Sinh sản ở thực vật SVIP

I. Sinh sản vô tính ở thực vật và ứng dụng

1. Các hình thức sinh sản vô tính ở thực vật

Sinh sản sinh dưỡng là hình thức sinh sản vô tính, trong đó, cá thể con được hình thành từ bộ phận hoặc cơ quan sinh dưỡng của cá thể mẹ.

• Thân bò

•  Thân hành

• Lá

Ở thực vật có bào tử, trong giai đoạn đơn bội (n), bào tử khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ nguyên phân, phát triển thành thể giao tử trưởng thành (n), chính là cơ thể mới hoặc là cơ sở hình thành thể bào tử. Thể giao tử sinh ra giao tử đực và cái, từ đó thể bào tử (2n) hình thành qua thụ tinh trong sinh sản hữu tính.

2. Các phương pháp nhân giống vô tính ở thực vật và ứng dụng

Nhân giống vô tính ở thực vật là tạo ra cơ thể mới từ một bộ phận sinh dưỡng của cơ thể mẹ.

Ví dụ: giâm, chiết, ghép, tách củ và nuôi cấy mô.

Sinh sản vô tính ở thực vật được ứng dụng để vừa nhân nhanh giống cây trồng, vừa giữ được các đặc tính quý của cây mẹ, rút ngắn thời gian bắt đầu ra hoa của cây trồng.

II. Sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa

1. Cấu tạo chung của hoa

Hoa là cơ quan sinh sản hữu tính của thực vật có hoa.

Hoa lưỡng tính gồm các bộ phận là đế hoa, lá đài, cánh hoa, bộ nhị hoa và bộ nhụy hoa.

Hoa đơn tính chỉ có nhị (hoa đực) hoặc nhụy (hoa cái).

2. Sự hình thành hạt phấn, túi phôi

Trong bao phấn, tế bào mẹ hạt phấn (2n) giảm phân tạo thành 4 tiểu bào tử (n). Mỗi tiểu bào tử nguyên phân một lần tạo thành tế bào sinh dưỡng (tế bào lớn) và tế bào sinh sản (tế bào nhỏ). Tế bào sinh dưỡng sẽ phát triển thành ống phấn, tế bào sinh sản sẽ nguyên phân tạo thành hai tinh tử (giao tử đực). Cấu trúc hai tế bào có vách dày chung này gọi là hạt phấn.

Trong bầu nhụy có một hay nhiều noãn chứa tế bào trung tâm. Tế bào trung tâm (2n) giảm phân tạo ra bốn tế bào đơn bội không cân đối, ba tế bào tiêu biến, tế bào lớn (đại bào tử) nguyên phân liên tiếp ba lần tạo thành tám nhân. Cấu trúc này gọi là túi phôi chứa tế bào trứng (n) và hai tế bào kèm, nhân lưỡng cực và ba tế bào đối cực. 

Hạt phấn là giao tử đực và túi phôi là giao tử cái. Giao tử đực là các tinh tử, giao tử cái là trứng.

3. Thụ phấn và thụ tinh

Thụ tinh là quá trình phát tán hạt phấn từ nhị tiếp xúc với đầu nhụy.

Có hai hình thức thụ phấn: tự thụ phấn (hạt phấn tiếp xúc với đầu nhụy của hoa cùng cây), thụ phấn chéo (hạt phấn tiếp xúc với đầu nhụy của hoa khác cây). 

Sự thụ phấn có thể nhờ tác nhân tự nhiên như động vật, gió, nước hoặc do con người thực hiện.

4. Hình thành hạt và quả

Hình thành hạt

• Noãn đã thụ tinh phát triển thành hạt. Hợp tử (2n) phân chia và phát triển thành phôi mang các bộ phận là chồi mầm, thân mầm, lá mầm và rễ mầm. Tế bào tam bội (3n) phát triển thành nội nhũ cung cấp chất dinh dưỡng cho phôi phát triển. Vỏ noãn tạo thành vỏ hạt.
• Hạt ở cây Một lá mầm có nội nhũ, hạt ở cây Hai lá mầm không có nội nhũ.

Hình thành quả

• Bầu nhụy dày lên, phát triển thành quả.
• Quả chứa hạt, giúp bảo vệ và phát tán hạt.

