡng của cây có nhiệm

vụ hấp thu nước và muối khoáng, vận chuyển các chất này đi khắp trong cây đồng thời giúp giữ chặt cây vào đất Hệ thống rễ của cây thường phân nhánh rất nhiều và mọc rất xa vào trong đất

Để thực hiện chức năng hấp thu, ngoài sự phân nhánh thành rễ con và tăng dài ở đầu rễ, rễ

có một vùng mang các lông hút là những tế bào căn bì mọc dài

(A) Rễ trụ (B) Rễ chùm

Thí dụ: Ở cây Lúa, cao không quá 1m, người ta ước tính có đến 14 triệu rễ con với tổng chiều dài khoảng

600 km

So sánh cấu trúc

rễ song tử diệp và rễ đơn tử diệp

Cấu trúc của rễ

Ngoài cùng là một lớp tế bào căn bì, không có lớp cutin trên bề mặt Một số tế bào căn bì dưới đầu rễ mọc dài ra thành lông hút

Bên dưới căn bì là vùng vỏ dày chỉ gồm nhu mô và

vô số khoảng trống giữa các tế bào Các tế bào nhu mô

vỏ thường chứa nhiều tinh bột.

Vỏ thường dày và quan trọng ở rễ non nhưng rất tiêu giảm hay không còn ở những rễ già.

Trong cùng của vùng vỏ là nội bì gồm một lớp tế bào Đặc điểm của tế bào nội bì là có một khung Caspary, là dải mộc tố và suberin không thấm nước Vách của tế bào nội bì trưởng thành rất dày và rắn chắc

Nội bì là ranh giới giữa phần ngoài và lõi chứa mô dẫn truyền Phần lõi này được gọi là trụ

Ngay bên trong nội bì là một lớp tế bào nhu mô vách mỏng được gọi là chu luân; những tế bào này có khả năng phân sinh và có thể tạo ra những tế bào mới mọc dài từ trụ ra ngoài để tạo ra rễ con.

Nội bì (A) Nội bì ở lát cắt ngang, (B) Nội bì với khung Caspary

Ở rễ cây Song tử diệp, phần giữa của trụ thường chỉ có hai loại mô là mô mộc và mô libe Mô mộc với vách dày thường làm thành hình chữ thập hay hình sao và các mô libe nằm xen kẻ với các mô mộc Nhu mô ở giữa trụ (nhu

Rễ to đơn tử diệp thường có vùng nhu mô ở giữa trụ, được gọi là tủy, mô mộc và mô libe cũng xen kẻ nhau nhưng mô mộc không có hình sao như ở rễ

Hình thái của thân

Thân là cơ quan mang lá, nơi lá gắn vào thân

là mắt, khoảng giữa hai mắt là lóng

Ở nách lá, nơi lá gắn vào thân có các chồi nách, chồi nách hoạt động cho ra nhánh

Ở ngọn thân và ngọn nhánh có chồi ngọn, chồi ngọn mọc cho ra lá và lóng khác làm cho thân cao lên

Thân thường được chia làm hai loại: thân cỏ

và thân gỗ Thân cỏ mềm, mọng nước, trong khi thân gỗ thì cứng và rắn chắc

Thân

Các dạng thân ở thực vật

Thân cỏ gồm thân cỏ Song tử diệp và đơn tử diệp.

Hầu hết cây thân cỏ đơn tử diệp nhất niên: Lúa, bắp, Lan, Huệ…

Phần lớn các cây Song tử diệp thân cỏ cũng nhất niên như hoa màu: Cải, Đậu Một số cây Song tử diệp thân cỏ khác thì đa niên

Tất cả các Song tử diệp thân gỗ đều đa niên Những cây có lá rụng theo mùa và hầu hết những thực vật có hoa là những cây Song tử diệp thân gỗ Một số cây đơn tử diệp có thân gỗ như Cau, Dừa là kiểu thân gỗ tiến hóa từ thân cỏ không có cơ cấu thứ cấp

