Giải chi tiết Sinh học 11 Cánh diều mới bài 12: Cảm ứng ở thực vật
Giải bài 12: Cảm ứng ở thực vật sách sinh học 11 cánh diều. Phần đáp án chuẩn, hướng dẫn giải chi tiết cho từng bài tập có trong chương trình học của sách giáo khoa. Hi vọng, các em học sinh hiểu và nắm vững kiến thức bài học.
MỞ ĐẦU
Quan sát hình 12.1, cho biết khi tay chạm vào cây trinh nữ, cây có phản ứng như thế nào?
Hướng dẫn trả lời:
Khi tay chạm vào cây trinh nữ, lá cây có phản ứng nhanh chóng cụp lại.
HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI
I. KHÁI NIỆM VÀ VAI TRÒ CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT
Câu hỏi 1: Tìm thêm ví dụ về cảm ứng ở thực vật.
Hướng dẫn trả lời:
Một số ví dụ về cảm ứng ở thực vật:
- Hoa của cây hướng dương mọc hướng về phía mặt trời.
- Khi đặt một chậu cây nằm ngang, sau một thời gian, rễ sinh trưởng quay xuống theo chiều của trọng lực (hướng trọng lực dương), còn thân cong lên theo hướng ngược lại (hướng trọng lực âm).
- Khi có côn trùng tiếp xúc, các lông tuyến của cây gọng vó phản ứng lại bằng cách uốn cong, giữ chặt và tiêu hoá con mồi.
- Hoa bồ công anh nở khi có ánh sáng và cụp lại lúc chạng vạng tối.
Câu hỏi 2: Phân tích vai trò cảm ứng đối với thực vật. Cho ví dụ.
Hướng dẫn trả lời:
Phân tích vai trò cảm ứng đối với thực vật: Cảm ứng ở thực vật giúp thực vật tiếp nhận và phản ứng thích hợp với các kích thích từ môi trường, đảm bảo cho thực vật tồn tại và phát triển.
Ví dụ: Cây có tính hướng sáng. Nhờ tính hướng sáng, cây tìm được nguồn ánh sáng để thực hiện quá trình quang hợp giúp tổng hợp nên các chất hữu cơ cung cấp cho các hoạt động sống của cây.
II. ĐẶC ĐIỂM VÀ CƠ CHẾ CỦA CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT
Quan sát hình 12.2, nêu cơ chế phản ứng hướng sáng ở thực vật.
Hướng dẫn trả lời:
Cơ chế phản ứng hướng sáng ở thực vật:
- Thu nhận kích thích: Ánh sáng tác động theo một hướng lên quang thụ thể - phototropin. Loại thụ thể này rất mẫn cảm với ánh sáng xanh dương.
- Dẫn truyền tín hiệu: Sự tương tác giữa ánh sáng xanh dương và phototropin gây ra sự chuyển đổi và dẫn truyền tín hiệu trong tế bào, dẫn tới sự phân bố không đều auxin ở hai phía của chồi đỉnh, trong đó, auxin tập trung ở phía đối diện với hướng ánh sáng.
- Trả lời kích thích: Do sự phân bố auxin không đều, phía đối diện với hướng ánh sáng có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn, gây nên sự uốn cong thân cây về phía hướng ánh sáng.
III. MỘT SỐ HÌNH THỨC BIỂU HIỆN CỦA CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT
Câu hỏi 1: Quan sát hình 12.4, nêu hình thức cảm ứng ở thực vật trong mỗi hình. Cho thêm ví dụ về hướng động.
Hướng dẫn trả lời:
Hình thức cảm ứng ở thực vật trong mỗi hình:
Hình | Hình thức cảm ứng ở thực vật trong mỗi hình |
(a) | Hướng sáng: Thân cây có tính hướng sáng dương (hướng về phía có nguồn ánh sáng). |
(b) | Hướng nước: Rễ cây có tính hướng nước dương (hướng về phía có nguồn nước). |
(c) | Hướng trọng lực: Đỉnh thân hướng trọng lực âm (thân cây mọc hướng lên trên ngược chiều trọng lực). |
(d) | Hướng hóa: Rễ cây mọc hướng về phía có nguồn dinh dưỡng thích hợp và cần thiết cho sự sinh trưởng, phát triển của cây. |
(e) | Hướng tiếp xúc: Tua cuốn của cây bám vào giàn để leo lên. |
Một số ví dụ khác về hướng động ở thực vật:
- Rễ cây có tính hướng trọng lực dương.
