GIÁO TRÌNH: HÌNH THÁI GIẢI PHẪU THỰC VẬT

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com... Thái Duy Ninh.[r]

- -GIÁO TRÌNH HÌNH THÁI GIẢI PHẪU THỰC VẬT

MỞ ĐẦU

I Tính đa dạng sinh học

Thái dương hệ của chúng ta được hình thành cách đây khoảng 4,7 tỷ năm và tuổi trái đất cũng xấp xỉ tuổi Thái dương hệ Theo những đánh giá khác nhau thì nguồn gốc và

sự tiến hoá ban đầu của sự sống xảy ra trên hành tinh cách đây khoảng 3,5 tỷ năm Từ những dạng sống đầu tiên trải qua nhiều biến đổi và phân nhánh với thời gian dài 2 tỷ năm, thiên nhiên đã để lại cho loài người một tài nguyên vô cùng đa dạng, phong phú Theo dự đoán của các nhà sinh học có từ hơn 2 triệu loài sinh vật Cho đến nay, các công trình điều tra cơ bản, thám hiểm, chúng ta chỉ mới biết khoảng hơn 1.392.485 loài, trong

đó có khoảng 322.311 loài thực vật Chúng phân bố khắp nơi trên trái đất Từ các vùng cực quanh năm băng giá vẫn có thực vật sinh sống như địa y, rêu, cỏ bông , cho đến miền nhiệt đới, có những rừng mưa với nhiều loại cây đa dạng, phong phú Trong một khu vực nhất định của rừng Mã Lai có từ 2.500 đến 10.000 loài thực vật Ở nước ta, chỉ với diện tích 2.500 ha vườn Quốc gia Cúc Phương đã có hơn 2.500 loài thực vật Vì vậy, các hệ sinh thái rừng nhiệt đới được công nhận là nơi tích luỹ đa dạng sinh vật, trung tâm của các luồng giao lưu thế giới sinh vật, có quá trình chuyển hoá năng lượng lớn và sự tiến hoá của chúng Theo thời gian, có một số lượng lớn loài sinh vật xuất hiện, hoặc bị diệt vong Để khái quát được số lượng khổng lồ các loài sinh vật đó, các nhà sinh học cố gắng tập hợp chúng thành năm giới: Tiền nhân (Monera), Đơn bào nhân thực (Protista), giới Nấm (Fungi), giới thực vật (Plantae) và giới động vật (Animalia) Chúng có quan hệ với nhau bởi một nguồn gốc chung và làm sáng tỏ những quá trình sống chủ yếu giống nhau đối với toàn bộ thiên nhiên sống

Vai trò của giới thực vật xanh trong thiên nhiên rất là to lớn, chúng thuộc sinh vật sản xuất có khả năng chuyển hoá quang năng thành hoá năng cần cho sự sống, và cây xanh thường mở đầu cho các chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái nói riêng và sinh quyển nói chung Ngay các chuỗi thức ăn mở đầu bằng chất hữu cơ phân huỷ cũng có nguồn gốc trực tiếp hoặc gián tiếp từ cây xanh Các quần thể thực vật trong tự nhiên nhất là rừng có vai trò to lớn trong việc điều hoà thành phần không khí, tầng ozôn, khí hậu, làm giảm tác hại gió bão, hạn chế nạn xói mòn, lũ lụt, hạn hán, làm giảm ô nhiễm môi trường sống

Vì vậy, có thể khẳng định rằng, không có giới thực vật thì sự sống trên trái đất không thể tiếp diễn được

Thực vật không những là thức ăn cần thiết cho động vật mà còn cần cho sự sống của con người Trong số 75.000 loài thực vật có khả năng cung cấp nguồn lương thực, thực phẩm cho con người, mới sử dụng có hiệu quả 1.500 loài Cây thuốc có trong tự nhiên cũng rất lớn, nhưng hiện nay chỉ mới phát hiện 500 loài có chứa hoạt chất chữa bệnh, kể cả ung thư Nguồn tài nguyên này, hàng năm mang lại cho thế giới khoảng 40 tỷ đô la Đó là chưa nói đến nguồn tài nguyên động vật rất đa dạng Vi khuẩn, nấm cũng góp phần rất quan trọng trong sự chuyển hoá dòng năng lượng và dòng tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên cũng như trong đời sống con người

