Giáo trình SINH LÍ THỰC VẬT(Giáo trình Cao đẳng Sư phạm)

GS TS HOÀNG MINH TAN (Chủ biên) PGSế TS VŨ QUANG SÁNG - TS NGUYÊN k im t h a n h Giáo trình SINH LÍ THựC VẬT (Giáo trình Cao đẳng Sư phạm) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC s PHẠM Chịu trách nhiệm xuất Giám đốc ĐINH NGỌC BAO Tổng biên tập LÊ A Người nhận xét: PGS TS NGUYỄN QUANG THẠCH GS TS VŨ VÃN v ự Bién tập nội dung: PHẠM NGỌC BAC Trình bày bìa: PHẠM VIỆT QUANG K ĩ thuật vi tính: TRỊNH CAO KHẢI Mã số: 01.01 25/191 ĐH - 2006 GIÁO TRÌNH SINH LÍ THựC VẬT In 1500 cuốn, khổ 17 X 24cm Cịng ti In Thanh Bình Đảng kí KHXB số: 598-2006/CXB/25-56/ĐHSP ngày 07/08/06 In xong nộp lưu chiểu tháng 12 năm 2006 M Ụ C LỤ C T rang 11 Mớ đáu SINH LÍ TẾ BÀO THỤC VẬT 15 Đại cương vê tế bào thực vật 15 Khái quát cấu trúc chức sinh lí tê bào thực vật 16 2.1 Sơ đồ cấu ưúc tế bào thực vật 16 2.2 Thành tế bào 17 2.3 Không bào 20 2.4 Chất nguyên sinh 21 Thành phần hoá học cùa chất nguyên sinh 27 3.1 Protein 27 3.2 Lipit 31 3.3 Nước 31 Đặc tính vật lí chất nguyên sinh 34 4.1 Tính lỏng chất ngun sinh 34 4.2 Độ nhót cùa chất nguyên sinh 34 4.3 Tính đàn hổi chất nguyên sinh 36 Đặc rinh hoá keo chất nguyên sinh 36 5.1 Chất nguyên sinh dung dịch keo 36 5.2 Đặc điểm dung dịch keo nguyên sinh chất 37 5.3 Các trạng thái keo nguyên sinh chất 37 Sự n ao đổi nước tế bào thực vật 39 6.1 Sự trao đổi nước tế bào theo chê thẩm thấu 39 6.2 Sự trao đổi nước tế bào theo chế hút trương 46 Sự xâm nhập chất tan vào tế bào thực vật 47 Tóm tắt chương I 48 Cáu hói ôn táp 50 Cáu hói trắc nghiêm kiến thức 51 Chưcmg Chương S ự TRAO ĐỔI NUỔC CỦA THƯC VẬT i/ 54 Nước vai trỏ đời sống 54 1.1 Một vài số liệu hàm lượng nước 54 1.2 Vai trò cùa nước đời sống 55 1.3 Sự cân nước Sự hút nước rễ 2.1 Cơ quan hút nước 56 57 C7 2.2 Các dạng nước đất khả nãng sử dung 58 2.3 Sự vận động nước từ đất vào rễ 62 2.4 Nhân tố ngoại cảnh ảnh hướng đến hút nước - Han sinh lí 64 Q trình vận chuyển nước 68 3.1 Sự vận chuyển nước gần 69 3.2 Sự vận chuyến nước xa 69 Sư tlioát nước 73 4.1 Ý nghĩa cùa thoát nước ^ 4.2 Các tiêu đánh giá thoát nước 4.3 Sự thoát nước qua cutin Chương 3 77 4.4 Sự nước qua khí khổng ^ Sự cân nước trạng thái héo 85 5.1 Khái niệm cân nước 85 5.2 Các loại cân nước 85 5.3 Sự héo thực vật 86 Cơ sở sinh lí việc tưới nước hợp lí cho trồng 87 6.1 Xác định nhu cầu nước trổng 88 6.2 Xác đinh thời điểm tưới nước thích hợp cho trổng 88 6.3 Xác định phương pháp tưới thích hợp 89 Tóm tát chương 90 Càu hỏi ơn táp 92 Càu hói trắc nghiêm kiên thức 93 QUANG HƠP CỦA THUC VẬT V 96 Khái niệm chung quang hợp 96 1.1 Định nghĩa quang hợp 96 1.2 Phương trinh tổng quát quang hợp 97 1.3 Ý nghĩa quang hợp 98 Cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp —Hệ sắc tô quang hợp gg 2.1 Lá ỌQ 2.2 L u c lap QJ 2.3 Các sắc tô'quang hơp 104 Bùn chất cùa trình qiìang hợp ỊIQ Chương 4 3.1 Pha sáng tham gia cùa diệp lục quang hợp 111 3.2 Pha tối đồng hoá C 02 quang hợp 115 Quang hợp điều kiện ngoại cảnh 124 Ảnh hường ánh sáng đến quang hợp 124 4.2 Quang hợp nồng độ C 129 4.3 Quang hợp nhiệt độ 131 4.4 Quang hợp nước 133 4.5 Quang hợp dinh dưỡng khoáng 135 Quang hợp suất trồng 137 5.1 Hoạt động quang hợp định 90 - 95% nâng suất 137 5.2 Năng suất sinh vật học biện pháp nâng cao nãng