bài giảng thực vật ở nước

Phương pháp thu và phân tích mẫu định tính và định lượng thực vật ở nước... Phương pháp thu mẫu • Định điểm thu mẫu & tần suất thu mẫu - Phụ thuộc nhóm sinh vật - Mục tiêu quan trắc -

THỰC VẬT Ở NƯỚC (Aquatic Plants)

Vấn đề 1:

Nguyên tắc phân loại thực vật ở nước

Kỹ năng

• Xây dựng kế hoạch và tổ chức khảo sát thực địa

• Thu, bảo quản và lưu giữ mẫu

• Làm tiêu bản thực vật ở nước

• Phân tích mẫu thực vật ở nước

• Vận dụng các phương pháp phân loại và khóa phân

loại thực vật ở nước

1 Phương pháp thu và phân tích mẫu (định tính và định lượng) thực vật ở nước

1.1 Phương pháp thu mẫu

1.1 1 Đối tượng thu mẫu & các chỉ tiêu quan trắc:

• Đối tượng: thực vật ở nước (thế nào là thực vật ở nước???)

1.1.2 Phương pháp thu mẫu

• Định điểm thu mẫu & tần suất thu mẫu

- Phụ thuộc nhóm sinh vật

- Mục tiêu quan trắc

- Dạng hình thủy vực

Cần lưu ý: thu mẫu ngẫu nhiên hoặc theo chủ ý của người điều

tra→ phải tính toán chính xác để thu mẫu đại diện cho hệ thực vật của thủy vực

Định điểm & tần suất thu mẫu

Định điểm theo Mặt phẳng cắt ngang

Định điểm & tần suất thu mẫu (tt)

• Đối với sông, suối:

- Chia theo đoạn (vùng của thủy vực)

- Chia theo mắt phẳng cắt ngang

• Độ sâu của thủy vực

- Thủy vực nội địa

- Biển

• Tần suất thu mẫu?

Vị trí thu mẫu trong ao NTTS

• Độ sâu

• Diện tích ao

• Các vị trí trong ao & tần suất thu mẫu

• Dụng cụ và hoá chất cho quá trình thu mẫu

- Dụng cụ thu mẫu:

→ thường có hai loại thiết bị thông dụng:

(1) Bathomet: là loại dụng cụ chuyên dụng dùng để thu mẫu

định lượng của sinh vật phù du

→ Bathomet Van Dorn: có thể thu được 5L/1 lần Phần thân làm bằng nhựa trong và chịu được áp suất lớn

→ Bathomet Nansen và Bathomet Kremneerer:

lấy được lượng nước từ 0,5-1L/1 lần.Thân làm bằng vỏ thép

không gỉ

(2) Lưới thu mẫu sinh vật phù du

Cấu tạo của lưới vớt TVN (Juday)

Phần miệng lưới:

- Gồm vòng đai miệng (đường kính từ 15-30cm – bằng sắt)

- Tiếp đến là bao vải hình chóp cụt

- Vòng đai miệng được nối với dây kéo lưới, còn phần vải hình chóp cụt nối với thân lưới

Miệng

lưới

Phần thân lưới (phần lọc nước):

- Thân lưới có chiều dài

gấp 2-3 lần đường kính

miệng lưới (Karltangen,

1978)

- Thân lưới được làm từ

loại vải đặc biệt có mắt

lưới dao động lớn 5 – 315

micromet

- Khả năng thoát nước phải

cao

- Thân lưới nối với miệng

lưới ở phía trên và nối

với ống đáy ở phía dưới (qua

một manset bằng vải)

Thân lưới

Phần ống đáy:

- thường là loại ống kim

loại hay bằng nhựa

để có thể lấy được mẫu

ra, sau khi đã kéo lưới

thu mẫu trong vực nước

Ống đáy

Các dụng cụ khác:

+ Xô (V=5L)- chậu (V=10-20L), panh, kéo, ống thu

mẫu bùn, ống nghiệm (có đục lỗ), kính hiển vi…

+ lọ (can) đựng mẫu (V=250-5000ml, bằng nhựa hay thuỷ tinh có nắp vặn hay nút mài), túi nilon, lam,

lamen

+ Cặp thu mẫu thực vật bậc cao

+ Ngoài ra cần có một cuốn vở để ghi nhật ký trong quá trình thu mẫu…

Hoá chất cố để bảo quản mẫu (cố định mẫu)

(1) Dung dịch formalin 2-5%:

- Pha 95-98% nước cất và 2-5% formalin đặc

- Trong trường hợp để tránh sự ăn mòn vỏ TB (tảo

silic, giáp):

