Giải phẫu thích nghi thực vật đối ở môi trường cạn

Môi trường cạn có nhiều nhân tố tác động đến cấu tạo hình thái và đặc điểm sinh lý của thực vật. trong đó, các nhân tố ánh sáng, nước và độ ảm là những nhân tố tác động đáng kể. Chính sự tác động này đã dẫn đến sự khác biệt trong cấu trúc cơ thể và quá trình sinh lý ở các loài thực vật...

SỰ THÍCH NGHI CỦA THỰC VẬT Ở MÔI TRƯỜNG CẠN

Lớp: ĐH liên thông Sư phạm Sinh học khoá 10 Môn: Giải phẫu thích nghi thực vật

Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Ngọc Linh

Đề tài:

Trải qua quá trình tiến hóa lâu dài, sinh vật ngày càng đa dạng và phong phú, tổ chức cơ thể ngày càng cao, và tính thích nghi ngày càng hợp lý Xét riêng về Giới Thực vật, khi xuất hiện ở môi trường cạn, các điều kiện ở môi trường mới có nhiều tác động cơ học ảnh hưởng đến cơ thể thực vật Từ đây thực vật phát triển theo hướng ngày càng phân hóa về mặt tổ chức và chuyển hóa về mặt chức năng Sự tiến hóa của cơ thể thực vật thể hiện ở các mức độ thích nghi của chúng trong những điều kiện nhất định

Môi trường trên cạn có các nhân tố sinh thái hữu sinh và nhân tố vô sinh Trong đó, các nhân tố vô sinh như ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm… là những nhân tố vô cùng quan trọng, ảnh hưởng lớn đến tổ chức cơ thể thực vật cũng như các quá trình sinh lý của chúng Vì vậy, để hiểu hơn về sự thích nghi của thực vật ở cạn với các nhân tố trên, nhóm 1 Chọn đề tài “Sự thích nghi của thực vật ở môi trường cạn”

I.Đặc điểm của môi trường cạn

II.Các đặc điểm thích nghi với nhân tố ánh sáng

II.1 Cây ưa sáng

II.2 Cây ưa bóng

II.3 Cây chịu bóng

III. Các đặc điểm thích nghi với nhân tố nhiệt độ

III.1 Cây chịu nóng

III.2 Cây chịu lạnh

IV. Các đặc điểm thích nghi với nhân tố nước

IV.1 Cây ưa ẩm

IV.2 Cây chịu hạn

IV.3 Cây trung sinh

Môi trường cạn là nơi cho thực vật tồn tại và phát triển.

⇨ Thực vật ngày càng trở nên phong phú và đa đạng hơn

(Tăng sự đa dạng sinh học).

Cây mọc nơi có khí hậu lạnh Cây mọc nơi hoang mạc

Sống nơi đất thịt Sống nơi đất sét Sống nơi đất cát

- Khi thực vật xuất hiện ở môi trường cạn với các điều kiện

ở môi trường mới kém ổn định hơn ở môi trường nước

- Nước không dồi dào, tập trung chủ yếu ở trong đất Còn

trong không khí chủ yếu ở dạng hơi nước

- Các tác động cơ học gió, bão… ảnh hưởng đến cơ thể thực vật.

- Ánh sáng trực xạ và tán xạ phân bố không đồng đều đến cây xanh tùy theo từng điều kiện sinh địa khác nhau

1 Cây ưa sáng

a Xét về đặc điểm hình thái

• Tán lá nhỏ, cành nhiều, lá xếp theo chiều ánh sáng hướng xiên nghiêng

• Một số cây trong họ lúa có thể xoay hướng lá hoặc lá cuộn lại

Ví dụ: các cây họ trinh nữ (Mimosaceae), họ vang (Caesalpiniaceae)

1 Cây ưa sáng

a Xét về đặc điểm hình thái

• Lá cây cỏ sữa nhỏ xếp hướng tất cả lá về phía mặt trời

• Thân và lá có màu nâu

thích hợp với việc hấp thụ những tia có ảnh hưởng

➔

đến quang hợp

1 Cây ưa sáng

a Xét về đặc điểm hình thái

• Diện tích lá nhỏ hoặc lá hình kim

• Khi ánh sáng chiếu từ một phía, tán cây phát triển lệch về phía đó

➔ Cây còn non ngọn thường bị cong nếu ánh sáng không

đồng đều

Ví dụ: cây Xà cừ thể hiện tính hướng sáng rõ nét nhất.