suất sinh vật học 138 5.3 Nãng suất kinh tế 142 Tóm tất chưong 145 Cáu hói ơn tập 147 Câu hói trắc nghiệm kiến thức 148 HỒ HẤP CỦA THựC VẬT ì / 152 Khái niệm chung hô hấp thực vật 152 1.1 Định nghĩa phương trình tổng quát hơ hấp 152 1.2 Vai trị hơ hấp đơi VỚI thực vật 154 Ti th ể chất hô hấp thực vật 154 2.1 Ti thể 154 2.2 Bản chất hố học hơ hấp 156 Cường độ hô hấp hệ s ố hô hấp 164 3.1 Cường độ hô hấp 164 3.2 Hệ số hị hấp 165 Mối quan hệ hơ lìâp hoạt động sinh lí 167 4.1 Hị hấp quang hợp 167 4.2 Hô hấp sư hấp thu nước chất dinh dưỡng cùa 169 4.3 Hơ hấp tính chống chiu đơi với điền kiện bất thuận 170 Anh hưởng cùa điều kiện ngoại cảnh đến hô hấp 172 5.1 Nhiệt độ 172 5.2 Hàm lượng nước mô 173 5.3 Thành phần khí C khơng khí 175 5.4 Ảnh hưởng dinh dưỡng khống 175 Hô hấp vấn đ ể bảo quản nông sản phẩm 176 6.1 Quan hệ hô hấp bảo quản nông sản phẩm 176 6.2 Hậu hô hấp bảo quản nông sản 177 6.3 Các biện pháp khống chế hơ hấp bảo quản nóng phẩm 177 Tóm tất chương 180 Cáu hỏi ơn táp 182 Càu hỏi trắc nghiém kiến thức 183 S ự VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN B ố CÁC CHẤT ĐồNG HOÁ TRONG CÂY 186 Khái niệm chung 186 1.1 Các dòng vận chuyên vật chất 186 1.2 Ý nghĩa vận chuyển phân bô vật chất 188 Sự vận chuyển chất đồng hoá khoảng cách gần 189 2.1 Sự vận chuyển chất hữu tế bào hoá 189 2.2 Sự vân chuyến chất hoá tế bào nhu mô đến mạch libe 190 Sự vận chuyển chất dồng hoá khoảng cách xa 191 3.1 Cấu trúc cùa thống libe 192 3.2 Các chất vân chuyển floem 194 3.3 Tốc độ chất đồng hoá mạch libe 196 Phương hướng vận chuyển phân b ố chất đỏng hoá 197 ễl Phương hướng vận chuyển phàn bố 197 4.2 Các yếu tố chi phối hoat động nguồn nơi chứa 199 Ảnh hưởng nhán tô'ngoại cành lên vận chuyển phân bó chất hố 202 5.1 Ánh sáng 202 5.2 Nhiệt độ 202 5.3 Nước 203 5.4 Dinh dưỡng khống 204 Tóm tắt chương 205 Cáu hói ơn táp 207 Cáu hói trắc nghiém kiến thức 208 Chương 5- DINH DƯỠNG KHOÁNG CỦA THỰC VẬT 210 Kliái niệm chung 210 1.1 Các nguyên tố thiết yếu 210 1.2 Nguyên tố khoáng phán loại chúng 111 1.3 Kĩ thuật đặc biệt nghiên cứu dinh dưỡng khoáng 212 1.4 Vai trị ngun tố khống nâng suất trổng 213 Sự hấp tlui vận chuyển chất klioáng cùa 214 2.1 Sự trao đổi chất khoáng rễ đất 214 2.2 Sự xâm nhập chất khoáng vào tế bào 216 2.3 Sự vận chuyển chất khoáng 221 2.4 Sự dinh dưỡng khống ngồi rể 222 Ảnh lìưởng cùa nhân rơ' ngoại cảnh đến xâm Iiliập chất khống vào 223 3.1 Nhiệt độ 223 3.2 Nồng độ H+ (pH) dung dịch đất 224 3.3 Nồng độ oxi đất 226 Vai trị sinh lí cùa ngun tơ'kliống thiết yếu 227 l.Photpho 227 4.2 Lưu huỳnh 229 4.3 Kali 231 4.4 Canxi 233 4.5 Magie 234 4.6 Các nguyên tố vi lượng 235 Vai trò nitơ dồng hoá nitơ cùa thực vật 238 5.1 Vai trò cúa nitơ 238 5.2 Thừa thiếu nitơ 240 5.3 Sự hoá nitơ 240 C sỏ sinh lí việc sử dụng phán bón cho trồng 245 6.1 Xác định lượng phân bón thích hợp 246 6.2 Xác định ti lệ loại phân bón thời kì bón phân 248 6.3 Phương pháp bón phân thích hợp 249 Tóm tất chuong 250 Càu hói ơn táp 252 Câu hói trắc nghiêm kiến thức 253 SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIEN c ủ a thục vật 257 Khái niệm chung vê' sinh trưởng phát triển thực vật 258 Các chất điều hoà sinh trường phát triển thực vật 260 2.1 Auxin 261 2.2 Giberelin 265 2.3 Xytokinin 267 2.4 Axit abxixic 