Giáo trình Hình thái giải phẫu học thực vật (Phần 1)
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GIỚI THỰC VẬT
Đặt vấn đề: 1. Theo bạn, thực vật và tảo khác nhau ở những đặc điểm gì ?
2. Sai khác căn bản giữa các sinh vật sơ hạch và sinh vật chân hạch
như thế nào ?
1.1. Thực vật là một bộ phận của sinh giới
Sinh giới rất khác nhau do đặc điểm tổ chức cơ thể, cấu tạo tế bào cũng
như sự dinh dưỡng của chúng, được chia làm 5 giới: giới Monera bao gồm các
sinh vật sơ hạch (vi khuẩn), giới Protista hay nguyên sinh vật là những sinh vật
đơn bào nhân thật, giới Nấm, giới Thực vật và giới Động vật.
Sự khác nhau cơ bản giữa động vật và thực vật là ở hình thức dinh dưỡng của
chúng: thực vật tự dưỡng (autotrophes), còn động vật dị dưỡng (heterotrophes). Thực
vật xanh có chứa diệp lục tố (chlorophylles) a, b, sự quang tổng hợp tạo ra các hợp
chất hữu cơ từ năng lượng ánh sáng mặt trời, nước và khí carbonic; một số rất ít vi
khuẩn có thể quang tự dưỡng và hoá tự dưỡng. Nấm cũng như hầu hết các vi khuẩn và
động vật sống dị dưỡng bằng cách hấp thu các hợp chất hữu cơ có sẵn, sự dinh dưỡng
là toàn thực (holotrophe / holozoique), còn thực vật hấp thu các chất trong môi trường
bằng sự thẩm thấu nên thẩm dưỡng (osmoiotrophe).2
1.2. Vai trò của thực vật trong thiên nhiên và trong đời sống con
người
Câu hỏi: Bạn hiểu thế nào về người nguyên thủy biết khám phá và sử dụng dược
tính của vài thực vật?
Khắp nơi trên bề mặt trái đất, từ những vùng hoang mạc khô cằn của vùng
nhiệt đới, dưới đáy đại dương sâu thẳm, các vùng lạnh lẽo của Nam và Bắc cực
đâu đâu chúng ta cũng có thể gặp các đại diện của giới thực vật. Giới thực vật vô
cùng phong phú và đa dạng, có vai trò to lớn trong tự nhiên, có thể nói là sẽ
không có sự sống trên trái đất này nếu không có sự tồn tại của giới thực vật.
Trước hết, nhờ quá trình quang hợp của cây xanh mà sự cân bằng giữa khí
O2 và CO2 trong khí quyển được đảm bảo, do đó đảm bảo lượng oxy cần thiết
cho các cơ thể sống. Kết quả của quá trình quang hợp là tạo ra các chất hữu cơ
cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển của thực vật đồng thời thực vật cũng
chính là nguồn thức ăn cho các động vật khác nhất là cho con người. Hơn nữa,
trong tự nhiên, các quần xã thực vật nhất là quần xã rừng có vai trò to lớn trong
việc điều hòa khí hậu, làm giảm tác hại của gió bão, hạn chế sự xói mòn đất, lũ
lụt, hạn hán, rừng cũng chính là màn lọc hay lá phổi làm trong lành bầu khí
quyển. Ngoài ra, rừng còn cung cấp nguồn gene quí cho con người để tạo thêm
các vật nuôi và cây trồng nhằm phục vụ cho nhu cầu lợi ích của con người cũng
như cung cấp các loại thuốc chữa bệnh, vật liệu xây dựng và trang trí .
Song song với quá trình quang tổng hợp của thực vật còn có quá trình
phân hủy chất hữu cơ mà các sinh vật không có diệp lục như vi khuẩn và nấm
đóng vai trò quan trọng. Các hợp chất hữu cơ bị phân giải thành các chất vô cơ
và các chất khoáng, phần lớn sản phẩm phân hủy này lại được thực vật tái sử
dụng làm nguyên liệu để tổng hợp chất hữu cơ, như vậy, nhờ có thực vật, vi
khuẩn, nấm mà chu trình vật chất trong tự nhiên được đảm bảo.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Hình thái giải phẫu học thực vật (Phần 1)
HÀ THỊ LỆ ÁNH GIÁO TRÌNH Hình thái giải phẫu học thực vật Ebook.moet.gov.vn, 2008 1 CHƯƠNG MỞ ĐẦU Từ khóa - Tự dưỡng - Dị dưỡng - Thẩm dưỡng - Toàn thực Tóm tắt nội dung Trong chương nầy giới thiệu khái niệm chung về lịch sử môn Hình thái giải phẩu thực vật, cách khác hiểu về nguồn gốc hình thành các môn học liên quan đến thực vật, một sinh vật tự dưỡng cung cấp sức sản xuất cho hệ sinh thái. Bên cạnh đó, còn nêu một số phương pháp để nghiên cứu về thực vật, qua đó cũng cho thấy mối quan hệ giữa thực vật học và các ngành khoa học khác để kiến thức về thực vật ngày càng hoàn thiện hơn. Yêu cầu đối với sinh viên Sau khi nghiên cứu chương nầy, sinh viên có thể: - Nhận biết về lịch sử môn học và nhứt là nguồn gốc về tế bào, những khái niệm ngày càng hoàn chỉnh hơn nhờ dụng cụ quang học là kính hiển vi. - Mối liên quan giữa các môn học khác về thực vật. 