Đề tài Các yếu tốvà quá trình phát triển ởthực vật có hoa

Sinh học phát triển là một môn học trong sinh học, mới được hình thành và phát triển từthập kỷ70 của thếkỷXX trởlại đây. Nhưng nó đã nhanh chóng trởthành một trong những vấn đềtrung tâm của sinh học hiện đại. Bởi vì người ta cho rằng sau khi phát hiện mã di truyền thì bước tiếp theo là nghiên cứu sự thực hiện thông tin di truyền trong quá trình phát triển của cơthể. Đó là mối quan hệgiữa gen và các thông tin điều khiển ởtừng gian đoạn phát triển của cơ thể. Nghiên cứu sinh học phát triển có ý nghĩa vô cùng quan trọng vềmặt lý luận và thực tiễn. Làm sáng tỏcác hiện tượng, cơchế, mà mối tương quan giữa các quá trình để điều khiển sựphát triển của sinh vật phục vụcho lợi ích của con người. Tiến hoá luận hiện đại giúp ta hiểu rõ phần lớn các hiện tượng và cơchế điểu khiển quá trình phát triển cơ thể sinh vật theo yêu cầu lợi ích của con người ứng dụng trong y học, nông lâm thì lại chính là nhiệm vụcủa sinh học phát triển. Từthực tiễn đó tôi tiến hành nghiên cứu đềtài “ Các yếu tốvà quá trình phát triển ởthực vật có hoa”.

pdf40 trang | Chia sẻ: oanh_nt | Ngày: 11/08/2014 | Lượt xem: 1377 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Các yếu tốvà quá trình phát triển ởthực vật có hoa, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
M U Sinh h c phát tri n là m t môn h c trong sinh h c, m i c hình thành và phát tri n t th p k 70 c a th k XX tr l i ây. Nh ng nó ã nhanh chóng tr thành m t trong nh ng v n trung tâm c a sinh h c hi n i. B i vì ng i ta cho r ng sau khi phát hi n mã di truy n thì b c ti p theo là nghiên c u s th c hi n thông tin di truy n trong quá trình phát tri n c a c ơ th . ó là m i quan h gi a gen và các thông tin iu khi n t ng gian on phát tri n c a c ơ th . Nghiên c u sinh h c phát tri n có ý ngh a vô cùng quan tr ng v m t lý lu n và th c ti n. Làm sáng t các hi n t ng, c ơ ch , mà m i t ơ ng quan gi a các quá trình iu khi n s phát tri n c a sinh v t ph c v cho l i ích c a con ng i. Ti n hoá lu n hi n i giúp ta hi u rõ ph n l n các hi n t ng và c ơ ch iu khi n quá trình phát tri n c ơ th sinh v t theo yêu c u l i ích c a con ng i ng d ng trong y h c, nông lâm thì l i chính là nhi m v c a sinh h c phát tri n. T th c ti n ó tôi ti n hành nghiên c u tài “ Các y u t và quá trình phát tri n th c v t có hoa”. 1 Ph n 1: C s lý lu n 1. Các khái ni m liên quan n sinh h c phát tri n 1.1. Phát tri ển Phát tri n là s bi n i, v n ng i lên, có tích ch t cách m ng c a v t ch t. Phát tri n là s thay i c tính là tr ng thái c a v t ch t trong quá trình vn ng t c m t tr ng thái cao h ơn. Nh v y phát tri n c hi u nh mt dãy nh ng bi n i c p ti n a v t ch t tr nên ngày càng ph c t p h ơn, hoàn thi n h ơn. Khái ni m phát tri n c hi u nhi u l nh v c khác nhau: phát tri n kinh t, phát tri n xã h i, phát tri n l ch s . - Phát tri n ch ng lo i: dùng ch s ra i t m t ngu n g c chung, t tiên cùng ban u, sau ó xu t hi n các sinh v t