Vai trò của thực vật rất to lớn Chúng ta cần phải nghiên cứu, bảo vệ và phát triển chúng Cần phải tìm cách tăng sản lượng của chúng để phục vụ cho nhu cầu ngày càng cao của con người

II Đối tượng và nhiệm vụ của hình thái giải phẫu thực vật

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com

Hình thái giải phẫu học thực vật là một khoa học chuyên nghiên cứu về hình thái, cấu tạo và tổ chức của hệ thống sống

Đối tượng của hình thái giải phẫu thực vật là nghiên cứu hình thái, cấu trúc của những hệ thống sống trên tất cả mọi mức độ tổ chức từ cơ thể đến hệ thống cơ quan, mô,

tế bào, bào quan và dưới bào quan tạo thành một thể thống nhất, có quan hệ chặt chẽ với môi trường sống Do đó, nhiệm vụ cơ bản của hình thái giải phẫu thực vật là nghiên cứu hình thái học toàn bộ cơ thể, hình thái học cơ quan, mô học, hình thái học tế bào, bào quan và dưới bào quan Sự nghiên cứu trong mỗi mức độ đó, phải bao hàm cả những mức

độ liên quan và sử dụng những sự kiện, phương pháp, khái quát của nhiều bộ môn trung gian Đồng thời tất cả những mức độ nghiên cứu hình thái có quan hệ bổ sung cho nhau tạo nên một lĩnh vực thống nhất của hình thái giải phẫu trong khái niệm rộng của nó Trên mỗi mức độ mới của tổ chức, xuất hiện những tính chất mới không có liên hệ hoàn toàn với tính chất của những yếu tố cấu tạo Chính vì vậy sự phân tích hệ thống sinh vật thành những thành phần cấu tạo của nó, thậm chí mô tả cặn kẽ tất cả những yếu tố, cũng không thể cho ta biết các đặc tính một cách hoàn toàn Chính vì vậy, cơ quan học không nhầm với mô học, mô học với tế bào học, tế bào học với mức độ phân tử Tuy nhiên, nghiên cứu một cách sâu sắc từng mức độ của cơ thể là rất cần thiết, để hiểu biết tối đa về những đặc điểm của những yếu tố cấu trúc Chính vì thế, việc nghiên cứu hình thái cấu tạo các cơ quan và các hệ thống của chúng không thể coi là đầy đủ, nếu thiếu phần nghiên cứu cấu tạo mô và tế bào Do đó, hình thái giải phẫu là toà nhà nhiều tầng mà nền móng của nó là sự nghiên cứu cấu tạo phân tử nằm trong cơ sở những quá trình sống của

tế bào, trên cơ sở đó cần phải nghiên cứu những quy luật sống và sự phát triển tiến hoá của chúng, là nhằm sử dụng nguồn tài nguyên to lớn và cải tạo nó để phục vụ cho cuộc sống con người ngày càng tốt đẹp hơn

Những nội dung trên đây thuộc về lĩnh vực hình thái giải phẫu học mô tả trên đối tượng cây trưởng thành để nghiên cứu các quy luật hình thái giải phẫu của cơ thể thực vật

- Một hướng nghiên cứu mới hình thành - giải phẫu học cá thể phát sinh nhằm nghiên cứu sự hình thành tế bào mô, cơ quan của cơ thể trong cá thể phát sinh

- Một lĩnh vực nghiên cứu nữa của bộ môn này là hình thái giải phẫu học so sánh

và hình thái giải phẫu học tiến hoá nhằm nghiên cứu các dấu hiệu hình thái giải phẫu khác nhau trong quá trình phát triển và tiến hoá, làm cơ sở cho sự phân chia các nhóm thực vật