- Rễ cây mọc tránh xa nơi có hóa chất độc hại.
- Ống phấn phát triển về phía các chất hóa học do bầu nhụy của hoa tiết ra.
Câu hỏi 2: Quan sát hình 12.5, nêu hình thức cảm ứng ở cây trinh nữ và cây bắt ruồi.
Hướng dẫn trả lời:
Hình thức cảm ứng ở cây trinh nữ: Lá chét của cây trinh nữ cụp lại khi có sự va chạm là hình thức ứng động sức trương. Cụ thể, sự va chạm cơ học tác động lên thụ thể trên màng tế bào, sau đó, kích thích được truyền đến các tế bào gốc lá làm hoạt hóa các bơm ion đưa ion K+ ra khỏi không bào khiến áp suất thẩm thấu của tế bào gốc lá giảm dẫn đến tế bào gốc lá bị mất nước (giảm sức trương). Kết quả lá chét của cây trinh nữ cụp lại.
Hình thức cảm ứng ở cây bắt ruồi: Lá của cây bắt ruồi khép chặt lại khi có sự tiếp xúc của con mổi là hình thức ứng động tiếp xúc. Cụ thể, con mồi tiếp xúc với đầu tận cùng của các lông tuyến trong lá, dẫn đến kích thích lan truyền theo tế bào chất xuống các tế bào phía dưới ở dạng sóng gây ra phản ứng khép lại của lá, giúp khóa chặt con mồi.
Câu hỏi 3: Những hiểu biết về cảm ứng ở thực vật được áp dụng như thế nào trong thực tiễn sản xuất?
Hướng dẫn trả lời:
Ứng dụng những hiểu biết về cảm ứng ở thực vật trong thực tiễn sản xuất:
Các công trình nghiên cứu khoa học về cảm ứng ở thực vật giúp tìm ra các giống cây trồng phù hợp với điều kiện thời tiết, thổ nhưỡng khác nhau. Từ đó, tiến hành nhân giống, trồng và khai thác để năng suất thu hoạch cao hơn.
Ví dụ:
- Ứng dụng của tính hướng sáng: trồng xen canh cây ưa sáng và cây ưa bóng, dùng đèn ánh sáng nhân tạo,…
- Ứng dụng của tính hướng nước: tưới nước vào rãnh xung quanh rễ, tưới nước nhỏ giọt, tưới nước vào buổi sáng hoặc buổi chiều,…
- Ứng dụng của tính hướng tiếp xúc: sử dụng giàn để thúc đẩy sinh trưởng của cây họ Bầu bí.
- Ứng dụng của tính hướng hóa: bón phân nông cho cây có rễ chùm, bón phân sâu cho cây có rễ cọc,…
IV. ỨNG DỤNG CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT TRONG THỰC TIỄN
V. THỰC HÀNH VỀ CẢM ỨNG Ở MỘT SỐ LOÀI CÂY
1. Thí nghiệm và quan sát hiện tượng hướng sáng
Câu hỏi 1: Nhìn vào những bức ảnh đã chụp cây đậu ở mỗi tuần, giải thích tại sao cây đậu phát triển theo những chỗ bìa bị khoét lỗ (hướng ánh sáng).
Hướng dẫn trả lời:
Cây đậu phát triển theo những chỗ bìa bị khoét lỗ (hướng ánh sáng) vì: Lỗ khoét trong hộp giấy tạo ra sự tác động không đều của ánh sáng ở 2 phía của chồi đỉnh, dẫn đến sự phân bố không đều auxin ở hai phía của chồi đỉnh (auxin tập trung ở phía nhận được ít ánh sáng hơn). Kết quả, phía nhận được ít ánh sáng hơn có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn, gây nên sự uốn cong thân cây về hướng có ánh sáng.
