Tài liệu Củng cố và mở rộng kiến thức về hormon thực vật qua xây dựng hệ thống câu hỏi

MỤC LỤC Tran g PHẦN A: MỞ ĐẦU I. Lí do chọn đề tài II. Mục đích nghiên cứu III. Đối tượng nghiên cứu IV. Phương pháp nghiên cứu PHẦN B: NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I. Cơ sở lí luận II. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm III. Giải pháp thực hiện 1. Hormon thực vật 1.1. Auxin 1.2. Giberelin 1.3. Xitokinin 1.4. Axit abxixic 1.5. Etylen 2. Ứng dụng của hormon thực vật IV. Kết quả thực nghiệm sư phạm PhÇn C: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I. KÕt luËn II. KiÕn nghÞ Tµi liÖu tham kh¶o 2 2 2 2 3 5 5 5 6 9 11 14 15 17 21 21 22 PhÇn A: mỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Sinh học là một môn khoa học tự nhiên nghiên cứu về thế giới sống, tìm hiểu bản chất các hiện tượng, quá trình, quy luật trong thế giới sống, làm cơ sở khoa học cho con người nhận thức và điều khiển sự phát triển của sinh vật, nhằm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp, đáp ứng ngày càng cao và đa dạng của con người. 1 Trong chương trình sinh học lớp 11 Trung học phổ thông có nội dung mang tính ứng dụng rất cao là: hormon thực vật. Đây là nội dung có nhiều kiến thức gắn liền với cuộc sống, gợi cho học sinh hứng thú tìm hiểu kiến thức và vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn sản xuất nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp. Tuy nhiên, đây là nội dung khá khó đối với cả người dạy và người học, nhất là phần kiến thức vận dụng vào thực tiễn sản xuất nông nghiệp. Vì vậy để dạy tốt phần này đòi hỏi giáo viên bên cạnh những kiến thức lí thuyết, còn cần phải có hiểu biết về các lĩnh vực ứng dụng của hormon thực vật trong thực tiễn sản xuất nông nghiệp. Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, nên khi tiến hành nghiên cứu viết sáng kiến, tôi đã mạnh dạn chọn đề tài: “Củng cố và mở rộng kiến thức về hormon thực vật qua việc xây dựng hệ thống câu hỏi”, nhằm góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy môn Sinh học THPT. II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Hệ thống được toàn bộ nội dung trong phần hormon thực vật và các vấn đề liên quan qua việc xây dựng hệ thống câu hỏi về hormon thực vật để trở thành nguồn tài liệu cho giáo viên và học sinh THPT III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU * Đối tượng nghiên cứu : đội tuyển học sinh giỏi môn sinh và học sinh khối 11 trường THPT Trần Ân Chiêm mà tôi trực tiếp giảng dạy. IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu qua các tài liệu. Đối với đề tài xây dựng câu hỏi về hormon thực vật thì phương pháp nghiên cứu các tài liệu là phương pháp quan trọng. Tài liệu càng phong phú, đa dạng thì khả năng hệ thống câu hỏi càng nhanh và chất lượng. Cần phải đa dạng hóa các nguồn tài liệu như: giáo trình sinh lí thực vật, hormon và các chất điều tiết dành cho sinh viên Đại học, các tài liệu về chuyên đề bồi dưỡng giáo viên,bộ đề thi học sinh giỏi các cấp... Từ các nguồn tư liệu đã khai thác được, tiến hành phân tích, tổng hợp rồi từ đó xây dựng các câu hỏi và đáp án. 2. Nghiên cứu qua khai thác thông tin trên internet. 