Thân

Cấu trúc thân

Hoạt động của thân

Sơ đồ cắt ngang thân (A) Đơn tử diệp, (B) Song tử diệp non,

(C) Song tử diệp già

Cơ cấu của thân

Cơ cấu của thân cây đơn tử diệp

Mô ngoài cùng là biểu bì Mô dẫn truyền của thân làm thành những bó thẳng đứng riêng biệt rải rác khắp trong nhu mô của thân, tạo nên nhiều vòng bó libe mộc (bó mạch)

Mỗi bó mạch được bao quanh bởi bao bó mạch, trong

đó mộc chuyên hóa chu vi bao lấy libe nên bó mạch có hình chữ V Khi thân gia tăng đường kính, nhiều bó mới được thành lập về phía ngoại biên Tất cả những mô này đều có nguồn gốc từ mô phân sinh ngọn Mô của hầu hết cây đơn tử diệp là mô sơ cấp

Thân

Sơ đồ thân Đơn tử diệp (A) Thân non, (B) Thân già,

(C) Chi tiết một bó mạch

Cơ cấu của thân cây Song tử diệp

của thân là biểu bì Kế đến là vùng vỏ, ngay dưới biểu bì là nhu mô và vùng tế bào giao mô có vách dày

Bên trong của vùng vỏ là trụ với mô dẫn truyền Như cây non đơn tử diệp, mô mộc và mô libe của cây thân cỏ Song tử diệp cũng sắp xếp thành những bó riêng biệt

Thân

Sơ đồ thân Song tử diệp (A) Lát cắt ngang, (B) Chi

tiết bó mạch

Cấu tạo thân gỗ

song tử diệp

Cách sắp xếp của lá trên thân

Lá gắn vào thân ở mắt Cơ cấu và cách sắp xếp của lá

có xu hướng sao cho nhận được ánh sáng tối đa nhưng mất nước tối thiểu và cho phép CO2 từ khí quyển vào được bên trong

Lá sắp xếp trên thân theo một trật tự nhất định, kiểu sắp xếp này được gọi là diệp tự và đã được định sẵn trong đỉnh ngọn của thân

Các diệp tự đều có xu hướng sắp xếp sao cho lá này che khuất lá khác một cách ít nhất và nhận được ánh sáng nhiều nhất.

Hình thái của lá

Phần lớn lá có một cuống hẹp và một phiến to, dẹp, mỏng, trên mặt có một hệ gân

lá

Lá cây Song tử diệp thường có một gân chính to từ đó phát xuất ra nhiều gân phụ nhỏ hơn, trong khi ở lá ơn tử diệp thường các gân gần bằng nhau và gần như song song theo trục dọc của phiến lá

• Lá đơn với một phiến duy nhất như lá Mận, Xoài , lá kép gồm nhiều lá phụ, mỗi lá có một cuống riêng như lá So đũa, Phượng

• Lá non có thể thay đổi hình dạng và màu sắc khi trưởng thành

• Kích thước của lá thay đổi từ vài mét ở lá Cau, Dừa đến chỉ vài milimet ở nhiều loài.

Lá

Các dạng lá cây

Cơ cấu của phiến lá

Đặc tính cơ cấu của lá là có đối xứng hai bên nhờ đó dễ phân biệt với rễ và thân có đối xứng qua trục

Một lá điển hình có cấu tạo gồm biểu bì trên và biểu bì dưới bao lấy diệp nhục có chứa lục lạp bên trong

Mô dẫn truyền từ thân đi vào cuống lá, vào lá chúng phân nhánh thành hệ gân lá

Cấu trúc lá cây

SỰ SINH SẢN VÔ TÍNH (asexual reproduction)

• Sinh sản vô tính trong đó thế hệ con cháu xuất xứ từ một cá thể cha mẹ duy nhất

• Do sự nguyên phân của tế bào

• Không có sự phối hợp giao tử; do đó con cháu đồng nhất về kiểu di truyền

– Giâm cành (clone from cuttings)