- Sống trong những môi trường khác nhau, thực vật đã hình thành những đặc điểm thích nghi riêng để tiến hành trao đổi chất, trao đổi năng lượng và trao đổi thông tin, nó thuộc lĩnh vực hình thái giải phẫu học thích nghi Trên dây là những hướng nghiên cứu khác nhau của môn hình thái giải phẫu thực vật, thuộc bộ môn thực vật học

III Lược sử nghiên cứu hình thái giải phẫu thực vật

Trong lịch sử phát triển của thực vật học, thì hình thái giải phẫu thực vật phát triển tương đối sớm Hơn 2.300 năm trước đây, Theophraste được gọi là người sáng lập môn thực vật học Ông đã công bố các dẫn liệu hình thái giải phẫu của cơ thể thực vật trong tác phẩm “Lịch sử thực vật”, nghiên cứu về cây cỏ

Những thành tựu nghiên cứu về hình thái nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu phân loại và hệ thống phát sinh của thế giới thực vật và các công trình phân loại của Rivenus, Turnephor, Xezanpin ở thế kỷ XVI và XVII

Sau khi đã phát minh ra kính hiển vi quang học bởi Janxen (1590) Cornelius, Dereben (1609 – 1610) thợ mài kính ở thành phố Midenbua và bởi Galilê (1612) nhà vật lý

và thiên văn học người Ý Robert Hooke (1635-1722) người Anh đã sử dụng kính hiển vi đầu tiên có độ phóng đại 30 lần vào năm 1665 để quan sát lát cắt thực vật R.Hooke lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ tế bào để giới thiệu các đơn vị nhỏ được giới hạn bằng các vách có thể thấy được trong lớp tế bào bần Ông ta đã mở đầu cho một giai đoạn mới nghiên cứu cấu tạo của các tế bào và mô bên trong của cơ thể Từ đó, các công trình nghiên cứu khác nhau trong lĩnh vực tế bào của nhiều nhà khoa học trên thế giới, lần lần làm sáng tỏ cấu tạo

và chức năng của tế bào, dẫn tới hình thành học thuyết tế bào (1838) Năm 1703 Giôn Rei

đã phân biệt hai nhóm cây Một lá mầm và Hai lá mầm Những hệ thống phân loại của Carolus Linnaeus (1707 –1778), Bena Jussieu J., Antoine Jussieu, Augustin de Candolle, đều đã dựa vào hình thái giải phẫu các cơ quan, chủ yếu là cơ quan sinh sản, mà chưa chú ý đến hệ thống sinh và họ quan niệm loài là bất biến

Bước sang thế kỷ XIX, những thành tựu nghiên cứu hình thái, giải phẫu đã góp phần đưa phân loại học đạt những kết quả to lớn

Đến thời kỳ Charle Darwin, thì khoa học thực vật có một bước chuyển mạnh mẽ Học thuyết tiến hoá Darwin đã bác bỏ quan điểm sinh vật không biến đổi, mà có quá trình phát triển và tiến hoá do quy luật di truyền, biến dị, chọn lọc tự nhiên và nhân tạo Chính Darwin và trước đó là Lamarck đã xác định tính thống nhất và tiến hoá của sinh giới Do vậy, Engels F đã đánh giá cao và xem học thuyết Darwin là một trong ba phát kiến lớn của thế kỷ XIX cùng với học thuyết tế bào và định luật bảo toàn năng lượng

Sau Darwin, hình thái giải phẫu, phân loại thực vật đã được nghiên cứu trên quan điểm tiến hoá, những hệ thống phát sinh khác nhau đã được hình thành và lập luận chủ yếu đều dựa vào các dẫn liệu hình thái giải phẫu so sánh, di truyền như Engler, Hutchison, Bus, Cuôc xanốp (Kypcaнoь), Takhtajan

