Sinh lý học thực vật là khoa học được giảng dạy ở các trường ại học, cao đẳng hàng trăm năm nay. Cũng đã có nhiều giáo trình Sinh lý thực vật được viết phục vụ cho việc giảng dạy, học tập và nghiên cứu lĩnh vực khoa học này. Giáo trình Sinh lý Thực vật do ThS. Nguyễn Sanh Mân chủ biên soạn với 5 chương dựa trên đề cương chi tiết môn học Sinh lý thực vật do Bộ Lao động – Thương binh Xã hội ban hành và trường CĐN Đà Lạt ban hành. Giáo trình gồm có 5 chương, mời các bạn cùng tham khảo.
Y H T H G Ƣ an hành kèm theo Quyết định số: /Q -… ngày…….tháng….năm ………… của……………………………… YÊ Ố Q Y Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo ọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Ớ Sinh lý học thực vật khoa học sinh học nghiên c u hoạt động sinh lý xảy c thể thực vật, mối quan hệ gi a điều kiện sinh thái với hoạt động sinh lý c y ta khả điều ch nh thực vật theo hướng có lợi cho ngư i y môn khoa học thực nghiệm khoa học c sở cho ngành khoa học kỹ thuật nông nghiệp o ý nghĩa quan trọng lĩnh vực khoa học từ đ i vào cuối kỷ XVIII đến phát triển nhanh chóng có nhiều đóng góp to lớn cho khoa học c ng cho sản xuất nơng nghiệp nói riêng đ i sống ngư i nói chung Sinh lý học thực vật khoa học đ giảng dạy trư ng ại học, ao đ ng hàng trăm năm ng đ có nhiều giáo trình Sinh lý Thực vật viết phục vụ cho việc giảng dạy, học tập nghiên c u lĩnh vực khoa học Việt am Sinh lý học Thực vật c ng đ giảng dạy nhiều trư ng ại học HS , H HT , H , ao đ ng ỹ thuật, c ng đ có nhiều giáo trình Sinh lý học thực vật phát hành Trên c sở nh ng giáo trình có, để có tư liệu học tập, nghiên c u cho học sinh sinh viên, trước hết học sinh sinh viên Trư ng ao đ ng ghề lạt, biên soạn giáo trình Sinh lý học thực vật Sách dùng làm giáo trình học tập cho học sinh sinh viên hoa ông nghiệp thuộc Trư ng ao đ ng ghề lạt làm tài liệu tham khảo cho học sinh sinh viên, cán bộ, giáo viên ngành liên quan Giáo trình Sinh lý Thực vật Ths guy n Sanh n – Khoa ông nghiệp Sinh học ng dụng – Trư ng ao đ ng ghề chủ biên soạn với chư ng dựa đề cư ng chi tiết môn học Sinh lý thực vật ộ ao động – Thư ng binh X hội ban hành Trư ng ao đ ng ghề lạt ban hành Trong trình biên soạn, chủ biên đ cố g ng cập nhật nh ng kiến th c, thành tựu sinh lý học đại thực ti n vào Tuy nhiên, th i gian, trình độ, nguồn tư liệu có hạn nên khơng tránh kh i nh ng thiếu sót hủ biên mong nhận nhiều góp ý đóng góp x y dựng độc giả để giáo trình có chất lượng tốt h n lạt, ngày 01 tháng 05 năm 2017 hủ biên: Ths guy n Sanh n Ụ Ụ Tuyê bố bả quyề u ƢƠ ại cư ng tế bào thực vật hái quát cấu tr c ch c sinh lý tế bào thực vật 10 2.1 V tế bào thành tế bào 10 2.2 hất nguyên sinh tế bào 11 2.3 Nhân: 14 2.4 hông bào 14 Thành ph n hóa học chủ yếu chất nguyên sinh 15 3.1 Protein 15 3.2 Lipid 17 3.3 ước 17 3.4 Tính chất lý học đặc tính hóa keo nguyên sinh chất tế bào 18 Sự trao đ i nước tế bào thực vật 20 4.1 Tế bào hệ th m thấu sinh học 20 4.2 Quy luật x m nhập nước vào tế bào 21 Bài tập thực hành chư ng 1: sinh lý tế bào thực vật 23 u h i sử dụng đánh giá học tập chư ng 28 Ghi nhớ chư ng ……………………………………………….……………….29 ƢƠ : ƢỚ 30 Vai tr nước đ i sống thực vật 30 Sự h t nước r c y 31 2.1 quan h t nước 31 2.2 Sự h t nước r c y 32 2.3 Sự h t nước r đất lực cản trình h t nước 32 2.4 nh hưởng điều kiện ngoại cảnh đến h t nước r 34 Quá trình vận chuyển nước c y c n b ng nước c y 37 3.1 on đư ng vận chuyển nước c y 37 3.2 Tốc độ vận chuyển nước c y 39 3.3 ộng lực vận chuyển nước 43 sở sinh lý việc tưới nước hợp lý cho c y trồng 44 4.1 ục đích tưới nước hợp lý 44 4.2 sở sinh lý xác định nhu c u nước 44 4.3 hư ng pháp tưới 45 Bài tập thực hành chư ng 2: Sự trao đ i nước thực vật 47 C u h i sử dụng đánh giá học tập chư ng 51 Ghi nhớ chư ng 52 ƢƠ 3: Q 54 hái niệm chung Quang hợp 54 1.1 ịnh nghĩa quang hợp thực vật 54 1.2 Vai tr trình quang hợp thực vật tự nhiên 54 ấu tạo máy quang hợp 56 2.1 - c quan quang hợp 56 2.2 ục lạp 57 2.3 S c tố quang hợp tính chất ch ng 58 Quá trình quang hợp thực vật 60 3.1 sáng quang hợp 60 ác yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp thực vật 73 4.1 nh sáng 74 4.2 ồng độ 75 4.3 hiệt độ 76 4.4 ước 77 4.5 inh dư ng khoáng 77 nghĩa quang hợp thực