Giải Sinh học 11 Bài 16 (Cánh diều): Sinh trưởng và phát triển ở thực vật

Giải bài tập Sinh học 11 Bài 16: Sinh trưởng và phát triển ở thực vật

Giải Sinh học 11 trang 105

Mở đầu trang 105 Sinh học 11: Quan sát hình 16.1 cho biết cây quýt thời kì non trẻ khác gì so với cây quýt trưởng thành. Hãy cho biết thực vật lớn lên như thế nào?

Lời giải:

- Cây quýt thời kì non trẻ có kích thước lá, thân, rễ nhỏ hơn cây quýt trưởng thành; chưa có cành, ít lá hơn; chưa có hoa và quả.

- Thực vật lớn lên là nhờ quá trình nguyên phân của tế bào mô phân sinh làm tăng số lượng và kích thước tế bào, làm tăng kích thước của các cơ quan và cơ thể.

I. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển ở thực vật

Câu hỏi trang 105 Sinh học 11: Sinh trưởng và phát triển ở thực vật có diễn ra tại tất cả các bộ phận không? Có bị giới hạn theo thời gian sống không?

Lời giải:

Sinh trưởng và phát triển ở thực vật diễn ra tại tất cả các bộ phận của thực vật. Quá trình sinh trưởng và phát triển có thể diễn ra trong suốt vòng đời của thực vật nhờ khả năng phân chia liên tục của các tế bào phân sinh.

II. Mô phân sinh

Giải Sinh học 11 trang 106

Câu hỏi trang 106 Sinh học 11: Quan sát hình 16.2 và cho biết vị trí, chức năng của các loại mô phân sinh ở thực vật.

Lời giải:

Vị trí, chức năng của các loại mô phân sinh ở thực vật:

Luyện tập trang 106 Sinh học 11: Phân biệt các loại mô phân sinh theo gợi ý trong bảng 16.1.

Lời giải:

III. Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp ở thực vật

Giải Sinh học 11 trang 107

Câu hỏi trang 107 Sinh học 11: Quan sát hình 16.3, xác định vị trí diễn ra sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp ở cây thân gỗ.

Lời giải:

Vị trí diễn ra sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp ở cây thân gỗ:

- Sinh trưởng sơ cấp diễn ra ở phần thân non, rễ non của cây thân gỗ Hai lá mầm và phần lóng của thân cây một lá mầm.

- Sinh trưởng thứ cấp diễn ra ở mô phân sinh bên gồm tầng phát sinh mạch dẫn và tầng sinh vỏ của thân và rễ.

IV. Phát triển ở thực vật có hoa

Giải Sinh học 11 trang 108

Câu hỏi trang 108 Sinh học 11: Quan sát hình 16.4, mô tả các giai đoạn phát triển ở thực vật có hoa.

Lời giải:

Các giai đoạn phát triển ở thực vật có hoa gồm các giai đoạn: Hạt nảy mầm → Cây mầm → Cây non → Cây trưởng thành → Cây mang hoa → Cây mang quả non → Cây mang quả già → Cây già, chết.

- Từ hạt bắt đầu nảy mầm thành cây mầm; cây mầm xuất hiện lá mầm, rễ phát triển dài hơn. Cây mầm phát triển thành cây non, cây non lớn dần, xuất hiện nhiều lá, rễ phân nhánh. Cây non lớn lên thành cây trưởng thành, phát triển nhiều lá, rễ phân nhánh nhiều hơn và đâm sâu, khi cây đạt đến kích thước và khối lượng nhất định sẽ ra nụ hoa. Cây mang hoa → cây mang quả non → cây mang quả già → Sau đó cây già và chết.

V. Hormone thực vật

Giải Sinh học 11 trang 109

Câu hỏi trang 109 Sinh học 11: Quan sát hình 16.5, nêu vai trò của hormone thực vật.

Lời giải:

Vai trò của hormone thực vật là điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển và phản ứng thích nghi của thực vật đối với môi trường: Hormone thực vật điều tiết sự phân chia, kéo dài và phân hóa tế bào. Từ đó, hormone thực vật điều tiết sự sinh trưởng của mô phân sinh, sự phát triển của phôi, sự nảy mầm của hạt, sinh trưởng của thân, phát triển của hoa, quả cũng như đóng vai trò quan trọng trong các con đường phản ứng với tác nhân kích thích vô sinh và hữu sinh của môi trường.

Câu hỏi trang 109 Sinh học 11: Quan sát hình 16.6 và cho biết hormone thực vật gồm những nhóm nào. Sự phân chia các nhóm hormone này dựa trên căn cứ nào?