có t ch c có c u trúc và ho t ng ngày càng cao h ơn, ph c t p h ơn, thích nghi v i các iu ki n s ng thay i. - Phát tri n cá th : là s bi n i v các c im c u trúc hình thái và các ho t ng sinh lý, hành vi, tâm lý c a m t cá th sinh v t t lúc h p t c hình thành hay t lúc tách r i kh i c ơ th m cho n lúc ch t. 1.2. Sinh tr ưởng Là s t ng kích th c và kh i l ng c a sinh v t giai on ang l n. Trong hai ch tiêu này thì ch tiêu t ng kích th c phán ánh quá trình sinh tr ng m t cách khách quan h ơn vì nó ít ph thu c vào các y u t ngo i c nh nh dinh d ng hay b nh lý. 1.3. Sinh s ản Là quá trình t o ra các cá th m i thay th các cá th già và ch t, duy trì s phát tri n liên t c qua các th h , b o m các y u t di truy n cho th h sau, s n nh và phát tri n c a qu n th . Sinh s n là m t trong nh ng tính ch t c tr ng nh t, ph c t p nh t c a s sng. Trong quá trình ti n hoá m t trong nh ng y u t quan tr ng hàng u ó là ch n l c và thích nghi sinh s n. Trong u tranh sinh t n, nh ng cá th 2 nh ng qun th chi n th ng là nh ng qu n th nh ng cá th sinh s n t t h ơn, s l ng t ng nhanh h ơn, chi m u th v s l ng và lãnh th . H ng ch n lc này ã d n n k t qu là các c tính v c u t o hình thái, sinh lý, hành vi, t p tính u thay i theo h ng ph c v cho sinh s n. 1.4. Phát d ục Là s bi n i v s l ng và ch t l ng c a c ơ th nói chung và c ơ quan sinh d c nói riêng t c kh n ng và iu ki n th c hi n quá trình sinh sn, là s thành th c v tính c a các giao t , có kh n ng th tinh. Phát d c là nh ng bi u hi n bên ngoài và bên trong c a c ơ th sinh v t nh bi n i v hình thái, các tuy n sinh d c, nh ng c im sinh d c nguyên phát và th phát. S thành th c v sinh d c và phát d c ch xu t hi n khi sinh v t ã sinh tr ng và phát tri n n m t gi i h n nh t nh, m t giai on nh t nh, c ơ quan sinh d c c a chúng m i có kh n ng t o ra nh ng t bào sinh d c m b o th tinh có k t qu . Nh v y phát d c liên quan n sinh tr ng và phát tri n, sinh s n. 2. C s c a s phát tri n cá th S phát tri n c a c ơ th có c ơ s phân t là các ho t ng c a gen và quá trình sao chép ADN, t ng h p protein, t ó t o ra s phân hoá t bào các m c khác nhau. C ơ s t bào c a phát tri n cá th là s phân bào. Cơ s phân t c a s phát tri n cá th c th hi n qua s phân hoá và tác ng c a gen. C ơ s di truy n c a s phân hoá là nguyên phân, nh nguyên phân các v t ch t di truy n c phân chia cho các t bào con. Do v y, các t bào c a các mô khác nhau c phân hoá có ki u gen gi ng nhau. Vi c nghiên cu ho t tính phân hoá c a các gen và xác nh các khâu trung gian trong chu i gen- tính tr ng là v n ch y u trong vi c nghiên c u c ơ s di truy n c a s phát tri n cá th . 