III. Kết quả thí nghiệm và giải thích hiện tượng
c. Hóa hướng động
Hướng hóa là phản ứng sinh trưởng của cây đối với các hợp chất hóa học. Tác nhân kích thích gây hướng hóa có thể là axit, kiềm, muối khống… Hướng hóa được phát hiện ở rễ, ống phấn, lơng tuyến ở cây gọng vó…
Hướng hóa dương là khi cơ quan của cây sinh trưởng hướng tới nguồn hóa chất. Hướng hóa âm khi phản ứng sinh trưởng của cây tránh xa hóa chất.
d. Nước hướng động
Hướng nước là sự sinh trưởng của rễ cây hướng tới nguồn nước.
Hướng hóa và hướng nước có vai trị giúp rễ thực vật hướng tới nguồn nước và phân bón trong đất.
e. Hướng tiếp xúc
Hướng tiếp xúc là phản ứng sinh trưởng đối với sự tiếp xúc. Cơ sở của sự uốn cong trong tiếp xúc:
+ Do sự sinh trưởng không đồng đều của các tế bào tại 2 phía của cơ quan.
+ Các tế bào tại phía khơng được tiếp xúc kích thích sinh trưởng nhanh hơn làm cơ quan uốn cong về phía tiếp xúc.
f. Mở rộng
Đối với phản ứng hướng động, quang hướng động có vai trị khá quang trọng đối với thực vật. Giúp cây quang hợp đồng thời trong trường hợp khơng có trọng lực (khơng có địa hướng động) thì quang hướng động đóng một vai trị lớn hơn trong việc hướng dẫn rễ cây phát triển thay thế một phần cho địa hướng động, nhờ vào cơ chế: rễ cây (hướng sáng âm) mẫn cảm với auxin hơn thân cây vì vậy khi nồng độ auxin phía tối cao hơn gây ức chế sự sinh trưởng kéo dài tế bào làm cho rễ uốn cong xuống đất. Ngồi ra, nếu cây khơng có phản ứng quang hướng động có thể trong một số trường hợp cây sẽ khơng hấp thụ được ánh sáng mặt trời từ đó cây khơng quang hợp được cây sẽ chết.
II. Thí nghiệm
- Ý nghĩa thí nghiệm: Bài thí nghiệm trên giúp chúng ta hiểu được tác nhân ánh sáng
và trọng lực ảnh hưởng như thế nào đến cây. đồng thời giúp chúng ta biết được cách cây thích nghi với môi trường bằng các phản ứng vận động hướng động: Giúp thực vật hướng đến những tác nhân có lợi và tránh xa các tác nhân có hại, từ đó có thể thích nghi với mơi trường sống ln thay đổi, giúp nó tồn tại và phát triển theo thời gian.
43
1. Chuẩn bị dụng cụ
- 5 chậu nhựa nhỏ. - 2 thùng giấy:
+ Thùng 1: Khoét những lỗ nhỏ cho cây hơ hấp đồng thời kích thước nhỏ tránh ánh sáng đi qua.
+ Thùng 2: Kht 1 lỗ trịn đường kính khoảng 2cm ngay 1 góc ở dưới thùng.
- Giống: Đậu xanh (lựa 25 hạt khơng bị hư hại, tổn thương, hạt trịn không bị lép chắc hạt).
- Đất trồng (hoặc giá thể).
2. Cách thực hiện
- Cho đất (giá thể) vào 5 chậu đã chuẩn bị sẵn đồng thời trồng vào mỗi chậu 5 hạt đậu xanh, mỗi hạt cách nhau khoảng 1cm, mỗi hạt gieo xuống cách mặt đất trong chậu từ 3- 4cm rồi lấp lại). Tưới nước vào mỗi chậu đã chuẩn bị sẵn để đất trong chậu có độ ẩm thích hợp cho đậu xanh nảy mầm.