1 Cây ưa sáng

a Xét về đặc điểm hình thái

• Lá cây có mạng gân dày, lỗ khí nhiều, mô giậu phát triển nhiều

lớp

• Mô cơ phát triển ứng với số gân lá nhiều

• Lớp cutin dày và số lượng diệp lục ít

• Tế bào biểu bì có tế bào mô tơ (tế bào vận động) kích thước lớn,

chứa nhiều nước

b Xét về đặc điểm cấu tạo giải phẫu

Phiến lá của cây ké hoa vàng

1 Cây ưa sáng

1 Cây ưa sáng

b Xét về đặc điểm cấu tạo giải phẫu

• Tế bào vận động hình dẻ quạt, kích thước lớn, chứa

• Lỗ khí nằm thấp hơn so với mặt phẳng nằm ngang

biểu bì

• Mô xốp ít chủ yếu có mô giậu phát triển

Vi phẫu phiến lá cây Ổi

1 Cây ưa sáng

b Xét về đặc điểm cấu tạo giải phẫu

Vi phẫu phiến lá Trúc đào

Đối với cây ưa sáng chịu hạn:

• Lỗ khí của các cây ưa sáng chịu hạn còn nằm sâu trong

thịt lá hoặc có lông bảo vệ

• Dưới lớp biểu bì là lớp hạ bì mô chứa nước

1 Cây ưa sáng

b Xét về đặc điểm cấu tạo giải phẫu

Đặc điểm sinh lý:

• Lượng tế bào chất ít và được xếp thành cột.

• Diệp lục trong lá có hướng tập trung thành cột và số lượng giảm khi sống tại nơi có nhiều ánh sáng.

• Lá ngoài ánh sáng có tỉ lệ quang hợp gấp hai lần so với trong bóng tối.

• Hệ thống mạch lá nhiều và phát triển

• Cây ưa sáng sinh trưởng mạnh, nhanh và đạt đuợc tốc độ cao nhất và chết sớm

1 Cây ưa sáng

2 Cây ưa bóng

• Sống những nơi có ít ánh sáng như dưới tán rừng che bóng, trong các hốc đá hay hang sâu, ưa ánh sáng tán xạ

• Đối với những cây này ánh sáng trực xạ thường có hại cho chúng.

Cây chua me rừng Vạn niên thanh Thiên niên kiện (Sơn thục) Cây lá dong

2 Cây ưa bóng

a Xét về đặc điểm hình thái

• Tán dày nhưng nhỏ, thu hẹp lại ở phần gần ngọn, dạng hình tháp, cành dưới dài hơn cành trên.

• Lá có kích thước lớn, bản rộng, mỏng sắp xếp so le nhau, bản lá vuông góc với ánh sáng mặt trời

• Lá có lớp sáp giúp thải nước trên bề mặt

nhanh làm tăng hấp thụ ánh sáng

➔

• Kích thước tế bào lớn, lượng tế bào chất nhiều

• Thành tế bào biểu bì mỏng, trong suốt.

• Biểu bì trên có tế bào lớn, thành tế bào ít ngoằn ngoèo, đôi khi có

diệp lục hoặc có thêm lớp hạ bì

• Hàm lượng diệp lục nhiều hơn cây ưa sáng Ví dụ: Thông (ưa sáng)

có hàm lượng diệp lục 1,55g/kg lá Cây đoạn (ưa bóng) có 4,4 g/kg

• Số lượng lỗ khí ít và lỗ khí lớn, luôn ở trạng thái mở

thoát hơi nước kém

Đặc điểm giải phẩu:

-Lá có mạng gân ít.

-Lỗ khí ít nhưng lớn, lỗ khí không nằm sâu mà

nhiều khi lồi lên trên mặt dưới lá.

-Nhu mô phát triển yếu, mô dậu thường chỉ có 1

lớp.

-Mô khuyết và các khoảng khuyết trong lá phát

triển.

-Tế bào biểu bì trên của lá lớn, thành tế bào ít

ngoằn ngoèo, đôi khi có thêm lớp hạ bì.

Đặc điểm sinh lý:

-Số diệp lục cao hơn cây ưa sáng.

