Kế hoạch bài dạy Sinh học 11 - Bài: Cảm ứng ở thực vật

 CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT 
I. LÝ THUYẾT 
 Cảm ứng nói chung là phản ứng của cơ thể sinh vật đối với kích thích của môi 
trường. Có thể chia cảm ứng ở thực vật thành hai kiểu khác nhau đó là: Hướng động và 
ứng động. 
1. Hướng động. 
 Hướng động là hình thức phản ứng của một bộ phận của cây trước một tác nhân 
kích thích có tính định hướng. 
 Khi cây vận động hướng về phía có tác nhân kích thích thì gọi là hướng dương, 
khi cây vận động tránh xa phía có tác nhân kích thích thì gọi là hướng âm. 
 Về bản chất, sự uốn cong của các bộ phận của cây về phía có tác nhân (hay tránh 
xa phía có tác nhân) là do sự sinh trưởng không đều giữa hai phía của bộ phận của cây. 
Sự sinh trưởng không đều là do sự phân bố không đều của auxin (hay hoocmon khác) ở 
hai phía gây ra bởi tác động của tác nhân kích thích. 
 Dựa vào tác nhân gây ra hướng động, có thể chia hướng động thành các kiểu: 
Hướng sáng, hướng trọng lực (hướng đất), hướng nước, hướng hóa, hướng tiếp xúc. 
a. Hướng sáng. 
 Các bộ phận của cây như thân, lá có tính hướng sáng dương khi được chiếu sáng 
từ một phía. Thân và lá cây luôn uốn cong về phía có ánh sáng, một số thực vật có bề 
mặt lá luôn hướng vuông góc với ánh sáng mặt trời. 
 Phản ứng uốn cong của cây do tác động của ánh sáng được điều tiết bởi một loại 
quang thụ thể là phototropin. Loại thụ thể này rất mẫn cảm với ánh sáng xanh lam và 
tím vì vậy, phản ứng hướng sáng của cây nhạy cảm với ánh sáng xanh lam và tím, đặc 
biệt là ánh sáng xanh lam. (bước sóng 435nm). 
 Về cơ chế của tính hướng sáng, giả thuyết đang được công nhận nhiều nhất là giả 
thuyết về sự phân bố lại auxin do tác động của ánh sáng. Phía không được chiếu sáng 
(bị che tối) có hàm lượng auxin cao hơn phía được chiếu sáng, do đó phía bị che tối có 
tốc độ sinh trưởng nhanh hơn, gây nên sự uốn cong thân cây. 
b. Hướng trọng lực (hướng đất). 
 Rễ cây có tính hướng đất dương còn chồi ngọn có tính hướng đất âm. 
 Về cơ chế gây ra tính hướng đất của cây, auxin được cho là đóng vai trò chủ yếu. 
Khi đặt rễ cây nằm ngang, rễ luôn được điều chỉnh để hướng xuống phía dưới. Nguyên 
nhân là do tác động của trong lực dẫn đến sự phân bố không đều của auxin ở 2 phía của 
rễ, nồng độ auxin phía dưới cao hơn phía trên. Sự tăng nồng độ auxin ức chế sự sinh Mặc dù có nhiều kiểu hướng động khác nhau nhưng, nhưng nhìn chung hướng 
động ở thực vật đều có các đặc điểm chung nhất định: 
 - Phản ứng với các tác nhân kích thích có tính định hướng 
 - Về cơ chế là do sự sinh trưởng không đồng đều ở hai phía của bộ phận đáp ứng 
dẫn đến sự vận động hướng đến tác nhân kích thích (hướng dương) hoặc tránh xa tác 
nhân kích thích (hướng âm). 
 - Sự đáp ứng có được là do sự sinh trưởng của các bộ phận của cây nên tốc độ 
đáp ứng tương đối chậm. 
2. Ứng động. 
 Ứng động là hình thức phản ứng của cây trước một tác nhân kích thích không 
định hướng. 
 Ứng động bao gồm ứng động sinh trưởng và ứng động không sinh trưởng. 
a. Ứng động sinh trưởng. 