Lời giải:

- Hormone thực vật được chia thành hai nhóm: Hormone kích thích sinh trưởng (auxin, gibberellin, cytokinine) và hormone ức chế sinh trưởng (abscisic acid, ethylene).

- Sự phân chia các nhóm hormone này dựa vào hoạt tính sinh học của hormone.

Giải Sinh học 11 trang 111

Câu hỏi trang 111 Sinh học 11: Sự sinh trưởng, phát triển ở thực vật diễn ra như thế nào khi chịu tác động cùng lúc của nhiều hormone?

Lời giải:

Tác động cùng lúc của nhiều hormone giúp điều tiết quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật. Các hormone thực vật có tác động tổng hợp, điều tiết quá trình sinh lí của cơ thể thực vật, điều tiết sự xuất hiện, hướng và tốc độ sinh trưởng, phát triển của mỗi cơ quan.

Luyện tập trang 111 Sinh học 11: Benzyl – amino purin (BAP) là cytokinine tổng hợp và Naphthalene acetic acid (NAA) là auxin tổng hợp được sử dụng phổ biến trong nuôi cấy mô tế bào. Hãy xác định quá trình phát sinh hình thái ở cây lan Hoàng thảo in vitro khi môi trường nuôi cấy chứa đồng thời BAP và NAA với tỉ lệ nồng độ khác nhau theo gợi ý ở bảng 16.3.

Lời giải:

Câu hỏi trang 111 Sinh học 11: Sử dụng hormone thực vật trong sản xuất đem lại lợi ích gì?

Lời giải:

Sử dụng hormone thực vật trong sản xuất đem lại lợi ích: Giúp con người kiểm soát sự phát triển của thực vật; sử dụng trong công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật; giúp nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng, đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm, nguyên liệu,… của con người.

Giải Sinh học 11 trang 112

Luyện tập trang 112 Sinh học 11: Lấy ví dụ về ứng dụng của các chất điều hòa sinh trưởng trong sản xuất nông, lâm nghiệp mà em biết.

Lời giải:

Ví dụ về ứng dụng của các chất điều hòa sinh trưởng trong sản xuất nông, lâm nghiệp:

- Sử dụng Auxin ở nồng độ thích hợp trong nhân giống vô tính cây bạch đàn, cây keo, hoa hồng,.. nhằm kích thích tạo rễ.

- Sử dụng Gibberellin ở nồng độ thích hợp làm tăng chiều cao thân cây lấy sợi như cây đay.

- Sử dụng Ethylene thúc đẩy sự chín của quả (cà chua, chuối,…) hoặc thúc đẩy ra hoa trái vụ (dứa), làm rụng lá để tạo thuận lợi cho thu hoạch.

Vận dụng trang 112 Sinh học 11: Tại sao thân tre bị gãy ngọn có thể tiếp tục cao thêm nhưng thân cây bạch đàn bị gãy ngọn sẽ không thể cao thêm nữa?

• Giải thích tại sao trong thực tiễn thường dùng auxin ở nồng độ thấp trong giâm cành.

Lời giải:

• Thân tre bị gãy ngọn có thể tiếp tục cao thêm do cây tre là cây Một lá mầm, cây cao lên do có mô phân sinh lóng làm tăng chiều dài của lóng. Do đó khi bị gãy ngọn, cây vẫn còn mô phân sinh lóng và tiếp tục tăng chiều cao.

- Cây bạch đàn không thể cao thêm nữa do cây bạch đàn là cây Hai lá mầm, cây cao lên do hoạt động của mô phân sinh đỉnh. Do đó khi bị gãy ngọn, cây không còn mô phân sinh đỉnh nên không thể cao thêm chiều cao của thân.

• Trong thực tiễn thường dùng auxin ở nồng độ thấp trong giâm cành vì auxin có vai trò sinh lí chủ yếu là kích thích sự phân chia, kéo dài tế bào; kích thích sự hình thành rễ; giúp cành giâm nhanh ra rễ hơn.

Lý thuyết Sinh học 11 Bài 16: Sinh trưởng và phát triển ở thực vật

I. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển ở thực vật

- Quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật bắt đầu trong các mô phân sinh và diễn ra tại một số vị trí, cơ quan xác định. Sinh trưởng, phát triển ở thực vật có thể diễn ra trong suốt vòng đời nhờ khả năng phân chia liên tục của các tế bào phân sinh.

- Cơ sở của sinh trưởng, phát triển ở thực vật là quá trình nguyên phân của tế bào phân sinh, sự kéo dài và biệt hoả tế bào. Sinh trưởng ở thực vật gồm sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.