- cần phải kiềm hoá dung dịch formalin với Sodium

borat hoặc carbonat sodium (Na2CO3)

(2) Dung dịch lugol:

- Pha 100g KI với 1 lít nước cất (1)

- 50 gam Iod dạng tinh thể pha vào 100ml acid acetic(2)

- Trộn đều dung dịch (1) và dung dịch (2)

Sử dụng dung dịch lugol để bảo quản mẫu

+ Cho 0,4 ml dung dịch lugol vào 200ml nước mẫu, nếu màu nước chuyển sang màu nâu nhạt là được

+ Trong trường hợp nước chưa đổi màu thì tiếp tục bổ sung dung dịch lugol, nhưng không được vượt quá

0,8%

+ như vậy: khoảng 2-4ml dung dịch lugol/1000ml nước mẫu

Nhãn (etiket):

- Nhãn là một vật dụng cần thiếtkhi đi thu mẫu ngoài hiện trường

- Nhãn dùng để đánh dấu mẫu ( tránh sự nhầm lẫn mẫu ở các điểm thu mẫu…)

- Trên nhãn cần ghi các tiêu chí sau:

+ Trạm (thuỷ vực) thu mẫu;

+ điểm thu mẫu,

+ loại mẫu;

+ thời gian thu mẫu ;

+ thể tích nước thu qua lưới hay bathomet;

+ tên người thu mẫu…

Thu mẫu thực vật ở nước

Vi tảo (Microalgae) sống trôi nổi

- Kéo lưới khoảng vài lượt rồi nhấc lưới lên, mở khoá ống đáy đổ mẫu vào lọ (can) đựng mẫu

- Cố định mẫu (bảo quản mẫu):

2-4ml dịch lugol/1000ml nước mẫu hoặc formalin 2%)

và đánh dấu mẫu ( bằng nhãn ), lắc đều mẫu

(2) Mẫu định lượng:

(mục đích: xác định mật độ tế bào hay khối lượng)

- Dùng lưới vớt TVPD lấy 20-40L nước tại điểm thu

mẫu đổ qua luới vớt TVPD để lọc mẫu

- Chuyển mẫu (ở ống đáy) qua lọ đựng mẫu

- Kế đó cố định mẫu, lắc đều và đánh dấu mẫu

- Dùng bathomet lấy 1-5L nước tại điểm thu mẫu,

- sau đó đổ vào lọ (can) đựng mẫu

- Kế đó cố định mẫu, lắc đều và đánh dấu mẫu)

- Cần phải ghi rõ thể tích nước được thu tại hiện trường

- Sau khi thu mẫu xong phải ghi nhật kí thực địa

Vi tảo (Microalgae) sống đáy

• Tảo nhỏ = vi tảo (Microalgae): Chủ yếu: vi tảo silic (Bacillariophyceae) = Diatom

- Ngoài ra có thể gạt lớp bùn trên mặt đáy + nước bề mặt (dày 0,5cm)

- Đối với loài sống bám : dùng giấy lụa hay đặt trên bề mặt giá thể (vật bám) để thu tảo bám

- Bảo quản mẫu: trong tối và đông đá (vi tảo còn sống), đánh dấu mẫu

(2) Mẫu định lượng:

- Sử dụng ống nghiệm có đục lỗ ở đáy, đường kính

miệng ống = 1,4cm (tương đương diện tích 1,54cm2)

- Ấn miệng ống nghiệm vào ống thu mẫu sao cho ngập bùn khoảng 1 – 2cm

- Bịt lỗ ở đáy ống nghiệm bằng một ngón tay rồi từ từ rút lên, cho mẫu vào lọ đựng mẫu

- Trước khi cho mẫu vào lọ:

một ngón tay bịt miệng ống nghiệm & lắc nhẹ (để lớp trầm tích được trộng đều với phần nước)

- Bảo quản mẫu & đánh dấu mẫu

Tảo lớn (Macroalgae) - rong

(thu mẫu trên bãi triều)

• Phân chia vùng triều (Waillant, 1896 & Fedman, 1937)

- Vùng cao triều

Giới hạn trên: mực nước cao nhật của con nước cường Giới hạn dưới: mực nước cao nhất của con nước kém

- Vùng trung triều

Giới hạn trên: mực nước cao nhất của con nước kém

Giới hạn dưới: mực nước thấp nhất của con nước kém

- Vùng hạ triều

Giới hạn trên: mực nước thấp nhất của con nước kém Giới hạn dưới: mực nước thấp nhất của con nước cường

(1) Mẫu định tính

- Thu mẫu từ cao triều đến hạ triều (theo hình chữ z)