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GIỚI THỰC VẬT Đặt vấn đề: 1. Theo bạn, thực vật và tảo khác nhau ở những đặc điểm gì ? 2. Sai khác căn bản giữa các sinh vật sơ hạch và sinh vật chân hạch như thế nào ? 1.1. Thực vật là một bộ phận của sinh giới Sinh giới rất khác nhau do đặc điểm tổ chức cơ thể, cấu tạo tế bào cũng như sự dinh dưỡng của chúng, được chia làm 5 giới: giới Monera bao gồm các sinh vật sơ hạch (vi khuẩn), giới Protista hay nguyên sinh vật là những sinh vật đơn bào nhân thật, giới Nấm, giới Thực vật và giới Động vật. Sự khác nhau cơ bản giữa động vật và thực vật là ở hình thức dinh dưỡng của chúng: thực vật tự dưỡng (autotrophes), còn động vật dị dưỡng (heterotrophes). Thực vật xanh có chứa diệp lục tố (chlorophylles) a, b, sự quang tổng hợp tạo ra các hợp chất hữu cơ từ năng lượng ánh sáng mặt trời, nước và khí carbonic; một số rất ít vi khuẩn có thể quang tự dưỡng và hoá tự dưỡng. Nấm cũng như hầu hết các vi khuẩn và động vật sống dị dưỡng bằng cách hấp thu các hợp chất hữu cơ có sẵn, sự dinh dưỡng là toàn thực (holotrophe / holozoique), còn thực vật hấp thu các chất trong môi trường bằng sự thẩm thấu nên thẩm dưỡng (osmoiotrophe). 2 1.2. Vai trò của thực vật trong thiên nhiên và trong đời sống con người Câu hỏi: Bạn hiểu thế nào về người nguyên thủy biết khám phá và sử dụng dược tính của vài thực vật? Khắp nơi trên bề mặt trái đất, từ những vùng hoang mạc khô cằn của vùng nhiệt đới, dưới đáy đại dương sâu thẳm, các vùng lạnh lẽo của Nam và Bắc cực đâu đâu chúng ta cũng có thể gặp các đại diện của giới thực vật. Giới thực vật vô cùng phong phú và đa dạng, có vai trò to lớn trong tự nhiên, có thể nói là sẽ không có sự sống trên trái đất này nếu không có sự tồn tại của giới thực vật. Trước hết, nhờ quá trình quang hợp của cây xanh mà sự cân bằng giữa khí O2 và CO2 trong khí quyển được đảm bảo, do đó đảm bảo lượng oxy cần thiết cho các cơ thể sống. Kết quả của quá trình quang hợp là tạo ra các chất hữu cơ cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển của thực vật đồng thời thực vật cũng chính là nguồn thức ăn cho các động vật khác nhất là cho con người. Hơn nữa, trong tự nhiên, các quần xã thực vật nhất là quần xã rừng có vai trò to lớn trong việc điều hòa khí hậu, làm giảm tác hại của gió bão, hạn chế sự xói mòn đất, lũ lụt, hạn hán, rừng cũng chính là màn lọc hay lá phổi làm trong lành bầu khí quyển. Ngoài ra, rừng còn cung cấp nguồn gene quí cho con người để tạo thêm các vật nuôi và cây trồng nhằm phục vụ cho nhu cầu lợi ích của con người cũng như cung cấp các loại thuốc chữa bệnh, vật liệu xây dựng và trang trí ... Song song với quá trình quang tổng hợp của thực vật còn có quá trình phân hủy chất hữu cơ mà các sinh vật không có diệp lục như vi khuẩn và nấm đóng vai trò quan trọng. Các hợp chất hữu cơ bị phân giải thành các chất vô cơ và các chất khoáng, phần lớn sản phẩm phân hủy này lại được thực vật tái sử dụng làm nguyên liệu để tổng hợp chất hữu cơ, như vậy, nhờ có thực vật, vi khuẩn, nấm mà chu trình vật chất trong tự nhiên được đảm bảo. 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA HÌNH THÁI GIẢI PHẨU HỌC THỰC VẬT Hình thái giải phẩu học thực vật là khoa học nghiên cứu hình dạng bên ngoài, cấu tạo bên trong của cơ thể thực vật nhứt là thực vật có hoa (cây hột kín) cũng như các quy luật hình thái và phát sinh của giới thực vật. Đối tượng của môn học là một hệ thống tổ chức sống của cơ thể thực vật từ cấp độ tế bào với các bào quan bên trong, từng loại mô là do tập hợp các tế bào, từng cơ quan được cấu tạo bằng nhiều loại mô và cuối cùng là toàn bộ cây. Tất cả làm thành một thể thống nhất hữu cơ, có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và với môi trường sống chung quanh. Mỗi một thực vật đều trãi qua một quá trình phát sinh phát triển, bắt đầu từ sự thụ tinh hình thành hợp tử, hợp tử phát triển thành phôi và cuối cùng là cá thể trưởng thành. Như vậy, có sự khác nhau ở cá thể còn non và cá thể trưởng thành trong cấu tạo, hình dạng tế bào cũng như trong các loại mô. Bên cạnh đó, mỗi cá thể sẽ thích nghi về hình thái và cấu tạo khi cây sống trong các môi trường khác nhau mà các đặc điểm thích nghi riêng này có thể được