Sinh học 11 Kết nối tri thức Bài 15: Cảm ứng ở thực vật

- Cảm ứng ở thực vật là sự tiếp nhận và trả lời các kích thích từ môi trường.

- Vai trò của cảm ứng:

+ Đảm bảo cho thực vật tận dụng tối đa nguồn sống như nước, ánh sáng, dinh dưỡng khoáng, ...

+ Tự vệ khi gặp các kích thích bất lợi → thích ứng tốt hơn với những biến đổi thường xuyên của môi trường sống → tạo điều kiện cho cây sinh trưởng và phát triển bình thường.

- Đặc điểm của cảm ứng:

+ Các yếu tố từ môi trường là tác nhân chính gây ra cảm ứng ở thực vật.

+ Cảm ứng ở thực vật thường diễn ra chậm và khó nhận biết bằng mắt thường trong thời gian ngắn.

+ Có thể liên quan đến sinh trưởng hoặc không liên quan đến sinh trưởng của tế bào.

1.2.1. Các hình thức cảm ứng ở thực vật

Các hình thức cảm ứng ở thực vật như sau:

Hình 1. Các hình thức cảm ứng ở thực vật

a. Hướng động (Vận động định hướng)

- Hướng động là hình thức phản ứng của cây (thể hiện qua việc vận động cơ quan, bộ phận) đối với tác nhân kích thích từ một hướng xác định

- Các loại hướng động:

+ Hướng động dương là thực vật vận động về phía nguồn kích thích.

+ Hướng động âm là thực vật vận động tránh xa nguồn kích thích.

- Phân loại hướng động:

+ Hướng sáng: là phản ứng sinh trưởng của thực vật đối với ánh sáng.

+ Hướng hóa: Hướng hóa là phản ứng sinh trưởng của cơ quan, bộ phận thực vật đối với các chất hóa học.

+ Hướng nước: là một trường hợp đặc biệt của hướng hóa, khi nước phân bố không đồng đều, rễ sẽ sinh trưởng về phía có nguồn nước.

+ Hướng tiếp xúc: là phản ứng sinh trưởng đối với tác động cơ học đến từ một phía.

Hình 2. Phân loại hướng động

b. Ứng động (Vận động cảm ứng)

- Ứng động là hình thức phản ứng sinh trưởng đối với tác động cơ học (tiếp xúc) đến từ một phía.

- Phân loại ứng động:

+ Ứng động sinh trưởng: là những vận động xuất hiện do tốc độ sinh trưởng và phân chia tế bào không đều ở các cơ quan, bộ phận đáp ứng, dưới tác động của kích thích không định hướng trong môi trường.

+ Ứng động không sinh trưởng: là những vận động thuận nghịch do sự biến đổi sức trương nước của cơ quan, bộ phận đáp ứng hoặc do xuất hiện lan truyền của kích thích trong các tế bào, mô chuyên hóa dưới tác dụng của tác nhân cơ học, hóa học.

Hình 3. Hiện tượng bắt mối ở cây bát ruối (a) và cây gọng vó (b)

1.2.2. Cơ chế của cảm ứng

- Cơ chế hướng động: tác nhân kích thích tác động lên một hướng xác định lên các thụ thể của bộ phận tiếp nhận kích thích, thông tin sau đó được truyền đến bộ phận đáp ứng, làm thay đổi lượng auxin ở 2 phía đối diện nhau của bộ phận này, dẫn đến tốc độ dãn dài không đồng đều giữa các tế bào ở 2 phía. Kết quả là sự uốn cong của bộ phận đáp ứng.

Hình 4. Cơ chế hướng sáng dưới tác dụng của auxin

- Cơ chế ứng động không sinh trưởng: tác nhân kích thích tác động lên các thụ thể của bộ phận tiếp nhận kích thích, sau đó kích thích được truyền đến tế bào của bộ phận đáp ứng làm hoạt hóa các bơm ion qua đó làm thay đổi sức trương nước của bộ phận đáp ứng, dẫn tới cụp lá ở cây trinh nữ.

Hình 5. Cây trinh nữ lúc bình thường (a) và cây trinh nữ cụp lá khi bị kích thích cơ học (va chạm) (b)

- Cơ chế ứng động không sinh trưởng: tác nhân nhiệt độ, ánh sáng mang tính chu kì (ngày đêm, mùa) tác động lên chồi làm thay đổi tương quan hàm lượng giữa các hormone, gây kích thích hoặc ức chế sinh trưởng của chồi cây.

Hình 6. Hoa nở do cảm ứng với ánh sáng ở cây bồ công anh

1.3.1. Ứng dụng của hướng động

- Tăng kích thước bộ rễ bằng cách làm đất tơi xốp, thoáng khí, bón phân và tưới nước xung quanh gốc.

- Thúc đẩy mầm vươn dài bằng cách hạn chế chiếu sáng thời gian đầu khi hạt nảy mầm, gieo trồng với mật độ cao khi cây non và tỉa thưa khi cây lớn.

- Thúc đẩy các cây leo khi sinh trưởng bằng cách làm giàn.

1.3.2. Ứng dụng của ứng động

- Kéo dài thời gian ngủ của củ, hạt bằng cách giảm nhiệt, độ ẩm trong môi trường bảo quản.

- Kích thích hạt giống, củ giống nảy mầm bằng cách cung cấp nước, tăng nhiệt độ, sử dụng chất kích thích, ...

- Tạo điều kiện thuận lợi cho ra hoa bằng cách bố trí vùng trồng hợp lí, đảm bảo yêu cầu về ánh sáng, nhiệt độ.

- Cảm ứng ở thực vật là sự tiếp nhận và trả lời của thực vật đối với các kích thích từ môi trường, đảm bảo cho thực vật thích ứng với điều kiện sống thường xuyên thay đổi.

- Cảm ứng ở thực vật thường diễn ra chậm, khó nhận biết bằng mắt thường, chủ yếu liên quan đến sự thay đổi hàm lượng hormone hay sự thay đổi sức trương nước của các tế bào. Cảm ứng ở thực vật gồm hai loại: hướng động và ứng động.

- Hướng động là hình thức phản ứng của cây trước tác nhân kích thích đến từ một phía. Hướng động gồm: hướng sáng, hướng hoá, hướng nước, hướng trọng lực và hướng tiếp xúc.

- Ứng động là hình thức phản ứng của cây trước tác nhân kích thích không có hướng (nhiệt độ, chu kì ngày, đêm, chu kì mùa, ...). Ứng động gồm hai loại là ứng động sinh trưởng và ứng động không sinh trưởng.

- Vận dụng hiểu biết về cảm ứng ở thực vật để điều khiển các yếu tố ngoại cảnh theo hướng có lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật, góp phần nâng cao năng suất cây trồng.