- Mỗi loài rong thu một mẫu, rửa sạch, cho vào túi

nilon

- Mẫu tảo phải còn sống, đẹp & nguyên dạng,

- dùng dao, kéo cắt mẫu

(2) Mẫu định lượng

- Dùng khung định lượng để thu mẫu

- Cách thu: tương tự thu mẫu định tính, song mỗi điểm cần phải thu hết tảo trong khung định lượng

Thực vật bậc cao ở nước

Chủ yếu: rừng ngập mặn, bãi cỏ biển

• Định điểm thu mẫu

• Thu mẫu định tính:

• Thu mẫu định lượng

1 2 Xử lý và phân tích mẫu

2.1 Mẫu Vi tảo (Microalgae)

Silic

Hai roi

Tảo lam

+ Trên 50tb/tiêu bản: ++++ (rất nhiều)

• Kết quả phân tích được xử lý theo mục tiêu nghiên

cứu & được trình bày bằng bảng hay biểu đồ

- Mẫu được để lắng trong 24 giờ

- Dùng ống nhựa nhỏ siphon rút dần nước trong lọ (khi xuất hiện vẩn đục thì dừng lại)

- Chuyển mẫu sang ống đong, tiếp tục để lắng (24 giờ)

- Kế đó siphon rút bớt nước cho đến khi thể tích nước (trong ống đong ) = 10 – 20mL

- Thể tích trên là V mẫu được cô đặc

Tuy nhiên tùy theo độ đặc hay lỏng của TVN, ta có thể pha loãng mẫu hay cô đặc mẫu (như trên)

• Cách đếm tế bào

- Khuấy đều mẫu trong ống đong (hoặc lọ), lấy 1mL nước mẫu cho vào buồng đếm & đậy lamen

- Đưa buồng đếm lên kính hiển vi để đếm TB

- Có thể đếm toàn bộ buồng đếm (mẫu loãng) hay đếm

½ số ô của buồng đếm (mẫu đặc hơn)

- Mỗi mẫu phải đếm 3 – 5 lần & lấy giá trị trung bình (của các lần đếm)

- Có thể đếm tế bào đến loài hoặc chi

- Ghi chép số liệu

sigerwick rafer

2.2 Tảo lớn - rong

– Mẫu định tính

- Xử lý mẫu: bảo quản bằng các dung dịch khác nhau theo từng ngành rong

- Có thể làm tiêu bản ướt hoặc khô

- Tiêu bản ướt: để trong lọ đựng mẫu với các dung dịch:

+ Rong xanh: formalin 7% + vài tinh thể CuSO4)

+ Rong Nâu: formalin 7%

Rong nâu - Sagassum

Rong xanh - cladophora

Rong đỏ - Gracillaria

Rong xanh – Chara

2 Phương pháp làm tiêu bản

- Tiêu bản ướt: để trong lọ đựng mẫu với các dung dịch: + Rong xanh: formalin 7% + vài tinh thể CuSO4)

+ Rong Nâu: formalin 7%

+ Rong đỏ: formalin 7% + cồn (25%)

- Tiêu bản khô

3 Phân loại học thực vật nói chung và

thực vật ở nước nói riêng

3.1 Phân loại học 3.2 Hệ thống học 3.3 Định loại

3 4 Đơn vị phân loại

- Đơn vị phân loại cơ bản: loài (Species)???

- Khái niệm về loài:

- Loài hình thái và loài sinh học?

Taxon (số ít) Taxa (số nhiều)

khoa học và xếp vào một bậc cụ thể trong thang phân loại sinh vật (Mayr, 1991)

- Ví dụ:

3.5 Bậc phân loại

- Khái niệm:

+ Là một tập hợp mà thành viên là các taxon ở bậc đó + Bậc của bậc phân loại xác định vị trí của nó trong loạt bậc nối tiếp nhau (trong hệ thống phân loại)

- Hệ thống phân loại:

+ 6 bậc phân loại chính,

+ ngoài ra còn có các bậc phụ

3 6 Cách gọi tên các bậc phân loại

- Tên loài

+ Là một tổ hợp 2 từ (Linne, 1753)

+ Từ đầu: là một danh từ (chỉ tên chi, luôn viết hoa ở

chữ cái đầu) – VD: Skeletonema, Chlorella,

Chaetoceros…

+ Từ thứ hai: là một tính từ, không viết hoa

Tính từ này có thể biểu thị:

- Nơi xuất sứ của loài

VD: tonkinensis – VBB; annamensis – Trung bộ;

cochinensis – Nam bộ; chinensis – Trung quốc…

Mùa hoa nở: vernalis – mùa xuân, autumnalis – mùa

thu

Tên người: Trungii, Takhajanii, …

+ Sau tên loài là tên tác giả đã công bố (viết tắt hay

nguyên họ): Scenedesmus quadricauda Smith;