 Đây là kiểu ứng động mà sự vận động của cây có được nhờ sự sinh trưởng của tế 
bào. Điển hình cho kiểu ứng động này là vận động nở hoa ban ngày, ban đêm, theo giờ 
và vận động ngủ, thức của một số loài cây. 
 Trong kiểu cảm ứng này, sự vận động của các cơ quan, bộ phận có được là do sự 
sinh trưởng không đều ở hai phía của bộ phận, cơ quan. Ví dụ trong vận động nở hoa, 
tác nhân kích thích nở hoa sẽ gây ra sự sinh trưởng không đều giữa các tế bào ở mặt 
trên và mặt dưới của cánh hoa, dẫn đến cánh hoa đang thẳng (búp) sẽ bị uốn cong (hoa). 
b. Ứng động không sinh trưởng. 
 Đây là kiểu vận động cảm ứng không có sự sinh trưởng của tế bào. Sự đáp ứng 
có được là do tế bào thay đổi sức trương nước. Các vận động điển hình như: sự cụp lá 
của cây trinh nữ khi bị tác động cơ học, hoạt động của cây nắp ấm, cây bắt ruồi,... 
 Ở lá cây trinh nữ, khi có tác động cơ học, các tế bào thể gối bị mất kali, giảm áp 
suất thẩm thấu và dẫn đến mất nước. Tế bào nhanh chóng bị xẹp lại, gây nên hiện tượng 
cụp lá. 
 Điểm khác biệt của ứng động không sinh trưởng chính là tốc độ phản ứng. Nhìn 
chung tốc độ phản ứng trong ứng động không sinh trưởng nhanh hơn nhiều so với ứng 
động sinh trưởng. 
 Trong ứng động không sinh trưởng, có sự lan truyền tác nhân kích thích trong 
cây. Nếu một lá chét ở cây trinh nữ bị va chạm thì lá đó đáp ứng và sau đó các lá tiếp 
theo đáp ứng. Tín hiệu lan truyền từ lá này sang lá khác chunhs là xung điện. Các xung 
đó gọi là điện thế hoạt động. Tốc độ truyền điện thế hoạt động ở thực vật thấp hơn 
nhiều so với động vật. Trong trường hợp kích thích lá bằng tác nhân kích thích mạnh hướng nước, hướng tiếp xúc. quan do tác động của các kích thích không 
 định hướng của ngoại cảnh gây nên gồm 
 (vận động nở hoa, vận động ngủ- thức, 
 cuốn vòng (vận động xoắn ốc) ) 
 Do sự phân bố lại auxin dẫn Do tốc độ sinh trưởng không đồng đều của 
 đến nồng độ auxin không các TB tại 2 phía cơ quan gây nên hoặc do 
Cơ chế đồng đều ở 2 phía đối diện sự thay đổi sức trương nước của các TB 
chung của cơ quan nên tốc độ sinh chuyên hóa, co rút chất nguyên sinh, biến 
 trưởng ở 2 phía cơ quan đổi quá trình sinh lí, sinh hóa theo nhịp 
 không đồng đều. đồng hồ sinh học 
 - Giúp cây thích nghi với sự - Giúp cây thích nghi đa dạng với sự biến 
Vai trò biến đổi của môi trường để đổi của môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, 
 tồn tai và phát triển đảm bảo cho cây tồn tại và phát triển với 
 tốc độ nhanh hay theo nhịp điệu sinh học. 
 - Trong trồng trọt, việc tưới - Trong trồng trọt, có thể thúc đẩy hoặc 
 nước, bón phân tạo điều kiện kìm hãm chồi ngủ thêm hay thức sớm theo 
Ứng dụng cho hệ rễ phát triển theo ý yêu cầu của con người bằng cách dùng 
 muốn điều kiện môi trường, chất kích thích hay 
 kìm hãm... 