-Cây ưa bóng quang hợp đạt mức độ cao nhất trong môi trường có cường độ chiếu sáng thấp (tăng cường

độ chiếu sáng thì quang hợp sẽ giảm).

-Cường độ hô hấp của lá ngoài sáng sẽ thấp hơn lá trong bóng.

1) Loài thực vật nào dưới đây thuộc nhóm cây ưa bóng:

A Chè xanh, vạn niên thanh

B Đinh lăng, lá dong

C.Ngũ gia bì, vạn niên thanh

D Hoa cúc, lá dong

2) Đặc điểm không phải của cây ưa bóng:

A.Ít hoặc không có mô dậu

3 Cây chịu bóng

Cây chịu bóng là cây trung gian giữa nhóm cây ưa sáng và cây ưa bóng.

Cây gừng.

Cây khế Cây chuối

3 Cây chịu bóng

Cây trà xanh Cây mai

3 Cây chịu bóng

Cây bưởi Cây đinh lăng

3 Cây chịu bóng

Cây Hồi Cây cà phê

3 Cây chịu bóng

Cây ràng ràng

3 Cây chịu bóng

Cây Long Não

* Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thực vật:

• Hình thái thực vật

• Các quá trình sinh hoá của các tổ chức cơ thể thực vật

• Cấu trúc tế bào, các bào quan và các hệ keo sinh chất

⇨ Sự sinh trưởng, phát triển và tồn tại của thực vật

1. Cây chịu nóng

* Phân loại:

a Xét về đặc điểm hình thái

• Vỏ màu sáng trắng hoặc xám tro

• Cành khẳng khiu

• Bộ rễ hút nước và giữ nước tốt

• Lá nhỏ, hình kim hoặc xếp vảy đứng hoặc lá cuộn lại

1 Cây chịu nóng

• Biểu bì lá có lớp cutin dày, lớp lông biểu bì che chở

• Lỗ khí nhiều thoát hơi nước nhanh để làm giảm nhiệt độ cơ

thể

1 Cây chịu nóng

b Xét về đặc điểm cấu tạo giải phẫu

Hình giải phẫu lá cây trắc bách diệp

Cây sống đời Cây nha đam

1 Cây chịu nóng

Cây phi lao:

- Vỏ dày, thường bong thành mảng

Cây nho Cây táo ta

1 Cây chịu nóng

A. Cùm rụm lá nhỏ B Chành ràng

C Dây Chiều D Cúc giải

E Bái tà

Một số cây thân bụi, thân cỏ vùng núi đá:

- Rễ đâm sâu, len lỏi vào đất đá

- Cây thấp, vỏ thân màu sáng trắng

- Biểu bì lá được bao phủ bởi lớp lông dày hoặc lớp cutin dày

1 Cây chịu nóng

- Là những cây có thể sống được ở những vùng khí hậu lạnh, có nhiệt độ bằng hoặc dưới 0 độ C.

2 Cây chịu lạnh

• Thu nhỏ kích thước cơ thể, lá nhỏ, thường có

hình kim , dài, hẹp

• Cây có hệ thống nhánh phát triển dày hoặc

thành bụi rậm

• Hình thành các sắc tố đỏ, vàng

• Hình thành các vảy và lớp bần cách nhiệt bao

quanh chồi cây

Cây thông lá kim

Lá cây pơmu

2 Cây chịu lạnh

Thông Hymalaya Cây phong lá đỏ Cây thông lá vảy

• Một số cây có hiện tượng rụng lá hằng năm

Ví dụ: ở vùng ôn đới rụng lá vào mùa đông

2 Cây chịu lạnh

• Những cây vùng núi cao thường dạng thân thấp hay bò sát mặt đất

Ví dụ: cây bắp cải…

2 Cây chịu lạnh

Cây ráy

Cây ưa ẩm sống trong môi trường bảo hòa hơi ẩm.

1 Cây ưa ẩm

Cây si

• Cành: ít, thường xảy ra hiện tượng tỉa cành tự nhiên.

