Title CHƯƠNG 3. SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở THỰC VẬT.doc ✅

Trang 2 Ở các tế bào đang tăng trưởng, các mối liên kết ngang giữa các sợi xenlulô trong thành tế bào bị các enzym phân hủy, làm cho thành trở nên yếu hơn, khi nước đi vào trong tế bào thì tế bào sẽ trương phình ra. Các vi sợi xenlulô trong thành được sắp xếp theo trật tự nhất định để có thể định hướng sự trương phình của tế bào. Các enzyme tham gia phân giải các liên kết ngang giữa các sợi xenlulôzơ chỉ hoạt động khi được hoạt hóa bởi các ion H + . Do đó, sự tăng trưởng của tế bào đòi hỏi môi trường axit bao quanh thành tế bào. Các tác nhân kích thích sự tăng trưởng của tế bào đòi hỏi môi trường axit bao quanh thành tế bào. Các tác nhân kích thích sự tăng trưởng của tế bào bằng cách này hay cách khác đều làm tăng nồng độ ion H + trong thành tế bào. (hooc môn auxin kích thích sự kéo dãn tế bào bằng cách hoạt hóa các bơm proton ở trên màng sinh chất làm tăng nồng độ H + trong thành tế bào →Sinh trưởng của tế bào). - Pha phân hóa: Ở pha này, các tế bào phân hóa thành các mô, cơ quan khác nhau, thực hiện các chức năng khác nhau. Sự phân hóa của các tế bào phụ thuộc vào quá trình kiểm soát sự biểu hiện của các gen, điều chỉnh quá trình phiên mã và dịch mã để tạo nên các protein đặc biệt, từ đó hình thành các tế bào chuyên biệt. Sự biệt hóa các tế bào phụ thuộc rất lớn vào thông tin về vị trí của tế bào. Sự tương tác giữa tế bào với các tế bào xung quanh nó khởi động cho quá trình điều hòa biểu hiện của các gen chuyên biệt. Thông tin vị trí tế bào → kích hoạt các gen chuyên biệt → tổng hợp các protein chuyên biệt → biệt hóa tế bào. b. Mô phân sinh Trong cơ thể thực vật có một loại mô có khả năng phân chia liên tục và phân hóa thành các loại tế bào khác nhau gọi là mô phân sinh. Tùy vào vị trí của mô này trong cây, có thể chia thành các loại là mô phân sinh đỉnh (ở đỉnh rễ và đỉnh chồi), mô phân sinh lóng (ở các lóng của cây 1 lá mầm), mô phân sinh bên (nằm giữa mạch gỗ và mạch rây). Các tế bào của mô phân sinh liên tục phân chia tạo ra các tế bào mới. Phần lớn trong số các tế bào mới đó biệt hóa và sát nhập vào các mô và cơ quan của cây, số còn lại được giữ lại trong mô phân sinh để tiếp tục phân chia. Sự sinh trưởng của cơ thể thực vật phụ thuộc vào hoạt động phân bào của các tế bào trong mô phân sinh. c. Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp Khi mô phân sinh đỉnh phân chia và phân hóa, nó làm tăng chiều dài của rễ, chồi thân và chồi nách. Sự sinh trưởng này gọi là sinh trưởng sơ cấp. Sinh trưởng sơ cấp có ở cả cây một lá mầm và cây hai lá mầm. Ở cây hai lá mầm, hoạt động của mô phân sinh lóng cũng làm cho lóng dài ra, tuy nhiên, mô phân sinh lóng chỉ hoạt động một thời gian nhất định, do đó, chiều dài của lóng chỉ tăng đến một mức định mà thôi. Khi mô phân sinh bên phân chia và biệt hóa, nó làm tăng đường kính của thân và rễ tại các vị trí không còn sinh trưởng về chiều dài nữa. Sự sinh trưởng làm tăng bề dày này gọi là sinh trưởng thứ cấp. Sinh trưởng thứ cấp rất phổ biến ở cây hai lá mầm. Trong quá trình phân chia của mô phân sinh bên, tầng sinh mạch hoạt động tạo ra phía trong là mạch gỗ, phía ngoài làm mạch rây. Các mạch gỗ mới đẩy các mạch cũ vào trong trụ thân. Do đó, ở phần lõi của thân cây, các tế bào mạch gỗ tích lũy và nén chặt lại, thành tế bào thấm nhiều lignhin làm cho tế bào trở nên rắn chắc và không thấm các chất. Khi các tế bào hóa gỗ thì mất chức năng vận chuyển nước mà chỉ có chức năng chống đỡ cây (phần gỗ này gọi là gỗ lõi). Cây hai lá mầm sống ở vùng có khí hậu phân biệt rõ hai mùa rõ rệt (mùa khô và mùa mưa) thì các tế bào gỗ được sinh ra vào mùa mưa có kích thước lớn, màu sáng còn các tế bào sinh ra vào mùa khô có kích thước nhỏ, màu tối. Như vậy, cứ sau một năm sẽ có 2 lớp tế bào gỗ có màu sáng tối xen kẽ nhau. Người ta gọi đây là vòng gỗ hàng năm. Dựa vào vòng gỗ hàng năm có thể xác định được tuổi của cây. Ở cây một lá mầm, do không có mô phân sinh bên nên không có sinh trưởng thứ cấp (cây không lớn bề ngang). Ở cây hai lá mầm do có hoạt động của mô phân sinh bên nên sinh trưởng liên tục (gọi là sinh trưởng vô hạn).
