Sinh sản là quá trình hình thành cơ thể mới, đảm bảo sự phát triển liên tục của loài. Cơ sở của sự sinh sản dựa trên sự phân chia, phân hóa tế bào. Chu trình sống của mọi thực vật trên đất liền được đan xen nhau bởi hai thế hệ cơ thể đa bào đó là: thể giao tử và thể bào tử. Thế hệ này sinh ra thế hệ kia nên quá trình này được gọi là sự xen kẽ thế hệ.
Trang 1Giảng viên hướng dẫn Học viên thực hiện
PGS.TS Nguyễn Khoa Lân Phan Nữ Ngọc Đoan Huyền
Khóa: K26 Chuyên ngành: Thực Vật Học
TIỂU LUẬN SINH SẢN Ở THỰC VẬT
Trang 2I KHÁI NIỆM SINH SẢN
II CÁC ĐẶC TRƯNG SINH SẢN CỦA THỰC VẬT TRÊN CẠN
III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN Ở THỰC VẬT
IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
V ƯU THẾ SINH SẢN Ở THỰC VẬT CÓ HẠT
Trang 3I KHÁI NIỆM SINH SẢN
loài
Trang 4CÁC ĐẶC TRƯNG SINH SẢN CỦA THỰC VẬT TRÊN CẠN
Phôi đa bào, phụ thuộc
Bào tử thành dày, nằm trong túi bào tử
Túi giao tử đa bào Xen kẽ thế hệ
Trang 5II CÁC ĐẶC TRƯNG SINH SẢN CỦA THỰC VẬT TRÊN CẠN
1 Sự xen kẽ thế hệ
cơ thể đa bào đó là: thể giao tử và thể bào tử Thế hệ này sinh ra thế hệ kia nên quá trình này được gọi là sự xen kẽ thế hệ.
Trang 6Chu trình sống của thực vật
Trang 7II CÁC ĐẶC TRƯNG SINH SẢN CỦA THỰC VẬT TRÊN CẠN
1 Sự xen kẽ thế hệ
bội Do đó, xen kẽ thế hệ biểu hiện khác nhau ở các nhóm TV từ thấp đến cao
sống còn thể giao tử ngày càng tiêu giảm
hợp tính ưu việt của hai hình thức sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính (khả năng thích ứng cao, hệ số sinh sản lớn, hình thức phát tán rộng )
Trang 8II CÁC ĐẶC TRƯNG SINH SẢN CỦA THỰC VẬT TRÊN CẠN
2 Phôi đa bào, sống phụ thuộc
còn gọi là thực vật có phôi
tử)
dinh dưỡng từ cây mẹ đến
Trang 9Phôi đa bào sống phụ thuộc
Phôi
Mô mẹ
Phần phát triển vào trong của vách
Tế bào vận chuyển theo giá noãn (đường viền xanh)
Phôi (LM) và tế bào vận chuyển theo giá noãn (TEM)
của Marchantia (một rêu tản)
2 µm
10 µm
Trang 10II CÁC ĐẶC TRƯNG SINH SẢN CỦA THỰC VẬT TRÊN CẠN
3 Bào tử có thành dày được hình thành trong túi bào tử
nguyên bào tử (tế bào mẹ bào tử) tiến hành giảm phân cho ra các bào tử
dặn và chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt Đây là đặc điểm thích nghi của nhóm thực vật sống trên cạn
Trang 11Bào tử có thành dày được hình thành trong túi bào tử
Bào tử Túi bào tử
Trang 12II CÁC ĐẶC TRƯNG SINH SẢN CỦA THỰC VẬT TRÊN CẠN
4 Túi giao tử đa bào
sự hình thành giao tử trong cơ quan đa bào gọi là túi giao tử.
lại bên trong phần phình của cơ quan
(Tinh tử tiến hóa hơn tinh trùng: Tinh trùng di chuyển phải phụ thuộc vào môi trường Đi kèm với tinh tử là thu tinh trong an toàn.)