di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác. Mối tương quan giữa các đặc tính về hình thái, giải phẩu của cây với điều kiện sống của nó cũng là một hướng nghiên cứu của hình 3 thái giải phẩu học thực vật. Ngoài ra, Hình thái giải phẩu học thực vật còn là môn học nghiên cứu về những biến đổi của các dạng cơ thể thực vật trong quá trình tăng trưởng, phát triển và thích nghi với môi trường sống chung quanh. Hầu hết thực vật hột kín rất khác nhau và trên diện rộng; nền tảng để phân biệt các thực vật nầy trong giải phẩu nhằm có thể phân biệt cây hột kín thành 2 lớp: song tử diện và đơn tử diệp. Hình thái thực vật rất đa dạng, nên khoa học về Hình thái giải phẩu nhằm giải thích quy luật của sự phát sinh, phát triển cá thể cũng như quá trình lịch sử phát sinh thực vật; cấu tạo và nhiệm vụ của nó thích nghi cuộc sống trên đất liền qua sự tiến hoá và qua đặc tính riêng phản ứng lại với môi trường. Hơn nữa, môn học này còn giúp chúng ta hiểu một cách đúng đắn về sự khác nhau trong cơ thể thực vật trong thế giới tự nhiên, để có thể tác động lên cơ thể đó nhằm phục vụ cho nhu cầu lợi ích của con người. 3. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI GIẢI PHẨU HỌC THỰC VẬT Câu hỏi: Tại sao môn Sinh lý học thực vật và Giải phẩu thực vật phát triển rất lâu sau Phân loại học thực vật ? Từ khi có loài người, con người đã dựa vào thế giới thực vật chung quanh để sống bằng hái lượm của thời "ăn sống ở hang", con người chỉ là một trong những thành phần của thế giới tự nhiên và sống hòa nhập vào thiên nhiên đó. Cùng với quá trình phát triển, con người ngày càng tích lũy vốn hiểu biết về hình thái các loài cây, hoàn thiện hơn trong cách sử dụng thực vật cho nhu cầu của con người vốn ngày càng phức tạp, phong phú và đa dạng. Cách nay hơn 3.000 năm, các sách cổ của Trung Quốc như Kinh Thi đã mô tả hình thái và giai đoạn sống của nhiều loại cây, thế kỷ XI trước Công nguyên, một pho sách cổ Ấn Độ "Suscơruta" đã mô tả hình thái 760 loại cây thuốc. Théophraste (371 - 286 trước CN) viết nhiều sách về thực vật như "Lịch sử thực vật", "Nghiên cứu về cây cỏ" ... trong đó lần đầu tiên đã đề cập đến các dẫn liệu có hệ thống về hình thái, cấu tạo cơ thể thực vật cùng với cách sống, cách trồng cũng như công dụng của nhiều loại cây. Ông đã chia cây ra thành các bộ phận thường xuyên như rễ, thân, lá, còn bộ phận tạm thời là hoa, quả; ông cũng còn chú ý đến sự tạo thành vòng hàng năm của gỗ. Nhiều kiến thức về sự phân biệt trong cơ quan dinh dưỡng và cơ quan sinh sản cũng được nêu lên trong các tác phẩm của Théophraste. Những hiểu biết ban đầu về hình thái bên ngoài của thực vật là tiêu chuẩn trong phân loại thực vật, vì thế lịch sử phát triển của môn Hình thái học gắn liền với lịch sử phát triển của môn Phân loại thực vật. Sự phát minh ra kính hiển vi của nhà vật lý học người Anh, Robert Hook (thế kỷ XVII) đã mở đầu cho giai đoạn mới, giai đoạn nghiên cứu cấu trúc bên trong của cơ thể, cách khác là nghiên cứu về tế bào để cuối cùng đưa đến "học thuyết về tế bào" (1838) mà cấu trúc và chức năng của tế bào ngày càng được hiểu biết hoàn thiện hơn. Ngoài ra, trong thế kỷ XVIII, nhờ sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật như vật lý, hóa học ... các hoạt động hàng hải cũng là một trong những yếu tố giúp thu lượm khá nhiều dẫn liệu quan trọng về đời sống và cấu tạo của các loài cây. Giữa thế kỷ XIX, công trình nghiên cứu về thực vật có hột của Hoffmeister giúp phân biệt giữa thực vật hột trần và thực vật hột kín. Ông cũng đã xác định được quy luật chung cho thực vật trong chu trình sống dưới hình thức xen kẽ thế hệ, góp phần 4 quan trọng trong việc giải thích sự tiến hóa của giới thực vật. Cuối thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, việc nghiên cứu tế bào được tiến hành mạnh mẽ, nhà sinh học người Nga Tchitiacov đã phát hiện ra sự phân chia gián phân của tế bào; sau đó Gherasimov tìm thấy vai trò của nhân tế bào; năm 1898, Navasin phát hiện sự thụ tinh đôi ở thực vật hột kín. Hiện nay, nhờ phát minh ra kính hiển vi điện tử mà cấu trúc siêu hiển vi của tế bào được hoàn thiện để môn khoa học Tế bào học được hình thành, và gần như tất