Quá trình chín của quả

• Khi chín, trong quả diễn ra các quá trình chuyển hóa hóa sinh, sinh lí làm thay đổi màu sắc, độ cứng, vị và xuất hiện hương thơm.

❗ Em có biết

Quả không hạt là quả không chứa hạt trưởng thành. Quả không hạt có thể phát triển từ hoa có noãn không được thụ tinh, hoặc không tạo ra hạt trưởng thành dù thụ phấn kích hoạt sự phát triển của quả, nhưng noãn hoặc phôi không phát triển. Quả không hạt có giá trị thương mại vì dễ dàng tiêu thụ hơn. Để nhân giống cây có quả không hạt có thể sử dụng phương pháp nhân giống vô tính (chuối, cam, quýt,...) hoặc cho lai giữa cây tứ bội và cây lưỡng bội (dưa hấu).

5. Ứng dụng sinh sản hữu tính ở thực vật

Sinh sản hữu tính ở thực vật được ứng dụng trong chọn, tạo giống cây trồng nhằm chọn lọc được các tính trạng quý. Lai hữu tính là phương pháp tạo giống cây trồng chủ yếu và đã đạt được nhiều thành tựu.

Sinh sản hữu tính cũng là hình thức nhân giống phổ biến đối với nhiều giống cây trồng (trồng cây từ hạt).

III. Thực hành nhân giống cây bằng sinh sản sinh dưỡng, thụ phấn cho cây

1. Thực hành nhân giống cây bằng sinh sản sinh dưỡng

a. Cơ sở lí thuyết

Tế bào thực vật có tính toàn năng, trong điều kiện thích hợp, từ một tế bào, cơ quan hay bộ phận có thể phát triển thành cơ thể mới hoàn chỉnh. Thực vật có thể tái sinh tạo thành cây mới từ một số cơ quan sinh dưỡng như cành, lá, rễ.

b. Các bước tiến hành

Giâm cành

Chuẩn bị

• Vật liệu: cát sạch, dao cắt, bình xịt nước.
• Mẫu vật: đoạn thân rau muống, hoa mười giờ, rau ngót, hoa cúc,... hoặc lá cây thu hải đường, thuốc bỏng,...

Tiến hành

• Dùng dao cắt một đoạn thân hoặc cành dài khoảng 5 - 8 cm, loại bỏ bớt lá (chỉ để 2 - 3 lá).
• Cắt lá cây thu hải đường hoặc lá cây thuốc bỏng.
• Cắt 10 đoạn cành (hoặc lá)/loại cây trồng.
• Cắm đoạn cành, lá giâm vào cát sạch, xịt nước ẩm, đặt trong nơi ẩm mát.
• Quan sát sự xuất hiện rễ sau 5 - 7 ngày.

Chiết cành

Chuẩn bị

• Vật liệu: đất, xơ dừa, dao cắt, màng nylon sinh học, dây buộc.
• Mẫu vật: cây ăn quả, cây hoa hồng,...

Tiến hành

• Dùng dao cắt khoanh vỏ trên cành, khoanh một đoạn dài 2 - 5 cm, bóc vỏ cành, dùng dao cạo sạch vỏ. Để khô nhựa.
• Dùng đất ẩm, xơ dừa bọc đoạn cành đã được loại bỏ bớt vỏ.
• Dùng màng nylon sinh học bọc bên ngoài để tạo bầu chiết.
• Buộc chặt hai đầu bầu chiết.
• Sử dụng 10 cành chiết/loại cây trồng.
• Quan sát sự xuất hiện rễ sau 30 - 60 ngày.

Ghép cành

Chuẩn bị

• Vật liệu: dao cắt, màng nylon sinh học.
• Mẫu vật: cây ăn quả, cây hoa hồng,...

Tiến hành

• Dùng dao cắt lấy mắt ngủ của cây cho mắt. Sử dụng 10 mắt ghép/loại cây.
• Dùng dao rạch vỏ của cành ghép, có thể rạch vỏ chữ T hoặc dạng cửa sổ.
• Đặt mắt ghép vào vị trí đã mở vỏ, dùng màng nylon sinh học buộc chặt và làm kín vết ghép. Bỏ màng nylon sinh học sau 7 - 10 ngày.
• Quan sát sự phát triển của chồi ghép.