- Tiến Hành Bố trí chậu:
• Chậu 1: Đặt thẳng đứng chậu ở nơi có ánh sáng đầy đủ. • Chậu 2: Đặt thẳng đứng trong thùng 1.
• Chậu 3: Đặt nằm ngang chậu ở nơi có ánh sáng đầy đủ kế bên chậu 1. • Chậu 4: Đặt nằm ngang chậu trong thùng 1 kế chậu 2.
• Chậu 5: Đặt chậu nằm ngang trong thùng 2. mặt chậu hướng về phía lỗ đã khoé, chậu cách lỗ khoảng 15 cm (lưu ý: ngoài ánh sáng ở lỗ đã khoét không cho ánh sáng khác chiếu vào bên trong thùng 2).
Bố trí thùng
• Thùng 1 đặt ở nơi tối (khơng có ánh sáng chiếu vào càng tốt). • Thùng 2 đặt ở nơi có ánh sáng.
- Nhiệt độ của các chậu là như nhau, thời gian tưới nước như nhau và độ ẩm cây cũng như nhau.
- Quan sát sự phát triển của cây đậu xanh trong 15 ngày, xem xét ánh sáng và trọng lực ảnh hưởng đến kiểu dáng và hình dạng của cây như thế nào và giải thích hiện tượng.
III. Kết quả thí nghiệm và giải thích hiện tượng 1. quan sát sự sinh trưởng và kết quả thí nghiệm
- Đầu tiên về tốc độ cây nảy mầm khỏi mặt đất:
+ Chậu 2, chậu 4, chậu 5: ngày thứ 4 cây đã mọc lên khỏi mặt đất. + Chậu 1, chậu 3: ngày thứ 5 cây mới mọc lên khỏi mặt đất. - 7 ngày sau khi gieo hạt:
+ Chậu 1: Nếu quan sát kĩ sẽ thấy thân cây to hơn một chút về chiều rộng, chiều dài là cây thấp nhất tầm 0.5-1cm, lá mầm của cây có vẻ to hơn so với cây trong tối, cây có màu vàng nhạt.
44
+ Chậu 2: Thân cây nhỏ hơn so với nhưng cây để ngoài ánh sáng, chiều dài cây tầm 1.5- 2cm, lá mầm nhỏ, thân cây phát triển thẳng, cây có màu vàng nhạt.
+ Chậu 3: Thân cây tầm trung, đã có dấu hiệu của tính hướng sáng, thân cây hơi hướng cong lên phía ánh sáng, lá như cây ở chậu 1: to hơn những cây trong tối, chiều dài tầm 0.8- 1.2cm, cây có màu vàng nhạt.
+ Chậu 4: Thân cây như chậu 2, có dấu hiệu thân cong lên cao, thân cây tạo với chậu một góc vng, lá như ở chậu 2, chiều dài khoảng 2- 2.5cm, cây có màu vàng nhạt.
+ Chậu 5: Tương tự như chậu 4, có dấu hiệu cong hướng thẳng đứng, lá mầm thuộc mức trung bình trong 5 chậu, chiều dài khoảng 2-2.5 cm, cây có màu vàng nhạt.
Nhìn chung chưa có sự khác biệt rõ ràng trong mỗi chậu.
- 10 ngày sau khi gieo hạt:
+ Chậu 1: Thân cây mập mạp, cây có chiều dài khoảng từ 3-4cm, lá to, tỏa rộng và chuyển dần sang màu xanh, cây hướng thẳng lên cao.
+ Chậu 2: Thân cây yếu mỏng, cây cao vống lên khá dài chiều dài từ 10-13 cm, lá cây nhỏ màu vàng có lá vẫn cịn co chụm, cây mọc thẳng.
+ Chậu 3: Thân cây mập mạp, cây có chiều dài 3,5- 4,3 cm, lá to, tỏa rộng chuyển dần sang màu xanh, cây nằm ngan và ngọn cong lên theo chiều của ánh sáng.