thành phôi
Trang 13Túi giao tử đa bào- ‘Cơ quan sinh sản’
Túi trứng và Túi tinh ở Marchantia (một loại rêu tản)
Trang 15III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
1 Sinh sản vô tính
1.1 Khái niệm
giao tử cái, con sinh ra giống nhau và giống cây mẹ
Trang 16vậy quần thể phát triển nhanh
tạo giao tử và thụ tinh
III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
Trang 171 Sinh sản vô tính
1.1 Khái niệm
Nhược điểm
thay đổi, có thể dẫn đến hàng loạt cá thể bị chết
III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
Trang 181 Sinh sản vô tính
1.2 Các hình thức sinh sản vô tính
1.2.1 Sinh sản sinh dưỡng
mới được sinh ra trực tiếp từ cơ quan sinh dưỡng hoặc một phần cơ quan sinh dưỡng của cơ thể mẹ Có 2 hình thức sinh sản sinh dưỡng: tự nhiên và nhân tạo
III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
Trang 191 Sinh sản vô tính
1.2 Các hình thức sinh sản vô tính
1.2.1 Sinh sản sinh dưỡng
sinh trưởng nhanh, sớm ra hoa kết trái và tạo nên một quần thể đồng nhất Các
cá thể trong quần thể có thể hỗ trợ nhau trong các hoạt động sống
trường mới kém, sự già hóa diễn ra nhanh chóng, khó phát tán xa chủ yếu ở xung quanh cây mẹ, tạo ra tính cạnh tranh cùng loài
III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
Trang 201 Sinh sản vô tính
1.2 Các hình thức sinh sản vô tính
1.2.1 Sinh sản sinh dưỡng
Ứng dụng: nhân giống vô tính như các phương pháp nuôi cấy mô, giâm cành, chiết cành, ghép cành
III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
Trang 21Một số hình thức sinh sản sinh dưỡng trong tự nhiên
Trang 22Sinh sản sinh dưỡng nhân tạo
Trang 23III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
1 Sinh sản vô tính
1.2 Các hình thức sinh sản vô tính
Lợi ích của việc ứng dụng SSVT ở TV:
nhà trồng trọt áp dụng để trồng hay tạo cây mới
Trang 24III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
1 Sinh sản vô tính
1.2 Các hình thức sinh sản vô tính
1.2.2 Sinh sản bằng bào tử
đoạn nhất định trong quá trình phát triển hoặc có khi toàn bộ cơ thể là một túi bào tử (tảo đơn bào)
Trang 25III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
1 Sinh sản vô tính
1.2 Các hình thức sinh sản vô tính
1.2.2 Sinh sản bằng bào tử
các bào quan chất dự trữ lipit
thể mới
Trang 26III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
1 Sinh sản vô tính
1.2 Các hình thức sinh sản vô tính
1.2.2 Sinh sản bằng bào tử
trạng của mẹ, mở rộng được khu phân bố nhờ sự phát tán của bào tử
Trang 27III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
2 Sinh sản hữu tính
2.1 Khái niệm
tử cái thông qua sự thụ tinh tạo nên hợp tử Hợp tử phát triển thành cơ thể mới
Trang 28III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
2 Sinh sản hữu tính
2.1 Khái niệm
hợp nhất của các tế bào sinh dục (các giao tử)
- Luôn có sự trao đổi, tái tổ hợp của hai bộ gen
- Luôn gắn liền với giảm phân để tạo giao tử
Trang 29III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
2 Sinh sản hữu tính
2.1 Khái niệm
+ Tăng khả năng thích nghi của hậu thế đối với môi trường sống luôn biến đổi + Tạo sự đa dạng di truyền cung cấp nguồn vật liệu phong phú cho chọn lọc tự nhiên và tiến hoá
Trang 30III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
Là hình thức sinh sản hữu tính đơn giản nhất, cơ thể mới được hình thành do sự kết hợp
của 2 tế bào sinh dưỡng của 2 cơ thể khác nhau tạo thành hợp tử, sau đó phân chia giảm