II. Mô phân sinh

- Mô phân sinh là nhóm các tế bào chưa phân hoá, có khả năng phân chia liên tục để tạo các tế bào mới. Tế bào của mô phân sinh có thành cellulose mỏng, xếp sít nhau. Ở thực vật, có ba loại mô phân sinh (hình 16.2).

+ Mô phân sinh đỉnh: nằm ở đỉnh chồi ngọn, chồi bên (chổi nách) và đỉnh rễ. Mô phân sinh đình làm tăng chiều dài của thân và rễ. Mô phân sinh đỉnh có cả ở cây Một lá mầm và cây Hai lá mầm.

+ Mô phân sinh bên: phân bố theo hình trụ và hướng ra phần ngoài của thân và rễ, làm tăng độ dày (đường kính) của thân và rễ. Mô phân sinh bên chỉ có ở cây Hai lá mầm.

+ Mô phân sinh lóng: nằm ở vị trí các mắt của thân cây Một lá mầm, có tác dụng gia tăng quá trình sinh trưởng chiều dài của lóng.

III. Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp ở thực vật

1. Sinh trưởng sơ cấp

Sinh trưởng sơ cấp là sự sinh trưởng được khởi đầu do sự phân chia của các tế bào mô phân sinh đỉnh, làm tăng chiều dài của thân và rễ. Sinh trưởng sơ cấp diễn ra ở phần thân non của cây Hai lá mầm. Ở cây Một lá mầm, sinh trưởng sơ cấp có thể do sự phân chia của các tế bào mô phân sinh lỏng. Cây Một lá mẩm chỉ có sinh trưởng sơ cấp nên thân cây thường bé, bỏ mạch xếp rải rác, thời gian sống ngắn.

2. Sinh trưởng thứ cấp

Sinh trưởng thứ cấp là sự sinh trưởng theo chiều ngang, được khởi đầu do sự phân chia của các tế bào mô phân sinh bên, làm tăng dường kính của thân và rễ cây thân gỗ Hai lá mầm. Mô phân sinh bên gồm tầng phát sinh mạch dẫn và tầng sinh vo tham gia tạo nên sinh trưởng thứ cấp. Tầng phát sinh mạch dẫn năm giữa mạch gỗ bên trong và mạch rây bên ngoài. Vòng tầng phát sinh mạch dẫn tạo nên mạch gỗ thủ cấp và mạch rây thứ cấp. Tầng sinh vỏ nằm dưới lớp biểu mộ tạo nên vỏ cây bảo vệ thân cây khỏi sự mất nước và sự xâm nhập của các vi sinh vật gây hại.

IV. Phát triển ở thực vật có hoa

- Phát triển ở thực vật có hoa là toàn bộ những biến đổi diễn ra trong vòng đời của cây, bao gồm ba quá trình liên quan với nhau: sinh trưởng, phân hoá và phát sinh hình thái.

- Sự phát triển của thực vật diễn ra qua các pha phát triển dựa vào các dấu hiệu hình thái, cấu tạo và chức năng các cơ quan.

- Chu trình phát triển của thực vật có thể chia thành các pha pha phát triển phối (từ khi hợp tử hình thành đến khi hạt bắt đầu nảy mẩm), pha non trẻ (từ khi hạt nảy mầm đến khi xuất hiện khả năng tạo cơ quan sinh sản), pha trưởng thành (từ khi xuất hiện cơ quan sinh sản đến khi thụ tinh), pha sinh sản (từ khi thụ tinh đến khi hình thành hạt), pha giả (từ lúc hình thành hạt, quả đến khi chết).

- Dựa vào sự phát triển cá thể, có thể chia thực vật thành các nhóm: thực vật một năm, thực vật hai năm và thực vật lâu năm (thực vật lâu năm sinh sản một lần và thực vật lâu năm sinh sản nhiều lần).

V. Hormone thực vật

1. Khái niệm và vai trò hormone thực vật

- Hormone thực vật (phytohormone) là các chất hữu cơ hình thành từ quá trình trao đổi chất trong cơ thể thực vật, với liều lượng rất nhỏ có tác động điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật. Hormone thực vật được tổng hợp tại một nơi và điều tiết hoạt động của tế bào, mô, cơ quan ở nơi khác.