Câu hỏi 2: Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 3.
Hướng dẫn trả lời:
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
- Tên thí nghiệm: Thí nghiệm và quan sát hiện tượng hướng sáng.
- Nhóm thực hiện: ………………
- Kết quả và thảo luận:
- Kết quả: Cây đậu phát triển theo những chỗ bìa bị khoét lỗ (hướng ánh sáng
- Giải thích: Lỗ khoét trong hộp giấy tạo ra sự tác động không đều của ánh sáng ở 2 phía của chồi đỉnh, dẫn đến sự phân bố không đều auxin ở hai phía của chồi đỉnh (auxin tập trung ở phía nhận được ít ánh sáng hơn). Kết quả, phía nhận được ít ánh sáng hơn có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn, gây nên sự uốn cong thân cây về hướng có ánh sáng.
- Kết luận: Ngọn cây có tính hướng sáng dương.
2. Thí nghiệm và quan sát hiện tượng hướng trọng lực
Câu hỏi 1: Kết quả ở tư thế nào rễ vẫn theo hướng trọng lực dương còn thân có hướng trọng lực âm. Vì sao?
Hướng dẫn trả lời:
Giải thích hiện tượng ở tư thế nào thì rễ vẫn theo hướng trọng lực dương còn thân có hướng trọng lực âm:
- Ở thân, auxin phân bố nhiều ở mặt dưới, kích thích các tế bào thân phía dưới sinh trưởng mạnh dẫn đến thân cây cong lên phía trên (ngược chiều trọng lực).
- Ngược lại, do các tế bào rễ có độ nhạy cảm cao hơn đối với auxin so với các tế bào ở thân dẫn đến sự phân bố nhiều auxin ở mặt dưới gây ra sự ức chế sinh trưởng của các tế bào rễ, mặt trên ít auxin nên sinh trưởng nhanh hơn. Kết quả rễ cây cong xuống dưới (cùng chiều trọng lực).
Câu hỏi 2: Vì sao ở cây mắm, cây bụt mọc,… một số rễ cây lại không mọc theo hướng đất dương? Vai trò của các rễ đó là gì?
Hướng dẫn trả lời:
Ở cây mắm, cây bụt mọc,… một số rễ cây lại không mọc theo hướng đất dương vì đây chính là hiện tượng biến dạng của rễ để giúp cây thích nghi với điều kiện sống.
Vai trò của các rễ này: Các rễ này thuộc loại rễ thở, mọc ngược lên để giúp lấy O2 cho rễ cây thực hiện hô hấp. Loại rễ này thường xuất hiện ở những cây có phần rễ ngập trong nước, sình lầy (điều kiện thiếu không khí).
Câu hỏi 3: Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 3.
Hướng dẫn trả lời:
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
- Tên thí nghiệm: Thí nghiệm và quan sát hiện tượng hướng trọng lực.
- Nhóm thực hiện: ………………
- Kết quả và thảo luận:
- Kết quả: Ở cả 2 chậu, rễ luôn hướng xuống dưới (cùng chiều trọng lực) còn thân luôn hướng lên trên (ngược chiều trọng lực).
- Giải thích: Ở thân, auxin phân bố nhiều ở mặt dưới, kích thích các tế bào thân phía dưới sinh trưởng mạnh dẫn đến thân cây cong lên phía trên (ngược chiều trọng lực). Ngược lại, do các tế bào rễ có độ nhạy cảm cao hơn đối với auxin so với các tế bào ở thân dẫn đến sự phân bố nhiều auxin ở mặt dưới gây ra sự ức chế sinh trưởng của các tế bào rễ, mặt trên ít auxin nên sinh trưởng nhanh hơn. Kết quả rễ cây cong xuống dưới (cùng chiều trọng lực).
- Kết luận: Rễ cây hướng trọng lực dương còn thân cây hướng trọng lực âm.
LUYỆN TẬP
Câu hỏi 1: Nêu ví dụ về phản ứng của thực vật với sự thay đổi môi trường?
