Sinh trưởng và phát triển ở thực vật là gì? Ví dụ về sinh trưởng và phát triển ở thực vật

Sinh trưởng và phát triển ở thực vật là gì? Những ví dụ về sinh trưởng và phát triển ở thực vật . Để hiểu rõ hơn những vẫn đề này, kính mời quý bạn đọc theo dõi bài viết dưới đây của Luật Minh Khuê nhé!

1. Sinh trưởng và phát triển ở thực vật là gì?

Sinh trưởng là sự tạo mới các yếu tố cấu trúc một cahcs không thuận nghịch của tế bào, mô, toàn cây và kết quả dẫn đến sự tăng trưởng về số lượng, kích thước, thể tích, sinh khối của chúng. Nói chung sinh trưởng là sự tăng trưởng về mặt lượng .

Phát triển là quá trình biến đổi chất bên trong tế bào, mô và toàn cây để dẫn đến sự thay đổi về hình thái và chức năng của chúng. Nói chung, phát triển là phạm trù biến đổi về chất.

2. Các chất điều hòa sinh trưởng và phát triển của thực vật

– Khái niệm: các chất điều hòa sinh trưởng, phát triển thực vật là các chất hữu cơ có bản chất hóa học khác nhau nhưng đều có tác dụng điều tiết quá trình sinh trưởng, phát triển của cây.

– Các chất điều hòa sinh trưởng phát triển của thực vạt gồm các phitohoocmon và các chất điều hòa sinh trưởng tổng hợp nhân tạo. Phitohoocmon được tổng hợp với một lượng rất nhỏ trong cơ quan bộ phận nhất định của cây và được vận chuyển đến các cơ quan khác để điều hòa các hạot động liên quan đến quá trình sinh trưởng , phát triển của cây và bảo đảm mối quan hệ hài hòa giữa các cơ quan và của toàn cây.

– Về hoạt tính sinh lý, các chất điều hòa sinh trưởng, phát triển có thể chia thành hai nhóm có tác dụng đối kháng về hiệu quả sinh lý. Dó là các chất kích thích sinh trưởng và các chất ức chế sinh trưởng.

2.1. Auxin

Cơ quan tổng hợp auxin trong cây là ngọn chồi. Từ đấy nó được vận chuyển phân cực khá nghiêm ngặt xuống các cơ quan phía dưới theo hướng gốc ( không di chuyển ngược lại ) nên càng xa đỉnh ngọn thì hàm lượng auxin càng giảm dần. Auxin có tác dụng điều chỉnh rất nhiều quá trình sinh trưởng của tế bào, cơ quan và toàn cây. Auxin có tác dụng kích thích mạnh lên sự dãn của tế bào, làm cho tế bào phình to lên chủ yếu theo hướng ngang của tế bao. Sự dãn của các tế bào hây nên sự tăng trưởng của cơ quan và toàn cây.

2.2. Giberelin (Gb )

Gb được tổng hợp trong lá non, một số cơ quan non đang sinh trưởng như phôi hạt đang nảy mầm, quả non, rễ non… sự vận chuyển của nó trong cây theo hệ thống mạch dẫn và không phân cực như auxin. Gb trong cây cũng có thể ở dạng tự do và dạng liên kết của các hợp chất khác.

Hiệu quả rõ rệt của Gb là kích thích mạnh mẽ sự sinh trưởng và chiều cao của thân, chiều dài của cành, rễ, sự kéo dài của lóng cây hòa thảo. Hiệu quả này có được là do ảnh hưởng kích thích đặc trưng của Gb lên sự dãn theo chiều dọc của tế bào.

Gb kích thích sự nảy mầm của hạt, củ nê có tác dụng hoạt hóa sự hình thành của các enzim thủy phân trong hạt như a – mylase. Enzim này sẽ xúc tác phản ứng biến đổi tinh bột thành đường, tạo điều kiện cho sự nảy mầm.

2.3. Xytokinin

Cơ quan tổng hợp xytokinin là hệ thống rễ. Từ rễ xytokinin được vận chuyẻn lên các bộ phận trên mặt đất theo hướng ngược chiều với auxin nhưng không có tính phân cực rõ rệt như auxin. Ngoài rễ một số cơ quan non đang sinh trưởng cũng có khả năng tổng hợp một lượng nhỏ bổ sung thêm cho nguồn xytokinin của rễ.

Hiệu quả đặc trưng nhất của xytokinin là hoạt hóa sự phân chia tế bào. Xytokinin là hoocmon hóa trẻ, Nó có tác dụng kìm hãm sự hóa già và kéo dài tuổi thọ của cây. Xytokinin có hiệu quả nên sự phân hóa giới tính cái của các cây đơn tính như các cây trong họ bí bầu và các cây có hoa đực, hoa cáu riêng rẽ như cây nhãn, vải…Giới tính cái còn được điều chỉnh bằng etilen.

Xytokinin có tác dụng kích thích sự nảy mầm của hạt, củ và cũng có tác dụng phá ngủ như Gb nhưng không đặc trưng như Gb.

