Bài giảng Sinh hóa học - Chương IV: Cơ quan sinh sản (hạt và quả)

CƠ QUAN SINH SẢN (HẠT VÀ QUẢ) Trần Thị Thanh Hương Khoa Khoa học Chương IV HẠT (Quá trình phát triển noãn thành hạt)  Hợp tử (2n) sẽ phân cắt thành 2 tế bào: tế bào gốc và tế bào ngọn  Tế bào gốc sẽ phát triển thành dây treo  Tế bào ngọn sẽ phát triển thành tiền phôi. Tiền phôi về sau sẽ phát triển thành phôi hay cây mầm. Khi đó dây treo teo lại, đính phôi vào vách của túi phôi. Noãn Tế bào mẹ nội nhũ Hợp tử Hợp tử Tế bào ngọn Tế bào gốc Tiền phôi Tầng trước phát sinh Khối mô phân sinh cơ bản 2 lá mầm Chồi mầm Rễ mầm Dây treo Dây treo Vỏ hạt Nội nhũ Tầng sinh bì HẠT (Quá trình phát triển noãn thành hạt)  Tế bào mẹ nội nhũ (3n) sẽ phân chia nguyên nhiễm nhiều lần cho ra nhiều tế bào gọi là nội nhũ (3n)  Noãn tâm (phôi tâm) có thể còn lại sau quá trình phát triển và chứa nhiều chất dinh dưỡng, biến thành ngoại nhũ  Vỏ noãn biến thành vỏ hạt  Trên vỏ hạt có thể thấy:  Rốn: là vết tích của cuống hạt đã rụng đi  Lỗ noãn: nơi cây mầm chui ra  Áo hạt: có thể do cán noãn hay hợp điểm biến thành QUẢ Quả là phần mang hạt và được coi là cơ quan sinh sản của thực vật hạt kín. Sau khi thụ tinh, đồng thời với sự hình thành hạt thì bầu nhụy biến đổi thành quả.  Quá trình phát triển bầu thành quả  Cấu tạo quả  Phân loại quả  Sự phát tán quả và hạt Quá trình phát triển bầu thành quả Cần có 2 điều kiện sau:  Phải có sự thụ phấn  cuống của hoa sẽ không rụng.  Phải có kích thích tố sinh trưởng: Auxin, heteroauxin, cytokinin, gibberellin do hạt phấn đem đến hoặc trong quá trình phát triển của phôi và nội nhũ, quả đã tổng hợp được các kích thích tố đó vách bầu phát triển. Cấu tạo quả Gồm 3 lớp vỏ do 3 thành phần tương ứng của vách bầu nhụy biến đổi thành:  Vỏ quả ngoài: do lớp biểu bì ngoài của vách bầu biến đổi thành, thường là một lớp tương đối mỏng, mặt ngoài có lớp cutin hoặc lớp sáp, có lông, có gai.  Vỏ quả giữa: do lớp nhu mô của bầu nhụy phát triển thành (dày). Khi chín có thể mọng nước (đu đủ, xoài) hoặc biến thành xơ (dừa).  Vỏ quả trong: do lớp biểu bì trong của vách bầu biến đổi thành, thường là một lớp mỏng. Khi chín có thể mềm (đu đủ, ) hay cứng (xoài, cóc). Cấu tạo quả  Số lượng ô của bầu nhụy thường được giữ nguyên thành số ô của quả.  Đôi khi số ô tăng lên (quả cải). Hoa có 1 ô, quả có 2 ô.  Đôi khi số ô giảm xuống (quả dừa). Khi còn hoa trong bầu nhụy có 3 ô  thành quả chỉ có 1 ô.  Số lượng hạt có thể thay đổi: nhiều hạt (cà chua,..), một hạt (táo, cóc...).  