Bài giảng Sinh học đại cương A2 - Chương 3: Sự phát triển và các quá trình điều hòa sinh trưởng ở thực vật

1 CHƯƠNG 3 GIẢNG VIÊN: NGÔ THANH PHONG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC – BỘ MÔN SINH HỌC SỰ PHÁT TRIỂN và CÁC QUÁ TRÌNH ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG Ở THỰC VẬT 2 NỘI DUNG GIÁO TRÌNH I. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT II. CÁC HORMONE TĂNG TRƯỞNG CỦA THỰC VẬT III. CÁC BẰNG CHỨNG VỀ TÍNH TOÀN NĂNG CỦA TẾ BÀO THỰC VẬT 3 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT 1. SỰ NẨY MẦM CỦA HỘT VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY CON 4 a) SỰ NẨY MẦM CỦA HỘT HỘT NẨY MẦM Hột hút nước → Tăng thể tích lên 200% → bung vỏ hột Sự biến dưỡng của phôi tăng → Tế bào phân cắt mạnh → bung vỏ hột → Rễ mầm phát triển Hột hấp thu nước → giải phóng Gibberellin → Kích thích tổng hợp amylaz → Năng lượng → Phân cắt tế bào cây mầm ĐIỀU KIỆN CẦN ĐỂ HỘT NẨY NẦM 5 THƯỢNG ĐỊA HẠ ĐỊA HÌNH THỨC NẨY MẦM CỦA HỘT a) SỰ NẨY MẦM CỦA HỘT (tt) 6 a) SỰ NẨY MẦM CỦA HỘT (tt) HÌNH THỨC NẨY NẦM CỦA HỘT NẨY MẦM THƯỢNG ĐỊA 7 a) SỰ NẨY MẦM CỦA HỘT (tt) HÌNH THỨC NẨY NẦM CỦA HỘT NẨY MẦM HẠ ĐỊA 8 Cây nhất niên: Chậm → Nhanh → Chậm → Dừng tăng trưởng → Chết Cây đa niên: Chậm → Nhanh → Chậm → Chậm → Dừng tăng trưởng Sự phát triển của cây con tùy thuộc vào sự phân cắt của mô phân sinh ngọn rễ và ngọn thân Sự phân cắt và sự tăng dài của tế bào cây con tùy thuộc vào auxin, gibberllin và cytokinin b) SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY CON 9 2. SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA RỄ VÀ CỦA THÂN 10 a) SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA RỄ Sự tăng trưởng của rễ xuất phát từ mô phân sinh ngọn rễ. Sự tăng dài của tế bào rễ chủ yếu là do auxin và gibberellin MÔ PHÂN SINH NGỌN RỄ ↓ PHÂN CẮT Chóp rễ ↓ Mở đường cho rễ chui qua đất Phát sinh ra vùng tăng trưởng, vùng chuyên hóa (vùng lông hút) 11 a) SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA RỄ (tt) 12 b) SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA THÂN CHỒI: MÔ PHÂN SINH NGỌN VÀ LÓNG (chưa tăng dài) ► KHỐI SƠ KHỞI TẾ BÀO CHUYÊN HÓA CỦA THÂN KHỐI SƠ KHỞI CỦA LÁ MÔ SƠ CẤP CỦA THÂN 13 b) SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA THÂN (tt) 14 3. TÍNH HƯỚNG ĐỘNG CỦA THỰC VẬT 15 3. TÍNH HƯỚNG ĐỘNG CỦA THỰC VẬT QUANG HƯỚNG ĐỘNG THÂN: QUANG HƯỚNG ĐỘNG DƯƠNG (+) RỄ: QUANG HƯỚNG ĐỘNG ÂM (-) 16 3. TÍNH HƯỚNG ĐỘNG CỦA THỰC VẬT (tt) 17 3. TÍNH HƯỚNG ĐỘNG CỦA THỰC VẬT (tt) ĐỊA HƯỚNG ĐỘNG ►CHIỀU TRỌNG LỰC 18 3. TÍNH HƯỚNG ĐỘNG CỦA THỰC VẬT (tt) ĐỊA HƯỚNG ĐỘNG ► CHIỀU TRỌNG LỰC THÂN: ĐỊA HƯỚNG ĐỘNG ÂM (-) RỄ: ĐỊA HƯỚNG ĐỘNG DƯƠNG (+) 19 3. TÍNH HƯỚNG ĐỘNG CỦA THỰC VẬT (tt) TÍNH CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT 20 3. TÍNH HƯỚNG ĐỘNG CỦA THỰC VẬT (tt) TÍNH CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT 21 II. CÁC HORMONE TĂNG TRƯỞNG CỦA THỰC VẬT 22 Auxin II. HORMONE TĂNG TRƯỞNG Ở THỰC VẬT Ethylen Cytokinin Acid abscisic Gibberellin 1 2 3 4 5 23 1. AUXIN VAI TRÒ CỦA AUXIN d/. Ngăn cản sự tăng trưởng của chồi bên