269 2.5 Etilen 271 2.6 Các chất làm châm sinh trưởng (retardant) 272 2.7 Sự cân hocmon 274 2.8 Một số ứng dụng cùa chất điều hoà sinh trưởng sán xuất 276 Sư sinh trưởng phân hoá lê bào Nuôi cấy mỏ tê bào thục vật (nuôi cấy in vitro) 280 3.1 Giai đoan phân chia tế bào 280 3.2 Giai đoan dãn tế bào 281 3.3 Sự phân hố, phả» phân hố tính tồn cùa tế bào 282 Sự tương quan sinh trưởng cày 286 4.1 Tương quan kích thích - Tương quan rễ thân, 286 4.2 Tương quan ức chế 287 Sự nảy mầm hạt 289 5.1 Biến đổi hố sinh 289 5.2 Biến đổi sinh lí 290 5.3 Ảnh hưởng điều kiên ngoại cảnh đến nảy mầm 290 Sự hình thành hoa 292 6.1 Sự cám ứng hình thành hoa nhiệt độ (Sư xuân hóa) 292 6.2 Sư cảm ứng hoa ánh sáng (Quang chu kì) 294 Sự hình tliànli quà chín cùa 298 7.1ề Sự hình thành 298 7.2 Sự chín 300 Sự rụng quan 302 Trang thái ngủ nghi cùa /hực vật 304 Tóm tắt chương 309 Cáu hỏi ơn tập 312 Cáu hỏi trắc nghiêm kiến thức 314 Chương TÍNH CHỐNG CHỊU SINH LÍ CỦA THƯC VÀT VỚI CÁC ĐIỂU KIÊN NGOAI CẢNH BẤT THUẬN 319 Khái niệm chung 319 Tính chống chịu hạn llìực vật 321 2.1 Các loại han thưc vât 321 2.2 Tác hại hạn 322 2.3 Bán chất thực vật thích nghi chống chiu khô hạn 324 2.4 Vận dung vào sản xuất 326 Tinh chống chịu nóng thực vật 328 3ễl Tác hại nhiệt độ cao cày 328 3.2 Bản chất thực vật thích nghi chống chịu nóng 329 3.3 Vận dụng vào sản xuất 330 Tính chống cliịii lạnh cùa thực vật 331 4.1 Tác hại nhiệt độ thấp cày 331 4.2 Bán chất cùa thực vật thích nghi chơng chiu lạnh 333 4.3 Vận dụng vào sản xuất 334 Tính chống chịu mặn thực vật 336 5.1 Đất nhiễm mặn 336 5.2 Tác hại cúa mặn 336 5.3 Bán chất thực vật có khả thích nghi chống chịu m ặn 3 g 5.4 Vận dụng vào thực tiễn sản xuất 339 Tính chống chịu úng trồng 341 6.1 Tác hại ngập nước trồng 341 6.2 Các đặc điểm thích nghi thực vật chịu úng 342 6.3 Vận dung vào sản xuất 342 Tính chống chịu lốp đ ổ trồng 343 7.1 Tác hại lốp đổ 343 7.2 Đãc điểm thưc vật chông đổ 344 7.3 Vận dung vào sản xuất 344 Tóm tắt chưong Càu hói ơn táp 346 Càu hói trắc nghiém kiến thức 349 348 10 THỤC TẬP SINH LÍ THỤC VẬT 353 Bài Một sơ'đặc điểm hoạt dộng sinh ìí t ể bào thực vật 354 Bài Xác định sô tiêu liên quan đến trao đổi nước 361 Bài Sắc tô'quang hợp hoạt động quang hợp thực vật 371 Bài Phương pháp nghiên cừu vè dinh dưỡng klioáng 380 Bài Giới thiệu phương pháp nuôi cấy mô (Nuôi cấy in vi tro) tác động s ố chất điểu hoà sinh trường 386 ĐÁP ÁN CÁC CẢU HOI TRẮC NGHIÊM KIÊN THỨC 391 TÀI LIỆU THAM KHAO 392 C trước sau thí nghiệm dịng khí chạy qua thòi gian nh ất định * Cách tiến hành th í nghiệm Trước tiên hành cần kiểm tra độ kín buồng Cho dịng khí chạy qua, sơ" nồng độ C dịng khí hiển thị trê n máy Đặt vào buồng kín cho dịng khí chạy qua thời gian định, máy hiển thị sô' nồng độ C sau quang hợp Qua sô' liệu nồng độ C trước sau thí nghiệm, ta tín h cường độ quang hợp cách nhanh chóng xác THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT QUANG H ộ p 5ẻl Đ ối tượng, d ụ n g cụ, hoá ch ất Cây tươi nguyên vẹn (cả thân, rễ, lá), cân xác, tủ sấy, kéo, thước kẻ 5ề2 N gu yên lí củ a th í ngh iệm Hiệu suất quang hợp lượng chất hữu tích luỹ đơn vị diện tích ngày đêm Dựa vào lượng chất khô tăng lên hai lần lấy m ẫu (cách T ngày) ta tín h hiệu su ấ t quang hợp theo công thức: w -w HSQH = -1/2(L + L 2)T Trong đó: Wj, W khối lượng chất khô cân lần Lj, L diện tích đo lần 1 và T thời gian cách hai lần lấy mẫu 5.3 Cách tiế n h àn h th í n gh iệm Nhổ - cầy nguyên vẹn cách ngẫu nhiên ô th í nghiệm , rửa đất Xác định nhanh chóng diện tích (Lj) phương pháp cân Sau đem sấy tồn nhiệt độ 80°c - giị cân khơi lượng Wj Để sinh trưởng sau T ngày tiếp tục tiến hành ta th u sô" liệu L2, W2 Áp dụng cơng thức tín h 378 hiệu su ất quang hợp để tính hiệu suất quang hợp đối tượng thí nghiệm 5.4 Kết th í ngh iệm trả lời câu hỏi Tiến hành đo hiệu suất quang hợp số cây, điền sô' liệu vào bảng sau : Loại W1 w2 u u Nêu ý nghĩa tiêu hiệu suất quang hợp 379 BÀI 4ể PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u VE DINH DƯỠNG KHOÁNG GIÓI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u DƯỠNG KHOÁNG DINH l l ể Phương pháp trồn g tron g dung dịch * Đối tượng, dụng cụ, hố chất - Cây giơng (h o ặc h t giơng), bình trồng cây, giá thể, máy đo pH (hoặc giấy đo pH) - Các loại hoá chất th àn h phần dung dịch dinh dưỡng theo MS Knop * Nguyên lí th í nghiệm Thành phần chất dinh dưỡng hàm lượng chúng dung dịch dinh dưỡng không chế mà với thí nghiệm trồng đất khó thực Tuỳ theo mục đích th í nghiệm mà ta thiết kế thí nghiệm khác Mn tìm hiểu vai trị ngun tơ" đó, ta cần loại trừ ngun tơ" dung dịch Mn tìm hiểu nhu cầu dinh dưỡng ta phân tích dung dịch trước sau th í nghiệm để biết lượng chất dinh dưỡng hút * Cách tiến hành th í nghiệm - Pha chế dung dịch dinh dưỡng chọn theo bảng hướng dẫn sẵn cho loại dung dịch Cho dung dịch vào chậu th í nghiệm theo định lượng nh ất định, đậy nắp giá thể đỡ - Cho qua lỗ giá đỡ cho toàn rễ ngập dung dịch dinh dưỡng - Theo dõi pH dung dịch, có biến đổi phải điều chỉnh cho pH thích hợp với trồng thí nghiệm - Theo dõi tiêu nghiên cứu theo đề cương thí nghiệm 380 1.2 Phương pháp trồn g chậu đất * Đối tượng, dụng cụ, hố chất Cây giơng (hoặc h t giống), bình trồng cây, đất, phân vô cơ, phân hữu * Nguyên lí th í nghiệm Với thí nghiệm chậu, ta biết xác lượng đất trồng, lượng phân bón, lượng nước tưới, thành phần dinh dưỡng đất Tuỳ theo mục đích thí nghiệm loại thí nghiệm mà ta có ngun tắc bói trí thí nghiệm khác Với thí nghiệm chậu, ta dễ dàng xác định nhu cầu dinh dưỡng loại phân bón trồng việc phân tích đất trước sau thí nghiệm để biết lượng chất dinh dưỡng mà hút từ đất lên để tạo nên suất định * Cách tiến hành th í nghiệm Đất đập nhỏ, phơi khơ, định lượng cho vào chậu (không đập nhỏ 0,4mm) Phân bón trộn vào đất Chậu có kích thước to, nhỏ tuỳ thuộc vào kích thước loại Điều chỉnh độ ẩm thích hợp cho đất trồng vào chăm sóc bình thường Theo dõi trìn h sinh trưởng, phát triển hình th àn h suất trồng thí nghiệm Sau thời gian thí nghiệm, phân tích lại lượng chất dinh dưỡng đất ta biết lượng chất dinh dưỡng mà sử dụng thời gian thí nghiệm 1.3ẵ Phương pháp trồn g đồng Phương pháp tiến hành theo phương pháp phổ biến cụ thể giáo trình phương pháp thí nghiệm Khi bơ" tr í'th í nghiệm ta cần xác định: - Mục đích thí nghiệm - Phương pháp bơ" trí thí nghiệm - Sơ đồ thí nghiệm - Phương pháp theo dõi tiêu sinh trưởng ph át triển - Xử lí số liệu 381 THÍ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP THUỶ CANH (HIDROPONICS) 2.1 Khái niệm Thuỷ canh kĩ th u ật trồng dung dịch dinh