3. C s t bào c a s phát tri n cá th T bào c xem là ơ n v c u trúc và ch c n ng c a s s ng. Phát tri n là mt trong nh ng c tr ng c a c ơ th d a trên c ơ s c a nh ng ơn v s ng. Do ó c ơ s c a s phát tri n m c t bào chính là ho t ng phân chia t bào. 3 Chu k t bào là th i gian t n t i c a t bào t lúc c t o thành do k t qu c a s phân chia c a t bào m cho n l n phân chia c a chính nó. Các lo i t bào khác nhau, giai on sinh tr ng và phát tri n khác nhau th ng có chu kì khác nhau. 3.1. Phân bào nguyên phân ó là ho t ng phân chia nhân và t bào ch t nh ng không làm thay i b nhi m s c th ban u. B n thân nguyên phân kéo dài trong 4 k , c xác nh theo các ch tiêu t bào h c. - K tr c: màng nhân tiêu bi n, các s i nhi m s c xo n ch t và hình thành các nhi m s c th kép riêng bi t, m i NST g m 2 NST ơn ính nhau tâm ng. Thoi vô s c c hình thành t các vi ng và protein liên k t. - K gi a: m i NST kép t p trung thành m t hàng trên m t ph ng xích o ca thoi vô s c, m i NST ính v i m t s i t ơ vô s c. - K sau: các NST kép tách nhau ra tâm ng thành 2 nhi m s c th ơn, mi NST ơn tr t v m t c c c a t bào trên thoi vô s c. - K cu i: nhân m i b t u hình thành hai c c c a t bào, các NST ru i ra, thoi vô s c bi n m t. Quá trình phân chia t bào ch t, th ng c ti n hành theo ti n trình c a k cu i t o nên 2 t bào con tách r i nhau hoàn toàn. Ngau sau khi k t thúc nguyên phân. S phân bào t bào ng v t và th c v t di n ra khác nhau. T bào ng vt th c hi n s phân chia t bào ch t theo cách g i là phân c t. T bào th c v t s tách hai t bào con c th c hi n theo cách nh sau: tr c tiên, các túi màng ơ n c tách ra t th gôngi mang nguyên li u t o vách t bào c t p h p t i ph n gi a (m t ph ng xích o) c a t bào m . Ti p ó các túi này dính li n nhau t o nên các a có màng bao quanh, g i là b n t bào (b n gi a). B n t bào này l n lên tích lu ngày càng nhi u nguyên li u xây d ng vách t bào r i liên k t v i vách t bào m , cu i cùng b n t bào liên kêt v i màng sinh ch t hình thành vách t bào s ơ c p ng n cách 2 t bào con. 3.2. Phân bào gi ảm phân 4 Gi m phân là quá trình gi m s l ng NST l ng b i (2n) thành ơ n b i (n). gi ng v i nguyên phân gi m phân c ng tr i qua chính các k cùng tên: k trung gian, k tr c, k gi a, k sau, k cu i. Khác v i nguyên phân, gi m phân tr i qua 2 l n phân bào g i là gi m phân I, gi m phân II liên ti p, trong ó ho t ng c a NST c a gi m phân II c ơ b n gi ng trong nguyên phân Kt qu t m t t bào m t o ra 4 t bào con. 4. Sinh tr ưng c a t bào Sinh tr ng c a t bào g m 2 pha: + Pha phân chia + Pha kéo dài, pha giãn 4.1. Pha phân chia Khác v i ng v t s phân chia t bào th c v t ch s y t bào mô phân sinh. Trong pha phân chia, t bào b t u s t n t i t th i im xu t hi n do s phân chia c a t bào m . Sau ó, t bào l n lên t c kích th c c a t bào thì phân chia. Mô phân sinh nh n m ch i ng n, ch i bên, u r . Các t bào sinh tr ng trong mô phân sinh nh phân chia làm t ng s l ng t bào ó là sinh tr ng s ơ cp. Mô phân sinh lóng n m t cây hoà th o, Cau , D a, Tre... Sinh tr ng ca các t bào mô phân sinh lóng làm cho t dài ra, cây v ơ n cao lá dài ra... Mô phân sinh ti n t ng t ng n m gi a libe và bó m ch. Ho t ng c a mô phân sinh này làm cho cây t ng tr ng v ng kích thân, cành, r ... ó là sinh tr ng th c p. S phân chia t bào b t u t khi nhân b t u phân chia (s phân chia nhân) là