Giải Sinh học 11 Bài 12 (Cánh diều): Cảm ứng ở thực vật

Giải Sinh học 11 Bài 12: Cảm ứng ở thực vật

Giải Sinh học 11 trang 78

Mở đầu trang 78 Sinh học 11: Quan sát hình 12.1, cho biết khi tay chạm vào cây trinh nữ, cây có phản ứng như thế nào?

Lời giải:

Khi tay chạm vào cây trinh nữ, lá cây có phản ứng nhanh chóng cụp lại.

I. Khái niệm và vai trò của cảm ứng ở sinh vật

Câu hỏi trang 78 Sinh học 11:

• Tìm thêm ví dụ về cảm ứng ở thực vật.

• Phân tích vai trò cảm ứng đối với thực vật. Cho ví dụ.

Lời giải:

• Một số ví dụ về cảm ứng ở thực vật:

- Hoa của cây hướng dương mọc hướng về phía mặt trời.

- Khi đặt một chậu cây nằm ngang, sau một thời gian, rễ sinh trưởng quay xuống theo chiều của trọng lực (hướng trọng lực dương), còn thân cong lên theo hướng ngược lại (hướng trọng lực âm).

- Khi có côn trùng tiếp xúc, các lông tuyến của cây gọng vó phản ứng lại bằng cách uốn cong, giữ chặt và tiêu hoá con mồi.

- Hoa bồ công anh nở khi có ánh sáng và cụp lại lúc chạng vạng tối.

• Phân tích vai trò cảm ứng đối với thực vật: Cảm ứng ở thực vật giúp thực vật tiếp nhận và phản ứng thích hợp với các kích thích từ môi trường, đảm bảo cho thực vật tồn tại và phát triển.

- Ví dụ: Cây có tính hướng sáng. Nhờ tính hướng sáng, cây tìm được nguồn ánh sáng để thực hiện quá trình quang hợp giúp tổng hợp nên các chất hữu cơ cung cấp cho các hoạt động sống của cây.

II. Đặc điểm và cơ chế của cảm ứng ở thực vật

Luyện tập trang 78 Sinh học 11: Nêu ví dụ về phản ứng của thực vật với sự thay đổi môi trường?

Lời giải:

Ví dụ về phản ứng của thực vật với sự thay đổi môi trường: Hoa tulip nở ở nhiệt độ 25 – 30 ^oC. Phản ứng nở hoa của hoa tulip thể hiện rõ khi tăng hay giảm nhiệt độ một cách đột ngột, ví dụ, nhiệt độ giảm xuống 1 ^oC hoa tulip đóng lại, tăng nhiệt độ lên 3 ^oC hoa bắt đầu nở.

Giải Sinh học 11 trang 79

Câu hỏi trang 79 Sinh học 11: Quan sát hình 12.2, nêu cơ chế phản ứng hướng sáng ở thực vật.

Lời giải:

Cơ chế phản ứng hướng sáng ở thực vật:

- Thu nhận kích thích: Ánh sáng tác động theo một hướng lên quang thụ thể - phototropin. Loại thụ thể này rất mẫn cảm với ánh sáng xanh dương.

- Dẫn truyền tín hiệu: Sự tương tác giữa ánh sáng xanh dương và phototropin gây ra sự chuyển đổi và dẫn truyền tín hiệu trong tế bào, dẫn tới sự phân bố không đều auxin ở hai phía của chồi đỉnh, trong đó, auxin tập trung ở phía đối diện với hướng ánh sáng.

- Trả lời kích thích: Do sự phân bố auxin không đều, phía đối diện với hướng ánh sáng có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn, gây nên sự uốn cong thân cây về phía hướng ánh sáng.

Luyện tập trang 79 Sinh học 11: Đặt hạt đậu nảy mầm vào chậu có nhiều lỗ nhỏ có đặt lưới thép phủ mạt cưa ẩm cho kín hạt. Treo nghiêng chậu một thời gian (hình 12.3). Quan sát và giải thích hiện tượng.