cả các ngành khoa học thực nghiệm tiến bộ một bước dài. Ngày nay, những thành tựu mới trong Hình thái giải phẩu học thực vật góp phần làm sáng tỏ thêm hệ thống phát sinh của thực vật giúp cho việc phân loại học về thực vật ngày càng đạt kết quả to lớn. Chính nhờ quá trình quang hợp của cây xanh để chế tạo đường và khí oxy từ khí dioxyt carbon và nước, đây là phản ứng hoá học quan trọng nhất trên trái đất đã cung cấp cho các ngành công nghiệp sản xuất đường, giấy, sợi, cao su, nhựa, gỗ ... và nhờ hiểu biết chính xác hơn về các nguồn nguyên liệu thực vật giúp thúc đẩy khoa học thực nghiệm thực vật ngày càng phát triển, từ đó nhiều môn khoa học mới ra đời: Sinh lý học thực vật, Sinh hóa học thực vật, 4. QUAN HỆ GIỮA MÔN HÌNH THÁI GIẢI PHẨU HỌC THỰC VẬT VÀ CÁC MÔN HỌC KHÁC Câu hỏi: Những kiến thức của những môn khoa học khác có thể giúp chúng ta nghiên cứu thực vật như thế nào ? Môn Hình thái giải phẩu thực vật (Morphology and Anatomy of Seed Plant) nhứt là các thực vật có hột cung cấp các kiến thức cơ sở cho nhiều môn học khác, trước hết là đối với môn Phân loại học thực vật (Plant Classification). Thời rất xa xưa, nhiều nhà thực vật học đã sử dụng nhiều dấu hiệu hình thái để phân loại cây, đến thế kỷ XVI trở đi, người ta đã biết dựa vào đặc điểm hình thái của cơ quan sinh sản và cơ quan dinh dưỡng làm tiêu chuẩn phân loại. Kể từ khi có kính hiển vi, việc giải phẩu để so sánh giữa các thực vật ngày càng phát triển mạnh mẽ và đóng góp tích cực vào lĩnh vực phân loại thực vật, nhứt là cho đến bây giờ, hệ thống học thực vật được xây dựng trên cơ sở tổng hợp tất cả dẫn liệu của các ngành khoa học khác nhau có liên quan đến thực vật, trong đó sự tiến hoá về mặt hình thái của thực vật mà các dấu hiệu về giải phẩu là những dẫn liệu đáng tin cậy và không thể thiếu được. Để hiểu rõ thực vật phải thông hiểu cơ cấu của nó, vì thế Cơ quan học (Organologie) là môn học nghiên cứu các cơ quan của thực vật trong đó gồm Hình thái học (Morphologie) và Giải phẩu học (Anatomie), Mô học (Histologie) nghiên cứu các mô là tổ hợp của tế bào và Tế bào học (Cytologie). Hiện nay, có nhiều môn học khác cũng liên quan như Hạch học (Caryologie) chuyên về nhân tế bào, Sinh học tế bào (Biologie cellulaire) nghiên cứu các hoạt động sống của tế bào ... Cơ quan học liên hệ chặt chẽ với việc nghiên cứu nguồn gốc của cơ quan từ trong mầm hay Cá thể phát sinh (Ontogénie). Nhiều cơ quan khác nhau, nhưng hình thể giống nhau, nhờ đó mà ta có thể tránh lầm lẫn; trái lại vài cơ quan vì thích ứng với môi trường nên có hình thái lạ và chỉ có thai sinh mới cho biết nguyên thủy của chúng mà thôi. Hình thái giải phẩu thực vật cũng góp phần đáng kể trong việc nghiên cứu Sinh lý học (Physiologie) là môn học nhờ vào các đặc điểm giải phẩu để giải thích các hoạt động sinh lý trong cây, qua đó thấy được mối liên hệ giữa cấu trúc và chức năng trong cơ thể thực vật. Bên cạnh đó cũng cần để ý đến các hóa chất 5 trong cây để sử dụng đúng mục đích là yêu cầu về Sinh hóa học (Biochimie) và khoa Hóa học thực vật được khuyến khích, mục đích để ứng dụng vào các ngành khoa học khác nhứt là trong ngành Dược, một ngành mà từ rất lâu con người đã biết sử dụng nhiều sản phẩm khác nhau có nguồn gốc từ thực vật. Chính do giải phẩu cơ thể thực vật mà chúng ta mới biết được nấm, vi khuẩn và virus ký sinh gây bệnh cho thực vật đồng thời có thể thấy được cơ thể thực vật phản ứng lại các tác nhân gây bệnh như thế nào, nhờ đó có thể giúp cho các nhà bảo vệ thực vật có biện pháp phòng trừ bệnh cho cây trồng. Bên cạnh đó, trong công tác chọn giống cây trồng nông nghiệp hay lâm nghiệp cũng nhờ đến các hiểu biết về hình thái giải phẩu thực vật. Ví dụ: trong sản xuất giấy cũng cần biết được nguồn gốc và cấu tạo từng loại celuloz từ các loại cây nào, hoặc việc xác định độ bền cơ học và chất lượng gỗ của ngành lâm nghiệp cũng phụ thuộc vào yếu tố gỗ và sợi mà kết quả là do công tác giải phẩu thực vật ... khoa học Sinh học phân tử (Biologie moléculaire) là lĩnh vực đang được quan tâm nhiều nhất hiện nay. Mối quan hệ giữa hình thái giải phẩu thực vật với Sinh thái học (Écologie) cũng rất chặt chẽ, nhờ các dấu hiệu biến