2 Nghiên cứu qua khai thác thông tin trên internet ngày càng trở nên phổ biến và không thể thiếu. Vì trên mạng có rất nhiều thông tin chúng ta cần và dễ dàng tìm thấy mà các cách khác khó mà đáp ứng được. Đặc biệt khi khai thác các kênh hình rất nhanh và thuận tiện. 3. Nghiên cứu qua trao đổi kinh nghiệm. Nghiên cứu qua trao đổi kinh nghiệm, học hỏi các đồng nghiệp. Với phương pháp này giúp cập nhật nhiều kiến thức mới mà thực tiễn gặp phải. Đây là phương pháp quan trọng nhất đối với chuyên đề này. 4. Phương pháp đánh giá qua thực tiễn sư Qua tực tế giảng dạy, ta sẽ thu được phản hồi từ học sinh. Từ kết quả học tập của học sinh giúp giáo viên điều chỉnh số lượng và chất lượng các câu hỏi sao cho phù hợp với năng lực của học sinh. PHẦN B: NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I. CƠ SỞ LÍ LUẬN Sinh trưởng và phát triển là kết quả hoạt động tổng hợp của các hoạt động sinh lý xảy ra trong cây. Sinh trưởng và phát triển là hai mặt biến đổi về lượng và biến đổi về chất có quan hệ mật thiết với nhau, đan xen nhau được thể hiện trong hai giai đoạn sinh trưởng phát triển sinh dưỡng và sinh trưởng phát triển sinh sản,.. Nhân tố có ý nghĩa quyết định điều chỉnh quá trình sinh trưởng và phát triển của cây là sự điều chỉnh bằng hormon. Các chất thuộc nhóm kích thích sinh trưởng gồm có auxin, gibberellin, xytokinin,... kích thích sự hình thành và sinh trưởng của các cơ quan dinh dưỡng ; còn các chất ức chế sinh trưởng gồm axit abxixic, etylen,... ức chế sinh trưởng của các cơ quan dinh dưỡng, đồng thời kích thích sự hình thành, phát triển của các cơ quan sinh sản và dự trữ. Sự cân bằng chung giữa hai tác nhân kích thích và ức chế đó có ý nghĩa rất quan trọng trong điều chỉnh sự phát triển của cây. Còn cân bằng riêng giữa hai hoặc vài hormon riêng biệt sẽ điều chỉnh từng quá trình sinh trưởng phát triển độc lập. Con người có thể điều chỉnh các cân bằng đó theo hướng có lợi cho mình. Ngày nay, có rất nhiều chất điều hòa sinh trưởng tổng hợp được sử dụng rộng rãi nhằm điều chỉnh quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng làm tăng năng suất và phẩm chất nông sản. 3 Sự tương quan giữa các cơ quan đang sinh trưởng tạo nên tính toàn vẹn của thực vật. Sự tương quan kích thích xảy ra giữa các cơ quan với nhau như mối quan hệ tương quan kích thích giữa hệ thống rễ và thân lá. Sự hình thành quả được bắt đầu bằng sự thụ phấn và thụ tinh. Hạt phấn nảy mầm hình thành ống phấn xuyên qua bầu vùi nhụy vào noãn là do các chất kích thích (auxin) có trong hạt phấn và núm nhụy. Phôi hạt là cơ quan sản sinh ra hormon auxin và gibberellin cung cấp cho bầu để kích thích bầu lớn lên thành quả.. Sự chín của quả là một quá trình biến đổi hóa sinh và sinh lý sâu sắc và nhanh chóng trong quả gắn liền với các biến đổi về mầu sắc, độ mềm, mùi vị,... Biến đổi sinh lý đặc trưng là tăng hô hấp bột phát trong quả và thay đổi cân bằng hormon theo hướng giảm auxin và tăng etylen rất nhanh. Sự rụng lá, hoa, quả là một phản ứng thích nghi của cây. Các điều kiện ngoại cảnh « stress » như nhiệt độ quá cao và thấp, hạn hoặc úng, sâu bệnh,... đều cảm ứng sự rụng. Sự rụng được điều chỉnh bởi cân bằng hormon của auxin/ABA+etylen. Muốn kìm hãm sự rụng thì ta xử lý các chất auxin, còn muốn làm nhanh sự rụng thì ta xử lý etylen. Trạng thái ngủ nghỉ thường là giai đoạn cuối cùng của đời sống. Nó là