Các phần khác sẽ rụng đi hay phát triển và tồn tại trên quả (cà chua, ổi, măng cụt...). Phân loại quả  Có nhiều cách phân loại quả khác nhau: dựa vào nguồn gốc xuất phát của quả, tức là dựa vào kiểu bộ nhụy khác nhau để phân loại quả, dựa vào hình thái và phát triển các lớp vỏ quả hoặc cách mở của quả để phân loại  Cách phân loại đơn giản nhất là xuất phát từ các kiểu bộ nhụy khác nhau (một lá noãn, nhiều lá noãn rời hoặc hợp), có thể chia thành 3 nhóm quả:  Nhóm quả đơn  Nhóm quả kép  Nhóm quả phức Nhóm quả đơn  Một hoa có bộ nhụy 1 lá noãn hoặc nhiều lá noãn hợp thành một bầu duy nhất biến thành 1 quả.  Chia làm 2 loại:  Quả mập: vỏ quả mềm, mọng nước  Quả mọng  Quả hạch  Quả khô: khi chín, vỏ quả khô cứng  Quả khô không vỡ  Quả khô vỡ Quả mập  Quả hạch: Nếu lớp vỏ quả trong cứng. Ví dụ: Táo, dừa, cóc xoài  Quả mọng: Nếu lớp vỏ quả trong mềm. Ví dụ: đu đủ, mận, ổi, cà chua... Quả khô không vỡ  Quả bế: khi chín vỏ quả khô cứng lại, không nứt  Quả bế cứng: quả ấu, quả sen...  Quả bế có lông: quả cúc, rau tàu bay...  Quả bế có cánh: quả dầu...  Quả dĩnh: không có vỏ hạt nên vỏ quả dính liền với nội nhũ; hoặc vỏ hạt rất mỏng. Ví dụ: Quả các cây thuộc họ lúa (Poaceae) Quả khô không vỡ Quả bế cứng Quả bế có lông Quả bế có cánh Quả dĩnh Quả khô vỡ Khi chín vỏ quả khô, nứt nhiều đường  Quả đại: có 1 ô, khi chín nứt 1 đường giá noãn có 1 mảnh vỏ Ví dụ: Họ hoa đại  Quả đậu: có 1 ô, khi chín nứt theo 2 đường: giá noãn và sống lưng quả có 2 mảnh vỏ  Quả cải: có 2 ô, khi chín nứt theo 4 đường quả có 3 mảnh vỏ Ví dụ: Họ cải  Quả nang: nhiều lá noãn nhiều ô, ít nhất là 3 ô trở lên Quả khô vỡ 1 lá mầm gấp lại Nứt Nứt Quả đậu chưa nứt Quả đậu nứt ra Cắt ngang bầu Quả đậu Quả cải Mảnh vỏ (lá noãn) Mảnh vỏ Hạt Mảnh vỏ Hạt Vách ngănVách ngăn mang hạt Cắt ngang bầu Nứt Nứt Quả cải nứt ra Quả đại Quả trôm hôi (Sterculia foetida) Các loại quả nang  Quả nang nứt vách. Ví dụ: Quả thuốc lá  Quả nang chẻ ô. Ví dụ: Quả bông vải, quả sầu riêng  Quả nang nứt vách, chẻ ô. Ví dụ: Quả cao su, thầu dầu  Quả nang mở bằng nắp. Ví dụ: Quả hoa mồng gà  Quả nang hủy vách. Ví dụ: Quả cà độc dược  Quả nang mở bằng lỗ. Ví dụ: Quả thuốc phiện Các loại quả nang Quả nang nứt vách Quả nang chẻ ô Quả nang nứt vách, chẻ ô Quả nang mở lỗ Quả nang mở nắp Nhóm quả kép Cũng được hình thành từ một hoa nhưng bộ nhụy có các lá noãn rời, mỗi lá noãn tạo thành một quả riêng biệt Ví dụ: mãng cầu, bình bát, gương sen, dâu tây... Nhóm quả phức Được hình thành từ cả cụm hoa. Trong thành phần của quả không chỉ có bầu, mà còn có cả trục cụm