đổi về hình thái giải phẩu các cơ quan khác nhau của cây, của các cá thể hoặc của số loài nhứt định mà có thể giải thích được các hình thức thích nghi khác nhau của cơ thể với điều kiện thay đổi của môi trường. Các thích nghi này có thể di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác là lĩnh vực của môn Di truyền học (Génétique), đồng thời môn Địa lý học thực vật (Phytogéographie) nghiên cứu sự phát tán của thực vật trên mặt địa cầu và nguyên nhân sự phát tán đó. Cuối cùng, Cổ thực vật học (Paléontologie végétale) là một chương trong Cổ sinh học (Paléogiologie) nghiên cứu di tích hóa thạch các thực vật sống vào các thời đại địa chất trước đây còn lại trong các lớp khác nhau của vỏ trái đất. Các di tích này vẫn còn giữ được hình thái bên ngoài và cả những chi tiết hiển vi trong cấu tạo bên trong cơ thể, không những giúp cho việc xác định lịch sử phát triển của thực vật mà còn giúp cả cho việc xác định tuổi các tầng lớp vỏ trái đất. 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI GIẢI PHẨU THỰC VẬT Phương pháp nghiên cứu chủ yếu nhất về thực vật vẫn là quan sát, so sánh trên cơ sở các dữ kiện ngoài thiên nhiên, sau đó tiến hành giải phẩu trong phòng thí nghiệm, so sánh các mẫu vật thu thập được lưu giữ qua bộ bách thảo tập hay hình ảnh, cuối cùng là phân tích, tổng hợp và rút ra nhận xét. Việc quan sát không những tiến hành trên cơ thể sống của thực vật mà còn cả trên những bộ phận đã chết của các cơ quan, kể cả các cơ quan đang hình thành, cùng với quá trình phát triển cá thể cũng như chủng loại phát sinh. Các cấu trúc bên trong cơ thể thực vật đều được quan sát dưới kính hiển vi, như thế các mẫu vật cần phải được cắt lát thật mỏng theo những phương ... n còn hoạt động. 4.2.2. Phân loại 4.2.2.1. Mô libe sơ cấp Có nguồn gốc từ tầng trước phát sinh của mô phân sinh ở đỉnh ngọn thân và rễ. Theo trình tự của sự phân hóa mà người ta cũng phân biệt libe trước (tiền libe) và libe sau (hậu libe). * Libe trước (Protophloem) là libe sơ cấp được phân hóa từ tầng trước phát sinh trong thời kỳ sinh trưởng mạnh của cơ quan về chiều dài. Tế bào ống sàng chưa chuyên hóa đầy đủ nhưng trong tế bào vẫn không có nhân, không có lỗ sàng trên vách ngăn ngang và thường không có tế bào kèm. Các tế bào ống sàng thường bị thoái hóa sau một thời gian ngắn. * Libe sau ( Metaphloem) là libe sơ cấp được phân hóa trong các cơ quan non, cũng từ tầng trước phát sinh sau khi đã hình thành xong các yều tố của libe trước. Đây là yếu tố dẫn truyền chính các chất hữu cơ trong cơ quan có cấu tạo sơ cấp. Những nhóm thực vật không có cấu tạo thứ cấp thì libe sau thường sẽ được giữ lại trong suốt đời sống của cây; trái lại ở những cây có cơ cấu thứ cấp thì libe sau tồn tại và hoạt động trước khi tầng phát sinh được hình thành và phân hóa thành libe thứ cấp, lúc đó libe sau mất khả năng dẫn truyền và bị tiêu hủy đi. Ở những cây song tử diệp, libe sau thường không hóa sợi, nhưng ở những cây đơn tử diệp, sợi có thể xuất hiện trong libe sau, riêng các loài thân thảo, libe sau hoàn toàn biến thành sợi cơ học tức là hoá mô cứng sau khi các yếu tố rây chết đi. Sự phân hóa của libe sơ cấp là một quá trình liên tục, sự phân biệt giữa tiền libe và hậu libe không thật rõ ràng vì nó có liên quan với nhiều dạng có cấu tạo chuyển tiếp. 4.2.2.2. Mô libe thứ cấp Được hình thành trong những cây và những cơ quan có cấu tạo thứ cấp nghĩa là có sự hoạt động của tầng phát sinh. Thường trong mô libe thứ cấp có hai hệ thống tổ chức có hình thái tế bào khác nhau rõ rệt: một loại cấu tạo từ tế bào kèm, nhu mô libe và các sợi, loại thứ hai gồm những tế bào chạy theo hướng xuyên tâm thẳng góc với các cơ quan, đó là những tia. Ở các loại cây khác nhau, tùy theo hình thái của tầng phát sinh và mức độ dài ra của các yếu tố libe trong quá trình phân hóa, các tế bào libe có thể xếp thành tầng hoặc không thành tầng hoặc kiểu trung gian. H.3.29. Khối libe thứ cấp và tầng phát sinh H.3.30. Khối libe thứ cấp và tầng phát sinh của cây trắc bá diệp Thuja occidentalis của cây song tử diệp Liriodendron tulipifera Ở cây Hột trần, libe thứ cấp tương đối đơn giản và gồm: tế bào ống sàng, nhu mô libe, tia