– Chiết cành

– Ghép cành

– Cây trong ống nghiệm

I SỰ SINH SẢN VÔ TÍNH

I SỰ SINH SẢN VƠ TÍNH

* Ghép cành

I SỰ SINH SẢN VÔ TÍNH

* Chi t cành ết cành

I SỰ SINH SẢN VƠ TÍNH

Các bước của kỹ thuật chiết cành

Thao tác chiết cành

Cấu trúc bầu chiết

Quy trình kỹ thuật giâm cành

Cắt cành giâm

Xử lý hormon và chuẩn bị môi trường giâm

Trồng cành giâm

Cành giâm ra rễ

* Cây trong ống nghiệm

Kỹ thuật mới của ngành thực vật học và công nghệ di truyền, ứng dụng sự sinh sản dinh dưỡng của thực vật

Người ta có thể nuôi cấy tạo ra một cây hoàn chỉnh từ một phần nhỏ của một cây; từ một mảnh mô hay từ một tế bào

Trong môi trường nhân tạo với các dưỡng chất

và hormon, các tế bào phân cắt với tác động của các hóa chất và các chất kích thích tăng trưởngsẽ phát triển thành cây hoàn chỉnh

I SỰ SINH SẢN VÔ TÍNH

Các bước căn bản của nuôi cấy mô thực vật

SỰ SINH SẢN HỮU TÍNH (sexual reproduction)

• Chu kỳ sống của thực vật hạt kín có sự xen kẻ thế hệ (alternation of generation), gồm thế hệ đơn bội và thế hệ lưỡng bội

• Sự nguyên phân trong giao tử thực vật tạo

ra giao tử, tinh trùng hoặc trứng

• Ở các cây hạt kín (angiosperm) bào tử và cây giao tử thực vật được tạo ra trong hoa

Sự sinh sản ở rêu

Dương xỉ (Fern)

Dương xỉ (A) Lá non, (B) Cây ráng, (C) Lá mang bào tử nang

Thạch tùng (Lycopodium) , Mộc tặc (Equisetum )

Thạch tùng (Lycopodium) Mộc tặc (Equisetum )

Sự sinh sản ở khuyết thực vật

Thực vật hạt trần (Gymnosperm)

Cây Thiên Tuế

Tùng bách tán

Cù Tùng

Thực vật hạt trần (Gymnosperm)

Thực vật hạt trần (Gymnosperm)

Bạch quả

Dây gấm

Hai lá

Sự sinh sản ở thực vật hạt trần

Tổ chức sinh sản của hiển hoa

Sự hình thành giao tử cái

• Sự giảm phân xảy ra một lần trong mỗi noãn tạo

ra bốn đại bào tử (megaspore) đơn bội, ba trong

số đó sẽ hoại đi

• Ðại bào tử còn lại tiếp tục gián phân một vài lần

Sự hình thành giao tử đực

Sự hình thành giao tử đực

• Mỗi bao phấn có bốn túi phấn, tế bào đặc biệt giảm phân tạo ra nhiều tiểu bào tử (microspore) đơn bội

• Mỗi tiểu bào tử phân chia một lần tạo ra hai nhân đơn bội

là nhân dinh dưỡng và nhân sinh dục

• Tế bào này phát triển thành hạt phấn (pollen grain) là cây giao tử thực vật đực

• Hạt phấn được phóng thích Khi hạt phấn được nướm tiếp nhận do sự thụ phấn (pollination), ống phấn mọc dài ra;

• Sự tăng trưởng do nhân dinh dưỡng điều khiển, cùng lúc

đó nhân sinh dục phân chia tạo ra hai tinh trùng.

Sự thụ phấn và thụ tinh

– Ống phấn mọc xuyên qua mô của nướm, vòi và vào trong bầu noãn – Khi đầu của ống phấn vào trong noãn, chúng phóng thích hai tinh trùng vào túi phôi