một trạng thái và phản ứng thích nghi của cây đối với điều kiện bất thuận cho sinh trưởng, cũng như để duy trì nòi giống. Dựa trên các nguyên nhân gây nên ngủ nghỉ, người ta đề xuất các biện pháp xử lý trạng thái ngủ nghỉ có lợi cho con người. Để kéo dài thời kỳ ngủ nghỉ trong bảo quản thì người ta xử lý chất ức chế nẩy mầm ; còn khi cần nhân giống người ta tiến hành phá ngủ bằng cách sử dụng hàng loạt các biện pháp như : xử lý GA, bảo quản lạnh, tác động cơ học làm nứt vỡ vỏ. Tóm lại, hormon thực vật và các nội dung liên quan tham gia điều tiết tất cả các hoạt động của cây. Trên cơ sở các hiểu biết về vai trò của hormon thực vật, người ta có thể điều chỉnh sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng theo hướng có lợi cho con người. II. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM. Nhân tố có ý nghĩa quyết định điều chỉnh quá trình sinh trưởng và phát triển của cây là sự điều chỉnh bằng hormon. Vì vậy, những hiểu biết sâu sắc về hormon 4 thực vật rất có ý nghĩa trong việc điều chỉnh sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng theo hướng có lợi cho con người, làm tăng năng suất và chất lượng nông sản. Tuy nhiên, khi dạy - học phần này giáo viên - học sinh thường gặp một số khó khăn sau : + Thông tin có trong sách giáo khoa và sách tham khảo về hormon thực vật còn khá khái quát và chưa sâu sắc, đặc biệt là kiến thức về phần ứng dụng. + Nội dung về hormon thực vật trong các tài liệu thường phân tán. + Đặc biệt là giáo viên và học sinh thiếu rất nhiều kinh nghiệm thực tiễn nông nghiệp, do nhiều giáo viên và học sinh không trực tiếp làm nông nghiệp. Do đó, khi giáo viên dạy về phần ứng dụng hormon thực vật trong thực tiễn sản xuất thường cảm thấy lúng túng, thiếu tự tin và có ít ví dụ minh. Trên đây là lí do để tôi chọn đề tài : “Củng cố và mở rộng kiến thức về hormon thực vật qua việc xây dựng hệ thống câu hỏi” nhằm nâng cao chất lượng dạy - học. III. GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Sau một thời gian tìm tòi, tổng hợp tài liệu, tôi đã tuyển chọn và xây dựng được 25 câu hỏi về hormon thực vật. 1. HORMON THỰC VẬT: Câu 1: Nêu khái niệm và các đặc điểm chung của hormon thực vật ? - Hormon thực vật (phytohormon) là các chất hữu cơ do bản thân cơ thể sản sinh ra có tác dụng điều tiết sự hoạt động của cây. - Hormon thực vật được chia thành 2 nhóm: kích thích sinh trưởng (auxin, xitokinin, giberelin), ức chế sinh trưởng (axit abxixic, etilen). - Phytohormon có các đặc điểm chung sau: + Là những hợp chất hữu cơ phân tử lượng thấp, thường nhỏ hơn hormon động vật. Điều này giúp cho hormon thực vật dễ di chuyển trong cây hơn. - Được tạo ra ở một nơi nhưng gây ra phản ứng trong tế bào hoặc mô ở một nơi khác trong cây. Ví dụ : auxin sinh ra ở đỉnh ngọn, nhưng tác động ở rễ. + Với nồng độ thấp nhưng gây ra những biến đổi mạnh mẽ trong cây. + Trong cây, hormon được vận chuyển theo mạch gỗ và mạch libe. 5 + Hệ phytohormon ít chuyên hóa hơn so với hormon động vật bậc cao, nơi có tuyến nội tiết riêng biệt 1.1. Auxin Câu 2: Tại sao auxin có tác dụng kích thích quá trình sinh trưởng dãn dài của tế bào ? Auxin có tác dụng kích thích mạnh quá trình dãn của của tế bào, làm cho tế bào phình to lên chủ yếu theo hướng ngang. Sự dãn của các tế bào gây