vật 79 5.1 Quan hệ quang hợp với suất 79 5.2 ác biện pháp n ng cao suất dựa vào quang hợp 79 5.3 Tiềm quang hợp Việt am 82 Thực hành chư ng 3: quang hợp thực vật 83 u h i sử dụng đánh giá học tập chư ng 87 Ghi nhớ chư ng 88 ƢƠ 4: 90 hái niệm chung 90 1.1 hái niệm chung hô hấp 90 1.2 Vai tr hô hấp 91 quan hô hấp chất hoạt động hô hấp thực vật 91 2.1 Ty thể 91 2.2 ản chất hoạt động hô hấp thực vật 92 Q trình hơ hấp thực vật 93 3.1 ác đư ng biến đ i c chất hô hấp 93 3.2 Trao đ i lượng hô hấp 98 ối quan hệ gi a hô hấp hoạt động sống c y trồng 99 4.1 Hô hấp quang hợp 99 4.2 Hô hấp hấp thu nước chất dinh dư ng c y trồng 100 4.3 Hô hấp tính chống chịu c y điều kiện ngoại cảnh bất thuận 100 ác yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp thực vật 100 5.1 Hàm lượng nước mô tế bào 101 5.2 hiệt độ 101 5.3 Thành ph n khí khơng khí 101 5.4 inh dư ng khoáng 102 Bài tập thực hành chư ng 4: hô hấp thực vật 103 C u h i sử dụng đánh giá học tập chư ng 107 Ghi nhớ chư ng 108 ƢƠNG 5: Ƣ 109 hái niệm chung 109 1.1 hái niệm sinh trưởng 109 1.2 hái niệm phát triển 110 ác chất điều h a sinh trưởng, phát triển thực vật 111 2.1 hái niệm chung 111 2.2 h n loại chất điều h a sinh trưởng thực vật 111 2.3 T m quan trọng chất điều h a sinh trưởng 123 Sự nảy m m hạt 130 3.1 iến đ i hóa sinh 130 3.2 iến đ i sinh lý 130 3.3 nh hưởng điều kiện ngoại cảnh đến nảy m m 130 Sự hình thành hoa 131 4.1 Sự hình thành hoa nhiệt độ xu n hóa 131 4.2 Sự cảm ng hoa ánh sáng quang chu k 132 Sự hình thành chín 133 5.1 Sự hình thành hạt 133 5.2 sở việc tạo không hạt 134 5.3 Sinh lý q trình chín 134 Sự rụng c quan 136 6.1 Sự rụng 136 6.2 Về mặt giải ph u: 136 6.3 n b ng hormon rụng 136 6.4 goại cảnh cảm ng rụng 137 6.5 iều ch nh rụng 137 Trạng thái ngủ ngh thực vật 137 7.1 hái niệm ngủ ngh 137 7.2 h n loại trạng thái ngủ ngh 137 7.3 guyên nh n ngủ ngh s u 138 7.4 iều ch nh trạng thái ngủ ngh 139 Bài tập thực hành chư ng 5: Sinh trưởng phát triển thực vật 140 C u h i sử dụng đánh giá học tập chư ng 145 Ghi nhớ chư ng 146 148 Tên môn học: Sinh lý thực vật mơn học: H 07 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai tr môn học/mô đun: - Vị trí: mơn học c sở chư ng trình mơn học b t buộc dùng đào tạo trình độ trung cấp nghề bảo vệ Thực vật - Tính chất: môn học lý thuyết kết hợp với thực hành - nghĩa vai tr môn học: + nghĩa: àm c sở học môn học chuyên ngành điều khiển trình sinh trưởng phát triển c y, ph n tích kh c phục nh ng tượng gặp thực tế + Vai trò: cung cấp cho sinh viên nh ng kiến th c c trình phản ng sinh học xảy thực vật, phản ng thực vật với điều kiện môi trư ng ục tiêu môn học/mô đun: - Về kiến th c: + Trình bày nh ng kiến th c trình sinh lý c xảy c thể thực vật quang hợp, hô hấp, trao đ i nước + Trình bày mối quan hệ gi a hoạt động ch c sinh lý v í điều kiện mơi trư ng sống, sinh trưởng phát triển - Về kỹ năng: + Thực kỹ thuật làm tiêu tế bào thực vật, kiểm tra tượng co nguyên sinh, phản co nguyên sinh, kiểm tra khí giải phóng từ q trình quang hợp, tách chiết diệp lục, q trình sinh nhiệt từ hơ hấp, + h n tích ng dụng c chế tính chống chiụ thực vật làm c sở cho việc thực biện pháp kỹ thuật th m canh tăng suất ph m chất c y trồng - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Sinh viên có khả làm việc theo nhóm, có khả định làm việc với nhóm, tham mưu với ngư i quản lý tự chịu trách nhiệm định + Có khả tự nghiên c u, tham khảo tài liệu có liên quan đến mơn học + ó khả tìm hiểu tài liệu để làm thuyết trình theo yêu c u giáo viên + ó khả vận dụng kiến th c liên quan vào môn học/mơ đun + ó ý th c, động c học tập chủ động, đ ng đ n, tự rèn luyện tác phong làm việc công nghiệp, khoa học tu n thủ quy định hành ội dung môn học : nh hưởng ánh sáng đến quang hợp c n liên quan đến tỷ lệ tia sáng, tỷ lệ tia sáng lại phụ thuộc kiểu chiếu sáng nh sáng trực xạ có tỷ lệ tia sinh lý thấp h n ánh sáng tán xạ nên nh sáng tán xạ có ảnh hưởng đến quang hợp tốt h n ánh sáng trực xạ nh hưởng cư ng độ ánh sáng đến quang hợp c n liên quan đến yếu tố khác hàm lượng môi trư ng, nhiệt độ, độ m, chất dinh dư ng 4.1.3 nh hưởng chất lượng ánh sáng: ác loại tia sáng khác có tác dụng lên quang hợp khơng giống ng cơng trình nghiên