hoa, bao hoa, lá bắc tham gia. Ví dụ: quả mít, thơm, dâu tằm, ngô, sung Phân loại quả Ngoài 3 nhóm quả chính thì còn một số loại quả sau:  Quả có áo hạt: do cán noãn phát triển ôm lấy hạt Ví dụ: Vải, nhãn, chôm chôm  Quả giả: quả không phải do bầu nhụy mà do các thành phần khác của hoa phát triển thành. Ví dụ: Quả điều, mít, sung, Phân loại quả  Quả ở dưới đất. Ví dụ: Quả đậu phụng  Quả không hạt: do 2 nguyên nhân  Phun kích thích tố sinh trưởng lên nhụy  Do kích thích của hạt phấn cùng loại hay khác loại khiến cho vách bầu phát triển thành quả mà không có sự thụ tinh. Ví dụ: Thơm, chuối, lê... Sự phát tán quả và hạt Có nhiều phương thức phát tán quả và hạt khác nhau. Các loại quả và hạt thích nghi với mỗi hình thức phát tán thường có một số đặc điểm riêng. Các phương thức phát tán quả và hạt:  Sự phát tán nhờ gió  Sự phát tán nhờ động vật  Sự phát tán nhờ nước  Sự tự phát tán Sự phát tán nhờ gió Quả và hạt phải nhỏ và nhẹ, nhờ những bộ phận riêng. Ví dụ: Quả cây họ cúc phát tán nhờ lông, Quả dầu phát tán nhờ cánh Sự phát tán nhờ động vật Động vật ăn quả rồi thải hạt ra sau khi tiêu hóa. Hạt phải có các đặc điểm:  Vỏ cứng: không bị các enzyme tiêu hóa làm hư hại  Một số quả và hạt mặt ngoài có gai móc hoặc chất dính. Ví dụ: Cỏ may Sự phát tán nhờ nước và sự tự phát tán  Sự phát tán nhờ nước Quả và hạt thường có vỏ dày, không thấm nước. Ví dụ: Quả dừa  Sự tự phát tán Quả khi chín thường nứt mạnh để tung hạt ra xa.Ví dụ: Quả nổ Sự nảy mầm của quả và hạt Các điều kiện của sự nảy mầm  Điều kiện bên ngoài: Nước, oxy, nhiệt độ và ánh sáng thích hợp tùy loài.  Điều kiện bên trong: Hạt phải trưởng thành Hạt phải còn sống và phát triển đầy đủ Sự nảy mầm của quả và hạt Các kiểu nảy mầm:  Nảy mầm thượng địa  Nảy mầm hạ địa  Nảy mầm trong quả Nảy mầm thượng địa Trụ dưới lá mầm phát triển mạnh đưa 2 lá mầm và vỏ hạt lên cao khỏi mặt đất. Lối nảy mầm này rất phổ biến ở cây 2 lá mầm và cây hạt trần Rễ mầm Trụ dưới lá mầm Lá đầu tiên Lá mầm Trụ trên lá mầm Trụ dưới lá mầm Nảy mầm hạ địa Trụ dưới lá mầm không phát triển nên hạt vẫn ở dưới đất. Lối nảy mầm này thường gặp ở hạt có nội nhũ và rất phổ biến ở cây 1 lá mầm Rễ mầm Lá Diệp tiêu Căn tiêu Diệp tiêu Đậu Hà lan Ngô Trụ dưới lá mầm Trụ dưới lá mầm Rễ mầm Lá mầm Lá Trụ trên lá mầm Nảy mầm trong quả Ở các cây ven biển hạt được nảy mầm ngay trong quả trên cây mẹ, rễ mọc dài, quả rơi xuống cắm rễ vào bùn, mọc ra các rễ bên, sau đó chồi mới phát triển cho lá Rễ mầm Quả Chồi Lá Rễ Quả Chu trình phát triển ở thực vật hạt kín