Trang 3 Hình III.3: Khái quát sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp (Nguồn: Campbell, Reece). Sự khác biệt về sinh trưởng ở cây một lá mầm và cây hai lá mầm dẫn đến sự khác biệt về cấu tạo giữa hai nhóm thực vật này. Cơ quan Cây một lá mầm Cây hai lá mầm Hạt Thường có 1 lá mầm Thường có 2 lá mầm Lá Gân lá xếp song song hoặc hình cung. Lá thường mọc thẳng đứng. Gân lá phân nhánh. Lá thường mọc nằm ngang. Thân - Thân nhỏ - Bó mạch xếp lộn xộn - Thân to (sinh trưởng thứ cấp). - Bó mạch xếp bao quanh tầng sinh mạch. Rễ Thường có rễ chùm Thường có rễ cọc Hình III.4: Rễ cây một lá mầm và cây hai lá mầm (Nguồn: Campbell, Reece)
Trang 4 Hình III.5: Thân cây một lá mầm và cây hai lá mầm (Nguồn: Campbell, Reece) d. Điều hòa sinh trưởng ở thực vật Sự sinh trưởng của cơ thể thực vật được điều hòa thông qua các hooc môn sinh trưởng. Hooc môn sinh trưởng ở thực vật (Phitôhoocmôn) là các chất hữu cơ có bản chất hóa học khác nhau, được tổng hợp tại một cơ quan nhất định và được vận chuyển đến các cơ quan khác nhau để điều tiết các quá trình sinh lí, sinh trưởng, phát triển của cây, đảm bảo mối quan hệ hài hòa giữa các cơ quan, bộ phận của cây. Có hai nhóm hooc môn sinh trưởng trong cơ thể thực vật đó là: - Hooc môn kích thích sinh trưởng: bao gồm có auxin, giberêlin(GA), xitôkinin. - Hooc môn ức chế sinh trưởng: bao gồm có axit abxixic (AAB), etylen, các hợp chất phenol, chất làm chậm sinh trưởng. Tổng quan về các hooc môn sinh trưởng được mô tả theo bảng dưới đây: Hooc môn Nơi tổng hợp Hướng vận chuyển Chức năng chủ yếu Cơ chế tác động Auxin (AIA) Tổng hợp ở đỉnh sinh trưởng Vận chuyển hướng gốc trong tế bào nhu mô theo trọng lực - Kích thích kéo dài thân. - Kích thích hình thành rễ bên và rễ phụ. - Điều chỉnh sự phát triển của quả. - Tăng cường ưu thế ngọn. - Hoạt động trong hướng sáng và hướng trọng lực - Kích thích phân hóa mô. - Làm chậm sự rụng lá. - Kích thích sự dãn tế bào bằng cách hoạt hóa các bơm H + trên màng tế bào, làm cho H + được bơm vào thành tế bào, H + hoạt hóa các enzyme phân giải các liên kết ngang giữa các sợi zenlulô, làm cho thành tế bào bị mềm yếu, tế bào trương lên do sự thẩm thấu của nước vào không bào. - Hoạt hóa các gen tổng hợp các enzyme cần thiết cho sự tổng hợp các thành phần của chất nguyên sinh, làm tăng kích thước tế bào. Gibêrêlin Tổng hợp ở lá non, đỉnh sinh trưởng rễ và thân, phôi hạt Vận chuyển không định hướng, có thể theo trên, dưới, phải trái - Kích thích kéo dài thân. - Kích thích phát triển của hạt phấn, sự sinh trưởng của ống phấn, sinh trưởng của quả. - Kích thích sự nảy mầm của hạt, điều chỉnh sự - Kích thích sự dãn của tế bào với cơ chế tương tự auxin - Kích thích sự nảy mầm của hạt thông qua việc kích hoạt các gen mã hóa cho các enzym thủy phân (  amilaza và các enzym khác) đồng thời kích thích giải phóng