Sự phát triển của phân loại thực vật gắn liền với những tiến bộ của hình thái giải phẫu thực vật, đặc biệt gắn liền với các dụng cụ phóng đại, các kỹ thuật hiển vi, cho phép nghiên cứu cấu tạo tế bào là đơn vị cơ bản về cấu tạo và chức năng của cơ thể

Sau khi R.Hooke sử dụng kính hiển vi quang học để quan sát sinh vật hiển vi, ông

đã xuất bản cuốn sách “hình hiển vi” năm 1965

Sau R.Hooke, vào những năm 70 của thế kỷ XVII, nhà động vật học người Ý Malpighi M và nhà thực vật học người Anh là Grew đã công bố nhiều công trình giải phẫu

về tổ chức học (mô học), vì vậy, có thể xem Malpighi M.và Grew là những người đặt nền móng nghiên cứu giải phẫu học Hai thế kỷ tiếp theo, các nhà sinh học đi sâu nghiên cứu nội chất tế bào như Robert Brown đã phát hiện nhân tế bào Năm 1980, Hanstein đã giới thiệu thuật ngữ “thể nguyên sinh” để chỉ một đơn vị chất nguyên sinh (tế bào) Như vậy, từ quan điểm tế bào là một “xoang rỗng” đã chuyển sang quan niệm tế bào là một khối nguyên sinh chất có chứa nhân và được giới hạn bằng vách tế bào là thành phần không sống của tế bào (tế bào thực vật và nấm)

Sau khi học thuyết tế bào ra đời, thì tế bào học bắt đầu phát triển nhanh chóng Remark (1841) khám phá phân bào không tơ, De Flemming (1898 –1880) nghiên cứu phân bào giảm phân ở động vật , Strasbuger tìm thấy phân bào gián phân ở thực vật, E.Van Beneden (1887) khám phá sự giảm phân, Waldeyer (1890) nghiên cứu thể nhiễm sắc, Hertwing (1875) nghiên cứu sự thụ tinh, Van Beneden, Boveri (1876) tìm thấy trung thể, Altman (1884) khám phá ty thể và bộ máy Golgi (1889)

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT

1 Nguyễn Bá 1978 Hình thái học thực vật (Tập I và II) NXB - KT,

Hà Nội

2 Võ Văn Chi, Dương Đức Tiến 1978 Phân loại thực vật, Tập I và

II, NXB- ĐH &THCN, Hà Nội

3 Nguyễn Như Đối, Nguyễn Khoa Lân 1995 Hình thái giải phẫu thực vật NXB- Trung tâm Đào tạo Từ xa, Đại học Huế

4 Nguyễn Như Đối.1997 Bài giảng Hình thái giải phẫu thực vật Trường Đại học Sư phạm Huế

5 Nguyễn Như Đối 2002 Sinh học tế bào tập I và II Trường Đại học Sư phạm Huế

6 Esau K, 1980 Giải phẫu thực vật (Tài liệu dịch) NXB- KHKT,

Hà Nội

7 Nguyễn Khoa Lân 2001 Giải phẫu Hình thái Thích nghi thực vật NXB- Giáo Dục

8 Thái Duy Ninh 1996 Tế bào học NXB- Giáo dục, Hà Nội

9 Hoàng Thị Sản, P N Hồng, N T Chỉnh 1980 Hình thái và giải phẫu thực vật NXB- Giáo Dục, Hà Nội

10 Takktajan AL, 1971 Những nguyên lý tiến hoá hình thái của thực vật Hạt kín (Tài liệu dịch) NXB- KHKT, Hà Nội

TÀI LIỆU TIẾNG ANH

1 Dainat J, La membrane et la cellule Josph Fourrier Éditeur

202

2 Fahn A, 1989 Plant Anatomy Robert Maxwell MC

3 Gorenflot R, 1997 Biologic Végétale: Plantes superieures: Appareil reproducteur Masson Éditeur

4 Maillet M, 1997 Biologie cellulaire Masson Éditeur

5 Sandor S, 1973 Növényzervezettan Budapest

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com