Lời giải:

- Hiện tượng: Các rễ cây mọc xuyên qua lỗ thủng của chậu, uốn cong về phía mạt cưa ẩm trong khay (phía thấp hơn của chậu).

- Giải thích hiện tượng: Khi treo nghiêng chậu một thời gian, nước sẽ tập trung về phía thấp hơn của chậu. Mà rễ cây vừa có tính hướng trọng lực vừa có tính hướng nước. Do đó, các rễ cây ban đầu sẽ mọc hướng xuống dưới xuyên qua lỗ thủng của chậu do tính hướng trọng lực, sau đó, lại mọc hướng lên trên phía thấp hơn để tìm kiếm nguồn nước do tính hướng nước. Kết quả, các rễ cây mọc xuyên qua lỗ thủng của chậu, uốn cong về phía mạt cưa ẩm trong khay (phía thấp hơn của chậu).

III. Một số hình thức biểu hiện của cảm ứng ở thực vật

Câu hỏi trang 80 Sinh học 11: Quan sát hình 12.4, nêu hình thức cảm ứng ở thực vật trong mỗi hình. Cho thêm ví dụ về hướng động.

Lời giải:

- Hình thức cảm ứng ở thực vật trong mỗi hình:

- Một số ví dụ khác về hướng động ở thực vật:

+ Rễ cây có tính hướng trọng lực dương.

+ Rễ cây mọc tránh xa nơi có hóa chất độc hại.

+ Ống phấn phát triển về phía các chất hóa học do bầu nhụy của hoa tiết ra.

Luyện tập trang 81 Sinh học 11:

• Vận động hướng động của thực vật có đặc điểm gì?

• Hoàn thành bảng 12.1 theo mẫu.

Lời giải:

• Đặc điểm của vận động hướng động của thực vật:

- Là hình thức phản ứng của cây đối với tác nhân kích thích từ một hướng xác định.

- Là phản ứng vận động sinh trưởng (có sự vận động của các cơ quan, bộ phận tương ứng).

- Tốc độ cảm ứng chậm do liên quan đến sự sinh trưởng của tế bào.

- Xảy ra do tốc độ sinh trưởng không đồng đều của các tế bào tại 2 phía đối diện nhau của cơ quan (thân, cành, rễ).

- Dựa vào phản ứng trả lời kích thích của thực vật, có thể chia hướng động thành hướng động dương (hướng tới nguồn kích thích) và hướng động âm (hướng tránh xa nguồn kích thích).

• Bảng 12.1. Một số kiểu hướng động ở thực vật:

Giải Sinh học 11 trang 82

Câu hỏi trang 82 Sinh học 11: Quan sát hình 12.5, nêu hình thức cảm ứng ở cây trinh nữ và cây bắt ruồi.

Lời giải:

- Hình thức cảm ứng ở cây trinh nữ: Lá chét của cây trinh nữ cụp lại khi có sự va chạm là hình thức ứng động sức trương. Cụ thể, sự va chạm cơ học tác động lên thụ thể trên màng tế bào, sau đó, kích thích được truyền đến các tế bào gốc lá làm hoạt hóa các bơm ion đưa ion K⁺ ra khỏi không bào khiến áp suất thẩm thấu của tế bào gốc lá giảm dẫn đến tế bào gốc lá bị mất nước (giảm sức trương). Kết quả lá chét của cây trinh nữ cụp lại.

- Hình thức cảm ứng ở cây bắt ruồi: Lá của cây bắt ruồi khép chặt lại khi có sự tiếp xúc của con mổi là hình thức ứng động tiếp xúc. Cụ thể, con mồi tiếp xúc với đầu tận cùng của các lông tuyến trong lá, dẫn đến kích thích lan truyền theo tế bào chất xuống các tế bào phía dưới ở dạng sóng gây ra phản ứng khép lại của lá, giúp khóa chặt con mồi.

Luyện tập trang 82 Sinh học 11: Hướng động khác với ứng động ở đặc điểm nào?

Lời giải:

Phân biệt hướng động và ứng động:

Câu hỏi trang 82 Sinh học 11: Những hiểu biết về cảm ứng ở thực vật được áp dụng như thế nào trong thực tiễn sản xuất?