c u Timiriazep ngư i đ u tiên xác định tia đ có hiệu suất quang hợp cao h n tia khác, sau tia đ tia xanh Tuy nhiên hiệu quang hợp tăng lên, sử dụng phối hợp hợp lý gi a tia Theo nghiên c u Emerson chiếu xen kẽ gi a tia sáng có > 680 nm tia đ với tia sáng có < 650 nm làm n ng cao hiệu suất quang hợp rõ rệt, Hiệu ng khác tia sáng khác đến quang hợp ch xảy trư ng hợp cư ng độ ánh sáng điểm no hi cư ng độ đạt đến điểm no giá trị tia sáng với quang hợp Thành ph n ánh sáng không ch ảnh hưởng đến cư ng độ quang hợp mà c n thay đ i sản ph m quang hợp Với ánh sáng có bước sóng ng n, sản ph m tạo quang hợp ch a nhiều axit amin, protein h n so với ánh sáng bước sóng dài gược lại ánh sáng bước sóng dài lại tạo nhiều gluxit h n ánh sáng bước sóng ng n nh sáng có hưởng hưởng s u s c đến quang hợp nên thực ti n sản xuất việc áp dụng biện pháp thích hợp để bảo đảm nhu c u ánh sáng cho c y trồng có ý nghĩa định đến suất ph n chất c y trồng 4.2.1 Sự khuyếch tán quang hợp: Sự khuyếch tán từ môi trư ng vào cung cấp cho quang hợp có ảnh hưởng trực tiếp đến cư ng độ quang hợp Gaastra 1959 nghiên c u khuyếch tán vào cung cấp cho quang hợp cho thấy trình ph c tạp, xảy qua nhiều giai đoạn Quá trình khuyếch tán c chế, chất không giống * Khuyếch tán 2 từ khơng khí vào xảy qua chặng với từ khơng khí vào bề mặt lá: y q trình vật lý đ n thu n nên tốc độ khuyếch tán phụ thuộc hoàn toàn vào yếu tố vật lý môi trư ng S.t.d Trong yếu tố 75 khuyếch tán có vai tr định o hàm lượng CO2 mơi trư ng có vai tr quan trọng, định tốc độ khuyếch tán giai đoạn * huyếch tán từ bề mặt vào gian bào: y giai đoạn khuyếch tán qua khí kh ng ởi tốc độ giai đoạn phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ đóng mở khí kh ng Sự đóng mở khí kh ng lại liên quan trực tiếp đến chế độ nước - q trình h n nước * huyếch tán từ gian bào vào tế bào đồng hoá: y trình thấm qua màng tế bào để vào tế bào thực q trình đồng hố CO2 Q trình phụ thuộc chủ yếu vào tính thấm màng tế bào đồng hoá với Tốc độ vận chuyển từ môi trư ng vào tế bào đồng hoá định tốc độ cung cấp nguyên liệu cho quang hợp nên ảnh hưởng trực tiếp đến cư ng độ quang hợp ó thể dùng biện pháp tác động hợp lý ph n bón, tưới nước, chăm sóc để làm tăng tốc độ trình khuyếch tán qua làm tăng cư ng độ quang hợp góp ph n tăng suất c y trồng 4.2.2 Hàm lượng 2: Hàm lượng môi trư ng yếu tố định khuyếch tán CO2 (CO2 vào nên có ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp Hàm lượng iểm bù tối thiểu để quang hợp xảy điểm bù 2 phụ thuộc nhóm c y Với nhóm thực vật điểm bù cao 30-70 l/l , thực vật có điểm bù thấp 10l/l Với hàm lượng trung bình khơng khí (0,030%) ln thoả m n m c độ tối ưu cho quang hợp Tuy nhiên vùng khác có hàm lượng không giống nên ảnh hưởng đến quang hợp c ng khác nh hưởng đến quang hợp liên quan chặt chẽ đến chế độ chiếu sáng hi ánh sáng mạnh hiệu tác động đến quang hợp mạnh h n ánh sáng yếu o nhu c u thư ng xuyên c y với nên biện pháp kỹ thuật c n bảo đảm thư ng xuyên nhu c u cho c y trồng bón ph n ch a 2, làm đất t i xốp, sục bùn thư ng xuyên t Quang hợp bao gồm phản ng sáng phản ng tối hản ng sáng chịu ảnh hưởng nhiệt độ mà phụ thuộc chủ yếu vào ánh sáng hản ng tối ngược lại không phụ thuộc ánh sáng mà chịu ảnh hưởng nhiệt độ Hệ số Q10 pha sáng ch khoảng 1,0-1,4 hệ số Q10 pha tối đạt đến 2,0-3,0 76 nh hưởng nhiệt độ đến quang hợp chủ yếu vào pha tối thơng qua hoạt tính enzim pha tối quang hợp phụ thuộc m c nhiệt độ môi trư ng nhiệt độ thấp enzim hoạt động yếu nên quang hợp xảy yếu ớt hiệt độ cao lại phá huỷ cấu tr c máy quang hợp, làm hoạt tính enzim nên làm cho quang hợp giảm mạnh m c nhiệt độ tối thích quang hợp xảy cao gư ng nhiệt độ nhóm c y khác khơng giống y ơn đới có ngư ng nhiệt độ thấp h n nhóm c y nhiệt đới đến 10oC ước nguyên liệu tham gia trực tiếp quang hợp Qua quang ph n ly nước cung cấp H+ è, để thực q trình photphoryl hố tạo T t ng hợp NADPH2 cung cấp cho pha tối để khử tạo sản ph m quang hợp Trong pha tối nước đóng vai tr làm nguyên liệu để đồng hố ước c n có vai tr gián tiếp ảnh hưởng đến quang hợp h thoát h i nước mà khí kh ng mở để d ng khuyếch tán vào tế bào đồng hoá cung cấp cho để tham gia vào quang hợp ước dung mơi hồ tan chất