• Rễ: kém phát triển không ăn sâu vào đất, ít phân nhánh

• Lá: phiến lá hẹp, màu xanh nhạt

a Xét về đặc điểm hình thái

1 Cây ưa ẩm

a b

1 Cây ưa ẩm

b Xét về đặc điểm cấu tạo giải phẫu

• Lỗ khí nhiều, phân bố ở hai mặt lá và luôn luôn mở

• Tế bào biểu bì lớn, lớp cutin mỏng

• Mô cơ ở lá kém phát triển

• Phần thịt lá không phát triển, chỉ phát triển các tổ chức thông

khí

• Hệ thống gian bào rộng và có cả trong rễ, thân và lá

Lát cắt ngang qua rễ cây rau bợ a: Vỏ;

b: Trụ

Cây ưa ẩm chịu bóng:

Lá mỏng, bản lá rộng, mô giậu kém phát triển.

Cây ưa ẩm ưa sáng: Lá dày, phiến lá hẹp, màu xanh nhạt, mô dậu

phát triển, gân lá nhiều, lá dựng đứng.

1 Cây ưa ẩm

Cây ưa ẩm chịu bóng Cây ưa ẩm ưa sáng

2 Cây chịu hạn

Cây chịu hạn sống được trong những điều kiện hạn thiếu nước kéo dài.

a) Cây mọng nước:

•) Xét về đặc điểm hình thái:

-) Lá thường tiêu giảm thành vảy bé sớm rụng hoặc lá biến

thành gai

-) Thân sẽ đảm nhiệm nhiệm vụ quang hợp

-) Rễ ăn nông lan rộng, một số loài cây rễ mọc sát mặt đất

để hút sương đêm và nước mưa

2 Cây chịu hạn

Cây xương rồng ba cạnh Cây xương khô

Hình ảnh bộ rễ cây xương rồng

• Xét về đặc điểm cấu tạo giải phẫu:

- Biểu bì cây mọng nước có tầng cutin dày

- Các tổ chức chứa nước phát triển, là những tế bào lớn vách mỏng

- Mô cơ và mô dẫn kém phát triển

- Lỗ khí ít và thường nằm sâu trong biểu bì, lỗ khí ban ngày thường đóng kín

a) Cây mọng nước chịu hạn:

2 Cây chịu hạn

• Xét về đặc điểm cấu tạo giải phẫu:

- Lá có thịt lá phát triển thành tổ chức chứa nước hoặc phát triển

a Xét về đặc điểm hình thái

3 Cây trung sinh

- Lá có kích thước trung bình, mỏng hơn cây ưa hạn, dày hơn ưa ẩm

- Hệ thống rễ không ăn sâu, áp suất thẩm thấu của rễ thấp khoảng

15 – 20 atmotphe

- Biểu bì có nhiều lỗ khí (mặt dưới lá) và thường có lông

- Lỗ khí có vị trí nằm ngang với bề mặt tế bào biểu bì

- Lá phân hóa thành mô giậu và mô khuyết rõ ràng

- Các tế bào biểu bì và lớp cutin mỏng

- Các mô như mô dẫn, mô cơ phát triển bình thường

3 Cây trung sinh

b Xét về đặc điểm cấu tạo giải phẫu

 Phân loại:

- Cây trung sinh rừng mưa nhiệt đới (cây thường xanh)

- Cây trung sinh rụng lá mùa khô

- Cây trung sinh xanh mùa hè

- Cây trung sinh có thân cỏ lâu năm, xanh mùa hè

- Cây trung sinh ngắn kỳ

3 Cây trung sinh

Một bộ ảnh tuyệt đẹp ghi lại vòng luân hồi thay lá, vẻ đẹp khác nhau của mỗi mùa trên

một cây sồi già ở Đức đã gây được ấn tượng

Cây gừng

Cây dong riềng

Cây ngò

Rau dền

• Sự xuất hiện 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 chuyển hóa về mặt chức năng Sự tiến hóa của cơ thể thực vật thể hiện ở các mức độ thích nghi của chúng trong những môi trường nhất định.

• Thực vật đã thể hiện những đặc điểm thích nghi bao gồm: Sự phân hóa của cơ thể hình thành các tổ chức đáp ứng với đời sống ở cạn cũng như đối với các nhân tố sinh thái của môi trường Những tổ chức, cơ quan của thực vật bậc cao thích nghi với đời sống ở cạn giúp chúng ngày càng phát triển và chiếm ưu thế trong đời sống giới thực vật.

• Giáo trình Giải phẫu thích nghi Thực vật, Th.s Nguyễn Thị Ngọc Linh