2.4. Axit absixic (ABA )

ABA được tổng hợp ở hầu hết các cơ quan rễ, lá, hoa, quả, củ nhưng chủ yếu là cơ quan sinh sản. Sau khi hình thành hoa, hàm lượng ABA tăng lên rất nhanh. ABA được tích lũy nhiều trong các cơ quan đang được ngủ, nghỉ, cơ quan dự trữ, cơ quan sắp rụng. Sự tích lũy ABA sẽ kìm hãm quá trình trao đổi chất, giảm sút các hoạt động sinh lý và có thể chuyển cây vào trạng thái nghỉ sâu.

Điều chỉnh sự rụng, điều chỉnh sự ngủ nghỉ, điều chỉnh sự đóng mở khí khổng. ABA là hoocmon hóa già.

2.5. Etylen

Etylen được tổng hợp trong tất cả các tế bào, các mô nhưng nhiều nhất ở các mô già và đặc biệt trong quả chín. Khác với các phitohoocmon khác được vận chuyển theo hệ thống mạch dẫn, etylen là chất khí nên được vận chuyển bằng phương thức khuếch tán do đó phạm vi vận chuyển không xa.

Etylen là hoocmon điều chỉnh sự chín, điều chỉnh sự rụng, kích thích sự ra hóa, đặc biệt là ra hoa trái vụ ở nhiều thực vật. Etylen có tác động lên sự phân hóa giới tính các cùng với xytokinin.

2.6. Sự cân bằng hoocmon trong cây

Cân bằng hoocmon chung: là sự cân bằng của hai tác nhân đối kháng nhau là các chất sinh trưởng và các chất ức chế sinh trưởng. Lúc cây còn non, các chất kích thích sinh trưởng được tổng hợp nhiều trong các cơ quan sinh dưỡng như lá, rễ, chồi… và kích thích sự hình thanh và sinh trưởng của các cơ quan sinh dưỡng một cách mạnh mẽ. THeo sự tăng của tuổi cây, dần dần các chất ức chế sinh trưởng bắt đầu được tổng hợp ( ABA, etilen…) và gây ức chế sinh trưởng lên cây, cây sinh trưởng chậm dần. Đến một thời điểm nào đó, hai tác nhân đối lập đó cân bằng nhau và đấy là thời điểm chuyển giai đoạn: Kết thúc giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng và chuyển sang giai đoạn sinh trưởng thực, biểu hiện bằng sự hình thành hoa. Sau khi hình thành cơ quan sinh sản thì các chất ức chế sinh trưởng ưu thế, cây già nhanh.

Cân bằng các hoocmon riêng: là sự cân bằng của hai hay vài hoocmon quyết định đến biểu hiện sinh trưởng phát triển nào đấy của cây.

3. Tương quan sinh trưởng của cây.

3.1. Tương quan kích thích

– Tương quan kích thích xảy ra khi bộ phận sinh trưởng sẽ kích thích bộ phận hác sinh trưởng theo.

– Nguyên nhân gây nên sự tương quan kích thích : về dinh dưỡng rễ sẽ cung cấp nước và các chất khoáng cho các bộ phận trên mặt đất và ngược lại các bộ phận trên mặt đất sẽ vận chuyển các sản phẩm quang hợp từ lá xuống cho rễ. Về hoocmon rễ là cơ quan tổng hợp xytokinin và vận chuyẻn lên cung cấp cho sự sinh trưởng của các chồi, làm trẻ hóa các bộ phận trên mặt đất và ngược lại, chồi ngọn và lá non là nguồn của auxin và cả Gb cho sự hình thành và sinh trưởng của hệ rễ.

3.2. Tương quan ức chế

Hiện tượng ưu thế ngọn: là một đặc tính phổ biến của thực vật. Chồi ngọn luôn luôn ức chế các chồi bên sinh trưởng. Đó là sự ức chế tương quan. Loại bỏ chồi ngọn tức chồi bên được giải phóng khỏi ức chế tương quan sẽ lập tức sinh trưởng.

Nguyên nhân gây ra ưu thế ngọn: về dinh dưỡng chồi non là trung tâm sinh trưởng mạnh thu hút các chất dinh dưỡng về mình làm cho các chồi bên nghèo dinh dưỡng và không sinh trưởng được. Về nguyên nhân hoocmon thì người ta cho rằng chồi ngon là cơ quan tổng hợp auxin vơi hàm lượng cao và khi vận chuyển xuống đã ức chế các chồi bên.

4. Sinh trưởng  sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp

* Sinh trưởng sơ cấp

Là hình thức sinh trưởng theo chiều cao làm cây cao nên, xảy ra ở mô phân sinh ngọn.

* Sinh trưởng thứ cấp

Là hình thức sinh trưởng theo chiều rộng làm cây to ra, xảy ra ở tầng phát sinh mạch.

Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp khác nhau nhiều ở các cây có một lá mầm và cây có hai lá mầm.