2. So sánh ứng động không sinh trưởng và ứng động sinh trưởng ở thực vật ? 
* Giống nhau: 
 - Đều là hình thức phản ứng của cây trước tác nhân kích thích không định hướng 
từ môi trường 
 - Giúp cho cây thích nghi đa dạng với biến đổi của môi trường, đảm bảo cho cây 
tồn tại và phát triển. 
* Khác nhau: 
 Nội dung Ứng động không sinh trưởng Ứng động sinh trưởng 
 Là các vận động không có sự phân chia Là các vận động có liên 
Khái niệm và lớn lên của các TB của cây. quan đến sự phân chia và 
 lớn lên của các TB của cây. 
 Không do sự sinh trưởng không đồng Do sự sinh trưởng không 
 đều của các TB tại 2 phía đối diện của đồng đều của các Tb tại 2 
Cơ chế cơ quan gây nên mà chỉ liên quan đến phía đối diện của cơ quan 
 sức trương nước, xảy ra sự lan truyền do ảnh hưởng của ngoại 
 kích thích, có p/ứ nhanh ở các miền cảnh, hoocmôn thực vật gây 4. So sánh hướng sáng và ứng động theo ánh sáng (quang ứng động)? 
 * Giống nhau: - Đều là hình thức phản ứng trả lời của TV trước tác nhân kích thích 
của môi trường là ánh sáng, giúp TV thích nghi với môi trường. 
 - Cơ chế: Đều do sự phân bố không đồng đều của hoocmôn auxin → 
dẫn tới sự sinh trưởng không đồng đều của các TB ở 2 phía đối diện của cơ quan gây 
nên. 
 * Khác nhau: 
 Nội dung Hướng sáng Vận động cảm ứng theo 
 ánh sáng(quang ứngđộng ) 
Hướng kích thích của Kích thích từ 1 hướng Kích thích từ mọi hướng 
ánh sáng 
Hướng cảm ứng Hướng về tác nhân kích Hướng cảm ứng bất kì 
 thích (hướng sáng dương) (không theo hướng xác 
 hoặc tránh xa tác nhân kích định) 
 thích (hướng sáng âm) 
Tính chất biểu hiện - Chậm - Nhanh 
 - Không có tính chu kì - Có tính chu kì 
 - Không có tính thuận - Có tính thuận nghịch 
 nghịch 
Bộ phận cảm ứng - Cơ quan có cấu trúc hình - Cơ quan có cấu trúc hình 
 trụ: chồi ngọn, thân,cành bản dẹp: lá, cánh hoa, đài 
 hoa... 
Ví dụ - có ở hầu hết thực vật - Mang tính chủng loại 
 Hướng sáng ở ngọn cây Quang ứng động ở lá cây 
 mồng tơi phượng, ứng động nở hoa ở 
 hoa họ Cúc 
5. Thế nào là vận động theo ánh sáng của thực vật ? Giải thích ? Cho VD ứng dụng 
trong nông nghiệp về vận động theo ánh sáng. 
 - Vận động theo ánh sáng (hay hướng sáng) là sự vận động của cây (ngọn, thân, 
cành) về phía ánh sáng khi ánh sáng chiếu vào 1 phía của cây. 
 - Giải thích: 
 Khi ánh sáng chiếu vào 1 phía của cơ thể, auxin vận chuyển chủ động từ phía 
được chiếu sáng sang phía không được chiếu sáng. Nồng độ auxin cao ở phía không 
được chiếu sáng đã kích thích các TB ở đây sinh trưởng nhanh, còn các TB ở phía được mỏng duỗi thẳng làm thành dày cũng duỗi ra làm khí khổng khép lại để giảm thoát hơi 
nước. 
 + Ứng động sinh trưởng: 
 • Khái niệm: Là các vận động có liên quan đến sự phân chia và lớn lên của các 
TB của cây ( do tốc độ sinh trưởng không đồng đều của các TB ở 2 phía đối diện của cơ 
quan gây nên) . Thường là các vận động theo đồng hồ sinh học. Đó là những vận động 
của cơ thể và cơ quan ( như sự quấn vòng của tua cuốn, đỉnh chóp thân leo, hiện tượng 
“ thức -ngủ ” của lá, nở - khép của hoa ) thực hiện theo từng thời gian nhất định trong 
ngày, do ảnh hưởng của ánh sáng, nhiệt độ, hoocmôn thực vật. 