libe, có khi có sợi libe; các yếu tố này thường phân bố dọc theo 71 hướng xuyên tâm. Trong tế bào nhu mô libe có thể chứa tinh bột, có khi có nhiều dầu và tanin. Cấu tạo của mô libe trong cây Hột trần cũng rất khác nhau và mang đặc điểm phân loại. Ở một số cây hột kín, libe thứ cấp phát triển đa dạng hơn về thành phần cấu tạo cũng như cách sắp xếp của tế bào. Tế bào của libe thứ cấp có thể xếp thành tầng hoặc không thành tầng, tia có thể là một hay nhiều dãy tế bào. Các yếu tố của libe thứ cấp gồm tế bào ống sàng, tế bào kèm, nhu mô libe, tia libe và sợi libe xếp thành dãy xuyên tâm. Sàng trong tế bào ống sàng nằm ngang hay hơi nghiêng. Thường libe thứ cấp chỉ hoạt động trong một mùa dinh dưỡng; những cây sống trong vùng nhiệt đới có thời gian sống và hoạt động kéo dài hơn, ở đây sự phân hóa của tầng phát sinh là liên tục nên các yếu tố sản phẩm hoạt động của tầng phát sinh cũng liên tục được tạo thành và liên tục mất đi. 4.3. Các bó mạch dẫn Trong các thành phần của mô libe và mô gỗ, có những thành phần ít hay không làm chức năng dẫn truyền mà đảm nhận những những nhiệm vụ khác như nâng đở (các bó sợi) hay dự trữ chất dinh dưỡng (nhu mô gỗ). Tuy nhiên không thể tách rời các thành phần này được vì ngoài nguồn gốc hình thành chung của chúng, giữa các thành phần đó còn có những mối liên quan khác về vị trí sắp xếp, tính chất cấu tạo và đặc biệt là những chuyển tiếp trong quá trình tiến hóa thể hiện tính chất trung gian của chức năng mà chúng phải hoàn thành. Ví dụ: trong cây Hột trần, quản bào là yếu tố dẫn truyền duy nhứt do chưa có mạch hoàn toàn, sợi cơ học cũng chưa hình thành nên quản bào cũng chính là yếu tố cơ học duy nhứt của chúng. Mô gỗ và mô libe trong cơ thể thực vật được sắp xếp bên cạnh nhau do hoạt động của các mô phân sinh là tầng trước phát sinh và tầng phát sinh tạo nên, các yếu tố cấu tạo thành các mô thường đi chung với nhau; tập hợp các yếu tố của mô gỗ và mô libe làm thành hệ thống dẫn. H.3.31. Bó mạch kín ở thân bắp (Zea mays) H.3.32. Bó mạch hình chữ V ở thân măng tây (Asparagus officinalis) 72 Hệ thống dẫn ở các cơ quan của thực vật đều có cấu tạo theo một thứ tự nhứt định, chúng có thể tập hợp với nhau làm thành từng nhóm riệng biệt và gọi là bó libe gỗ, có thể xếp thành một hay nhiều vòng bên trong trụ trung tâm, hoặc ở giữa các cơ quan và không theo thứ tự nào cả; cách này thường là cấu tạo và phân bố trong cơ quan non của đa số các cây. Trong giai đoạn phát triển về sau của phần lớn cây song tử diệp và cây Hột trần, hệ thống dẫn thường dính nhau làm thành một trụ liên tục; trái lại ở cây đơn tử diệp các bó libe gỗ rời nhau có thể xếp trên một hay nhiều đồng tâm và giữ suốt quá trình sống của cây. Trong các bó, có khi đủ cả mô libe và mô gỗ, nhưng ở một số trường hợp, có khi chỉ có gỗ hoặc chỉ có libe và lúc đó các bó được gọi bó mạch thiếu, thường gặp ở rễ các cây đơn tử diệp và trong cấu tạo sơ cấp một số ít rễ cây song tử diệp. Tùy theo vị trí sắp xếp của các bó libe và bó gỗ mà ta phân biệt: - Bó libe gỗ chồng chất với libe nằm ngoài và gỗ nằm trong, kiểu này phổ biến nhất trong thân sơ cấp đa số cây song tử diệp. Đôi khi có thể có bó libe nằm bên trong bó gỗ và gọi kiểu chồng chất kép ở họ Bầu bí (Cucurbitaceae), họ Cà (Solanaceae), họ Cúc (Asteraceae) chỉ có tầng phát sinh giữa bó gỗ và bó libe ngoài là hoạt động, tầng phát sinh trong không có nếu có thì chỉ có vài lớp tế bào. - Bó libe gỗ đồng tâm có nghĩa là bó gỗ có thể bị bó libe bao lấy hay ngược lại bó gỗ bao quanh bó libe; kiểu này thường gặp trong một số thân rễ mọc ngầm bên dưới đất. - Bó libe gỗ hình chữ V trong đó bó gỗ có hình dạng hai nhánh của chữ V và bó libe nằm giữa hai nhánh chữ V đó. 5. MÔ TIẾT Câu hỏi: 1. Thế nào là mô tiết? Các loại mô tiết được phân biệt như thế nào? 2. Hãy giải thích cách thành lập ống tiết và túi tiết Mô tiết là tập hợp những tế bào sống vách bằng celuloz mỏng, có nhiệm vụ tiết các sản phẩm của quá trình trao đổi chất. Những sản phẩm được tiết ra có thể được đưa trực tiếp ra ngoài hay được tích lũy lại trong những cơ cấu đặc biệt để thải ra ngoài bằng cách khác, hoặc được giữ lại trong các cấu tạo đó. Chất tiết có