Hướng dẫn trả lời:
Ví dụ về phản ứng của thực vật với sự thay đổi môi trường: Hoa tulip nở ở nhiệt độ . Phản ứng nở hoa của hoa tulip thể hiện rõ khi tăng hay giảm nhiệt độ một cách đột ngột, ví dụ, nhiệt độ giảm xuống
hoa tulip đóng lại, tăng nhiệt độ lên
hoa bắt đầu nở.
Câu hỏi 2: Đặt hạt đậu nảy mầm vào chậu có nhiều lỗ nhỏ có đặt lưới thép phủ mạt cưa ẩm cho kín hạt. Treo nghiêng chậu một thời gian (hình 12.3). Quan sát và giải thích hiện tượng.
Hướng dẫn trả lời:
Hiện tượng: Các rễ cây mọc xuyên qua lỗ thủng của chậu, uốn cong về phía mạt cưa ẩm trong khay (phía thấp hơn của chậu).
Giải thích hiện tượng: Khi treo nghiêng chậu một thời gian, nước sẽ tập trung về phía thấp hơn của chậu. Mà rễ cây vừa có tính hướng trọng lực vừa có tính hướng nước. Do đó, các rễ cây ban đầu sẽ mọc hướng xuống dưới xuyên qua lỗ thủng của chậu do tính hướng trọng lực, sau đó, lại mọc hướng lên trên phía thấp hơn để tìm kiếm nguồn nước do tính hướng nước. Kết quả, các rễ cây mọc xuyên qua lỗ thủng của chậu, uốn cong về phía mạt cưa ẩm trong khay (phía thấp hơn của chậu).
Câu hỏi 3: Vận động hướng động của thực vật có đặc điểm gì?
Hướng dẫn trả lời:
Đặc điểm của vận động hướng động của thực vật:
- Là hình thức phản ứng của cây đối với tác nhân kích thích từ một hướng xác định.
- Là phản ứng vận động sinh trưởng (có sự vận động của các cơ quan, bộ phận tương ứng).
- Tốc độ cảm ứng chậm do liên quan đến sự sinh trưởng của tế bào.
- Xảy ra do tốc độ sinh trưởng không đồng đều của các tế bào tại 2 phía đối diện nhau của cơ quan (thân, cành, rễ).
- Dựa vào phản ứng trả lời kích thích của thực vật, có thể chia hướng động thành hướng động dương (hướng tới nguồn kích thích) và hướng động âm (hướng tránh xa nguồn kích thích).
Câu hỏi 4: Hoàn thành bảng 12.1 theo mẫu.
Bảng 12.1. Một số kiểu hướng động ở thực vật
Hướng động được mô tả | Tên hướng động Dương (+)/Âm (-) | Ý nghĩa sinh học |
a. Thân non mọc hướng về phía có ánh sáng | ? | ? |
b. Thân cây mọc ngược chiều với lực hút của Trái Đất | ? | ? |
c. Rễ mọc hướng về nguồn nước | ? | ? |
d. Rễ mọc hướng xuống đất | ? | ? |
e. Các tua (lá biến dạng) chạm và cuốn xung quanh giàn leo | ? | ? |
d. Cây dây leo cuốn xung quanh thân cây gỗ trong rừng nhiệt đới | ? | ? |
h. Ống phấn phát triển về phía các chất hóa học do bầu nhụy của hoa tiết ra | ? | ? |
Hướng dẫn trả lời:
Hướng động được mô tả | Tên hướng động Dương (+)/Âm (-) | Ý nghĩa sinh học |
a. Thân non mọc hướng về phía có ánh sáng | Hướng sáng (+) | Cây lấy được nhiều ánh sáng cho quang hợp. |
b. Thân cây mọc ngược chiều với lực hút của Trái Đất | Hướng trọng lực (-) | Cây lấy được nhiều ánh sáng cho quang hợp. |
c. Rễ mọc hướng về nguồn nước | Hướng nước (+) | Cây lấy được nước cho các hoạt động sống của cây. |
d. Rễ mọc hướng xuống đất | Hướng trọng lực (+) | Cây bám chắc xuống đất để giúp cây đứng vững và tìm kiếm được nguồn nước, khoáng cho cây. |
e. Các tua (lá biến dạng) chạm và cuốn xung quanh giàn leo | Hướng tiếp xúc (+) | Cây leo được lên giàn để có nhiều không gian và nguồn sáng cho sự sinh trưởng của cây. |
d. Cây dây leo cuốn xung quanh thân cây gỗ trong rừng nhiệt đới | Hướng sáng (+) Hướng tiếp xúc (+) | Cây leo được lên cao để có nhiều không gian và nguồn sáng cho sự sinh trưởng của cây. |
h. Ống phấn phát triển về phía các chất hóa học do bầu nhụy của hoa tiết ra | Hướng hóa (+) | Ống phấn phát triển về phía bầu nhụy để đưa giao tử đực vào noãn thực hiện quá trình thụ tinh với giao tử cái. |
Câu hỏi 5: Hướng động khác với ứng động ở đặc điểm nào?