nên sự tăng trưởng của cơ quan và toàn cơ thể. Vì: Auxin có tác dụng kích hoạt bơm H+, bơm H+ từ tế bào chất ra thành tế bào và hoạt hóa enzym pectinaza để cắt đứt các cầu nối ngang giữa các phân tử xenluloza, các sợi xenluloza trở lên lỏng lẻo và có thể trượt lên nhau khi có lực dãn. Dưới tác dụng của áp suất thẩm thấu của nước, tế bào sẽ được kéo dãn ra. Ngoài ra auxin còn hoạt hóa sự tổng hợp các chất tham gia cấu tạo nên chất nguyên sinh và thành tế bào. Auxin làm dãn thành tế bào Câu 3: Rễ bên và rễ phụ được hình thành như thế nào dưới tác động của auxin ? Nồng độ auxin cao khởi động quá trình hình thành rễ bên (nhánh) và rễ phụ: Các rễ bên xuất hiện ở bên trên miền dãn dài, miền lông hút và có nguồn gốc từ các nhóm nhỏ các tế bào trong rễ trụ. Auxin kích thích các tế bào rễ trụ ấy phân chia. Các tế bào đang phân chia dần tạo nên đỉnh rễ, rễ bên sinh trưởng xuyên qua vỏ và biểu bì . Các rễ phụ có thể xuất hiện trong nhiều vị trí, dưới tác động của auxin các tế bào trưởng thành bị phản phân hóa, khôi phục lại hoạt tính phân bào, phát triển thành mô phân sinh đỉnh rễ và hình thành rễ bên. 6 Với nghề làm vườn và công nghệ nuôi cấy mô thì hiệu ứng kích thích của auxin đối với sự hình thành các rễ phụ có nhiều ứng dụng trong việc nhân giống sinh sản sinh dưỡng của cây bằng cành: giâm, chiết và nuôi cấy mô. Auxin kích thích ra rễ phụ.(bên trái: có auxin, bên phải: không có auxin) Câu 4: Hãy sử dụng kiến thức về hormon thực vật để giải thích hiện tượng hướng quang dương ở ngọn ? Auxin tham gia vào nhiều phản ứng hướng động và ứng động của cây, trong đó có phản ứng hướng quang dương của ngọn. Khi ngọn chịu tác động ánh sáng một chiều làm cho hormon auxin phân bố không đều giữa 2 phía của thân: phía khuất sáng bao giờ cũng tích điện dương (+) nên đã hút auxin tích điện âm (IAA -), còn phía chiếu sáng tích điện âm (-) nên không nhận được IAA - . Kết quả là phía khuất sáng có nồng độ auxin cao hơn, sinh trưởng mạnh hơn làm cho ngọn hướng về phía ánh sáng, điều đó đảm bảo cho lá tiếp nhận được nhiều ánh sáng nhất có thể cho quang hợp. 7 Auxin phân bố không đều gây ra tính hướng quang dương của ngọn Câu 5: Tại sao khi cắt bỏ đỉnh ngọn thường dẫn đến sự phát triển của chồi bên ? Auxin có tác dụng ức chế sự hình thành chồi bên tạo ra sự ưu thế đỉnh. Vì vậy khi cắt chồi ngọn, tức là cắt đi nguồn cung auxin, nên các chồi bên được giải phóng khỏi sự ức chế, trở thành trạng thái hoạt động hình thành các cành bên. Trong các cây nguyên vẹn, các chồi bên bị ức chế bởi chồi đỉnh Cây bị cắt đỉnh và khối gelatin không chứa auxin được bôi cho thân cụtđỉnh Một số chồi bên đang sinh trưởng Khối gelatin chứa AIA được dùng ngay tại thời điểm căt đỉnh Các chồi bên bị ức chế Chồi đỉnh Khối gelatin Các cành mới Các chồi bên Cây đối chứng Cây thí nghiệm: không auxin Các chồi bị ức chế Cây thí nghiệm: Sơ đồ thực nghiệm chứng minh vai trò của auxin trong hiện tượng ưu thế đỉnh Câu 6: Auxin có vai trò như thế nào trong quá trình hình thành, sinh trưởng của quả và tạo quả không hạt ? 8 * Vai trò auxin nội sinh trong sự hình thành quả: Tế bào trứng sau khi thụ tinh xong sẽ phát triển thành phôi và sau đó là hạt. Bầu nhụy sẽ lớn lên thành quả. Phôi hạt là nguồn tổng hợp auxin quan trọng. Auxin này sẽ khuếch tán vào bầu nhụy và kích thích bầu sinh trưởng thành quả. Vì vậy, quả chỉ được hình thành sau khi thụ tinh. Còn nếu không được thụ tinh thì không có nguồn auxin nội sinh cho sự sinh trưởng của bầu nhụy thành quả và hoa sẽ rụng. Thông thường trên một cây, các quả có kích thước, hình dạng rất khác nhau. Điều đó hoàn toàn phụ thuộc vào hàm lượng auxin được tạo ra trong phôi hạt và cả sự phân bố auxin khác nhau theo các hướng của quả. Nếu sự vận chuyển của auxin đồng đều theo các hướng thì quả có dạng đều. Còn nều sự vận chuyển của auxin không đều theo các hướng thì quả có dạng không đều. * Tạo quả không hạt bằng auxin ngoại sinh: Việc xử lí auxin ngoại sinh cho hoa trước khi thụ phấn, thụ tinh sẽ thay thế được nguồn auxin nội sinh vốn được hình thành trong phôi mà không cần phải thụ phấn, thụ tinh. Auxin ngoại sinh sẽ khuếch tán vào bầu nhụy giống như auxin nội sinh từ phôi hạt và kích thích bầu lớn lên thành quả không thụ tinh, có nghĩa là quả không có hạt. Đây chính là cơ sở sinh lý của việc tạo quả không hạt thông qua xử lý auxin. Câu 7: Tại sao không nên dùng các chất auxin nhân tạo đối với sản phẩm được sử dụng trực tiếp làm thức ăn cho người? Bằng con đường tổng hợp hóa học, hàng loạt hợp chất có bản chất tương tự auxin lần lượt ra đời và có ý nghĩa quan trọng trong việc điều chỉnh sinh trưởng của cây như: α-NAA; IBA; 2,4D; 2,4,5T.... Tuy nhiên, khác với auxin tự nhiên, auxin nhân tạo không có enzym phân giải chúng, nên sẽ tích lũy lại trong nông sản gây hại cho người. 1.2. Gibberellin: Câu 8: Gibberellin đã được phát hiện ra như thế nào ? Gibberellin được nhà bác học Nhật Kurôsava phát hiện lần đầu tiên năm 1926, khi ông nghiên cứu bệnh lúa von, chất này là sản phẩm trao đổi chất của nấm Furasium Monoliforme ( còn gọi là Gibberella Fujikuroi), sau này người ta đã thấy Gibberellin cả ở thực vật bậc cao. Hiện nay đã biết trên 100 loại gibberellin, trong 9 đó phổ biến nhất là gibberllin A3. Axit giberêlinic A3 có hoạt chất sinh học cao, dễ tan trong nước, rượu và là dạng đang được bán phổ biến trên thị trường. GA3 được sản xuất bằng con đường lên men và chiết xuất sản phẩm từ dịch nuôi cấy nấm. Gibberellin là được tổng hơp tử axetyl-CoA: Gibberellin A3 Câu 9: Gibberellin được tổng hợp và di chuyển như thế nào trong cây ? Quá trình sinh tổng hợp gibberllin được tiến hành nhiều ở lá non, rễ và phôi đang phát triển. Từ 100.000 búp cây hướng dương có thể thu được 1g axit giberêlin A3 Sự vận chuyển của gibberllin không có tính chất phân cực như auxin. Tốc độ của nó qua nhu mô đạt từ 5 – 20mm/h. Sự vận chuyển cần tiêu tốn năng lượng. Mạch libe có thể là con đường vận chuyển chính của gibberllin và auxin từ lá xuống. Tốc độ chuyển của chúng tương ứng với tốc độ vận chuyển của sản phẩm đồng hoá. Câu 10: Hãy trình bày tác động sinh lí của gibberellin ở cấp đô tế bào và cơ thể đối với cây ? * Ở mức tế bào: Gibberellin có tác dụng kích thích quá trình nguyên phân và kéo dài của tế bào. Chú ý: Cả gibberellin và auxin đều có tác dụng kéo dãn tế bào, tuy nhiên auxin kích thích sự dãn tế bào chủ yếu theo chiều ngang, còn gibberellin thì kích thích sự dãn của tế bào theo chiều dọc. Sự có mặt và cân bằng giữa hai hoocmon này là điều kiện cần thiết cho sự dãn tế bào cân đối và cây sinh trưởng bình thường. Nếu cân bằng lệch về phía GA thì cây sẽ sinh trưởng chiều cao mạnh hơn. * Ở mức cơ thể: - Gibberellin kích thích sự nảy mầm của chồi, hạt, củ. - Kích thích sinh trưởng chiều cao. - Tạo quả không hạt như nho - Tăng tốc độ phân giải tinh bột do hoạt hóa gen tổng hợp amylaza. 