Sinh học cơ thể thực vật

Sự xuất hiện của thực vật ở môi trường cạn là bước quyết định cho sự tiến hóa của thực vật đa bào, dẫn đến sự hình thành dạng thực vật chồi cành. Từ đây thực vật phát triển theo hướng ngày càng phân hóa về mặt tổ chức và chuyên hóa về mặt chức năng.

Giảng viên hướng dẫn

PGS.TS Nguyễn Khoa Lân

“Nếu không có sự tồn tại của thực vật

thì

sẽ không có sự sống trên Trái Đất”

SỰ TIẾN HÓA CỦA THỰC VẬT

TỪ NƯỚC LÊN CẠN QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH MÔ, CƠ QUAN.

SỰ HÌNH THÀNH THỰC VẬT CHỒI CÀNH.

Chủ đề:

SỰ TIẾN HÓA CỦA THỰC VẬT

TỪ NƯỚC LÊN CẠN

A SỰ THÍCH NGHI CỦA TẢO TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TẢO Tảo là những thực vật bậc thấp, thường sống trong nước Cơ thể của tảo có cấu trúc rất đa dạng: đơn bào, tập đoàn hay đa bào.

Characiopsis (Tảo vàng

lục) Chromulina (Tảo ánh vàng) Cyclotella (Tảo silic)

-Tảo sống trong môi trường nước.

-Tảo có các đặc điểm của một loài thực vật.

-Tảo chưa có sự phân hóa về cơ quan sinh dưỡng, sinh sản, chưa có ‘rễ’ ‘thân’ và ‘lá’ thật sự.

=> Tảo là thực vật thủy sinh bậc thấp.

Đặc điểm chung:

- Cơ thể phân hóa dạng tản

- Trên các phiến tản có chứa sắc tố quang hợp là diệp lục giúp chúng có khả năng quang tự dưỡng sử dụng năng lượng mặt trời chuyển những chất vô cơ thành dạng đường đơn giản.

Chế độ nhiệt trong nước.

Ánh sáng trong nước.

Độ đậm đặc của nước

Lượng oxi trong nước.

SỰ THÍCH NGHI CỦA THỰC VẬT TẢO

1 Sự thích nghi về hình thái

Hình thái của tảo rất đa dạng, từ dạng rất đơn giản như đơn bào tới các dạng phức tạp.

Cơ thể phân hóa thành dạng tản thể hiện sự thích nghi với hiện tượng tán sắc ở môi trường nước giúp tảo tăng cường hướng tiếp xúc

và diện tích tiếp xúc ánh sáng

Ulva lobata.

Ngành Chlorophyta (Tảo

lục)

Các tảo kiểu cây thường có dạng hình kim, hình dải hoặc phân thùy mảnh như các phiến lược nhằm nâng cao khả năng di chuyển giảm bớt lực cản của nước, những đợt sóng vỗ mạnh

và chống lại sự chìm

Tảo đỏ

Không phát triển “hệ

dẫn và “hệ rễ”

Hình thành tổ chức

mô cơ (mô cơ sơ khai)

2 Sự thích nghi về cấu tạo cơ thể.

Mô khí phát triển cũng như có nhiều khoảng gian bào lớn, ở một số loài chiếm 70% thể tích cơ thể.

Không có sự phân hóa mô dậu, tế bào biều bì có diệp lục, số lượng diệp lục nhiều, kích thước lớn

Tích lũy lipid Ví dụ ở tảo Silic tích lũy các giọt dầu

Một số loài Tảo có toàn bộ bề mặt được che phủ bởi một lớp chất nhầy dày.

Khi gặp điều kiện môi trường bất lợi một số Tảo

có thể hình thành bào tử nghỉ

Khi điều kiện bên ngoài thích hợp, chất tế bào và nhân chui ra khỏi bào tử

nghỉ và dùng lại vỏ cũ.