tạo mơi trư ng phản ng thuận lợi hồ tan sản ph m quang hợp để vận chuyển đến phận khác c y o vai tr nước quan trọng quang hợp hàm lượng nước mơi trư ng có ảnh hưởng đến quang hợp ếu tế bào đồng hoá hàm lượng nước ch c n khoảng 40-50% trình quang hợp bị ngưng trệ Quang hợp xảy tốt hàm lượng nước tế bào đạt khoảng 90-95% độ b o hồ ếu tế bào có hàm lượng nước b o hồ q trình quang hợp bị c chế nh hưởng nước đến quang hợp c n phụ thuộc nhóm c y y ưa m có nhu c u nước cho quang hợp cao c n c y hạn sinh có khả quang hợp hàm lượng nước ch c n khoảng 60-70% inh dư ng khoáng quang hợp hai hoạt động trình dinh dư ng thực vật có liên quan chặt chẽ với inh dư ng khoáng trực tiếp tạo 5% thành ph n hợp chất h u c c y, ngồi c n góp ph n th c đ y quang hợp, tăng hiệu quang hợp nên góp ph n tạo 95% thành ph n c n lại ác chất khống có vai tr quan trọng nhiều mặt đến quang hợp ác nguyên tố khoáng tham gia cấu tạo nên máy quang hợp s c tố, hệ vận chuyển điện tử, enzim ,tham gia vào c chế quang hợp 77 ác chất khống khác có vai tr khác quang hợp Trước hết phải kể đến it thành ph n quan trọng cấu tạo nên nhiều thành ph n tham gia quang hợp: s c tố, enzim, hệ vận chuyển điện tử c ng nguyên tố cấu tạo nên protein để cấu tạo nên máy quang hợp o thiếu trình quang hợp giảm s t ếu thiếu kéo dài quang hợp ngừng trệ hotpho nguyên tố tham gia nhiều hoạt động quang hợp: tham gia cấu tạo nên hợp chất h u c để cấu tr c nên máy quang hợp tham gia vào cấu tạo nhiều loại enzim, nhiều hệ vận chuyển điện tử quan trọng quang hợp yếu tố quan trọng điều hoà pH tế bào n định tạo điều kiện cho quang hợp xảy thuận lợi ặc biệt thành ph n hợp chất cao T có vai tr quan trọng quang hợp o nên thiếu trình quang hợp bị ảnh hưởng nghiêm trọng ali c ng nguyên tố có vai tr tích cực quang hợp ali ảnh hưởng đến tính chất hệ keo ngun sinh qua ảnh hưởng đến quang hợp c n kích thích hoạt tính nhiều hệ enzim quang hợp nên ảnh hưởng đến tốc độ phản ng hoá sinh pha tối quang hợp gồi ngun tố đại lượng trên, nhiều nguyên tố đại lượng khác ưu hu nh S , calcium a c ng có vai tr quan trọng định quang hợp ặc biệt quan trọng với quang hợp nguyên tố vi lượng lượng có ảnh hưởng nhiều mặt đến quang hợp guyên tố vi Trước hết nguyên tố vi lượng thành ph n b t buộc hay tác nh n kích thích enzim quang hợp ác nguyên tố vi lượng c ng có ảnh hưởng tốt đến sinh trưởng máy quang hợp th c đ y sinh trưởng làm tăng diện tích lá, kéo dài th i gian quang hợp hiều ngun tố có tác động kích thích q trình t ng hợp s c tố, hạn chế ph n huỷ s c tố gặp ánh sáng mạnh ác nguyên tố vi lượng c n tham gia trực tiếp hay gián tiếp vào pha sáng quang hợp Quan trọng tham gia n quang ph n ly nước Trong pha tối nguyên tố vi lượng có vai tr quan trọng ảnh hưởng đến enzim pha tối qua trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ phản ng pha tối Trong nguyên tố vi lượng n, u có ảnh hưởng mạnh đến quang hợp, có vai tr quan trọng quang hợp o vai tr quan trọng nguyên tố đại lượng c ng vi lượng nên thực ti n c n thoả m n hợp lý nguyên tố khoáng cho c y qua quang hợp xảy có hiệu làm c sở cho việc tăng suất c y trồng 78 qu 5.1 Qu qu v ă su t Quang hợp trình c định suất c y trồng T ng số chất khô quang hợp tạo chiếm 90-95% chất khô thực vật Tirimiazep đ nói " ng cách điều khiển ch c quang hợp, ngư i khai thác c y xanh vô hạn" â ă su t v qu ựa vào mối quan hệ gi a quang hợp suất đ ph n tích trên, để tăng suất c y trồng c n phối hợp nhiều biện pháp liên hoàn tác động vào nhiều nh n tố sinh thái cách hợp lý trình quang hợp xảy m c tối ưu 5.2.1 Tác động vào quang hợp: Thế quang hợp ch số quan trọng có ý nghĩa định suất Thế quang hợp thay đ i tu loại c y trồng, tùy th i vụ nhiều yếu tố khác Thế quang hợp gồm hai yếu tố cấu thành t ng diện tích đất th i gian quang hợp n T ng diện tích đất tu thuộc ch số diện tích I Thế quang hợp l a có độ dài sinh trưởng n 100 ngày có I khoảng 1-5 khoảng 1-5 triệu m2, có trư ng hợp đạt đến 10 triệu m2 ể tăng suất, biện pháp hàng đ u tăng quang hợp uốn tăng quang hợp c n tác động vào hai yếu tố diện tích th i gian quang hợp n * Tác động vào diện tích Tăng diện tích biện pháp quan trọng để tăng suất hưng tăng diện tích cho hợp lý vấn đề ph c tạp, có liên