Lời giải:

Ứng dụng những hiểu biết về cảm ứng ở thực vật trong thực tiễn sản xuất:

- Các công trình nghiên cứu khoa học về cảm ứng ở thực vật giúp tìm ra các giống cây trồng phù hợp với điều kiện thời tiết, thổ nhưỡng khác nhau. Từ đó, tiến hành nhân giống, trồng và khai thác để năng suất thu hoạch cao hơn.

- Ví dụ:

+ Ứng dụng của tính hướng sáng: trồng xen canh cây ưa sáng và cây ưa bóng, dùng đèn ánh sáng nhân tạo,…

+ Ứng dụng của tính hướng nước: tưới nước vào rãnh xung quanh rễ, tưới nước nhỏ giọt, tưới nước vào buổi sáng hoặc buổi chiều,…

+ Ứng dụng của tính hướng tiếp xúc: sử dụng giàn để thúc đẩy sinh trưởng của cây họ Bầu bí.

+ Ứng dụng của tính hướng hóa: bón phân nông cho cây có rễ chùm, bón phân sâu cho cây có rễ cọc,…

IV. Ứng dụng cảm ứng ở thực vật trong thực tiễn

V. Thực hành về cảm ứng ở một số loại cây

Báo cáo thực hành trang 83 Sinh học 11:

• Nhìn vào những bức ảnh đã chụp cây đậu ở mỗi tuần, giải thích tại sao cây đậu phát triển theo những chỗ bìa bị khoét lỗ (hướng ánh sáng).

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 3.

Lời giải:

• Cây đậu phát triển theo những chỗ bìa bị khoét lỗ (hướng ánh sáng) vì: Lỗ khoét trong hộp giấy tạo ra sự tác động không đều của ánh sáng ở 2 phía của chồi đỉnh, dẫn đến sự phân bố không đều auxin ở hai phía của chồi đỉnh (auxin tập trung ở phía nhận được ít ánh sáng hơn). Kết quả, phía nhận được ít ánh sáng hơn có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn, gây nên sự uốn cong thân cây về hướng có ánh sáng.

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 3.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

- Tên thí nghiệm: Thí nghiệm và quan sát hiện tượng hướng sáng.

- Nhóm thực hiện: ………………

- Kết quả và thảo luận:

+ Kết quả: Cây đậu phát triển theo những chỗ bìa bị khoét lỗ (hướng ánh sáng).

+ Giải thích: Lỗ khoét trong hộp giấy tạo ra sự tác động không đều của ánh sáng ở 2 phía của chồi đỉnh, dẫn đến sự phân bố không đều auxin ở hai phía của chồi đỉnh (auxin tập trung ở phía nhận được ít ánh sáng hơn). Kết quả, phía nhận được ít ánh sáng hơn có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn, gây nên sự uốn cong thân cây về hướng có ánh sáng.

- Kết luận: Ngọn cây có tính hướng sáng dương.

Giải Sinh học 11 trang 84

Báo cáo thực hành trang 84 Sinh học 11:

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Kết quả ở tư thế nào rễ vẫn theo hướng trọng lực dương còn thân có hướng trọng lực âm. Vì sao?

- Vì sao ở cây mắm, cây bụt mọc,… một số rễ cây lại không mọc theo hướng đất dương? Vai trò của các rễ đó là gì?

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 3.

Lời giải:

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Giải thích hiện tượng ở tư thế nào thì rễ vẫn theo hướng trọng lực dương còn thân có hướng trọng lực âm:

+ Ở thân, auxin phân bố nhiều ở mặt dưới, kích thích các tế bào thân phía dưới sinh trưởng mạnh dẫn đến thân cây cong lên phía trên (ngược chiều trọng lực).

+ Ngược lại, do các tế bào rễ có độ nhạy cảm cao hơn đối với auxin so với các tế bào ở thân dẫn đến sự phân bố nhiều auxin ở mặt dưới gây ra sự ức chế sinh trưởng của các tế bào rễ, mặt trên ít auxin nên sinh trưởng nhanh hơn. Kết quả rễ cây cong xuống dưới (cùng chiều trọng lực).