Ví dụ: Tảo silic

Cyclotella (Tảo silic)

Tảo là một thực vật nên chúng sống tự dưỡng nhờ quá trình quang hợp Sống trong môi trường nước chúng có thể hấp thụ chất dinh dưỡng trực tiếp qua bề mặt cơ thể Một số ít tảo sống tự dưỡng Tùy vào điều kiện môi trường sống có ánh sáng hay không mà một số loài tảo có thể sống tự dưỡng sang dị dưỡng.

3 Thích nghi về sinh dưỡng

Tự dưỡng

Tảo đỏ Tảo lục Chlorella

Dị dưỡng

Tảo silic Tảo thuyền

4 Thích nghi về sinh sản

B SỰ TIẾN HÓA

CỦA THỰC VẬT TỪ NƯỚC LÊN CẠN

Do thay đổi khí hậu Môi trường bị xáo trộn

Sự nâng lên của các đại địa chất Môi trường bị xáo trộn. Điều kiện môi trường khó khăn sẽ tạo động lực cho thực vật hoàn thiện cơ quan, cơ thể và tiến hóa hơn

 Tảo phải lên cạn.

 Lý do để thực vật (tảo) chuyển đợi sống từ nước lên môi trường cạn là gì?

Tảo hình thành đặc điểm thích nghi mới phù hợp với môi trường trên cạn Tảo mắc lại ở vùng biển nông

Đầu kỉ Devon, nước biển giảm xuống

nhanh chóng Tảo chiếm hữu vùng biển nông ven bờ

Kỉ Silur nước biển dâng cao tràn vào sâu

trong lục địa

khí hậu ấm

II Hoàn cảnh lên cạn của thực vật tảo

III Hình thành đặc điểm thích nghi với môi trường cạn

Chịu bức xạ trực tiếp từ ánh sáng mặt trời

Hình thành lớp sáp bảo vệ

Tiếp nhận năng lượng ánh sáng trực tiếp từ mặt trời,

không bị môi trường ảnh hưởng

Sắc tố quang hợp chính là Chl a và b, hấp thụ tốt ánh

sáng xanh và đỏ

III Hình thành đặc điểm thích nghi với môi trường cạn

Không còn được sự nâng đỡ của nước.

 Thích nghi bằng việc hình thành nên bộ khung nâng

đỡ cơ thể

III Hình thành đặc điểm thích nghi với môi trường cạn

Mất nước và giữ nước Bước lên cạn đối diện với nhiệt độ không ổn định và tăng cao, ánh sáng mạnh, tảo đứng trước nguy cơ mất nước.

 Để thích nghi chúng phải thay đổi để kịp thích ứng bằng cách hình thành lớp sáp phủ trên thân, lá, ngoài ra còn hình thành thêm lỗ khí, khi mà cây mất nước quá nhiều khí khổng lúc này sẽ đóng lại.

III Hình thành đặc điểm thích nghi với môi trường cạn

Tiếp xúc trực tiếp với không khí.

Hình thành khí khổng để trao đổi O2 và CO2 với môi

trường

III Hình thành đặc điểm thích nghi với môi trường cạn

Chất dinh dưỡng chủ yếu là ở trong đất

 Để có dinh dưỡng cung cấp cho sự sống khác với môi trường nước dinh dưỡng bao bọc xung quanh, lúc này cây phải hình thành nên bộ rễ (lúc sơ khai là rễ giả) để len lỏi trong đất và tìm nước cũng như dinh dưỡng

 Hệ thống mạch dẫn.

III Hình thành đặc điểm thích nghi với môi trường cạn

Không có môi trường nước để phát sinh giao tử.

 Xuất hi n sự c ng sinh với nước đã giúp tảo thích ệ ộnghi với những áp lực của môi trường trên cạn Các thành bào tử phải đủ mạnh và có khả năng chống chịu ở thời gian đầu

III Hình thành đặc điểm thích nghi với môi trường cạn

 Có phải tất cả thực vật đều tiến hóa lên cạn không?