s ki n quan tr ng nh t, liên quan n s tái t ch c, c u trúc t bào, có th quan sát d i kính hi n vi, trong khi k trung gian thì không quan sát c. Sau ó xu t hi n màng polysacarit gi a t bào chia t bào thành 2 ph n. Màng này nhanh chóng t ng tr ng hình thành vách t bào. 5 Có nh ng tr ng h p phân chia mà vách t bào không hình thành k t qu hình thành tê c tr ng c a phân chia t bào là quá trình này di n ra thu n l i c n có các hoóc mon ho t hoá s phân chia, xytokynin. Ngoài ra, auxin và gibeligin c ng có vai trò khích thích nh t nh trong quá rình phân chia. Sau khi t bào phân chia t 3-5 l n, các t bào chuy n sang pha sinh tr ng kéo dài tr nh ng t bào kh i u c a mô phân sinh v n ti p phân chia. 4.2. Pha kéo dài u tiên c a giai on kéo dài là s xu t hi n không bào. Không bào lúc u có khích th c nh , s l ng nhi u. Các không bào nh liên k t v i nhau thành nh ng không bào to h ơn, t o nên m t không bào duy nh t có khích th c ln, chi m 90% th tích t bào. S xâm nh p c a n c vào không bào gây nên sc tr ơ ng l n, giúp cho t bào giãn nhanh b ng cách t o l c y lên thành t bao, làm cho các vi s i xeluluro v n ã b c t t các liên k t, tr t lên nhau làm cho các t bào giãn ra. Vi c t ng c ng t ng h p xenluloro, pectin, hemikeluloro t o nguyên li u xây d ng thành t bào m i (vách t bào th c p). iu ki n quan tr ng nh t là s có m t c a các phyto hormon khích thích s giãn t bào. IAA, xytokinin, ng i ta cho r ng, s bi n i hàm l ng và tơ ng quan gi ã các phyto hormon và các ch t nh n chúng có vai trò quan tr ng. Các t bào ng ng phân chia chuy n sang pha sinh tr ng kéo dài – ki u sinh tr ng này ch t n t i th c v t. Nó là c ơ ch quan tr ng b o m t ng di n tích b m t lá, chi u dài thân và h th ng r . c im c a ki u sinh tr ng này là th tích ca t bào t ng nh s hình thành không bào l n. Nh có n ng cao c a các ch t có th m th u trong d ch bào mà không bào hút c n c. Cùng v i s gia t ng th tích không bào, vách t bào. 5. Các y u t nh h ưng n s sinh tr ưng và phát tri n c a th c vt b c cao Có nhi u y u t nh h ng s sinh tr ng và phát tri n c a sinh v t, nó ph thu c vào c ng , li u l ng mà các y u t ó tác ng vào. a. Các y ếu t ố vô sinh - Nhi t : Có nh h ng tr c ti p ho c gián ti p n i s ng c a sinh v t thông qua s bi n i c a các y u t khác nh l ng m a, b ng tuy t, m, lng gió b c h ơi. 6 Liên quan v i iu ki n nhi t , loài th c v t chia thành loài a l nh s ng nh ng n ơi nhi t th p và nh ng loài a nhi t s ng nhi t cao. S ng n ơi có nhi t cao quá trình trao i ch t c a c ơ th di n ra m nh h ơn, tu i th th ng th p h ơn. - Nc: Là m t trong nh ng ch t khoáng quan tr ng c a cây tr ng. nh hng tr c ti p n s sinh tr ng và phát tri n c a th c v t. i v i th c v t , thoát h ơi n c c coi là m t chi n l c c a s t n t i. Nói chung l ng ch t hu c ơ tích lu c t l thu n v i l ng n c b c h ơi qua lá. nh ng n ơi không khí quá m, nh t là nh ng tán r ng nhi t i th ng xu t hi n các d ng sng bì sinh, ký sinh. - Ánh sáng c coi là yu t sinh thái v