- Giải thích vì sao ở cây mắm, cây bụt mọc,… một số rễ cây lại không mọc theo hướng đất dương và vai trò của các rễ đó:

+ Ở cây mắm, cây bụt mọc,… một số rễ cây lại không mọc theo hướng đất dương vì đây chính là hiện tượng biến dạng của rễ để giúp cây thích nghi với điều kiện sống.

+ Vai trò của các rễ này: Các rễ này thuộc loại rễ thở, mọc ngược lên để giúp lấy O₂ cho rễ cây thực hiện hô hấp. Loại rễ này thường xuất hiện ở những cây có phần rễ ngập trong nước, sình lầy (điều kiện thiếu không khí).

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 3.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

- Tên thí nghiệm: Thí nghiệm và quan sát hiện tượng hướng trọng lực.

- Nhóm thực hiện: ………………

- Kết quả và thảo luận:

+ Kết quả: Ở cả 2 chậu, rễ luôn hướng xuống dưới (cùng chiều trọng lực) còn thân luôn hướng lên trên (ngược chiều trọng lực).

+ Giải thích: Ở thân, auxin phân bố nhiều ở mặt dưới, kích thích các tế bào thân phía dưới sinh trưởng mạnh dẫn đến thân cây cong lên phía trên (ngược chiều trọng lực). Ngược lại, do các tế bào rễ có độ nhạy cảm cao hơn đối với auxin so với các tế bào ở thân dẫn đến sự phân bố nhiều auxin ở mặt dưới gây ra sự ức chế sinh trưởng của các tế bào rễ, mặt trên ít auxin nên sinh trưởng nhanh hơn. Kết quả rễ cây cong xuống dưới (cùng chiều trọng lực).

- Kết luận: Rễ cây hướng trọng lực dương còn thân cây hướng trọng lực âm.

Vận dụng trang 84 Sinh học 11: Một số loại cây trồng thường được chăm sóc bằng một trong những biện pháp sau: vun gốc, làm giàn, bón phân ở gốc, làm rãnh tưới nước, tỉa thưa cây để có năng suất cao. Dựa vào hiểu biết về cảm ứng, giải thích cơ sở khoa học của những biện pháp trên.

Lời giải:

Lý thuyết Sinh học 11 Bài 12: Cảm ứng ở thực vật

I. Khái niệm và vai trò cảm ứng ở thực vật

- Cảm ứng ở thực vật là phản ứng vận động của các cơ quan thực vật đối với kích thích của môi trường.

- Thực vật ở nhiều môi trường sống khác nhau đã hình thành các đặc điểm thích nghi khác nhau, cho phép chúng tồn tại và phát triển.

- Các hình thức cảm ứng ở thực vật là cơ sở đáp ứng với các tác nhân phi sinh học (sự úng ngập, khô hạn hoặc nhiệt độ bất lợi) hay các tác nhân sinh học (tác nhân gây bệnh, động vật ăn thực vật,...).

II. Đặc điểm và cơ chế của cảm ứng ở thực vật

1. Đặc điểm cảm ứng ở thực vật

Thực vật thường sống cố định, bám rễ vào đất nên phản ứng chính của thực vật là thay đổi hình thái hoặc sự vận động các cơ quan. Phản ứng của thực vật được kiểm soát bởi các hormone. Cảm ứng ở thực vật thường khó nhận thấy, diễn ra chậm,...

2. Cơ chế của cảm ứng ở thực vật

Phản ứng của thực vật đối với các tín hiệu môi trường diễn ra thông qua các quá trình: thu nhận kích thích, dẫn truyền tín hiệu và trả lời kích thích (hình 12.2).

Thu nhận kích thích

Các kích thích từ môi trường như nhiệt độ, ánh sáng, dinh dưỡng, tiếp xúc hoặc hormone được tiếp nhận bởi các thụ thể
đặc hiệu nằm trên màng tế bào hoặc trong tế bào chất (ví dụ như các kinase, kênh ion,... ).