quan đến nhiều yếu tố khác ếu tăng diện tích cao che lấp l n khiến cho quang hợp t ng số ruộng c y bị giảm, hô hấp tăng làm cho giảm cuối suất giảm hưng để diện tích thấp l ng phí đất, lượng suất c ng thấp ởi c n phải tăng diện tích hợp lý ể tăng diện tích hợp lý c n dựa vào nhu c u ánh sáng c y trồng y ưa bóng nhu c u ánh sáng thấp nên tăng diện tích lên c y ưa sáng nhu c u ánh sáng cao lại phải giảm diện tích thích hợp Việc bố trí diện tích hợp lý c n tùy thuộc kiểu lá, góc lá, mùa vụ 79 ể có diện tích thích hợp c n có mật độ gieo trồng hợp lý, bố trí trồng xen, trồng th ng hàng, bố trí mùa vụ thích hợp cho loại c y trồng Trên c sở chủ động điều ch nh diện tích tốt cho quang hợp * Tác động vào th i gian quang hợp n ể tăng th i gian quang hợp vừa tăng th i gian sống c y trồng vừa tăng nhanh nhịp điệu độ sinh trưởng ban đ u làm cho chóng đạt đến th i k khép tán, sớm đạt đến diện tích cực thuận cho quang hợp ồng th i có biện pháp hạn chế rụng lá, kéo dài th i gian sống quang hợp đến thu hoạch hư để tăng th i gian quang hợp không thiết tăng th i gian sống c y mà ch tăng th i gian quang hợp cực thuận hi làm tăng tốc độ sinh trưởng c n ch ý th i k c y có th i k có diện tích cực đại trùng với th i k có b c xạ ánh sáng cao đủ thoả m n nhu c u ánh sáng cho ùa vụ hợp lý biện pháp thoả m n yêu c u 5.2.2 Tăng khả sử dụng b c xạ c y trồng: Quang nguồn lượng tham gia trực tiếp vào q trình quang hợp, có vai tr định quang hợp hông phải tất b c xạ có vai tr với quang hợp mà ch có b c xạ sinh lý, nh ng tia sáng có bước sóng vùng 380nm-760nm có vai tr quang hợp c xạ mặt tr i thay đ i cư ng độ l n tỷ lệ tia theo vị độ trái đất theo th i gian Trong năm mùa hè có t ng b c xạ tới cao h n màu đông, tỷ lệ tia đ lại thấp h n n ngày mặt tr i lên cao t ng b c xạ tới lớn tỷ lệ tia đ giảm Vị trí địa lý xa xích đạo t ng b c xạ thấp tỷ lệ tia đ cao Tuy nhiên từ lượng ánh sáng chiếu xuống ruộng đến suất sinh học c n phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác ăng lượng b c xạ ch giới hạn tiềm quang hợp, suất sinh học ăng suất sinh học phụ thuộc vào hệ số sử dụng lượng b c xạ c y Qu n thể c y có cấu tr c ruộng hợp lý có hệ số sử dụng b c xạ cao điều kiện c n để d n đến suất cao ể n ng cao hệ số sử dụng lượng b c xạ tới, trước hết c n tác động vào để tăng tỷ lệ hấp thụ ánh sáng lên Tỷ lệ đạt đến 80-90% so với tỷ lệ trung bình 50% đ tính ố trí diện tích thích hợp tăng th i gian quang hợp biện pháp tốt làm tăng tỷ lệ hấp thụ b c xạ tới 80 ên cạnh việc tăng khả hấp thụ ánh sáng việc tác động vào nh n tố sinh thái để làm tăng hiệu sử dụng lượng đ hấp thụ pha sáng pha tối quang hợp c ng góp ph n n ng cao hệ số sử dụng quang Việc bố trí mật độ hợp lý, mùa vụ thích hợp để tận dụng th i gian có ánh sáng mạnh năm iện pháp trồng xen c y, trồng gối vụ, trồng c y th ng hàng có tác dụng làm tăng hệ số sử dụng lượng ánh sáng c sở quan trọng để làm tăng suất sinh học 5.2.3 Tác động vào cư ng độ quang hợp hệ số hiệu suất quang hợp: ng độ quang hợp FCO2 hệ số hiệu suất (Ke ch tiêu liên quan trực tiếp đến c chế quang hợp, biểu hiệu suất làm việc máy quang hợp có ảnh hưởng định đến suất c y trồng ể n ng cao cư ng độ quang hợp c n có biện pháp thích hợp tác động vào nh n tố sinh thái ánh sáng, nước, chất khoáng, co 2, nhiệt độ tạo điều kiện tối ưu cho quang hợp ồng th i việc tác động vào nh n tố sinh thái c ng c n tác động đến điều kiện bên c thể máy quang hợp, s c tố hệ vận chuyển điện tử quang hợp, enzim quang hợp góp ph n đ y mạnh trình quang hợp Hệ số hiệu suất quang hợp ch tiêu liên quan đến hai trình trung t m thực vật: Quang hợp hô hấp Hệ số e tỷ lệ thuận với quang hợp lại tỷ lệ nghịch với hô hấp ởi để tăng e trước hết phải tăng quang hợp (FCO2) đồng th i với việc điều tiết hơ hấp m c thích hợp Hơ hấp có vai tr quan trọng đ i sống thực vật cung cấp lượng dạng sử dụng T cho hoạt động sống Vì c y sinh trưởng, phát triển c n trì hơ hấp Tuy nhiên bên cạnh mặt có lợi hơ hấp lại ch a đựng nh ng tác hại định đến thực vật, đặc biệt hô hấp sáng Hô hấp ph n huỷ sản ph n quang hợp tạo vừa làm giảm quang hợp vừa làm giảm Kf hô hấp tối làm giảm quang hợp thực khoảng 10-20% hô hấp sáng làm giảm quang hợp đến 50% ởi để tăng