+ Chậu 4: Thân cây yếu và mỏng, cây cao vống lên khá dài, chiều dài khoảng 9-10.8cm, lá nhỏ màu vàng có lá vẫn cịn co cụm, cây có hơi hướng cong lên ngược chiều trọng lực.
+ Chậu 5: Thân cây thuộc dạng tung bình trong các chậu, cây cũng khá dài, chiều dài tù 7-8.5 cm, lá cũng tầm trung và hơi có chút màu xanh, lúc đầy cây hơi cong lên cao rồi dần cong xuống theo hướng của lỗ sáng.
Hình dạng cây đã có sự khác biệt giữa các chậu. Cây trong tối khá cao và mỏng
manh hơn so với cây sáng.
- 15 ngày sau (hoàn thành thời gian trồng cây, từ đó có thể xem xét hình dáng và sự phát triển của cây một cách tổng quát hơn)
+ Chậu 1: Thân cây bắt đầu cứng cáp hơn chuyển dần sang màu xanh, chiều dài 5-6cm, lá to có màu xanh dài 3-4cm và rộng 2-2.5cm, cây đứng thẳng đồng thời rễ hướng thẳng xuống đất cùng chiều trọng lực.
45
Hình 89: Cây đại diện chậu 1 có ánh sáng và chậu bình thường, thân cây thẳng, cứng
cáp.
Hình 90: Lá xanh của cây chậu 1.
+ Chậu 2: Thân cây mỏng manh và rất yếu, cây cao vống lên chiều dài khoảng 15- 23cm, lá màu vàng nhạt, nhỏ hầu như khơng phát triển gì thêm so với 10 ngày dài 1,5cm và rộng 0,5cm, rễ mọc thẳng xuống đất, cây vẫn hướng thẳng lên ngược chiều trọng lực, có vài
cây bắt đầu héo đi.
46 Thân dài, mỏng, yếu, cao vống lên.
+ Chậu 3: Thân cứng cáp chuyển dần sang màu xanh, dài khoảng 7-8cm, lá màu xanh to dài 3-3,5cm và rộng 1.5-2cm, ngọn cong lên phía ánh sáng và rễ cong xuống phía đất.
Hình 93: Cây đại diện hình dạng chậu 3 Hình 94: Lá đại diện cho chậu 3 xanh và to
Thân cứng cáp, thân cong lên và rễ cong xuống
+ Chậu 4: Thân mỏng manh và yếu, dài mọc vống lên khoảng 15-20cm, lá nhỏ màu vàng dài 1,5cm và rộng 0,5 cm, thân cong lên ngược hướng trọng lực và rễ cong xuống mặt đất, có vài cây héo.
Hình 95: Cây đại diện chậu 4, thân cây cao vống và yếu, thân cong lên thẳng và rễ cong
xuống đất khá rõ.
Hình 96: Lá đại diện chậu 4 nhỏ, không đều, màu vàng.
+ Chậu 5: Thân dài nhỏ, vẫn yếu nhưng cứng hơn so với chậu trong tối khoảng 8-10cm. lá có màu hơi xanh to trung bình, thân cong lên nhưng trong thời gian phát triển bị cong lên xuống theo hướng của lỗ có ánh sáng, rễ cong xuống theo hướng trọng lực.
47
Hình 97: Cây đại diện cho chậu 5 Thân dài, thân cong xuống theo hướng ánh sáng và rễ
cong xuống theo hướng trọng lực.
Hình 98: Lá đại diện chậu 5 hơi có màu xanh, lá tầm trung.
2. Giải thích hiện 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 ở trong tối cây không thể quang hợp, diệp lục bị phân hủy nên mất đi màu xanh và thay vào đó là màu vàng của nhóm sắc tố carotenoit. Mặc khác, trong bóng tối cây ít bị mất nước, lượng hormone Auxin được sản sinh ra nhiều hơn hormone AAB nên làm tăng tỉ lệ Auxin/AAB => cây có hiện tương mọc vống lên. Đồng thời theo địa hướng động đỉnh rễ hướng trọng lực dương, đỉnh thân hướng trọng lực âm nên cây vẫn dóng lên cao.