nhiễm tạo 2 cơ thể mới (ví dụ sinh sản hữu tính tiếp hợp ở tảo xoắn Spirogyra) Kiểu sinh sản
này chỉ tăng sức sống chứ không tăng số lượng cá thể
Trang 31III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
2 Sinh sản hữu tính
2.2 Các hình thức sinh sản hữu tính
2.2.2 Sinh sản hữu tính đẳng giao, dị giao
khả năng di chuyển nhưng khác nhau về sinh lý
thái, kích thước, khả năng chuyển động Giao tử đực nhỏ, chuyển động nhanh, giao tử cái lớn hơn, chuyển động chậm hơn
Trang 32III CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN CỦA THỰC VẬT
2 Sinh sản hữu tính
2.2 Các hình thức sinh sản hữu tính
2.2.3 Sinh sản hữu tính noãn giao
roi, rất nhỏ chuyển động nhanh gọi là tinh trùng Giao tử cái kích thước lớn hơn, không di chuyển được, có nhiều chất dự trữ gọi là tế bào trứng
hiện các biến dị tổ hợp Tần số tinh trùng gặp trứng tăng lên so với các kiểu trên, trứng chứa nhiều chất dự trữ tạo điều kiện cho phôi phát triển, trứng được bảo vệ tốt hơn
Trang 33SINH SẢN Ở
SINH SẢN Ở
RÊU
HẠT KÍN
Trang 34IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
1 Sinh sản của rêu
Trang 35Chu trình sống của rêu
(2n)
Phôi
Túi trứng
Thể bào tử non
(2n)
Trang 36IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
1. Sinh sản của rêu
→ Trong chu trình phát triển của rêu, có sự xen kẽ rõ rệt giữa thế hệ thể giao tử
với thế hệ thể bào tử Thể giao tử chiếm ưu thế so với thể bào tử; thể giao tử phân hóa và là giai đoạn trưởng thành; thể bào tử chưa phân hóa và luôn sống dựa vào thể giao tử Thụ tinh phụ thuộc vào môi trường nước, đã xuất hiện phôi là đặc điểm quan trọng để phân biệt thực vật bậc cao với thực vật bậc thấp
Trang 37IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
2 Sinh sản của dương xỉ
Trang 38Chu trình sống của dương xỉ
Thể giao tử Hợp tử
(2n)
Trang 39IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
2 Sinh sản của dương xỉ
→ trong chu trình phát triển của dương xỉ, thể bào tử chiếm ưu thế hơn thể giao tử, sống độc lập,và sự thụ tinh không còn phụ thuộc vào môi trường nước
Trang 40IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
3 Sinh sản của hạt trần
hạt chưa được bao bọc trong bầu
Trang 41Chu trình sống của
hạt trần
Túi tiểu bào tử
Túi tiểu bào tử
(2n)
Hạt
Phấn (n)
Nón mang Hạt phấn
Bản cắt dọc Nón mang Hạt phấn
GIẢM PHÂN
Thể bao tử Trưởng thành
Nguyên đại bào tử (2n)
Noãn
Vỏ noãn
Nón mang noãn
Trang 44Hoa đơn tính
Hoa lưỡng tính
Trang 45IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.1 Hoa
a Nhị hoa
bao phấn Bao phấn giàu dinh dưỡng để nuôi dưỡng tế bào mẹ hạt phấn và hạt phấn Bao phấn chứa túi phấn có chức năng sinh ra hạt phấn
Trang 46IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.1 Hoa
b Nhụy hoa
được bao phủ lớp chất nhày tạo điều kiện cho hạt phấn bám dính và nảy mầm
thụ tinh
Trang 47IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.1 Hoa
b Nhụy hoa
chuyển thức ăn nuôi noãn và hạt sau này
+ Thân noãn là khối tế bào nhỏ gọi là phôi tâm có nhiệm vụ cung cấp chất dinh dưỡng cho quá trình hình thành túi phôi
+ Vỏ noãn là phần ngoài cùng có lỗ noãn là vị trí ống phấn đi qua để vào túi phôi trong quá trình thụ tinh và rễ mầm đi ra trong quá trình nảy chồi mầm của hạt
Trang 48IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.2 Sự hình thành hạt phấn và túi phôi
Trang 50IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
=> Như vậy, ở thực vật hạt kín, thể giao tử đực và thể giao tử cái đã tiêu giảm