c n hạn chế hô hấp tới m c c n thiết, c n loại trừ hay hạn chế đến m c thấp hô hấp sáng 5.2.4 Tác động vào hệ số kinh tế Kkt): Hệ số kinh tế tỷ lệ gi a ph n chất khô ngư i sử dụng t ng chất khô tạo c y, tỷ lệ gi a suất kinh tế với suất sinh học Hệ số kinh tế biến động tu loại c y trồng loại c y trồng khác phận ngư i sử dụng khác Trong loại c y trồng hệ số kinh tế biến động Hệ số kinh tế yếu tố di truyền qui định nên phụ thuộc thành 81 ph n loài Hệ số kinh tế biến động chế độ chăm sóc biện pháp tốt để n ng cao kt từ làm tăng Skt o chọn giống Tuy nhiên áp dụng biện pháp kỹ thuật hợp lý c ng làm tăng hệ số kinh tế lên m c cao giới hạn cho phép yếu tố di truyền Tóm lại việc áp dụng biện pháp kỹ thuật hợp lý tác động cách tích cực vào ch tiêu quang hợp làm tăng ch tiêu m c cực thuận c sở cho việc tăng suất c y trồng o học thuyết quang hợp góp ph n tích cực việc cải thiện suất c y trồng, giải vấn đề lư ng thực loài ngư i ă qu t Việt am nước n m vùng nhiệt đới gió mùa, khoảng từ vĩ độ đến vĩ độ 23,5 T ng b c xạ vùng cao 9-10 tỷ calo/ha t ng gi n ng năm lớn 1600-2300 gi /năm T ng lượng nhiệt hàng năm cao, nhiệt trung bình hàng năm khoảng 23,4oC-27,4o ượng mưa lớn, khoảng g n 2000mm/năm Với điều kiện tự nhiên thuận lợi nên suất sinh học lý thuyết đạt 110-125tấn/ha/năm Tuy nhiên bên cạnh nh ng thuận lợi, nh ng tiềm to lớn iều kiện tự nhiên Việt am c ng có nhiều điều bất lợi cho quang hợp, ảnh hưởng xấu đến suất ởi suất thực tế loại c y trồng Việt am c n m c thấp so với nước khu vực giới iều bất lợi trước hết đất đai Việt am thư ng loại đất nghèo dinh dư ng hiều vùng đất trở nên đất bạc màu, đất chua phèn ượng mưa cao ph n bố không năm ùa mưa lượng mưa lớn g y ngập ng, ngược lại mùa khô lượng mua lại bị hạn hán nặng ặc biệt trình độ th m canh c n m c thấp, chưa khai thác hết tiềm thiên nhiên nên suất c n thấp bấp bênh ó nh ng vấn đề thực ti n đ i h i nhà khoa học Việt am quan t m nh m khai thác có hiệu tiềm thiên nhiên ưu đ i để biến thành suất cao cho loại c y trồng 82 ƢƠ í Q ố qu u u t v t t u thực vật: c y tư i d qu , c c, b p cải, - - Hóa chất: cồn 96O hay aceton, CaCO3 - ụng cụ nguyên liệu: cối chày s , giấy thấm, ph u thủy tinh, đ a thủy tinh, ống nghiệm, pipet, bình định m c 50ml, dam lam, giá để ống nghiệm - Thiết bị: s n kỹ thuật t h tính chất số dung mơi h u c cồn, aceton, có khả phá v liên kết diệp lục với ph n tử protein lipid, ngư i ta r t s c tố quang hợp trạng thái dung dịch t t ùng dam lam để tách ph n thịt tư i kh i g n n 1g mảnh thịt cho vào cối chày s , dùng chày s nghiền với 1ml cồn 96O hay aceton Sau thêm vào 1g a để trung h a acid dịch bào Sau đ nghiền kỹ, tiếp tục cho thêm vào 10ml cồn 96O tiếp tục nghiền kỹ Sau để yên cối có ch a m u đ nghiền kỹ v ng ph t b l ng xuống Sau đó, rót ph n dịch bên theo đ a thủy tinh vào ph u thủy tinh có g n giấy thấm, phía ph u ống nghiệm đặt giá ống nghiệm Sau đó, lại tiếp tục cho 10ml cồn 96O vào ph n b tiếp tục nghiền kỹ, để yên ph t lọc dịch l n th ặp lại việc nghiền b với cồn dung dịch nghiền không c n màu ph n b c n lại ph u màu tr ng uối cùng, rót dung dịch đ lọc từ ống nghiệm vào bình định m c 50ml thêm cồn đến vạch định m c ta dung dịch ch a s c tố quang hợp M tả t v trả ả t âu a ung dịch r t từ c y tư i ch a nh ng s c tố quang hợp nào? b Giải thích kết thu từ thí nghiệm trên? c nghiệm ô tả kết thí nghiệm trả l i c u h i b ng tư ng trình thí í ộ ố í 2.1 Nguy u t d v t t - guyên liệu: dung dịch s c tố r t tách từ thí nghiệm 1, nước cất 83 - Hóa chất: H 20%, H l , enzen, acetat đồng - ụng cụ: giá ống nghiệm, pipet, ống nghiệm s t iệp lục este acid chlorophilic với rượu metylic phitol Vì vậy, diệp lục có phản ng este: - hản ng với kiềm phản ng xà phóng hóa để tạo muối chlorophilat, có màu xanh - hản ng với acid tạo pheophitin, có màu n u tiếp tục cho pheophitin phản ng với hợp chất kim loại hóa trị tạo nên màu xanh lục g n giống màu diệp lục t t - ùng pipet lấy 2ml dung dịch s c tố cho vào ống nghiệm ho thêm ml H 20%, tiếp thêm 1ml benzen – 2ml nước cất c nhẹ để yên giá ống nghiệm vài ph t, quan sát thấy dung dịch ph n thành lớp: lớp benzen có màu vàng lớp rượu có màu xanh h a tan sản ph m xà ph ng hóa muối chlorophilat kali - Tư ng tự trên, lấy 2ml dung dịch s c tố cho vào ống nghiệm, thêm vài giọt H l vào, l c nhe thấy màu n u xuất hiện, pheophitin Sau tiếp tục cho vào ống nghiệm vài tinh thể acetat đồng, l c nhẹ thấy màu xanh xuất M tả t v trả ả t âu a Viết phư ng trình phản ng xảy thí nghiệm trên? b Giải thích tượng xảy phản ng? c nghiệm í tả kết thí nghiệm trả l i c u h i b ng tư ng trình thí u u ả t í v t y qu qu t u thực vật: rong chó tóc tiên nước - - ụng cụ: cốc thủy tinh, ph u thủy tinh, ống nghiệm diêm - Thiết bị: hệ thống chiếu sáng từ 3000 – 3500lux đèn điện 500 – 700W s t ngồi sáng c y xanh thực q trình quang hợp, sản ph m trình quang hợp hợp chất h u c giải phóng oxy vào khơng khí Quang hợp thực vật di n theo phư ng trình t ng quát sau: 84 nh sáng 6CO2 + H2O C6H12O6 + 6O2 iệp lục Ơxy giải phóng q trình quang hợp thu lại thí nghiệm để ch ng minh khí quang hợp thực vật khí oxy t t ặt số cành rong chó vào ph u thủy tinh tất mặt c t cành rong hướng phía cuống ph u p ngược ph u vào cốc thủy tinh đ y nước, p lên cuống ph u thủy tinh ống nghiệm ch a 4/5 nước trước p ống nghiệm, cho nước vào 4/5 ống nghiệm dùng ngón tay bịt miệng ống nghiệm, sau dốc ngược ống nghiệm đưa vào cuống ph u ặt cốc thí nghiệm ngồi n ng hay ánh sáng hệ thống chiếu sáng hay bóng đèn có cơng suất 500 – 700W Quan sát sau th i gian thấy từ cuống cành rong chó xuất bọt khí liên tiếp Sau h n gi , ta lấy ngón tay bịt kín ống nghiệm dốc ngược lên ùng que diêm đ g n t t đưa vào miệng ống nghiệm bịt tay thấy bùng cháy h n iều ch ng t c y rong chó đ thải khí oxy nh vào q trình quang hợp gược lại, đưa cốc thí nghiệm vào bóng tối, sau th i gian h n gi lấy ra, c ng dùng que diêm g n t t đưa vào miệng ống nghiệm không thấy bùng cháy h n hư tối c y khơng quang hợp khí oxy khơng thải M tả t trả ả t âu v rút r t u a h ng lưu ý c n ch ý bố trí thực thí nghiệm gì? b Giải thích kết thu từ thí nghiệm trên? c nghiệm í tả kết thí nghiệm trả l i c u h i b ng tư ng trình thí u u ƣ ƣ t v t ộ ƣ ộ qu t u thực vật: rong chó - - Hóa chất: dung dịch icromat kali h a amoniac nước đun sôi để nguội 2Cr2O7), dung dịch đồng sulphate b o - ụng cụ: ống nghiệm, cốc thủy tinh,đ a thủy tinh - Thiết bị: hệ thống chiếu sáng từ 2500 – 3000lux đèn điện 300 – 500W, đồng hồ bấm gi s t 85 nh sáng điều kiện thiếu q trình quang hợp thực vật, cư ng độ ánh sáng có tính ảnh hưởng lớn đến hiệu suất quang hợp Trong thí nghiệm này, dựa vào số lượng bọt khí từ c y rong chó thực vật thủy sinh cư ng độ ánh sáng khác ta thấy ảnh hưởng cư ng độ ánh sáng đến cư ng độ quang hợp t t ho ngược cành rong chó quay xuống đáy ống nghiệm dài từ 5cm vào ống nghiệm ch a đ y nước ặt c t cành rong cách mặt nước ống nghiệm 3cm Trư ng hợp dùng cốc thay ống nghiệm ta phải dùng đ a thủy tinh gi cho cành rong chó khơng bị n i lên Sau đặt ống nghiệm hay cốc thí nghiệm ánh sáng Sau th i gian ng n, thấy bọt khí xuất mặt c t cành rong chó Từ bấm đồng hồ, b t đ u đếm số bọt khí th i gian ph t Thí nghiệm nh c lại – l n, lấy giá trị trung bình số bọt khí đ n vị th i gian Sau đặt ống nghiệm đến hệ thống chiếu sáng hay bóng đèn điện 300 hay 500W với khoảng cách 20cm, 60cm 100cm ếm số bọt khí m i khoảng cách ph t, nh c lại thí nghiệm từ – l n, lấy giá trị trung bình l n nh c lại ết thấy canh rong chó để g n nguồn sáng cư ng độ ánh sáng lớn số bọt khí nhiều iều ch ng t cư ng độ ánh sáng ảnh hưởng đến cư ng độ quang hợp c y M tả t v trả ả t âu a Vai tr ánh sáng trình quang hợp thực vật? b Giải thích kết thu thí nghiệm trên? c nghiệm tả kết thí nghiệm trả l i c u h i b ng tư ng trình thí 86 Ụ ƢƠ Quang hợp thực vật gì? Vai tr ý nghĩa quang hợp thực vật c y trồng? Vẻ khái quát lục lạp điển hình nêu vai tr thành phấn cấu t o nên lục lạp? ặc tính hệ s c tố quang hợp? Vai tr c y xanh sản xuất nông nghiệp tư ng lai? Quang hợp gồm pha chính? Trình bày khái qt nội dung giai đoạn quang vật lý ý nghĩa giai đoạn này? Trình bày khái quát giai đoạn quang hóa học quang hợp ý nghĩa giai đoạn này? ặc điểm quang hợp nhóm thực vật ý nghĩa? ặc điểm quang hợp nhóm thực vật ý nghĩa? ặc điểm quang hợp nhóm thực vật ý nghĩa? Trình bày ph n tích ảnh hưởng ánh sáng, nhiệt độ đến trình quang hợp? Vận dụng vào sản xuất nơng nghiệp? 