- Không phải tất cả thực

vật đều tiên hóa lên cạn.

- Một nhóm thực vật mặt

dù tiến hóa nhưng vẫn

sống trong môi trường

nước được gọi là thực vật

thủy sinh bậc cao Ví dụ:

bèo, rong,

Vì sao môi trường nước thuận lợi hơn môi trường nước mà thực vật lại chuyển lên cạn?

Thực vật chuyển đến môi trường khó khăn hơn là vì:

-Thay đổi địa chất, khí hậu, sự nâng lên lục địa buộc chúng phải lên cạn.

-Điều kiện môi trường khó khăn sẽ tạo động lực cho thực vật hoàn thiện cơ quan, cơ thể và tiến hóa hơn.

Khi sống trong môi trường nước và khi lên cạn thực vật có sự thay đổi kiểu dạng như thế nào?

Khi ở trong môi trường nước để thắng lực đẩy của dòng nước thì tảo có các kiểu dạng như:

-Tản sợi: dài ra theo một chiều, một mặt phẳng

-Tản bản: dài ra theo hai mặt phẳng Ví dụ: tảo quạt

Khi chuyển lên môi trường cạn để đứng vững chống lại trọng lực và gió thực vật thay đổi kiểu dạng phát triển theo

không gian ba chiều đó là dạng chồi cành.

Mô phân sinh chiếm vai trò quan trọng trong thực vật có mạch vì nhờ nó mà thực vật không ngừng lớn lên, gia tăng kích thước và chuyên hóa thành mô vĩnh viển cũng như các cơ quan khác Mô che chở sơ cấp-biểu bì luôn xuất hiện từ những tế bào của lớp ngoài cùng của mô phân sinh sơ cấp; vị trí giới hạn tế bào biểu bì trong cơ thể thực vật xác định đặc điểm hình thái và đặc tính trao đổi chất của nó dù cấu tạo và nhiệm vụ của tế bào biểu bì là đa dạng Mô bì thứ cấp chu bì khác hẳn biểu bì về hình dạng và đặc tính sinh hóa; nhiệm vụ chủ yếu của mô này là bảo vệ cơ thể thực vật khỏi các tác dụng phá hại của môi trường bên ngoài.

Sự tiến hóa về sau + sự di chuyển đời sống từ dưới nước lên đất liền => hình dạng thân thẳng đứng có mang lá và sự hình thành rễ để giữ cây vào đất, hấp thu chất dinh dưỡng và nhất là vận chuyển các chất dinh dưỡng đến các phần khác của cây.

 Chính sự phân hóa thành mô trong cơ quan rễ, thân, lá ở thực vật bậc cao đảm bảo cho chúng khả năng thích nghi với môi trường phức tạp xung quanh.

Sự thích nghi của thực vật khi chuyển từ nước lên môi trường cạn

A Về hình thái

Hình thành tổ chức mô và cơ quan:

- Hình thành rễ: hấp thụ nước và muối khoáng ở trong đất

- Thân phát triển với sự sắp xếp của lá để tăng cường diện tích bề mặt tiếp xúc với ánh sang mặt trời.

- Rễ và thân họp lại thành cơ quan trục, đảm bảo lưu thông hai dòng dẫn nhựa nguyên và nhựa luyện trong cây

- Hình thành các lỗ khí và lỗ vỏ: nhằm tăng cường sự hút nước và có

đủ nước cho cơ thể và đảm bảo quá trình trao đổi khí

B Về giải phẫu

Có giai đoạn

trung gian thực vật chuyển từ nước lên cạn không?

C Về đặc điểm sinh sản

Ở thực vật bậc cao luôn có sự xen kẽ thế hệ giữa sinh sản

vô tính và sinh sản hữu tính Sự xen kẽ thế hệ thể hiện rất rõ và thường xuyên.