 • Ví dụ: 
 - Vận động quấn vòng ( còn gọi là vận động tạo giàn, vận động xoắn ốc) do sự di 
chuyển của đỉnh, chóp thân leo, các tua cuốn. Các tua cuốn tạo vòng giống nhau di 
chuyển liên tục xoay quanh trục của nó. Thời gian quấn vòng tùy theo loại cây. 
Hoocmôn Giberelin kích thích vận động cả ngày lẫn đêm. 
 - Vận động nở hoa: 
 + Cảm ứng theo nhiệt độ ( nhiệt ứng động): Hoa nghệ tây, hoa tuylip, hoa mười 
giờ nở hoa khi có nhiệt độ thích hợp. Phản ứng thể hiện rõ khi tăng hay giảm nhiệt độ 
thích hợp. 
 Ví dụ hoa tuylip giảm nđộ xuống 10C hao đống lại, tăng nhiệt độ lên 30C hoa bắt 
đầu nở. 
 + Cảm ứng theo ánh sáng ( quang ứng động ): Ánh sáng mang theo năng lượng 
lớn làm thay đổi nhiệt độ theo ngày ( có ánh sáng ) và đêm ( bóng tối). Các hoa họ Cúc 
và họ Hoa tán khép lại ban đêm và nở ra khi có ánh sáng; hoa Quỳnh, dạ hương nở vào 
ban đêm. 
→ Chú ý: Vận động nở hoa có sự tham gia của hoocmôn thực vật auxin, giberelin... 
 - Vận động ngủ, thức : Được xem là sự vận động của cơ quan TV theo chu kì 
nhịp điệu đồng hồ sinh học, theo điều kiện môi trường ( ánh sáng, nhiệt độ ) 
 + Lá các cây họ Đậu, họ Chua me xòe ra khi kích thích, khép lại khi ngủ theo 
cường độ ánh sáng và nhiệt độ. 
 + Chồi ngủ quan sát thấy ở 1 số cây bàng, phượng, khoai tây, cây xứ lạnh: Khi 
đk khí hậu bất lợi như mùa đông lạnh, tuyết rơi và nhiệt độ thấp kéo dài, ít ánh sáng, lá 
rụng hết thì ở chồi chuyển sang dạng sống tiềm ẩn: hô hấp yếu, hàm lượng nước trong 
cây nhỏ hơn 10%. 
 Trong thực tế có thể đánh thức chồi ngủ bằng hóa chất ( hơi ete, clorofoc, ôxigià) 
và các chất kích thích sinh trưởng (giberelin), có thể kéo dài thời gian ngủ bằng chất 
kìm hãm (axit abxixic) Sau một thời gian rễ cong lại và chiu vào trong rây là do tác dụng của độ ẩm và 
của ánh sáng (rễ có tính hướng nước dương và hướng sáng âm). 
 - Đặt rây nằm nghiêng 450: 
 Hiện tượng: Đầu tiên rễ chui ra ngoài rây sau đó chui vào trong rây, rồi lại chui ra 
ngoài rây sau đó lại chui vào trong rây. Tùy theo thời gian thí nghiệm mà rễ đang nằm ở 
trong rây hay chui ra ngoài rây. 
 Giải thích: Do rễ có tính hướng đất dương nên đầu tiên rễ mọc chui ra ngoài rây, 
nhưng bề mặt dốc là một tác nhân kích thích về độ ẩm, chỉ tác dụng về một phía của rễ, 
mà rễ lại có tính hướng nước dương nên lại chui vào trong rây. Do tác dụng của độ ẩm 
không mạnh hơn tác dụng của trọng lực (độ nghiêng của rây là 450) nên rễ lại chui ra 
ngoài rây. Cứ như thế rễ chui ra rồi lại chui vào rây tùy theo thời gian thí nghiệm.