10.Trình bày ph n tích ảnh hưởng nước, chất khống đến trình quang hợp? Vận dụng vào sản xuất nơng nghiệp? 11.Giải thích suất c y trồng định trình quang hợp? h ng biện pháp tăng suất c y trồng thông qua điều khiển hoạt động quang hợp? 12.So sánh nh ng điểm giống khác thực vật thực vật 4? 87 Ớ ƢƠ quan c y thực quang hợp Trong lá, lục lạp bào quan trực tiếp tham gia quang hợp Hình thái, số lượng đặc biệt cấu tr c lục lạp có ý nghĩa quang trọng Trong lục lạp, hệ thống màng thylakoid có nhiệm vụ thực pha sáng c chất lục lạp thực pha tối quang hợp Trong s c tố quang hợp, diệp lục đóng vai tr trung t m việc hấp thu biến đ i quang thành hóa Về cấu tạo, ph n tử diệp lục có nh n trung t m v ng magiê – pocphirin (Mg-pocphirin) có hệ thống nối đôi đ n cách liên hợp hoạt động quang hóa nên có nhiệm vụ hấp thu ánh sáng h n có nhiệm vụ định hướng ph n tử diệp lục vào màng thylakoid Quang ph hấp thụ diệp lục vùng ánh sáng đ xanh tím; quang hợp ch xảy hai vùng ánh sáng sáng quang hợp gồm giai đoạn quang vật lý giai đoạn quang hóa học Trong giai đoạn quang vật lý, ph n tử diệp lục tiếp nhận ánh sáng chuyển sang trạng thái kích thích electron lượng electron chuyển vào trung t m phản ng c ng dạng kích thích elcectron trạng thái th cấp *700 Trong giai đoạn quang hóa học, lượng ph n tử diệp lục kích thích trung t m phản ng tham gia vào trình chuyển vận electron chu i chuyền điện tử qung hợp lượng giải phóng liên kết với q trình phosphoryll hóa để hình thành nên T H 2, đồng th i giải phóng ơxy vào khơng khí, Tùy theo loại thực vật mà pha tối quang hợp di n theo đư ng khác thực vật 3, đư ng quang hợp ch b ng chu trình quang hợp chu trình mà sản ph m đ u tiên hợp chất có Hợp chất có tên cid hospho Glyceric G Thực vật có đư ng quang hợp liên hợp gi a chu trình cố định xảy lục lạp tế bào thịt chu trình khử xảy lục lạp tế bào quanh bó mạch on đư ng quang hợp thực vật mọng nước đư ng quang hợp thích nghi điều kiện khơ hạn Q trình cố định xảy vào ban đêm khí kh ng mở, c n q trình khử thành sản ph m quang hợp lại di n vào ban ngày khí kh ng hoàn toàn khép ại để trách nước nguy hiểm Sự đa dạng đư ng quang hợp thể tính đa dạng thích ng sinh lý giới thực vật Quang hợp chịu ảnh hưởng lớn điều kiện ngoại cảnh bao gồm ánh sáng, nhiệt độ, độ m khơng khí, 2, nước, dinh dư ng khoáng, 88 nh sáng cung cấp nguồn lượng vô tận cho quang hợp; cư ng độ chất lượng ánh sáng điều ảnh hưởng lên hoạt động quang hợp ước bị quang ph n ly để cung cấp electron ion H+ cho việc khử hàm lượng nước định cư ng độ quang hợp CO2 bị khử thành chất h u c nên hàm lượng có ảnh hưởng đến hoạt động quang hợp nên khí hiệt độ ảnh hưởng đến pha sáng pha tối quang hợp ảo đảm nhiệt độ tối ưu cho quang hợp c y trồng c n thiết mang tính định đến suất kinh tế ác chất khoáng tham gia vào cấu tạo máy quang hợp hoạt hóa enzyme tham gia vào trình quang hợp đồng th i x c tiến vận chuyển sản ph m quang hợp, Hoạt động quang hợp định 90 – 95% suất c y trồng nên c n có biện pháp điều ch nh quang hợp để tăng suất c y trồng ăng suất sinh vật học trình quang hợp định ể n ng cao suất sinh vật học, ta có biện pháp tác động như: tăng diên tích đến m c độ tối thích, tăng cư ng độ hiệu suất quang hợp, điều ch nh th i gian quang hợp b ng cách tăng vụ, xen canh, gối vụ để tăng hệ số sử dụng quang phải kéo dài tu i thọ khả làm việc ăng suất kinh tế phụ thuộc chủ yếu vào trình vận chuyển tích l y hợp chất h u c c quan kinh tế o vậy, ngồi việc chọn tạo giống có kt phải tạo điều kiện thuận lợi để huy động tối đa chất h u c tích l y c quan, ph n kinh tế biện pháp tưới nước, bón ph n bố trí th i vụ hợp lý, 89 ... 11 0 ác chất điều h a sinh trưởng, phát triển thực vật 11 1 2 .1 hái niệm chung 11 1 2.2 h n loại chất điều h a sinh trưởng thực vật 11 1 2.3 T m quan trọng chất điều h a sinh. .. nghiên c u cho học sinh sinh viên, trước hết học sinh sinh viên Trư ng ao đ ng ghề lạt, biên soạn giáo trình Sinh lý học thực vật Sách dùng làm giáo trình học tập cho học sinh sinh viên hoa ông... nghiêm cấm Ớ Sinh lý học thực vật khoa học sinh học nghiên c u hoạt động sinh lý xảy c thể thực vật, mối quan hệ gi a điều kiện sinh thái với hoạt động sinh lý c y ta khả điều ch nh thực vật theo