a có tác d ng gi i h n, v a có tác d ng iu ch nh. Ánh sáng tr ng c coi là ngu n dinh d ng c a cây xanh.Th c v t chia làm 3 nhóm sinh thái: nhóm a sáng, nhóm a bóng và nhóm ch i bóng, do ó th m th c v t xu t hi n s phân t ng ca các cây thích ng v i các c ng chi u sáng khác nhau. - t c xem là môi tr ng s ng, h sinh thái c tr ng không th thi u c a th c vt. - Không khí Cây xanh thu n p CO 2, nh ng th i ra O 2 trong quá trình quang h p, ng c li, khi hô h p m i sinh vt u s d ng O 2 nh ng th i ra CO 2 duy trì s n nh ca t s CO 2/O 2 cho n th i k cách m ng công nghi p. Hi n nay t s này ang ra t ng do hàm l ng CO 2 bi các ho t ng công nghi p. b. Các y ếu t ố h ữu sinh S nh h ng c a các y u t sinh h c lên sinh v t chính là các m i quan h c a sinh v t v i sinh v t trong n i b loài và khác loài. Trong nh ng m i quan h nh th loài này (hay cá th này) có th làm l i ho c có th gây b t l i cho nh ng loài hay cá th khác có quan h v i nó. M i quan h sinh h c trong cùng loài hay khác loài r t a d ng, có th g p thành hai nhóm chính: Các m i t ơ ng 7 tác d ơ ng, trong ó th nào c ng có ít nh t m t loài có l i, không loài nào b h i và các m i t ơ ng tác âm, trong ó có ít nh t m t loài b h i, không có loài nào c l i. Các m i quan h c ơ b n Quan h trung tính Quan h hãm sinh Quan h canh tranh - Quan h h i sinh Quan h c ng sinh 8 Ph n II: Quá trình phát tri n c a th c v t b c cao 1. Ngu n g c và ti n hoá c a Th c v t b c cao V ph ơ ng di n ti n hoá, Th c v t b c cao là m t nhóm tr xu t phát t Th c v t b c th p (T o). V n ngu n g c c a chúng có quan h ch t ch vi s xen k th h . Chúng ch có th phát sinh t nh ng T o có xen k th h rõ ràng. ó là các ngành T o l c, T o nâu và T o . Nh ng nhóm T o nào là ngu n g c c a Th c v t b c cao u tiên thì hi n v n ch a tài li u ch ng minh. Mt s nhà th c v t h c trong ó có Bower (1933) cho r ng Th c v t b c cao i ra t t o l c, v i lý do sau ây: gi a T o l c và th c v t b c th p có mt vài im gi ng nhau nh ch t màu quang h p và s n ph m c t o thành, s có m t c a ch t cutin c a túi giao t a bào m t vài t o l c, sau na t o l c có xen k th h trong chu trình s ng . H cho rng th bào t Th c v t b c cao là m t t ch c m i c hình thành do s thích nghi v i iu ki n s ng trên c n. Mt s khác ph n i quan im này, lý do là có nhi u loài T o trong chu trình s ng s xen k th h có th bào t phát tri n. iu này ch ng t r ng th bào t không ph i là m t t ch c m i c hình do s thích nghi v i iu ki n s ng trên c n c a Th c v t b c cao, mà ã có t t tiên c a chúng t c là t t o. T ó m t s các tác gi xu t ý ki n cho r ng ngu n g c c a th c v t bc cao là t t o nâu, v i lý do sau: 9 - Trong quá trình phát tri n ti n hoá, c ơ th T o nâu có th phân hoá m t s mô khác nhau trong ó có mô d n và t n t kích th c l n. - Mt s T o nâu có hình thành túi giao t a bào. iu này khi n ta ngh rng t ó có th phát tri n c ơ quan sinh s n a bào Th c v t b c cao. - Nhi u T o nâu có xen k hình thái gi ng nhau ho c khác nhau, trong khi ó m