Chậu 3: Vì lá cây tiếp xúc được với ánh sáng cây có thể quang hợp được nên lá cây vẫn có màu xanh. Đồng thời sự vận động quang hướng động (thân hướng dương, rễ hướng âm) và địa hướng động (thân hướng âm và rễ hướng dương), dưới sự có mặt của Auxin phát triển mạnh ở phần tối làm cho phần thân cong lên cao theo hướng ánh sáng và phần rễ cong xuống theo hướng trọng lực của Trái Đất.
Chậu 4: Tương tự như ở chậu 2.
Chậu 2: Cây ở trong tối cây không thể quang hợp, diệp lục bị phân hủy nên mất đi màu xanh và thay vào đó là màu vàng của nhóm sắc tố Carotenoit. Mặc khác, trong bóng tối cây lại ít bị mất nước, lượng hormone Auxin được sản sinh ra nhiều hơn hormone AAB nên làm tăng tỉ lệ Auxin/AAB => cây có hiện tương mọc dóng lên.
Ngồi ra vì ảnh hưởng của địa hướng động (thân địa hướng động âm và rễ địa hướng động hướng dương) từ đó thân cong lên trên ngược hướng trọng lực và rễ cong xuống cùng hướng trọng lực.
Chậu 5: Đầu tiên vì lá cây vẫn có tếp xúc với ánh sáng nên vẫn xảy ra quá trình quang hợp nên lá cây vẫn có màu xanh. Ngọn cây ln quay về hướng ánh sáng (hướng sáng dương) !à do sự phân bố auxin, dạng axit indolaxêtic (AIA) không đều nhau. Auxin vận chuyển chủ động về phía ít ánh sáng. Lượng auxin nhiều đã kích thích sự kéo dài của tế bào (một phần nhờ vào lượng nước mất ít hơn so với cây hồn toàn ngoài sáng nên lượng Auxin cũng được sản sinh ra nhiều hơn) làm cho thân cây vươn dài ra phía lỗ có ánh sáng.
48
Rễ cây có tính hướng địa dương nên rễ cây cong xuống phía đất cùng chiều trọng lực. Về phần mở rộng thêm nếu cây trong chậu 2 và chậu 4 trong thời gian dài khơng có ánh sáng cây sẽ không quang hợp được dẫn tới cây bị héo úa và chết dần.
49
Tài liệu tham khảo
1. 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.
2. Giáo trình sinh lý thực vật. Ts Nguyễn Kim Thành, 2005.
3. Giáo trình sinh lý thực vật. GS. TS Hồng Minh Tấn (Chủ biên) PGS. TS Vũ Quang Sáng, TS Nguyễn Kim Thanh, 2006.
4. Giáo trình sinh lý thực vật. Ts. Nguyễn Bá Nam.
5. Chun thủy canh. Kỹ sư nơng học, kỹ sư hóa học.Huỳnh Đức Tâm.
6. Vai trị của phân bón vi lượng trong sản xuấtn ơng nghiệp. Đoàn Hải Nam. Chi cục bảo vệ thực vật tỉnh Lâm Đồng.
7. Giáo Trình Sinh lý thực vật (Sở giáo dục và đào tạo Hà Nội) TS. Nguyễn Kim Thanh (chủ biên) Cử nhân Nguyễn Thuận Châu; NXB Hà Nội – 2005; chương 7: Sinh trưởng và phát triển của thực vật, chương 5: sự vật chuyển và đồng hóa các chất cần thiết trong cây.
8. Sinh Học Nâng cao lớp 11, NXB Giáo Dục; Phần: Tác nhân ngoại cảnh ảnh hưởng đến cây; bài 23: Hướng động.
9. QCVN 4-10: 2010/BYT, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về phụ gia thực phẩm, phẩm màu, Hà Nội, 2010.