thể là chất vô cơ như oxalat calci, carbonat calci , chất hữu cơ như acid, đường glucoz, saccharoz, tinh bột , lipid dưới dạng các giọt dầu, protid dưới dạng đạm lạp, các chất nhày, tanin, tinh dầu, alcaloid, cafein, heroin Chất tiết có thể ở thể rắn hay thể lỏng. Mô tiết có thể gồm những tế bào tiết nằm rời rạc hay tập hợp lại thành các bộ phận đặc biệt, có thể nằm bên ngoài là mô tiết ngoài hay mô tiết bên trong cơ quan. 5.1. Mô tiết nằm bên ngoài cơ quan 5.1.1. Lông tiết H.3.33. Vài dạng lông tiết (A. ở lá Pelargonium,B. ở Lavandula, C. ở Humulus lupulus, D. ở Ligustrum) 73 74 Thường nằm ở mặt ngoài của lớp biểu bì, có thể có nguồn gốc từ tế bào biểu bì hoặc từ những tế bào nằm sâu bên trong. Lông tiết và lông tuyến có cấu tạo: - Phần bên dưới là chân đơn hay đa bào. - Phần trên là tế bào tiết với tế bào chất đậm đặc bên trong; thường đầu lông tiết không nhọn như đầu lông che chở. Ở húng quế, tế bào tiết làm thành nhóm trên đầu lông. Ở rau cần dày lá, chất tiết nằm bên trong tế bào tiết khi lông tiết còn non; khi lông tiết già, chất tiết được phóng thích ra ngoài làm thành khối hình cầu giữa lớp cutin và tế bào tiết bên dưới. Ở cẩu mã trảo Humulus lupulus, lông tiết có hình đầu to. Lông tiết nước thường thấy ở các lá non, lông ngứa ở họ Gai có nhiều chất phức tạp như histamin và acetylcolin. 5.1.2. Tuyến tiết Nhiều khi tế bào biểu bì biến thành tuyến tiết với tế bào to hơn và nằm khít nhau hơn làm cho cho vùng nơi đó phù cao lên. Tế bào chất bên trong đậm đặc, háo kiềm, nhân tế bào to. Ở thực vật, có hai loại tuyến tiết: 5.1.2.1. Tuyến tiết mật Thường có ở hoa và có trên các cơ quan dinh dưỡng của cây như thân, lá, lá kèm và cuống hoa. Vị trí, hình dạng và cấu tạo của tuyến tiết mật rất khác nhau ở các cây khác nhau. - Rất thường gặp ở tràng hoa: cánh hoa trong họ Mao cấn (Ranunculaceae) có một tuyến hình vẩy; nhiều hoa cánh dính có đáy ống hoa tiết mật. - Nhiều đáy tiểu nhị có tuyến tiết mật, gặp ở trà, nho biển, Geraniales Trong cây Malpighia, Hyptage, có một hay nhiều tuyến dài nằm phía ngoài đài hoa, ở bụp Hibiscus rosa- sinensis có một tuyến hình vòng nằm bên trong đài hoa. - Nhiều cây trong họ Đào lộn hột (Anacardiaceae) thuộc nhóm hoa có dĩa mật. Quanh bầu noãn nhiều cây xoài, táo có một tuyến hình dĩa hay nhiều tuyến rời tiết mật. Dĩa mật có thể ở ngoài tiểu nhị (Sapindales, Rutales ) hay ở giữa tiểu nhị và bầu noãn (Celastrales), hay là một dĩa ôm lấy bầu noãn (Theales, Ericales, Polemoniales, Solanales, Lamiales ) - Nhiều cây họ Hường (Rosaceae) đế hoa tiết mật nằm giữa cánh hoa và nhụy. 5.1.2.2. Tuyến thơm Một số cây có hương thơm được tiết ra từ những tuyến thơm (họ Thiên lý Asclepiadaceae), Ráy (Araceae), Lan (Orchidaceae) Tuyến thơm có thể được phân hóa từ các phần khác nhau của hoa, hương thơm thường là các chất tinh dầu. 5.1.2.3. Tuyến tiết phân hóa tố tiêu hóa Chỉ gặp tuyến này ở vài loài câythực nhục. Các tuyến tiết ra một dịch có chứa phân hóa tố tiêu hóa protein. Gặp ở cây nắp bình N epenthes, trong bình có những có những vùng của lớp biểu bì biến đổi bì biến đổi thành tuyến tiết; ở cây trường lệ Drosera, các tế bào tiết nằm trên đầu các vòi. H.3.34. Tuyến tiết phân hóa tố tiêu hóa trong bình của Nepenthes 5.2. Mô tiết bên trong cơ quan 5.2.1. Tế bào tiết Ở nhiều thực vật, tế bào tiết nằm rời rạc nhau, chất tiết được chứa luôn trong tế bào. Tế bào tiết có thể có hình dạng tương tự như các tế bào nhu mô chung quanh nhưng kích thước tế bào tiết có thể nhỏ hơn hay lớn tế bào nhu mô. Tế bào tiết thường có trong nhu mô vỏ, ít khi ở libe hay trong nhu mô tủy. Ví dụ tế bào tiết tinh dầu ở quế, bồ bồ, tế bào tiết mirosin ở họ Thập tự, tế bào chứa oxalat thường gặp trong các cây hột kín, tế bào nhu mô tủy tiết tanin ở cây hoa hồng. H.3.35. Tế bào tiết tinh dầu trong tủy ở thân cây hồng 5.2.2. Ống tiết Các tế bào tiết có thể tổ chức thành ống tiết với cơ cấu như sau: 75 G b Ở t l t g H.3.36. Ống tiết ở thân lốt cắt ngang iữa là xoang ống tiết, nơi chất tiết được thải ra và tích trữ. Quanh xoang là tế ào tiết có vách celuloz mỏng và tế bào chất đậm đặc, bên trong có chất tiết. lát cắt ngang, số tế bào tiết thay đổi tùy loài: 