Tách củ

Chuẩn bị

• Vật liệu: dao cắt, bột xi măng hoặc vôi bột, cát sạch.
• Mẫu vật: củ khoai tây, củ khoai lang,...

Tiến hành

• Dùng dao cắt củ khoai thành nhiều mảnh sao cho mỗi mảnh có chứa ít nhất một mầm.
• Sử dụng 10 mảnh củ khoai.
• Dùng bột xi măng hoặc vôi bột bịt kín vết cắt, đặt các mảnh củ thoáng khí để các vết cắt khô.
• Đặt các mảnh củ vào cát sạch ẩm, đặt nơi ẩm, mát.
• Quan sát sự phát triển của chồi sau 5 - 20 ngày.

c. Báo cáo

Xác định số cành/lá đã ra rễ, đếm số rễ trên mỗi cành/chồi mọc từ lá/từ đoạn rễ mà em quan sát được. 

Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu.

2. Thực hành thụ phấn cho cây trồng

a. Cơ sở lí thuyết

Hạt phấn tiếp xúc với đầu nhụy của hoa cùng loài, gặp điều kiện thuận lợi có thể phát triển. Sự thụ phấn có thể thực hiện nhờ các tác nhân khác nhau.

b. Các bước tiến hành

Chuẩn bị

• Vật liệu: que tăm bông, kéo, túi giấy, dụng cụ dập ghim.
• Mẫu vật: cây ngô, cây bầu bí, cây hoa li, cây phong lan đang ra hoa.

Tiến hành

• Chọn bắp (ngô) đang phun tơ, dùng kéo cắt ngắn các tơ, bọc bằng túi giấy hoặc chọn hoa có cánh hoa chuẩn bị bung nở. Chọn bông cờ (ngô) đang bung phấn.
• Dùng tay lắc mạnh bông cờ để hạt phấn rơi vào túi giấy hoặc dùng tăm bông chạm nhẹ lên bao phấn để lấy hạt phấn. Bỏ túi giấy bọc bắp có tơ ngô, đổ hạt phấn từ túi giấy lên tơ ngô hoặc chạm tăm bông đã chứa hạt phấn lên đầu nhụy.
• Chụp túi giấy chứa hạt phấn lên bắp vừa thụ phấn, dập ghim giữ túi giấy hoặc dùng kéo cắt bao phấn của hoa nhận hạt phấn (để ngăn cản sự tự thụ phấn với loài có hoa lưỡng tính).

c. Báo cáo

Xác định số hoa được thụ phấn mà em quan sát được. Sự thụ phấn trong tự nhiên có thể thực hiện nhờ tác nhân nào?

Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu.

1. Thực vật có thể sinh sản bằng hình thức vô tính hoặc hữu tính.

2. Thực vật sinh sản vô tính bằng bào tử hoặc bằng cơ quan sinh dưỡng. Các phương pháp nhân giống vô tính ở thực vật chủ yếu là giâm, chiết, ghép cành, tách củ và nuôi cấy mô tế bào. Sinh sản vô tính được ứng dụng trong nhân giống cây trồng nhằm duy trì các đặc tính tốt ở cây mẹ, rút ngắn thời gian phát triển của cây con hoặc làm sạch bệnh, phục tráng giống, cứu phôi.

3. Thực vật sinh sản hữu tính khi có sự kết hợp giữa giao tử đực và giao tử cái. Hạt phấn và túi phôi là các thể giao tử ở thực vật có hoa.

4. Thụ phấn là quá trình phát tán hạt phấn từ bao phấn đến đầu nhụy. Ở thực vật có hoa, thụ tinh kép là quá trình thụ tinh có sự tham gia của hai tinh tử, một tinh tử kết hợp với trứng tạo thành hợp tử (2n), tinh tử còn lại kết hợp với nhân lưỡng bội (2n) tạo thành tế bào tam bội (3n).

5. Hạt được hình thành từ noãn đã thụ tinh. Hạt có thể có nội nhũ hoặc không. Quả do bầu nhụy phát triển thành. Quả chín là do nhiều biến đổi sinh lí, hóa sinh làm thay đổi màu sắc, độ cứng, mùi và vị.