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

• 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.

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.

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.

- 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).

- 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.

• 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:

- 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.

Phân biệt hướng động và ứng động:

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,…

• 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.

• 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.