a/. Tăng dài tế bào thực vật b/. Quang hướng động của cây c/. Vai trò trung gian trong địa hướng động e/. Ứng dụng trong thương mại AUXIN ĐƯỢC VẬN CHUYỂN THEO KIỂU KHUẾCH TÁN TÁC ĐỘNG CHÍNH LÀ TĂNG DÀI TB 24 1. AUXIN (tt) a/. TĂNG DÀI TẾ BÀO Cơ chế tác động: Auxin acid hóa kéo giản vách tế bào → H + từ tế bào chất chèn vào vách tế bào → Bẻ gãy liên kết chéo trong celluloz → Nước thẩm thấu vào → Kéo căng tế bào theo chiều dài 25 1. AUXIN (tt) b/. QUANG HƯỚNG ĐỘNG 26 1. AUXIN (tt) b/. QUANG HƯỚNG ĐỘNG (tt) 27 1. AUXIN (tt) c/. AUXIN CÓ VAI TRÒ TRUNG GIAN TRONG ĐỊA HƯỚNG ĐỘNG d/. AUXIN NGĂN CẢN SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA CHỒI BÊN e/. ỨNG DỤNG THƯƠNG MẠI CỦA AUXIN: Ngăn cản sự rụng trái và lá; Anti auxin; 2, 4 – D 28 2. GIBBERELLIN a/. TÁC ĐỘNG b/. ỨNG DỤNG Vận chuyển theo mô gỗ và mô libe Kích thích phân cắt và tăng dài tế bào Cảm ứng → Hột nẩy mầm Tăng sản lượng đường mạch nha Kích thích tăng trưởng trái không hột 29 2. GIBBERELLIN (tt) 30 3. CYTOKININ TỔNG HỢP TÁC ĐỘNG Cytokinin được tổng hợp ở đầu rễ và hột đang phát triển Được vận chuyển qua mô gỗ từ rễ lên thân. Kích thích sự phân cắt tế bào (thân) Làm chậm sự lão hóa Kích thích sự biến đổi lạp còn non thành lục lạp Giúp chồi bên tránh bớt sự ức chế của chồi ngọn Thường tác động kết hợp cùng với auxin 31 3. CYTOKININ (tt) 32 4. ACID ASBCISIC TỔNG HỢP TÁC ĐỘNG Acid asbcisic được tạo ra từ lá trưởng thành Được vận chuyển theo mô libe Kiểm soát miên trạng của hột , của chồi và kiểm soát sự rụng lá Đóng khí khẩu → giúp cây chịu đựng khô hạn 33 4. ACID ASBCISIC (tt) 34 4. ACID ASBCISIC (tt) Chỉ vài phút sau khi cây bắt đầu héo, hàm lượng acid asbcisic tăng gấp 10 lần 35 5. ETHYLEN (C 2 H 4 ) TỔNG HỢP TÁC ĐỘNG Ethylen được tổng hợp: Từ các mô đang lão hóa Từ trái sắp chín Kích thích trái chín Thúc đẩy sự rụng: lá, hoa và trái → Thúc đẩy sự lão hóa Phá vỡ miên trạng của chồi và hột Kích thích cây ra hoa 36 5. ETHYLEN (tt) 37 5. ETHYLEN (tt) 38 6. TÁC ĐỘNG ĐIỀU HÒA CỦA CÁC HORMONE TV HORMONE ĐIỀU HÒA CÁC QUÁ TRÌNH CHÍNH Gibberellin, cytokinin và auxin : thúc đẩy phân cắt tế bào, tăng trưởng kích thước Auxin và gibberellin : tăng dài tế bào Auxin và cytokinin : điều phối sự phát triển hình thái và chức năng Acid asbcisic và ethylen : điều khiển quá trình lão hóa 39 6. TÁC ĐỘNG ĐIỀU HÒA CỦA CÁC HORMONE TV (tt) 40 III. CÁC BẰNG CHỨNG VỀ TÍNH TOÀN NĂNG CỦA THỰC VẬT 41 III. TÍNH TOÀN NĂNG CỦA TẾ BÀO THỰC VẬT 1. NUÔI CẤY TẾ BÀO VÀ MÔ - MỘT TẾ BÀO THỰC VẬT → CÁ THỂ TV MỚI - MÔ CHUYÊN HÓA → CÁ THỂ TV MỚI 2. NUÔI CẤY PHÔI - CỨU PHÔI (CỨU PHÔI LAI) PHÔI SOMA NUÔI CẤY TÚI PHẤN VÀ HẠT PHẤN 42 1. NUÔI CẤY TẾ BÀO VÀ NUÔI CẤY MÔ 43 2. NUÔI CẤY PHÔI 44 NHỮNG NỘI DUNG CHÍNH I. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT Sự nẩy mầm của hột; sự phát triển của cây con; sự tăng trưởng của rễ và thân; giải thích các tính hướng động của TV II. CÁC HORMONR TĂNG TRƯỞNG CỦA TV Vai trò tác động của các loại hormone thực vật (Phytohormone) III. TÍNH TOÀN NĂNG CỦA TẾ BÀO THỰC VẬT Chú ý các bằng chứng về tính toàn năng của tế bào thực vật và những ứng dụng thực tế