Protoperidinium breve (Pausen) Balech

Tên các bậc trên loài

4 Các phương pháp phân loại thực vật nói chung và thực vật ở

nước nói riêng

Phương pháp phân loại

Lưu ý: việc nghiên cứu phân loai cần phải sử dụng nhiều phương

pháp khác nhau, mới thu được kết quả chính xác

Khóa định loại

• Khóa song song (lưỡng phân) : kiểu dấu ngặc đơn hàng kép

• Khóa zizac (dấu ngoặc đơn hàng đơn)

• Khóa kiểu răng cưa

• Khóa đa phân

Khóa song song (lưỡng phân) - kiểu dấu ngoặc đơn

hàng kép

• Khoá định loại các loài thuộc chi Cayratia ở Việt Nam

1A Cuống cụm hoa có khuỷu và lá bắc Hạt hình bán cầu hoặc bầu dục, mặt bụng

có một hốc ở giữa (Sect Cayratia)

2A Lá kép hình chân vịt 3 lá chét

3A Nhánh non, cuống và mặt dưới lá, cuống cụm hoa và cuống hoa có lông

4A Nhánh non, cuống và mặt dưới lá, cuống cụm hoa và cuống hoa

……… có lông tơ mịn, sau đó nhẵn 1 C geniculata

4B Nhánh non, cuống và mặt dưới lá, cuống cụm hoa và cuống hoa

có lông nhung rậm ……… 2 C mollissima

3B Nhánh non, cuống và mặt dưới lá, cuống cụm hoa và cuống hoa không

có lông……… 3 C wrayi

2B Lá kép hình bàn đạp từ 5 lá chét trở lên

5A Nhánh non, cuống và mặt dưới lá, cuống cụm hoa có lông

6A Nhánh non, cuống và mặt dưới lá, cuống cụm hoa có lông tơ

mịn và lông nhung Bao phấn hình gần tròn, dài bằng rộng……

……… 4 C hayatae

6B Nhánh non, cuống và mặt dưới lá, cuống cụm hoa chỉ có lông

tơ mịn Bao phấn hình bầu dục, dài gấp hai lần rộng ………

……… 5 C pedata

Khóa zizac (dấu ngoặc đơn hàng đơn)

Bô tảo silic trung tâm:

1 (4) Tế bào có dạng hình hộp tròn hoặc dạng ống dài

2 (3) TB dạng hộp tròn, mặt cắt ngang hình tròn Mặt vỏ bằng phảng, lồi vồng lên hoặc hơi lõm xuống

Bộ phụ tảo hình đĩa

3 (2) TB có dạng ống dài, mặt cắt ngang hingf bầu dục, mặt vỏ lồi lên thành dạng dùi

Bộ phụ tảo hình ống

4 (1) TB dạng hộp nhiều góc hoặc dạng múi bưởi

5 (6) TB có dạng hộp nhiều góc, cá góc thường có u lồi hoặc lông gài vươn

dài ra Bộ phụ tảo hình hộp

6(5) TB có dạng hình múi bưởi, mặt vỏ TB hình bán nguyệt

Bộ phụ tảo hình bán nguyệt

Vấn đề 2 Đặc điểm sinh học của thực vật ở nước

1 Hình thái và cấu tạo cơ thể

thực vật ở nước

1.1 Hình thái và cấu tạo của

tảo (algae)

1.1.1 Các dạng hình thái của tảo

(Algae)

Khái niệm

Tảo (Agae) bao gồn những cơ thể dạng tản (không phân hóa thành thân, rễ, lá thực sự)

Cơ thể của tảo có cấu trúc đa dạng (đơn bào, đa bào,

đơn độc, tập đoàn, quần hợp)

Tế bào có sắc tố (đặc biệt là diệp lục) nên có thể tự

dưỡng

(Một số loài có khả năng dị dưỡng)

Hematococcus (lục)

Dạng sợi

- Một số hay nhiều TB liên

kết với nhau thành sợi

1.1.2 Cấu tạo cơ thể tảo

Các cấu trúc chủ yếu cần lưu ý trong cấu tạo cơ thể

của thực vật ở nước

• Cấu trúc cơ thể là đơn bào hay đa bào

• Vách tế bào & các phần phụ trên vách tế bào

• Nhân tế bào: hình dạng, kích thước, số lượng & vị trí

Vi tảo (Microalgae)