đến mức chỉ còn lại vài tế bào Chúng đạt tới mức độ chuyên hóa cao và chỉ còn chức phận tạo ra giao tử
Trang 51IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.3 Sự thụ phấn
nhuỵ của hoa Dựa vào nguồn gốc của hạt phấn chia thành 2 hình thức thụ phấn: tự thụ phấn và thụ phấn chéo
Trang 52IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.3 Sự thụ phấn
4.3.1 Tự thụ phấn
cây Thụ phấn dễ dàng được thực hiện ở hoa lưỡng tính khi nhị và nhụy chín đồng thời
thể thụ phấn trong mọi điều kiện thời tiết
nghi kém
Trang 53IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
Cơ chế ngăn cản sự tự thụ phấn
Cơ chế chung chống lại sự tự thụ phấn ở thực vật có hoa đó là tính tự không tương thích - là khả năng một cây từ chối hạt phấn của mình, đôi khi cả những hạt phấn của cây có quan hệ gần gũi Nếu hạt phấn rơi trên đầu nhụy của hoa trên cùng một cây thì trở ngại về hóa sinh sẽ ngăn cản hạt phấn hoàn thiện sự phát triển và sự thụ tinh của
nó
Trang 54IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
gắn với một lôcus S (Self - incompatibility - tự tương khắc)
Cơ chế hoạt động của các hệ thống kiểm tra này liên qua đến các dấu hiệu nhận biết giữa các tế bào Các mô chủ chốt quyết định tính tương khắc là các
mô tham gia vào hiện tượng thụ phấn và thụ tinh
Trang 55IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
(gametophytic incompatibility) và tương khắc bào tử thể (sporophytic incompatibility), với một số khác biệt:
+ Trong tương khắc thể giao tử, kiểu gen của thể giao tử (hạt phấn đơn bội) quyết định phản ứng tương khắc của hạt phấn Còn trong tương khắc bào tử thể (cây lưỡng bội), kiểu gen thể bào tử mới quyết định phản ứng tương khắc của hạt phấn
Trang 56* Ngoài ra còn có những cơ chế khác để chống lại sự tự thụ phấn như:
nhuỵ chín vào những thời điểm khác nhau Một số loài khác, hoa có cấu trúc đặc biệt sao cho hạt phấn từ nhị không thể rơi trên núm nhuỵ trong cùng một hoa
Trang 57IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.3 Sự thụ phấn
4.3.2 Thụ phấn chéo
bắt buộc đối với hoa đơn tính hoặc hoa lưỡng tính khi nhị và nhụy không chín đồng thời
nhau về vật chất di truyền Thế hệ mới sinh ra có khả năng thích nghi tốt hơn với môi trường sống
Trang 58hoa có kích thước lớn, có màu sắc sặc sỡ, có
tuyến mật, hương thơm, hạt phấn lớn có chất
dính hoặc có gai để bám vào chân côn trùng
Nước truyền phấn: ít gặp, chỉ có ở những loài
sống dưới nước
Trang 59IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
Gió truyền phấn: Đặc điểm hoa này
ngược với hoa thụ phấn nhờ động
vật: hoa nhỏ, bao hoa tiêu giảm,
Hoa cái cây phỉ
Trang 60IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.4 Sự thụ tinh
4.4.1 Sự nảy mầm hạt phấn
qua lỗ màng ngoài của hạt phấn rồi chui ra ngoài Ống phấn theo vòi nhụy đi tới bầu
bầu, ống phấn đi theo giá noãn chui qua lỗ noãn vào túi phôi
Trang 61IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.4 Sự thụ tinh
4.4.1 Sự nảy mầm hạt phấn
Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt phấn:
- Nhiệt độ: nhiệt độ thấp hạt phấn không nảy mầm được
- Nước: khi có mưa làm ướt hạt phấn làm hạt phấn của đa số các loài vỡ ra và chết hoặc làm rửa trôi chất dinh dưỡng cần thiết cho sự nảy mầm
Trang 64Nhân tam bội
(3n)
3 TB đối cực (n)
3 TB đối cực (n)
Nhân cực (2n)
Hạt phấn
Tế bào sinh dưỡng
Gồm có
2 TB kèm (n)
Gồm có
Túi phôi
TB trứng (n)
TB trứng (n)
Tinh tử 1 (n)
Tinh tử 2 (n)