Trong sự xen kẽ thế hệ, trừ ngành Rêu có thể giao tử chiếm ưu thế so với thể bào tử, còn lại các ngành khác thì thể bào tử ngày càng chiếm ưu thế rõ rệt và tới ngành Hạt kín thì thể giao tử xem như không đáng kể.

Thể giao tử được bảo vệ trong thể bào tử chống được sự mất nước và các mối nguy hiểm khác.

Trong quá trình tiến hóa, túi noãn biến đi và lên đến thực vật Hạt kín xuất hiện một bộ phận mới là “nhụy” nằm trong cơ quan sinh sản chung

là hoa.

Một đặc điểm tiến hóa hơn so với sinh sản ở thực vật bậc thấp đó là sự hình thành phôi.

Ở Tảo hợp tử => thể bào tử thì ở thực vật bậc cao hợp tử => phôi => thể bào tử

Phôi là một giai đoạn nghỉ trong quá trình phát triển của cơ thể, được bảo vệ và nuôi dưỡng bởi thức ăn lấy

từ cơ thể mẹ đảm bảo cho nòi giống phát triển tốt hơn

Sự tiến hóa trong nhóm thực vật có mạch dẫn đến sự xuất hiện hạt, một cơ cấu bảo vệ phôi sống được trong những điều kiện bất lợi của môi trường, nhất là vào mùa hạn hán hay mùa đông băng giá.  Có hai nhóm thực vật có hạt: nhóm thực vật hạt trần và tiến hóa hơn nữa là thực vật hạt kín.

* Vai trò sự tiến hóa của TV từ nước lên cạn:

Sự xuất hiện của thực vật ở môi trường cạn là bước quyết định cho sự tiến hóa của thực vật đa bào, dẫn đến sự hình thành dạng thực vật chồi cành Từ đây thực vật phát triển theo hướng ngày càng phân hóa về mặt tổ chức và chuyên hóa về mặt chức năng.Với những đặc điểm thích nghi tiến hóa như trên thực vật trên cạn đã chiếm lĩnh được toàn bộ đất liền

Sự thích nghi trên cạn của thực vật có kế thừa những đặc điểm của môi trường nước không?

Khi lên cạn thực vật vẫn tiếp tục hoàn thiện về mặt tổ chức nhưng cũng sẽ giữ lại một số đặc điểm khi còn ở môi trường nước

Ví dụ: rễ giả, mô dẫn ở Rêu

Hoàn thiện nội dung sau:

Giới thực vật xuất hiện (1)……… từ những dạng (2)………… đến những dạng (3)……… Thực

vật và điều kiện sống bên ngoài liên quan mật thiết với

nhau Khi điều kiện sống (4)……….thì những thực vật nào không (5)………được sẽ bị (6)

KẾT LUẬN

Sự phát triển của thực vật từ tảo đến thực vật hạt kín luôn đi theo xu hướng tiến hóa thích nghi ngày càng hoàn thiện hơn thể hiện ở các mặt hình thái, cấu tạo cơ thể, chu kỳ sống…

Tổ chức mô và các cơ quan hoàn thiện dần và đỉnh cao là thực vật hạt kín.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu nước ngoài

1 Campbell , Biology, 2008.

Tài liệu tiếng Việt

2 Nguyễn Khoa Lân, Giáo trình Giải phẫu hình thái thích nghi thực vật, Nxb Đại học Huế.

3 Nguyễn Khoa Lân, Giáo trình Sinh học cơ thể thực vật, Trường ĐHSP Huế, 2010.

4 Trần Kiên, Phan Nguyên Hồng, Sinh thái học đại cương, 1990, Nxb Giáo dục.

Các trang web

5.

http://text.123doc.org/document/1676551-tinh-chiu-nong-cua-thuc -vat-doc.htm

6.

http://www.slideshare.net/doivaban93/chng-8-tinh-chong-chiu-cua -thuc-vat

7.

ppsx.htm