dưỡng mà không cần dùng đất 2ế2 Ưu điểm củ a phương pháp - Không phải làm đất, không cỏ dại - Trồng nhiều vụ, trái vụ, khơng cần tưới - Khơng phải dùng thuốc phịng trừ sâu bệnh, trừ cỏ dại - Sản phẩm hoàn toàn sạch, đồng nhất, chất lượng tốt - Có thể thoả mãn nhu cầu dinh dưỡng trồng nên đạt suất cao Phương pháp nàv thích hợp nh ất cho rau ăn Có thể sử dụng phương pháp để nghiên cứu vai trò sinh lí nhu cầu ngun tơ" dinh dưỡng 2.3 Đ ối tượng, d ụ n g cụ, hố chất - Cây giơng (hoặc h ạt giơng) - Dụng cụ chứa dung dịch dinh dưỡng, có th ể chậu, vại, hộp xốp chí đào hơ" đ ấ t lót ni lơng m àu để đựng dung dịch Nhà m àn chung hay cho hộp trồng để ngăn cản côn trù n g truyền bệnh - Giá thể đỡ cây: rọ nhựa nhồi trấ u hun hay giá th ể tơi xốp khác - Dung dịch dinh dưỡng nuôi tuỳ theo loại trồng - Nếu trồng hệ thơng có điều chỉnh phải có hệ thông bơm dung dịch dinh dưỡng qua rễ có hệ thổng tự động điều chỉnh nồng độ dung dịch dinh dưỡng 2ề4 Cách tiế n hàn h Thí nghiệm phương pháp thuỷ canh cải tiến T rung tâm nghiên cứu rau châu Á 382 Rễ Dung dịch H ình Mơ hình thuỷ canh Trung tâm nghiên cứu vả phát triển rau châu Á (AVRDC) —Trước tiến hành thí nghiệm cần chuẩn bị khung, hộp xốp (hình 9), khoan nắp hộp xốp kích thước số lượng tuỳ theo loại —Pha dung dịch vào hộp theo thành phần nồng độ loại dung dịch dinh dưỡng —Chuẩn bị rọ gieo h ạt trồng cây: c ắ t m ảnh lưới lót đáy rọ, tẩm ướt trấu hun nhồi vào rọ Đặt rọ vào lỗ khoan nắp hộp —Gieo h t trồng vào rọ với độ sâu khoảng l - cm dùng trấu hun lấp kín Trong thịi gian th í nghiệm cần theo dõi thường xun mực nước hộp, lượng dung dịch tụ t xuống 15cm so với mép hộp cần bổ sung thêm dung dịch Phương pháp thuỷ canh có th ể ứng dụng vào mục đ ích : —Nghiên cứu vai trò nhu cầu dinh dưỡng nguyên tố dinh dưỡng —Sản xuất sau giai đoạn in vitro từ h t trước đưa đất để rú t ngắn thời gian sản xuất giông, tăng hiệu kinh tê cho khâu sản xuất giơng —Sản xuất rau, hoa an tồn, 383 THÍ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP CHUAN đ o n n h a n h NHU CẦU DINH DƯỠNG Việc phát nhanh chóng nguyên tơ' dinh dưỡng cho biết thừa hay thiếu dinh dưỡng, qua góp phần để xuất biện pháp bón phân hợp lí cho Phương pháp dựa vào phản ứng đặc trưng nguyên tô" thuốc thử đặc trưng Dựa vào mức độ màu phản ứng so với thang chuẩn, ta biết hàm lượng nguyên tố 3ềl P hát h iện n h anh ch ón g am on (N H *) * Đơi tượng, dụng cụ, hố chất Lá tươi, lọ, miếng kính, cối chày sứ, thuốc thử Netle, thang màu chuẩn * Nguyên lí phương pháp Dựa vào phản ứng thuốc thử Netle môi trường kiềm với amon tạo m àu vàng: 2K 2HgI + 40H - + NH; -> NH 2Hg2OI + 4K+ + 71" + 3H20 Màu vàng * Cách tiến hành th í nghiệm Cân 2g cho vào cối sứ nghiền nát, cho thêm ml nước cất vào hoà thành dung dịch, sau dùng pipet lấy 0,5ml dịch vào lọ nhỏ Nhỏ giọt thuốc thử Netle lên miếng giấy lọc để nắp kính Lấy ml NaOH 30% nhanh chóng cho vào lọ đậy miếng kính có giọt N etle lên mịêng lọ có bơi vaselin Để 15 phút, thời gian th ỉn h thoảng lắc, dung dịch chuyển m àu vàng So với thang m àu chuẩn để biết hàm lượng amon tự 3.2 P h át h iệ n n h an h ch ón g n itrat (N O ') * Đối tượng, dụng cụ, hoá chất - Thân (hoặc cuông lá cây) - Đĩa sứ (hoặc miếng kính), pipet 384 - Thuốc thử diphenylamin, thang màu chuẩn nitrat * Nguyên lí th í nghiệm Thc thử diphenylam in hồ tan axit sufuric đậm đặc kết hợp với n itra t tạo th àn h hợp chât màu xanh chàm Mức độ m àu tỉ lệ thuận với hàm lượngNO’ Ế * Cách tiến hành th í nghiệm Cắt - lát cắt thân (hoặc cuông lá, lá) đặt vào đĩa sứ miếng kính Nhỏ giọt diphenylamin lên lát cắt, màu xanh xuất So với thang màu chuẩn để xác định nồng độ n itra t 3.3 P hát h iện nh anh ch ón g photpho (P2Og) * Đơi tượng, dụng cụ, hố chất - Thân hay cng tươi, đĩa sứ, pipet - Dưng dịch m olipdat amon (NH 4)2M o04, dung dịch thiếc clorua SnCl2, thang m àu chuẩn * Nguyên lí th í nghiệm Photpho kết hợp nhanh chóng với molipdat amon cho kết tủ a màu vàng Nếu cho thêm thuốc thử chuyển m àu xanh theo phản ứng: H3P + 12(NH4)2MÒ04 + 21HC1 -> (NH^PC^ 12 M0O3 ^ + 21NH C1 + 12H20 K ết tủ a vàng (NH 4)2 P M O3 — thuốcthử > (M o02 M o 03 )2H 3P H20 Phức ch ất m àu xanh * Cách tiến hành thí nghiệm Cắt lát cắt th ân hay cuông cho vào đĩa sứ, nhỏ giọt (NH 4)2M o04, khuấy sau để yên phút Nhỏ giọt SnCl khuấy • đều, đem so m àu với thang màu chuẩn 385 BÀI 5Ế GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP NUÔI CAY MÔ (NUÔI CẤY IN VITRO) VÀ TÁC ĐỘNG CỦA MỘT SỐ CHẤT ĐIỂU HỒ SINH TRƯỞNG GIĨI THIỆU PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MỒ TẾ BÀO TH ựC VẬT l ềl Khái niệm Nuôi cấy mô tế bào thực vật nuôi cấy vật liệu trồng (chồi, lá, thân, rễ, h t phấn ) môi trường nhân tạo vô trùng Nuôi cấy mô tế bào đồng nghĩa với nuôi cấy mô tế bào in vitro (trong ống nghiệm) l ế2 Cơ sở kh oa h ọc củ a nuôi cấy m ô tế bào Cơ sở khoa học kĩ th u ật nuôi cấy mô tế bào dựa vào tế bào có tính tồn năng, tính phân hố phản phân hố + Tính tồn tế bào Mỗi tế bào sinh vật mang đầy đủ lượng thông tin di truyền cần thiết tồn thể loại sinh vật để gặp điều kiện thuận lợi, tế bào phát triển thành thể hồn chỉnh + Tính phân hố chuyển từ tế bào phơi sinh có chức phân chia tê bào th àn h mô chun hố đảm nhận chức khác (mơ biểu bì, mơ dậu, mơ dẫn ) + Tính phản phân hoá Các tế bào phân hoá th àn h mơ chức riêng biệt quay trở trạn g thái phân chia tế bào tế bào phôi sinh ban đầu gặp điều kiện th u ận lợi Nhờ tính tồn cộng vói khả phân hố phản phân hố mà ta tái sinh từ tê bào hay m ẫu mô trồng 1,3 Đ iều k iện củ a kĩ th u ậ t n u ôi m ô tê bào * M ôi trư n g n u ô i + Các nguyên tô dinh dưỡng Môi trường ni cấy phải có đầy đủ yếu tố" dinh dưỡng cần th iết (N, p, K, Ca, Mg, s, Fe, Cu, Mn, B, Mo, I, Co, Zn) cho sinh trưởng 386 phát triển tế bào thể hoàn chỉnh Cho đến có nhiều tác giả nghiên cứu đưa nhiều mơi trường dinh dưỡng khác tuỳ thuộc loại đối tượng trồng: môi trường Murashige—Skoog (MS), mõi trường Knop, môi trường Knudson c , môi trường Gamborg + Nguồn cacbon Cây in vitro sông chủ yếu đường dị dưỡng Vì việc bổ sung nguồn cacbon hữu vào môi trường nuôi cấy thành phần bắt buộc; thường sử dụng đường saccarozơ glucozd hàm lượng 2% —3% + Vitamin Các vitam in bổ sung vào môi trường là: thiam in (Bj), pyridoxin (B6), riboflavin (B2), axit nicotinic, myo-inositol, vitam in c + Các hợp chất tự nhiên Để thúc đẩy khả phát sinh hình thái sinh trưởng phát triển in vitro, môi trường nuôi thường bổ sung thêm hợp chất tự nhiên: nước dừa, dịch chiết nấm men, dịch thuỷ phân, dịch chiết ép chuối, khoai tây * Các c h ấ t d iề