Vách tế bào

- Đa số tảo có vách nguyên vẹn

- Một số tảo vách TB gồm 2 hay nhiều mảnh ghép lại

- Vách TB tảo được cấu tạo bằng:

Vách tế bào (tiếp theo)

+ sần sùi (có phần phụ: gai, mấu lồi…)

- Một số tảo loài vách TB được bao bọc bởi bao nhày hay lớp nhày (Polysaccarit _ nước)

Sắc tố & thể sắc tố (thể màu =

Chromatophore)

• Sắc tố

+ Chlorophyle (diệp lục): DLa, b, c, d, e…

+ Carotinoid: carotin α, carotinβ…

+ Xanthophin: Fucoxanthin (vàng), Phycocyanin (xanh lam),Phycoerixthrin (đỏ), Dianoxanthin (nâu)…

Chất dự trữ

- Sản phẩm của QT quang hợp

- Thành phần chất dự trữ khác nhau tùy theo ngành tảo

+ Tảo hai roi: tinh bột, dầu

Không bào

Không bào chứa đựng (co

bóp)

- Không bào khí

- Không bào chứa các

chất hữu cơ & vô cơ

- Không bào có kích

thước lớn & nhỏ,

- Tùy theo tảo mà hệ

thống không bào PT hay

không PT

Roi & điểm mắt

+ Nằm ở gốc roi ( đối với tảo

có roi nằm phía trước TB)

+ Là cơ quan thụ cảm với sự

kích thích của ánh sáng

+ Cùng với roi định hướng cho

sự vận động của TB

Hình dạng, cấu trúc cơ thể

tảo đa bào (rong)

Lát cắt ngang qua thân rong:

Ngoại bì

Nội bì Trung tru

Phần vỏ

• Cấu tạo tế bào:

- thành phần tương tự vi tảo (vách, nguyên sinh chât, nhân)

- Sắc tố & thể sắc tố

- Chất dự trữ

- …

1 3 Hình thái & cấu tạo thực vật

bậc cao ở nước

(cấu tạo cơ thể thực vật – sinh học đại cương)

2 Sinh trưởng và phát triển của thực

vật ở nước

2.1 Khái niệm về sự sinh trưởng & phát triển

• Sinh trưởng

• Phát triển

2.2 Sự sinh trưởng – phát triển

của vi tảo

Các pha sinh trưởng

Pha tăng trưởng

Pha tăng trưởng chậm

Đường cong sinh trưởng của quần thể vi tảo

Pha 1 (Pha thích nghi – pha chậm):

Tảo bắt đầu thích nghi với môi trường nuôi, hấp thụ

chất dinh dưỡng và tiến hành phân cắt tế bào nhưng

tốc độ tăng trưởng quần thể chậm (mật độ ban đầu

thấp??)

Pha 2 (Pha logarit – pha tăng trưởng):

Ở pha này mật độ hay sinh khối tế bào tăng lên với tốc

độ nhanh nhất (theo cấp số nhân) do tảo hấp thụ chất dinh dưỡng mạnh và tăng tốc độ sinh sản

Pha 3 (Pha gia tốc âm – pha tăng trưởng chậm):

• Được đặc trưng bởi tốc độ tăng trưởng (quần thể) chậm dần so với pha logarit

Pha 4 (Pha cân bằng):

Sinh khối tảo không tăng và đạt mật độ cực đại Quá trình quang hợp và phân chia tế bào vẫn xảy ra trong suốt pha này,

nhưng số lượng tế bào mới sinh ra gần ngang bằng với

số lượng tế bào chết đi, do đó không có sự tăng

trưởng của tảo

Pha 5 (Pha tàn lụi):

• Sinh khối tảo giảm đi một cách rõ rệt

Sinh trưởng của tảo lớn (rong)

→ Tăng trưởng về kích thước & khối lượng

- ở đỉnh tản

- giữa tản

- mép tản

- gốc tản

3 Sinh sản của thực vật ở nước

3.1 Sinh sản vô tính

- Khái niệm

- Sinh sản sinh dưỡng

- Sinh sản bằng bào tử (Spore)

3.2 Sinh sản hữu tính

- Khái niệm

- Các kiểu sinh sản hữu tính

- Sự xen kẽ thế hệ (sự giao thế hình thái): khái niệm và cho ví dụ

- Sự khác trong sinh sản hữu tính ở các ngành thực vật

ở nước

3.3 Chu kỳ sinh sản

• Khái niệm: Là khoảng thời gian để tảo hoàn thành một QT sinh sản (từ lần sinh sản nọ đến lần sinh sản kế tiếp theo)

• Loại hình sinh sản: một năm, nhiều năm

• Các kiểu CKSS: