Bài giảng Sinh lý học thực vật

ủ 
nghỉ có thể chịu được nhiệt độ lên đến 100oC trong thời gian ngắn. Các mô quả thường chịu 
nhiệt độ cao hơn các mô khác. 
Triệu chứng bị hại và thương tổn ở nhiệt độ cao 
- Với các cây con, triệu chứng bị hại giống như triệu chứng nhiễm nấm bệnh gây thối 
nhũn cây và thường gặp ở cây lanh, lúa mạch, lúa mì, đậu đỗ 
- Lá bị hại: Biểu hiện bị hại ở lá là thường mất màu hay có thể bị biến dạng, các mép 
lá bị hỏng và chết hoại như lan ra toàn lá như ở khoai tây, rau diếp, bắp cải 
- Nguyên nhân gây chết ở nhiệt độ cao trước hết và quan trọng nhất là protein bị bíên 
tính, bị phân huỷ giải phóng NH3 gây độc amon cho cây. Việc giảm hàm lượng N-protein, 
tích luỹ amoniac và tích luỹ N-phi protein có thể coi là nguyên nhân quan trọng dẫn đến 
thương tổn làm chết cây. 
- Hệ thống màng bị thương tổn: Do sự biến tính của protein mà làm mất hoạt tính của 
hệ thống màng sinh học và hệ thống enzym. Sự thương tổn màng dẫn đến hiện tượng rò rỉ 
các chất ra ngoài màng tế bào, phá huỷ chức năng bình thường của hệ thống màng. Hoạt 
động trao đổi chất bị rối loạn, quá trình phân huỷ chiếm ưu thế 
- Các hoạt động sinh lý của cây khi gặp nhiệt độ cao đều rối loạn như ức chế quang 
hợp vì lục lạp và diệp lục bị phân huỷ, hô hấp vô hiệu, mất cân bằng trong trao đổi 
nướcDo đó, quá trình sinh trưởng và phát triển của cây bị ức chế, nhất là quá trình thụ 
tinh không xảy ra bình thường làm hạt lép và giảm năng suất 
c. Các kiểu chịu nóng của thực vật 
Tính chịu nóng phụ thuộc vào đặc điểm di truyền, pha sinh trưởng và phát triển của 
giống, loài thực vật. Thực vật đã có những thích nghi khác nhau để chống lại tác động của 
nóng. 
- Thoát hơi nước để hạ nhiệt độ cơ thể: Thực vật thuộc nhóm này có hệ rễ phát triển 
mạnh, sâu vào đất, có thể đạt đến mạch nước ngầm, đảm bảo đủ nước cho cây thoát hơi 
nước với cường độ cao khi bị nóng. 
- Chịu nóng cao nhờ sự bền vững hoá lý của hệ keo sinh chất: Đại diện nhóm này là 
thực vật mọng nước sống ở sa mạc khô và nóng. Tế bào chất của chúng có độ nhớt cao, 
vượt xa độ nhớt của những cây chịu hạn khác. Độ nhớt cao cùng hàm lượng nước liên kết 
cao là đặc trưng của sinh chất của thực vật mọng nước. 
d. Cơ chế hóa sinh của tính chịu nóng 
Cơ sở hoá sinh của tính chịu nóng là khả năng khử độc cao và khả năng phục hồi 
nhanh chóng những hư hại sau khi nhiệt độ cao ngừng tác động. Đặc biệt là sự xuất hiện các 
protein sốc đặc hiệu, đồng thời giảm protein vốn được hình thành ở điều kiện bình thường. 
Trong thời gian nhiệt độ cao tác động, tính thấm của màng sinh chất tăng lên. Sự tồn tại các 
protein sốc có tác dụng ổn định màng sinh chất, hạn chế sự gia tăng tính thấm của nó. Ngoài 
các protein gây sốc, trong bộ gen còn có mã hoá chương trình liên quan với sự thử thách 
stress. Khi bị stress, trong tế bào tăng cường tổng hợp hydrocacbon và các axit amin như 
prolin có khả năng tăng khả năng giữ nước và gia tăng áp suất thẩm thấu nội bào. Nhờ vậy, 
tế bào chất được ổn định, và cấu trúc của tế bào không bị hư hại trong thời gian nhiệt độ cao 
tác động. 
e. Các biện pháp tăng tính chịu nóng của thực vật 
Qua nghiên cứu thực nghiệm, các nhà kha học đã đề xuất một số biện pháp sau: 
97 
- Chọn tạo giống cây trồng chịu nóng: Chọn, tạo các giống cây trồng chịu nóng theo 
đặc điểm di truyền và sử dụng công nghệ sinh học có nhiều triển vọng. 
- Sử dụng phân bón hợp lý và một số hoá chất: Giống như đối với hạn, người ta sử 
dụng các biện pháp bón phân hợp lý, không bón đạm, bón kali khi cây bị nóng tác động để 
cây tăng khả năng giữ nước và giảm thiểu khả năng mất nước của mô. Một số hoá chất có 
khả năng giảm thiểu tác hại của nhiệt độ cao và tăng tính chịu nóng của cây. Có thể cung 
cấp cho cây trước mùa khô nóng để bảo vệ cây các chất như đường, prolin, vitamin C, axit 
glutamic, uraxil, ATP cùng các chất dinh dưỡng khoáng. Đặc biệt các chất tham gia trao đổi 
chất axit nucleic như adenin có khả năng tăng tính chịu nóng tốt nhất cho cây. Trong các 
chất điều hoà sinh trưởng, kinetin có tác dụng tốt, gia tăng tính chịu nóng của cơ thể thực 
vật. Một số nguyên tố vi lượng như kẽm, mangan, đồng cũng có khả năng tăng tính chịu 
nóng của thực vật. 
- Luyện tính chịu nóng của cây mầm 
8.2.3. Tính chịu rét 
a. Định nghĩa 
Là khả năng của cây chịu được tác động của rét trong thời gian dài. Thực vật ôn đới 
chịu rét tốt, thực vật á nhiệt đới và nhiệt đới chịu rét kém. Mức độ chịu rét là khác nhau tuỳ 
theo giống, loài và theo pha phát triển của cá thể thực vật. Tại Việt Nam vào mùa đông, từ 
tháng 11 đến tháng 3 năm sau, thường có các đợt gió mùa đông bắc gây rét, ở một số địa 
phương miền núi phía bắc, có khi nhiệt độ không khí hạ xuống đến gần 0oC. Nhiệt độ tụt 
xuống đến 10-12oC (rét hại) đã gây tổn thất nghiêm trọng cho ngành trồng trọt, nhất là trà 
mạ lúa đông xuân thường bị chết nhiều. 
b. Phân biệt hai mức tác động của nhiệt độ thấp 
Phân biệt hai mức chịu nhiệt độ thấp tương ứng với mức chống chịu của thực vật: 
chống chịu nhiệt độ dương thấp (>0oC) gọi là tính chịu rét và chống chịu nhiệt độ thấp dưới 
0oC gọi là tính chịu băng giá. 
c. Tác hại của rét đối với cơ thể thực vật 
Giới hạn nhiệt độ thấp bị hại 
Đa số các thực vật nhiệt đới có giới hạn nhiệt độ thấp bị hại là 10-12oC. Dưới nhiệt 
độ đó, các cây trồng có thể chết. Các thực vật nhiệt đới mẫn cảm với nhiệt độ thấp hơn 
nhiều so với thực vật ôn đới. Các cây trồng ôn đới có nhiệt độ thấp gây hại khoảng 0-5oC. 
Tuy nhiên nhiều thực vật qua được mùa đông trong điều kiện tuyết phủ và đóng băng. Cây 
thông có thể tồn tại suốt mùa đông ở -40oC nhưng chúng chết vào mùa hè khi nhiệt độ hạ 
xuống 1-2oCvì mùa đông chúng ở trong tình trạng ngủ nghỉ nên có khả năng chịu lạnh tốt 
hơn 
- Tác hại của lạnh còn phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của cây. Thực vật ở trạng 
thái ngủ nghỉ có khả năng chịu lạnh tốt nhất. 
Hệ thống chất nguyên sinh bị thương tổn 
- Độ nhớt chất nguyên sinh tăng mạnh khi gặp lạnh làm cản trở các hoạt động sống 
trong tế bào. 
-Hệ thống màng sinh học trong chất nguyên sinh bị thương tổn. Đây có thể xem là 
biến đổi quan trọng nhất có thể gây ra sự chết cho cây. Đối với thực vật kém chịu lạnh thì 
nhiệt độ hạ thấp làm thay đổi trạng thái của màng từ trạng thái lỏng sang trạng thái rất linh 
động, hoạt động sống mạnh, chuyển sang trạng thái đông đặc lại kém linh động và không 
duy trì hoạt động bình thường. Nhiệt độ tại đó trạng thái màng chuyển từ lỏng sang rắn gọi 
là nhiệt độ chuyển pha. Mỗi thực vật có một nhiệt độ chuyển pha nhất định. Với thực vật 
98 
mẫn cảm nhiệt độ, nhiệt đô chuyển pha khoảng 10-12oC. Các thực vật chịu lạnh có nhiệt độ 
chuyển pha thấp hơn nhiều. Dưới nhiệt độ chuyển pha thì cấu trúc màng bị phá huỷ và phá 
huỷ các quá trình trao đổi chất và năng lượng trong tế bào và trong cây. 
Thành phần lipit cấu trúc màng có ý nghĩa quan trọng quyết định tính bền vững của 
màng. 
Các hoạt động sinh lý bị ức chế mạnh 
- Quang hợp bị giảm mạnh vì lục lạp và diệp lục bị phá huỷ, sản phẩm quang hợp ứ 
đọng trong lá 
- Hô hấp bị ức chế nên thiếu năng lượng cho hoạt động sống và chống rét. 
- Cân bằng nước phá huỷ, cây mất cân bằng nước dẫn đến hạn sinh lý và bị héo. 
Nhiều cây trồng khi nhiệt độ hạ thấp dưới 10oC thì bị héo và chết 
- Dòng vận chuyển chất hữu cơ bị kìm hãm làm giảm năng suất kinh tế 
Quá trình sinh trưởng phát triển và hình thành năng suất cũng bị ức chế mạnh 
- Lạnh làm chậm sự nảy mầm của hạt, chậm sinh trưởng, giảm khả năng đẻ nhánh 
- Hạt phấn không nảy mầm, ống phấn không sinh trưởng được nên thụ tinh không 
thực hiện được, hạt lép và giảm năng suất nghiêm trọng. 
Tuỳ theo mức độ giảm nhiệt độ và khả năng chịu lạnh mà năng suất giảm nhiều hay 
ít. 
d. Kiểu thích nghi của thực vật đối với tác động của rét 
Những cây chịu rét duy trì được tính ổn định của màng, có tỷ lệ cao các axit béo 
không no. Tế bào chất của thực vật chịu rét có khả năng giữ nước cao, tổng hợp các chất 
thẩm thấu như axit amin prolin, saccarose và đặc biệt hình thành các protein gây sốc. 
e. Biện pháp khắc phục tác hại của rét cho cây trồng 
Ngoài biện pháp cơ bản là chọn tạo các giống cây trồng chịu rét, các biện pháp nông 
sinh có thể có tác dụng giúp cây biểu hiện tiềm năng di truyền về chống chịu, giảm thiểu tác 
hại của rét đối với đời sống cây trồng. 
Chuyển dịch mùa vụ là biện pháp khả thi tránh tác động của rét đối với cây trồng 
kém chịu rét. 
Có thể tăng khả năng chịu rét của thực vật nhiệt đới bằng cách luyện hạt đã nhú mầm 
ở nhiệt độ thấp (1-5oC) trong thời gian 12giờ và ở nhiệt độ cao hơn (10-20oC). 
Bón phân hợp lý như bón phân kali, photpho không bón nitơ khi cây đang bị rét tác 
động. Có thể sử dụng các nguyên tố vi lượng khoảng 0,25% hay dung dịch nitrat amon đối 
với hạt cây bông ngâm trong hai giờ hoặc dùng dung dịch xytokinin. 
 CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. Phân tích những quy luật chung của sinh lý chống chịu của thực vật. So sánh cây 
có khả năng chống chịu và cây không có khả năng chống chịu? 
2. Bản chất quá trình chịu nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp của cây. So sánh phản ứng 
của hai nhóm cây này. Phân tích cơ sở khoa học của các biện pháp nâng cao khả năng chịu 
nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp của cây? 
3. Tác hại của hạn và bản chất tính chịu hạn của cây. Mối hệ giữa tính chịu hạn với 
tính chịu nóng, chịu rét. Cơ sở khoa học của các biện pháp nâng cao tính chịu hạn của cây? 
4. Tác hại của mặn và bản chất tính chịu mặn của cây? 
5. Tính miễn dịch của cây là gì? Tác hại của bệnh cây và các biện pháp phòng trừ? 
99 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Trần Đăng Kế, Nguyễn Như Khanh (2000), Sinh lý học thực vật. NXB Giáo dục. 
2. Nguyễn Như Khanh, Nguyễn Lương Hùng (2007), Giáo trình sinh lý học thực vật, NXB 
Đại Học Sư Phạm. 
3. Nguyễn Bá Lộc, Lê Thị Trĩ (1997). Giáo trình sinh lý học thực vật. NXB Giáo dục Hà Nội. 
4. Hoàng Minh Tấn (chủ biên) – Vũ Quang Sáng - Nguyễn Quang Thạch (2006), Giáo trình 
sinh lý thực vật, NXB Nông nghiệp. 
5. Bùi Trang Việt (2002), Sinh lý thực vật đại cương - Phần I: Dinh dưỡng, NXB ĐHQG 
TP.HCM. 
6. Bùi Trang Việt (2000), Sinh lý thực vật đại cương - Phần II: Phát triển, NXB ĐHQG 
TP.HCM. 
7. Vũ Văn Vụ, Vũ Thanh Tâm, Hoàng Minh Tấn (1999), Sinh lý học thực vật, NXB Giáo dục. 
100 
MỤC LỤC 
LỜI NÓI ĐẦU .......................................................................................................................................... 1 
Chương 1 SINH LÝ TẾ BÀO THỰC VẬT ......................................................................................... 2 
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG ................................................................................................................... 2 
1.2. CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA TẾ BÀO THỰC VẬT ...................................................... 2 
1.3. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CHẤT NGUYÊN SINH ......................................................... 8 
1.4. ĐẶC TÍNH VẬT LÝ VÀ HÓA KEO CỦA CHẤT NGUYÊN SINH .......................................... 9 
1.5. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA TẾ BÀO THỰC VẬT .................................................................. 10 
Chương 2 SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT ............................................................................ 14 
2.1. NƯỚC TRONG CÂY VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG CỦA THỰC VẬT . 14 
2.2. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT ....................................................................................... 16 
2.3. SỰ THOÁT HƠI NƯỚC ............................................................................................................. 19 
Chương 3 QUANG HỢP CỦA THỰC VẬT BẬC CAO .................................................................. 24 
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ QUANG HỢP ................................................................................... 24 
3.2. BỘ MÁY QUANG HỢP CỦA THỰC VẬT ............................................................................... 24 
3.3. CƠ CHẾ QUANG HỢP ............................................................................................................... 26 
3.4. QUANG HỢP VÀ NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG ....................................................................... 32 
Chương 4. HÔ HẤP CỦA THỰC VẬT .............................................................................................. 35 
4.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HÔ HẤP CỦA THỰC VẬT............................................................. 35 
4.2. TY THỂ VÀ BẢN CHẤT HÔ HẤP ............................................................................................ 36 
4.3. MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ HOẠT ĐỘNG SỐNG CỦA CÂY .................................. 44 
Chương 5 SỰ VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN BỐ CÁC CHẤT ĐỒNG HÓA TRONG CÂY ........... 47 
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG ................................................................................................................. 47 
5.2. DÒNG VẬN CHUYỂN VẬT CHẤT THEO MẠCH GỖ .......................................................... 47 
5.3. DÒNG VẬN CHUYỂN THEO MẠCH LIBE (FLOEM) ........................................................... 48 
Chương 6 DINH DƯỠNG KHOÁNG VÀ NITƠ Ở THỰC VẬT ................................................... 51 
6.1. KHÁI NIỆM CHUNG ................................................................................................................. 51 
6.2. VAI TRÒ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ KHOÁNG ......................................................................... 53 
6.3. SỰ HẤP THU VÀ VẬN CHUYỂN CHẤT KHOÁNG TRONG CÂY ...................................... 59 
6.4. CƠ SỞ CỦA VIỆC BÓN PHÂN HỢP LÝ .................................................................................. 61 
Chương 7 SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT ................................................ 64 
7.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT ................. 64 
7.2. CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN Ở THỰC VẬT ............................... 65 
7.3. SINH TRƯỞNG VÀ PHÂN HÓA TẾ BÀO. NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT ............. 76 
7.4. SỰ NẢY MẦM CỦA HẠT ........................................................................................................ 79 
7.5. SỰ HÌNH THÀNH HOA ............................................................................................................. 80 
7.6. SỰ HÌNH THÀNH QUẢ VÀ SỰ CHÍN CỦA QUẢ .................................................................. 84 
7.7. SỰ RỤNG CỦA CƠ QUAN ....................................................................................................... 86 
7.8. SỰ TIỀM SINH ........................................................................................................................... 87 
Chương 8 TÍNH CHỐNG CHỊU CỦA THỰC VẬT ........................................................................ 91 
8.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TÍNH CHỐNG CHỊU CỦA THỰC VẬT ....................................... 91 
8.2. MỘT SỐ TÍNH CHỐNG CHỊU CHỦ YẾU CỦA THỰC VẬT ................................................. 91 
Trang