u tiế t s in h trư n g + Auxin: Kích thích dãn tế bào, kích thích hình th àn h mơ sẹo (callus), hình th àn h rễ bất định Các auxin thường dùng: 2,4-Diclo phenoxi axetic axit (2,4D), a naphtil axetic axit (a-NAA), p-indol axetic axit (IAA), p—indol butyric axit (IBA) Tuỳ theo mục đích mà nồng độ sử dụng từ 10“5 - 1CT6M + Xytokinin: Kích thích phân chia tế bào định phân hố chồi Vì vậy, tỉ lệ sử dụng auxin/ xytokinin định phân hoá chồi hay phân hoá rễ Các chất thường sử dụng: benzyl adenin (BA), benzyl amino purin (BAP), kinetin (fufuryl amino purin), zeatin * C h ấ t m đ ô n g m ôi trư n g Aga polisaccarit thường sử dụng làm đông môi trường nuôi cấy Tuỳ thuộc chất lượng aga mà dùng với hàm lượng từ 5g/l - g/l 387 * Độ p H m ô i trư n g Cần chỉnh pH mõi trường nuôi cấy khoảng từ 5,8 —6,0 thích hợp cho nhiều loại trồng * Đ iêu k iệ n vô tr ù n g Vô trùng điều kiện bắt buộc định th àn h công kĩ th u ật nuôi cấy mô tế bào + Thiết bị hoá chất khử trùng: nồi hấp, tủ sấy, phễu lọc loại h o chất k h trùng (H g C l2, C a(O C l)2, NaOCl, H 20 )+ 'Buồng cấy vô trùng: Tuỳ theo điều kiện dùng buồng tự động lọc khí buồng khử trùng khơng khí 1.4 Các giai đoạn nuôi + Giai đoạn khởi động m ẫu in vitro + Giai đoạn nhân nhanh in vitro + Giai đoạn rễ tạo in vitro hoàn chỉnh + Đưa từ ống nghiệm đất SỬ DỤNG AUXIN TRONG KĨ THUẬT GIÂM, CHIÊT CÀNH 2.1 Đ ối tượng, d ụ n g cụ, hoá chất - Cành bánh tẻ (có tuổi sinh học trung bình) roi, hoa giấy, chanh eurika - Cốc thuỷ tinh, cát ẩm, kéo cắt cây, bình phun ẩm - Dung dịch a-NAA 2.2ẵ N gu yên lí củ a thí n gh iệm Một vai trị sinh lí quan trọng n h ất nhóm chất auxin kích thích hình th àn h rễ bất định cành chiết, cành giâm nuôi cấy mô Trong giai đoạn đầu phát sinh rễ cành giâm, tức giai đoạn phản phân hoá tế bào vùng phát sinh rễ để tạo nhanh chóng tế bào tiền rễ, giai đoạn cần hàm lượng auxin rấ t cao mà thường với lượng auxin nội sinh không đủ để kích thích n h an h chóng 388 hình thành rễ Do vậy, đa số trường hợp, cần xử lí auxin ngoại sinh để xúc tiến nhanh trình phát sinh rễ bất định Có hai phương pháp xử lí auxin cho cành giâm: - Phương pháp xử lí nhanh: sử dụng nồng độ auxin cao, khoảng 1000 - lOOOOppm Nhúng nhanh phần gốc cành giâm vào dung dịch auxin pha sẵn cắm vào giá thể - Phương pháp ngâm: sử dụng nồng độ auxin thấp, khoảng 10 - 100 ppm Ngâm phần gốc hom giâm vào dung dịch auxin 12 - 24 cắm vào giá thể 2.3ẾCách tiến hàn h th í nghiệm Chọn cành giâm bánh tẻ (cành chanh, bưởi, roi, hoa giấy ), dùng kéo cắt thành từ đoạn dài -í- 15 cm, để lại 1-2 bánh tẻ không mang bệnh đoạn cành Nhúng phần gổc vào dung dịch a-N AA có nồng độ thích hợp tuỳ theo loại đốì tượng khoảng giây (thường nồng độ thích hợp cho đa sơ" đối tượng cành giâm 4000 — 6000ppm) Cắm cành giâm vào cát ẩm, Giữ ẩm thường xuyên xuất rễ Theo dõi tiêu (5-7 ngày/ lần): Tỉ lệ hình th àn h callus (%); Tỉ lệ hình th àn h chồi (%); Tỉ lệ hình th àn h rễ (%); Chiều dài rễ, chồi 2.4ẵ Kết trả lời câu hỏi a Điền kết theo dõi vào bảng sau: Thời gian theo dõi Tỉ lệ callus (%) Tỉ lệ chồi (%) Tỉ lệ rễ (%) Chiểu dài tru n g bình rễ (cm) C hiều dài tru n g bình chồi (cm) ngày 14 ngày 21 ngày b Tại cành có tuổi khác thi khả rễ khác nhau? 389 ẢNH HƯỞNG CỦA XYTOKININ ĐẾN T U ổI THỌ CỦA LÁ 3.1ể Đ ối tượng, d