Dẫn truyền tín hiệu

Khi kích thích từ môi trường kết hợp với thụ thể đặc hiệu sẽ hình thành con đường dẫn truyền tín hiệu. Tín hiệu kích thích từ môi trường được chuyển đổi thành tín hiệu thứ cấp. Các tín hiệu này được khuếch đại và dẫn truyền trong tế bào.

Trả lời kích thích

Các đáp ứng với kích thích có thể xảy ra trong cùng tế bào tiếp nhận tín hiệu hoặc xảy ra ở tế bào cách xa với tế bào tiếp nhận tín hiệu. Phản ứng vận động của thực vật có thể gắn với sinh trưởng.

III. Một số hình thức biểu hiện của cảm ứng ở thực vật

Cảm ứng thực vật bao gồm vận động hướng động và vận động cảm ứng.

1. Vận động hướng động (Hướng động)

Hướng động là phản ứng vận động sinh trưởng của thực vật đối với tác nhân kích thích theo một hưởng xác định. Dựa vào sự phản ứng trả lời kích thích của thực vật, có thể chia hướng động thành hướng động dương và hướng động âm. Hướng động dương là sự vận động sinh trưởng của thực vật hưởng tới nguồn kích thích. Ngược lại, hướng động ẩm là sự vận động sinh trưởng của thực vật theo hướng tránh xa nguồn kích thích.

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

- Hướng nước là phản ứng sinh trưởng của thực vật hưởng tới nguồn nước.

- Hướng trọng lực là phản ứng sinh trưởng của thực vật đối với trọng lực.

- Hướng hoá là phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp ứng lại tác động của hoá chất.

- Hướng tiếp xúc là phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp ứng lại tác động tiếp xúc cơ học.

2. Vận động cảm ứng (Ứng động)

- Ứng động là phản ứng vận động của thực vật đối với tác nhân kích thích không định hưởng của môi trường. Ứng động bao gồm ứng động sinh trưởng và ứng động không sinh trưởng.

- Ứng động sinh trưởng là vận động cảm ứng của thực vật gắn liền với sự phân chia và lớn lên không đồng đều của các tế bào tại hai phía đối diện nhau của cơ quan (như lá, cánh hoa).

- Ứng động không sinh trưởng là vận động cảm ứng của thực vật không do sự phân chia hoặc lớn lên của các tế bào. Ứng động không sinh trưởng bao gồm: ứng động sức trương, ứng động tiếp xúc...

- Ứng động sức trương là vận động xảy ra do sự thay đổi hàm lượng nước trong tế bào hoặc vùng chuyên hoá của các cơ quan. Ứng động tiếp xúc là loại ứng động cơ học do tiếp xúc gây nên.

IV. Ứng dụng cảm ứng ở thực vật trong thực tiễn

Các công trình nghiên cứu khoa học về cảm ứng ở thực vật giúp tìm ra các giống cây trồng phù hợp với điều kiện thời tiết, thổ nhưỡng khác nhau. Từ đó tiến hành nhân giống, trống và khai thác để năng suất thu hoạch cao hơn. Ví dụ:

- Ứng dụng của hướng sáng; trồng xen canh cây ưa sáng và cây ưa bóng, dùng đèn ánh sáng nhân tạo,...

- Ứng dụng của hướng nước; tưới nước vào rãnh xung quanh rễ, tưới nước nhỏ giọt, tưới nước vào buổi sáng hoặc buổi chiều....

- Ứng dụng của hướng tiếp xúc sử dụng giàn để thúc đẩy sinh trưởng của cây họ Bầu bí (hình 12.6).

- Ứng dụng của hướng hoả bón phân nông cho cây có rễ chùm, bón phân sâu cho cây có rễ cọc....

Xem thêm các bài giải SGK Sinh học 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Ôn tập chủ đề 1

Bài 11: Khái quát về cảm ứng ở sinh vật

Bài 13: Cảm ứng ở động vật

Bài 14: Tập tính ở động vật

Ôn tập chủ đề 2