t trong nh ng Th c v t b c cao u tiên (ngành Thông lá) hình nh cng có xen k hình thái gi ng nhau. Tuy nhiên khi k t lu n T o nâu là t tiên c a Th c v t b c cao c n ph i chú ý r ng: nh ng d ng T o nâu c bi t phát tri n cao thì t ch c có m c ti n hoá còn cao h ơn nh ng d ng Th c vt b c cao u tiên. Ngoài ra còn mt vài im áng chú ý n a: T o nâu có ch t màu và ch t d tr khác so Th c v t b c cao (ch t màu là di p l c a, b và ch t d tr là tinh b t), giao t c T o nâu không có nhi u roi nh ph n l n Th c v t b c cao. Sau cùng, nh ng i di n u tiên c a ngành Rêu nh l p Rêu s ng c ơ th c u t o gi ng T o l c. T nh ng iu trên ch ng t r ng v n c th c a Th c v t b c cao còn ch a rõ ràng. Tuy nhiên, có th tin ch c r ng Th c v t b c cao xu t phát t mt d ng t tiên nào ó thu c ngành T o. Khi chuy n lên i s ng c n, các t tiên c a Th c v t b c cao còn ph thu c vào môi tr ng mà phát tri n thành hai dòng ti n hoá: ti n hoá ơn b i và ti n hoá l ng b i Dòng th nh t ti n hoá theo h ng th giao t chi m u th so v i th bào t, cho ra ngành Rêu, ngành này ti n hoá c ơ th d ng t n n d ng thân, lá . Dòng th hai, theo h ng th bào t chi m u th , hình thành t t c các Th c vt b c cao khác. Dòng này phát tri n xa h ơn, t i nh ng d ng có t ch c cao nh t nh : H t tr n, H t kín. * Ngu ồn g ốc của th ực v ật h ạt k ớn S ti n hóa c a gi i th c v t ó theo xu h ng thi t l p các loài th c v t v i ki u cách phát tri n c nh và phù h p v i s thay i c a s s ng trên m t t, 10 và th c v t h t kín là bi u hi n cao nh t c a quá tr nh ti n húa này. Chúng t o thành th m th c v t ch y u trên b m t Trái t trong k nguyên hi n t i. Th c vt h t kín c t m th y t hai a c c t i xích o, khi mà s s ng c a th c vt là có th duy tr c. Chúng c ng r t ph bi n trong các vùng nông c a các con sông và các h n c ng t, c ng nh có ít h ơn v m t s l ng loài trong các h n c m n hay trong l ng i d ơ ng. Tuy nhiên, các loài th c v t h t kín th y sinh không ph i là các d ng nguyên th y mà c phát sinh ra t các d ng t tiên trung gian trên t li n. G n li n v i s a d ng v n ơi sinh s ng là s dao ng l n v h nh th i chung và ki u sinh tr ng. Ch ng h n, các lo i bèo t m quen thu c che ph b m t các ao h g m có các ch i nh màu xanh l c d ng "t n", g n nh không th hi n s phân bi t gi a các ph n - thân và lá, chúng có mt r ơn m c theo chi u ng xu ng d i n c. Trong khi ó, các cây thân g l n trong r ng có thân cây, có l là sau hàng tr m n m, ó ph t tri n thành mt h th ng tr i r ng bao g m c c cành và nh nh, mang theo nhi u cành con hay nhánh nh v i h ng hà sa s lá, trong khi d i l ng t th h th ng r tr i rng nhi u nh nh c ng chi m m t di n t ch t t ơ ng ơ ng. Gi a hai thái c c này là m i tr ng thái có th t ng t ng c, bao g m các lo i cây thân th o trên m t t và d i n c, là các lo i cây thân b , m c th ng hay dõy leo v cch th c ph t tri n, cõy b i hay cõy thõn g nh và v a ph i và ch ng cú s a dng h ơn nhi u so v i các ngành khác c a th c v t có h t, ch ng h n nh th c vt ht tr n. Cá