3, 4 ở cà rốt, rất nhiều tế bào iết và xoang ống tiết rất to như ở xoài.Vị trí ống tiết trong thân thay đổi tùy oài, nhưng vị trí này nhất định và đặc sắc trong cùng một loài. Ví dụ: ống tiết rong nhu mô vỏ (họ Quế, Cúc, Xoài), trong libe (carốt), trong gỗ (làm cho ỗ có mùi thơm như ở họ Tùng bách), trong nhu mô tủy (họ Cà na ). H.3.37. Các cách thành lập ống tiết và túi tiết 76 5.2.3. Túi tiết Khi cắt ngang, túi tiết có cơ cấu giống như ốn tiết nhưng đó là những bị ngắn không dài như ốn tiết. Túi tiết thường gặp ở họ Cam chanh (Rutaceae), họ Mận (Myrtaceae), họ Xoài (Anacardiaceae) * Cách thành lập ống tiết và túi tiết: túi tiết và ống tiết thường liên quan với nhau; nhiều loài có ống tiết ở thân và có túi tiết ở lá như họ Cam chanh (Rutaceae), hay ở trái (họ Xoài Anacardiaceae) Có 3 cách thành lập ống tiết và túi tiết: - Bằng ly bào: xoang ống tiết do các tế bào xa nhau mà ra, gặp ở họ Dầu (Dipterocarpaceae), họ Mận (Myrtaceae) - Bằng tiêu bào: xoang ống tiết có được là do tế bào của vùng đó tan đi. - Bằng ly tiêu bào: xoang ống tiết vừa do tế bào nớI ra vừa do tế bào nơi đó tan đi, gặp ở họ Cam quít (Rutaceae) 5.2.4. Nhũ quản Là những tế bào hay ống tiết đặc biệt mà chất tiết thường là một nhũ dịch (nhũ tương) trắng, đôi khi có màu (Chelidonium) nhưng ít khi trong (gặp ở vài loài trong họ Thiên lý Asclepiadaceae). Vách của nhũ quản có khi rất dày bằng celuloz, bên trong có nhiều nhân. Tế bào chất khó thấy và làm thành lớp mỏng bao lấy thủy thể to. Ở trạng thái trưởng thành, nhân của nhũ quản đôi khi bị hoại đi Nhũ dịch thường là một nhũ tương trắng chứa nhiều nước, bên trong có các chất lơ lững như: glucid, đường (họ Cúc), tanin ở chuối Musa, acid hữu cơ, lipid ở Ficus callosa, alcaloid ở thuốc phiện Papaver, tinh dầu terpen, resin, phân hóa tố papainaz ở đu đủ 5.2.4.1. Phân loại Có hai loại nhũ quản: nhũ quản thật và nhũ quản có đốt. * Nhũ quản thật là những ống có thể phân nhánh hay không, bên trong không có vách ngăn. Ở các họ Thầu dầu (Euphorbiaceae), họ Thiên lý (Asclepiadaceae) nhũ quản chia nhánh và các nhánh có thể thông vào nhau. Ở họ Trúc đào (Apocynaceae), họ Gai (Urticaceae), họ Dâu tằm (Moraceae) nhũ quản không phân nhánh. Convolvulaceae Compositae * Nhũ quản có đốt là những chuỗi tế bào mà vách ngăn ngang còn, mỏng đi, hay đôi khi teo mất. Nhũ quản có thể phân nhánh hoặc không phân nhánh và thông vào nhau. 5.2.4.2. Vị trí - Nhũ quản có thể nằm rãi rác khắp cùng: thường đó là nhũ quản thật; ở chuối, nhũ quản có ở các bó mạch và trong nhu mô vỏ. 77 78 - Quanh hay trong libe: thường là nhũ quản có đốt. Ở cao su nhũ quản trong libe và làm thành nhiều vòng đồng tâm, vòng này không liên hệ với vòng kia. Ở đu đủ, nhũ quản trong libe và trong gỗ. - Trong nhu mô vỏ: ở hành, hẹ, các Euphorbia 5.2.4.3. Nguồn gốc Nhũ quản có đốt chuyên hóa từ gốc đến ngọn. Còn nhũ quản thật do những tế bào đã có từ trong mầm, tế bào rất dễ nhận vì tế bào chất dày đặc và chiết quang, chúng thường ở nách các tử diệp. Khi cây mọc, các tế bào dài ra theo sự sinh trưởng chen và mọc nhánh ăn luồn khắp cơ thể cây. Trong lúc đó, nhân phân cắt mãi mà không thành lập vách tế bào. 5.2.4.4. Nhiệm vụ Nhiệm vụ của nhũ quản còn mù mờ. Hiện nay, người ta cho đó cũng là hệ thống như các ống tiết; do trong cây có tổ chức tiết thì không có nhũ quản và các nhũ dịch dường như được thành lập không bao giờ dừng lại. Vì thế trong các nhũ quản vừa là một tổ chức tiết vừa là một tổ chức chứa. Câu hỏi: 1. Mô tả các thành phần cấu tạo của mô che chở sơ cấp. 2. Lớp cutin được hình thành từ đâu? Vai trò của nó đối với cơ thể thực vật. 3. Cơ cấu nào giúp giảm bớt sự thoát hơi nước qua bề mặt của lá? 4. Hãy phân biệt giữa nhu mô và lục mô. 5. Loại tế bào nào còn được gọi là "mô cơ bản"? Vì sao được gọi tên như thế? 6. Tế bào thực vật có loại là tế bào sống, tế bào chết. Hãy giải thích vì sao gọi như thế? 7. Có mấy loại cương mô? chúng khác nhau hay giống nhau? 8. Thế nào là mô tiết? Hãy giải thích các cách thành lập ống tiết và túi tiết. 9. Hãy giải thích sự vận chuyển qua tế bào mạch gỗ và tế bào ống sàng.
File đính kèm:
- giao_trinh_hinh_thai_giai_phau_hoc_thuc_vat_phan_1.pdf