 
Cây một lá mầm, có giới hạn
Cây hai lá mầm, không giới hạn

Hạt
Có một lá mầm
Có hai lá mầm

Lá
Gân song song
Gân phân nhánh

Thân

– Thân nhỏ ( sinh trưởng sơ cấp ) 

– Bó mạch xếp lộn xộn

– Thân lớn ( sinh trưởng thứ cấp )

– Bó mạch xếp hai bên tầng sinh mạch

Rễ
Rễ chùm
Rễ cọc

Hoa
Hoa mẫu ba
Hoa mẫu bốn hay năm

Chu kì dinh dưỡng
Một năm
Hai hay nhiều năm

5. Điều kiện bên ngoài ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển thực vật

Các điều kiện tự nhiên và biện pháp canh tác là những nhân tố bên ngoài chi phối tới quá trình sinh trưởng và phát triển.

– Nước là yếu tố quyết định lên hầu hết các giai đoạn: nảy mầm, ra hoa, tạo quả và hoạt động hướng nước của cây. Nước là nguyên liệu của trao đổi chất ở cây.

– Nhiệt độ là điệu kiện sống rất quan trọng đối với thực vật. Nhiệt độ có vai trò quyết định ở giai đoạn nảy mầm của hạt của chồi. Đối với sự sinh trưởng, nhiệt độ tối ưu trung bình là 25 – 35 °C, tối thiểu 5 – 15 °C và tối đa là 45 – 50°C.

– Ánh sáng có ảnh hưởng đến sự tạo lá, rễ, hình thành chồi, hoa, sự rụng lá, quy định tính chất cây ngắn hay dài, cây ưa sáng , cây ưa tối.

– Phân bón là nguồn cung cấp nguyên liệu cho cấu trúc tế bào ( ADN, ARN, ATP, enzim ) và các quá trình sinh lý diễn ra trong cây.

6. Phát triển ở thực vật có hoa

6.1. Vai trò của điều hòa sinh trưởng

Sự phân hóa giới tính của hoa liên quan đền hoocmon. Cây non nhiều lá, ít rễ, nhiều Gb sẽ tạo nên 85 – 90 % là cây đực. Ngược lại cây nhiều rễ phụ nhiều xytokinin thì đa phần là cây cái

Cây vừa có nhiều rễ và lá tạo nên sự cân bằng hoocmon, giới tính đực cái ở trạng thái cân bằng, tỷ lệ hoa đực hoa cái bằng nhau.

6.2. Vai trò ngoại cảnh

Ngày ngắn, ánh sáng xanh, nhiệt độ thấp, hàm lượng CO2 cao, độ ẩm cao, nhiều nito tạo nhiều hoa cái.

Ngày dài, ánh sáng đỏ, nhiệt độ cao, hàm lương CO2 thấp, nhièu kali tạo nhiều hoa đực.

Một chế độ dinh dưỡng tốt, thích hợp, tỷ lệ C/N cân đối sẽ tạo cây khỏe, thúc đẩy sự ra hoa.

6.3. Thuyết quang chu kỳ

Quang chu kỳ là sự xen kẽ thời gian chiếu snags và thời gian tối ( độ dài của ngày và đêm ) có liên quan tới hiện tượng sinh trươnge và phát triển của cây. 

Quang chu kỳ có tác động đến sự: ra hoa, rụng lá, tạo củ, di chuyển các hợp chất quang hợp.

Phân loại cây theo quang chu kỳ: có bốn loại cây theo quang chu kỳ

• Cây không cần ánh sáng: ra hoa trong đêm tối liên tục như khoai tây trồng từ mầm củ, hoa huệ, hoa dạ hương
• Cây trung tính: ra hoa ở ngày dài lẫn ngày ngắn: cà chua, lạc, đậu, ngô.
• Cây ngắn ngày ra hoa trong điều kiện ngày ngắn đêm dài: thược dược, đâu tương, cúc, gai dầu
• Cây ra ngày dài ra hoa trong điều kiện ngày dài, đêm ngắn : hành, cà rốt. dau diếp, lúa mì, sen cạn, củ cải đường.

Phytocrom: là sắc tố enzim có mặt ở chồi mầm và chóp của lá mầm. Tồn tại ở hai dạng P660 hay còn được gọi là  P đỏ và P730 hay còn gọi là P đỏ xa. Hai dạng P này có thể chuyển hóa lẫn nhau. Phytocrom tác động đến sự ra hoa, sự nảy mầm, tổng hợp sắc tố, enzzim, các vận động cảm ứng, đóng mở khí khổng.

7. Ví dụ về sinh trưởng và phát triển của thực vật

– Trong ngành trồng trọt người ta dùng Gb để thúc đẩy hạt hoặc củ này mầm sớm khi chúng đang ở trạng thái ngủ

– Trong công nghiệp rượu bia sử dụng hoocmon sinh trưởng Gb để tăng quá trình phân giải tinh bột thành mạch nha

– Chọn giống cây trồng theo vùng địa lý, theo mùa

– Xen cạnh, chuyển , gối vụ cây nông nghiệp và trồng rừng hỗn loài.

Trên đây là bài viết của Luật Minh Khuê  về nội dung sinh trưởng và phát triển của thực vật. Hy vọng bài viết hữu ích đối với quý bạn đọc. Trân trọng cảm ơn!