ụ ng cụ, hoá chất - Lá tươi - Giấy lọc xốp - Dung dịch BA (benzyl adenin) nồng độ 5; 10; 15; 20ppm 3.2 N gu yên lí cách tiến hàn h th í n gh iệm - Xytokinin gọi "hocmon hố trẻ" có tác dụng kéo dài tuổi thọ quan Khi bị tách khỏi mẹ, diệp lục bị phân huỷ làm m ất màu xanh rấ t nhanh chóng Nếu xử lí xytokinin tách khỏi mẹ, m àu xanh 4á giữ lâu hơn, tức tuổi thọ kéo dài - Ngắt khỏi nhúng vào dung dịch BA (benzyl adenin) theo nồng độ 0; 5; 10; 15; 20ppm, sau đặt giay lọc h ú t đủ ẩm đặt bọt xốp h ú t ẩm Đậy lại để che ánh sáng giảm bay nước Sau - ngày quan sát m àu sắc th í nghiệm đối chứng khơng xử lí BA 3.4 Q uan sát k ết trả lời câu hỏi a Hãy giải thích xytokinin lại có khả kéo dài tuổi thọ quan cây? b Theo dõi so sánh kết nồng độ xytokinin thí nghiệm 390 ĐÁP ÁN CÁC CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM KIÊN THỨC Chương Sinh lí t ế bào thực vật D, D, 3D, 4D, 5D, B, 7C, A, 9B, B, 14D (14B), 15AQ 5B.15Đ), 16D, 17D, 18B, 19D 1 C, 12C, 13D, 1 B, D, Chương 2ẳ Sự trao đổi nước thực vật A, D, 3D, 4D, 5A, 14B, 15D, 16B, 17C B, 7C, D, 9C, D, 13D, Chương Q uang hợp thực vật D, 2C, 3A, 4C, 5B, B, 7C, D, 9B, B (10C), 1 D, C, 13C, 14D, 15C, I€B, 17A, C (18A, 18B), 19A, A, B 22C, 23B 24A, 25B, 26B, 27'A, 28C, 29A Chương 4ắ Hô hấp thực vật A, B, 3D, 4D, 5C, A, 7D, C, 9D, D, 1 B, 12A, 13C, 14B, 15C, 16Dễ Chương Sự vận chuyển phân bố chất đồng hoá I A, D, 3D, 4C, 5D, 14B, 15B, 16D D, 7C, D, 9D, 10D, 1 D, 12B, 13B, Chương 6ề D inh dưỡng khoáng thực vật B, B, 3D, 4B, 5D, A, 7D, D, 9C, 10B, 1 B, 12A, 13B, 14A, 15C, 16D, 17D, 18D, 19A, A, 21B, 22D, 23C, 24D I Chương 7ẵ S in h trưởng phát triển thự c vật IC, 2B, 3B, 4D, 5D, C (6 D), 7A (7C, 7B), B (8 A), 9C, 10D, 1 A, A ( D), 13D, 14A, 15B, 16B, 17D, 18D, 19C, 20D 21D, 22D, 23D, 24B (24C), 25C, 26B, 27B, 28B 29D, 30D, 31D, 32B, 33C, 34C Chương Tính chống chịu sin h lí thực vật với đ iểu k iện bất th u ận D, 2C, D, 3D, 4D, 5D, D, 7D, D, 9A, 10B, llC , 12B, 13B, 14D, 15D, 16B, 17B, 18D, 19D, D, D, 2 B, 23D, 24D I 391 TÀI LIỆU THAM KHẢO T rầ n Đ ă n g K ế - N g u yễn N h K h a n h SINH LÍ HỌC THựC VẬT Nhà xuất Giáo dục - Hà Nội, 2000 H o n g M in h T ấn - N g u y ễn Q u a n g T h c h - T r ầ n V ăn P h m GIÁO TRÌNH SINH LÍ THựC VẬT Nhà xuất Nông nghiệp, 2000 H o n g M in h T ấ n - N g u y ễn Q u a n g T h a c h CHẤT ĐIỂU HỒ SINH TRƯỞNG Đ ố i VĨI CÂY TRỔNG Nhà xuất Nông nghiệp - Hà Nội, 1993 Vũ V ăn Vu - Vủ T h a n h T â m - H o n g M in h T ấ n GIÁO TRÌNH SINH LÍ THựC VẬT Nhà xuất Giáo dục, 1996 5ể Vũ V ăn Vu SINH LÍ THỰC VẬT ỨNG DỤNG Nhà xuất Giáo dục, 1999 L in c o lh T a iz - E d u a rd o Z eig er PLANT PHISIOLOGY U niversity of California, 1998 392 :> ... kiên thức môn học Sinh lí thực vật sâu sắc Ngược lại, kiến thức Sinh lí thực vật có quan hệ bổ trợ cho việc tiếp thu kiến thức mơn học vỏi mơn học chuvên mơn ngành Sinh lí thực vật có vai trị... biên soạn m ặt dựa giáo trình Sinh lí thực vật biên soạn giảng dạy trường Đại học th ế giói nước, mặt khác dựa kinh nghiệm giảng dạy mơn Sinh lí thực vật nhiều năm trường Đại học Nông nghiệp Hà... rình thực tập) nên nội dung giáo trình khơng đề cập sâu vào chê >ản chất q trình sinh lí giáo trình Sinh lí thực rật trường Đại học, mà quan tâm nhiều đên sinh í sinh thái việc điều chỉnh trồng