- Hormone thực vật có vai trò chủ đạo trong điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển và phản ứng thích nghi của thực vật đối với môi trường. Hormone thực vật điều tiết sự phân chia, kéo dài và phân hoá tế bào. Từ đó, hormone thực vật điều tiết sự sinh trưởng của mô phân sinh, sự phát triển của phôi, sự nảy mầm của hạt, sinh trưởng của thân, phát triển của hoa, quả cũng như đóng vai trò quan trọng trong các con đường phản ứng với tác nhân kích thích vô sinh và hữu sinh của môi trường.

- Các hormone thực vật thường điều tiết sự biểu hiện gene và hoạt tính enzyme, tác động đến hoạt tính màng tế bào, từ đó điều tiết quá trình trao đổi chất của tế bào, các quá trình sinh trưởng, phát triển và đáp ứng với môi trường ở thực vật.

2. Các loại hormone kích thích và hormone ức chế sinh trưởng ở thực vật

- Hormone thực vật được chia thành hai nhóm dựa vào hoạt tính sinh học: hormone kích thích sinh trưởng (auxin, gibberellin, cytokinine) và hormone ức chế sinh trưởng (abscisic acid, ethylene) (hình 16.6).

- Ngoài ra, một số hormone thực vật khác được biết có tác động điều tiết sinh trưởng, phát triển cũng như phản ứng của thực vật với môi trường như jasmonic acid, brassinosteroid, salicylic acid và strigolactone.

- Nơi tổng hợp, hướng vận chuyển và vai trò chính của một số hormone thực vật.

3. Sự tương quan của các hormone thực vật

- Trong mỗi cơ quan, bộ phận của cơ thể thực vật luôn có mặt nhiều loại hormone với nồng độ khác nhau. Các hormone thực vật có tác động tổng hợp, điều tiết các quá trình sinh lí của cơ thể thực vật theo hướng xác định, phụ thuộc vào tương quan giữa chúng.

- Tương quan giữa các hormone là trạng thái cân bằng giữa các hormone ở một tỉ lệ xác định, điều tiết sự xuất hiện, hướng và tốc độ sinh trưởng, phát triển của mỗi cơ quan. Tương quan giữa các hormone điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật.

- Tương quan giữa hormone kích thích và hormone ức chế sinh trưởng. Sự phát triển của mô này bị ức chế khi hàm lượng auxin ưu thế và được kích thích khi hàm lượng ethylene ưu thế.

- Tương quan giữa các hormone kích thích với nhau. Tương quan auxin cytokinin điều tiết sự phát sinh hình thái ở thực vật. Khi tương quan auxin cytokinine cao sẽ kích thích tạo rễ bất định, tạo mô sẹo ở cây Một lá mầm. Ngược lại, tương quan auxin cytokinine thấp sẽ kích thích chồi bên phát triển, kích thích tạo chồi bất định ở thực vật.

4. Một số ứng dụng hormone thực vật trong thực tiễn

- Nhiều loại hormone thực vật và các chất điều hoà sinh trưởng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông, lâm nghiệp, giúp con người kiểm soát sự phát triển thực vật. Auxin ở nồng độ thích hợp được sử dụng kích thích tạo rễ trong nhân giống vô tính cây trồng. Gibberellin ở nồng độ thích hợp được sử dụng để làm tăng chiều cao thân cây lấy sợi (ví dụ như cây đay), tạo quả không hạt (ví dụ như quả nho) phá ngủ cho hạt, chồi hoặc củ. Ethylene (đất đèn, ethrel) có thể được sử dụng để thúc đẩy quá trình chín của quả (ví dụ như cà chua, chuỗi.... ) hoặc thúc đẩy ra hoa trái vụ (ví dụ như cây dứa), làm rụng lá để tạo thuận lợi cho thu hoạch (ví dụ như cây bông).

- Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi nhằm nhân nhanh giống cây quý hiếm, sản xuất sinh khối hoặc cứu phôi sử dụng phổ biến các dạng auxin và cytokinin, đôi khi ca gibberellin.

- Việc ứng dụng hormone thực vật hoặc chất điều hoà sinh trưởng chỉ có hiệu quả khi tuân thủ một số nguyên tắc: sử dụng hormone hoặc chất điều hoà sinh trưởng ở nồng độ thích hợp, chú ý tương quan giữa các hormone, cung cấp đầy đủ nước, chất dinh dưỡng cho cây và thận trọng khi ứng dụng các chất điều hoà sinh trưởng vào sản xuất lương thực, thực phẩm.

Xem thêm Lời giải bài tập Sinh học 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 15: Khái quát về sinh trưởng và phát triển ở sinh vật

Bài 17: Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật

Bài 18: Sinh trưởng và phát triển ở động vật

Bài 19: Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở động vật

Ôn tập chủ đề 3