Hướng dẫn trả lời:
Tiêu chí | Hướng động | Ứng động |
Tác nhân kích thích | Tác nhân kích thích theo một hướng xác định. | Tác nhân kích thích không định hướng. |
Tốc độ cảm ứng | Chậm hơn. | Nhanh hơn. |
Cơ chế | Là phản ứng vận động sinh trưởng: Do tốc độ sinh trưởng không đồng đều của các tế bào tại 2 phía đối diện nhau của cơ quan đáp ứng (thân, cành, rễ). |
|
Vai trò | Giúp cây thích ứng với sự biến động có hướng của môi trường. | Giúp cây thích ứng với sự biến động vô hướng của môi trường. |
VẬN DỤNG
Một số loại cây trồng thường được chăm sóc bằng một trong những biện pháp sau: vun gốc, làm giàn, bón phân ở gốc, làm rãnh tưới nước, tỉa thưa cây để có năng suất cao. Dựa vào hiểu biết về cảm ứng, giải thích cơ sở khoa học của những biện pháp trên.
Hướng dẫn trả lời:
Biện pháp | Cơ sở khoa học của biện pháp |
Vun gốc | Biện pháp này dựa vào tính hướng đất: Việc vun gốc sẽ giúp có đủ đất lấp kín phần rễ, từ đó, bộ rễ của cây phát triển khỏe mạnh, tránh rửa trôi chất dinh dưỡng để cây hấp thụ được đầy đủ nước và chất khoáng. |
Làm giàn | Biện pháp này dựa vào tính hướng tiếp xúc của cây: Việc làm giàn cho cây thân leo giúp cây có đủ không gian và nguồn ánh sáng thích hợp để thúc đẩy sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng. |
Bón phân ở gốc | Biện pháp này dựa vào tính hướng hóa của cây: Việc bón phân ở gốc sẽ giúp kích thích bộ rễ sinh trưởng theo cả chiều rộng và chiều sâu, từ đó, cây hấp thụ được đầy đủ nước và chất khoáng. Khi bón phân ở gốc cần phối hợp các đặc điểm của cây: bón phân nông cho cây có rễ chùm, bón phân sâu cho cây có rễ cọc. |
Làm rãnh tưới nước | Biện pháp này dựa vào tính hướng nước của cây: Việc làm rãnh tưới nước sẽ giúp kích thích bộ rễ sinh trưởng theo cả chiều rộng và chiều sâu, từ đó, cây hấp thụ được đầy đủ nước và chất khoáng. Đồng thời, việc làm rãnh tưới nước cũng giúp giữ kết cấu đất, không bào mòn đất và không gây rửa trôi chất dinh dưỡng,… |
Tỉa thưa cây | Biện pháp này dựa vào tính hướng sáng của cây: Việc tỉa thưa cây đảm bảo duy trì mật độ cây thích hợp để giúp cây phát triển tán nhằm hấp thu tối đa được nguồn ánh sáng cho quang hợp. Đồng thời, biện pháp này cũng đảm bảo các điều kiện khác như nhiệt độ, độ ẩm, dinh dưỡng khoáng,… phù hợp cho sự sinh trưởng, phát triển của cây. Kết quả là cây sẽ sinh trưởng và phát triển tốt hơn, cho năng suất cao hơn. |