Hợp tử (2n)
Thụ tinh kép
Thụ tinh kép
Tế bào sinh sản
Trang 65IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
=> Quá trình thụ tinh trong đó cả 2 tinh tử đều tham gia thụ tinh gọi là thụ tinh
kép Trong hình thức thụ tinh này, nội nhũ được hình thành (là điểm khác biệt với thực vật Hạt trần)
2 cá thể khác nhau, do đó làm tăng khả năng thích nghi của thế hệ sau với môi trường sống
hạt kín phát triển ưu thế hơn các ngành TV khác
Trang 66IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.5 Sự hình thành phôi và hạt
thành quả Các bộ phận khác của hoa héo và rụng đi, có bộ phận được giữ lại trên quả như đài hoa
phân biệt các kiểu hạt như sau:
- Hạt không có nội nhũ: trong quá trình hình thành hạt, toàn bộ phôi tâm và nội nhũ được tiêu thụ hết Hạt chỉ còn vỏ và phôi
- Hạt có nội nhũ: trong quá trình hình thành hạt, toàn bộ phôi tâm bị tiêu thụ hết Hạt gồm vỏ, phôi và nội nhũ
Trang 67- Hạt có nội nhũ và ngoại nhũ: nội nhũ được duy trì đồng thời phôi tâm vẫn phát triển thành ngoại nhũ Hạt gồm vỏ, phôi, nội nhũ và ngoại nhũ Kiểu này ít gặp,
có ở TV thuộc họ Sen, Súng
Trang 68IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.6 Quả
4.6.1 Quả và cấu tạo quả
gồm 3 lớp vỏ do vách bầu tạo thành:
- Vỏ quả ngoài: thường có một lớp tế bào, phủ cuticun, sáp hoặc có lông
Trang 69IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.6 Quả
4.6.1 Quả và cấu tạo quả
- Vỏ quả giữa: là phần dày nhất, làm thành thịt quả hoặc cùi quả
- Vỏ quả trong: một số loài, vách tế bào vỏ quả trong hóa gỗ trở thành tế bào đá như quả mơ, đào cũng có khi chứa nhiều chất dự trữ
=> Ý nghĩa của tạo thành quả ở TV hạt kín: Bảo vệ chống lại tác nhân bất lợi của môi trường, giúp hạt phát tán đi xa
Trang 70IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.6 Quả
4.6.2 Quả không hạt và ứng dụng
Trong tự nhiên có 2 kiểu quả không hạt:
cần thụ phấn như dứa, chuối hoặc có thụ phấn nhưng không có thụ tinh như nho
như ở đào, nho
Trang 71thành quả không qua thụ tinh => quả này không có hạt.
Trang 72chính của việc tạo quả không hạt thông qua xử lí hoocmon ngoại sinh auxin, giberelin Ngoài ra một số ít trường hợp để tạo quả không hạt người ta còn xử
lí bằng xitokinin (một số giống nho) hoặc bằng chất ức chế sinh trưởng như CCC, ADHS (một số giống táo)
Trang 74IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.6 Quả
4.6.3 Sinh lý quả chín
Các điều kiện ảnh hưởng đến sự chín của quả
enzim làm quả nhanh chín
hấp bị ức chế
Trang 75khác nhau, chúng có đặc điểm thích nghi riêng để thích nghi với mỗi kiểu phát tán:
Trang 76IV SINH SẢN Ở MỘT SỐ NHÓM THỰC VẬT
4 Sinh sản của thực vật hạt kín
4.7 Phát tán quả và hạt
Phát tán nhờ nước: Quả, hạt có vỏ
dày không thấm nước, giữ cho phôi
bên trong không bị thối (quả dừa)
Tự phát tán: Quả khi chín phải nứt
mạnh tung hạt đi xa (quả bóng
nước)
Trang 77Phát tán nhờ gió: quả nhỏ nhẹ, có bộ phận phù hợp để phát tán: có lông (cúc, bông ) hoặc có cánh (chò, xà cừ )
Trang 78Phát tán nhờ động vật: Động vật phát tán hạt bằng cách ăn quả rồi thải hạt sau khi tiêu hóa Hạt của những loài này phải có vỏ cứng, chịu được tác động của men tiêu hóa
Trang 79Mối quan hệ giữa thể giao tử với thể bao tử ở các nhóm thực vật
Tiêu giảm (hiển vi), phụ thuộc vào mô của thể bào tử
xung quanh vê mặt dinh dưỡng
Tiêu giảm, độc lập (Quang hợp và sống
tự do) Thể giao tử
giao tử vê dinh dưỡng
Vi thể giao
tử đực (n)
trong những phần này của hoa