10 - Gibberellin một trong 2 loại hormon ra hoa (Florigen gồm: giberêlin và antezin). Đối với cây ngày dài giberêlin là nhân tố kích thích sự ra hoa, khi xử lý gibberellin thì cây ngày dài có thể ra hoa trong điều kiện ngày ngắn hoặc làm cho bắp cải, su hào ra hoa trong điều kiện của Việt Nam. - Kích thích tăng tỉ lệ hoa đực cho cây có hoa đực, hoa cái riêng biệt như bầu bí,… Gibberllin kích thích sự nảy mầm của hạt GA kích thích kéo dài thân Câu 11: Tại sao giberelin có tác dụng kích thích sự nẩy mầm ở hạt, củ ? Giberelin có tác dụng kích thích sự nẩy mầm ở hạt, vì: Khi ngâm hạt, GA3 được tổng hợp mạnh mẽ trong phôi. GA3 được khuếch tán đến lớp tế bào aleuron của hạt. Tại đây, GA đã hoạt hóa gen tổng hợp enzym thủy phân mà chủ yếu là amilaza theo cơ chế hoạt hóa gen ở giai đoạn phiên mã tổng hợp mARN. -amilaza thủy phân tinh bột thành glucozơ, làm nguyên liệu cho hô hấp và tạo ra áp suất thẩm thấu để hút nước vào giúp cho quá trình sinh trưởng của mầm rễ. ADN -------- mARN  -amilaza  GA3  Tinh bột --------- glucozơ  nẩy mầm Sơ đồ cơ chế điều hòa biểu hiện gen của GA3 1.3. Xitokinin: Câu 12: Xitokinin được tổng hợp và di chuyển như thế nào trong cây ? 11 Xitokinin đều là những dẫn xuất của adenine. Zeatin Điều kiện dinh dưỡng nitơ đầy đủ có tác động thúc đẩy tổng hợp xitokinin. Xitokinin được hình thành ở chóp rễ, rễ phụ…sau đó được vận chuyển hướng lên ngọn theo mạch gỗ. Những chất xitokinin nhân tạo được quét lên lá di chuyển khó khăn, vì không vận chuyển theo mô mềm. Câu 13: Hãy trình bày tác động sinh lí của xitokinin ở mức độ tế bào và cơ thể đối với cây ? * Ở mức tế bào: - Xitokinin hoạt hóa sự phân chia tế bào, do nó kích thích sự tổng hợp axit nucleic, protein và tARN. Khi nuôi cấy mô, người ta bắt buộc phải bổ sung xytokinin vào môi trường nuôi cấy thì mới có thể phản hoạt hóa, phân chia để hình thành nên các tế bào mới. Chất được sử dụng phổ biến là kinetin, benzyl adenin(BA), nước dừa. - Làm chậm sự già hoá của tế bào, cây. Thí nghiệm của Thimann (1958) cho thấy xitokinin có tác dụng làm lá trẻ lâu. Lá tách rời bị úa vàng rất nhanh nhưng nếu được tẩm xitokinin thì có thể giữ màu xanh khá lâu. Sở dĩ như vậy là vì xitokinin không những hạn chế quá trình phân huỷ diệp lục và protein mà còn thúc đẩy quá trình tổng hợp chúng. Vì vậy muốn kéo dài tuổi thọ của cây cần cung cấp đầy đủ nước và chất dinh dưỡng để nuôi dưỡng và phát triển bộ rễ (xitokinin) . Xitokinin làm lá trẻ lâu 12 * Ở mức cơ thể: - Kích thích sự phát triển của chồi bên. - Đặc biệt tác dụng của xitokinin rất rõ trong sự tăng trưởng của tế bào tách rời (nuôi cấy mô) trên cơ sở có thêm auxin, trong môi trường nuôi cấy có tỉ lệ auxin/cytokinin cao thì kích thích ra rễ, tỉ lệ auxin/cytokinin thấp thì kích thích ra chồi và nhân nhanh chồi trong giai đoạn đầu nuôi cấy. Sự phối hợp của auxin và cytokinin trong nuôi cấy mô - Kích thích tăng tỉ lệ hoa cái cho cây có hoa đực, hoa cái riêng biệt như bầu bí, nhãn, vải, xoàn, đu đủ… Như vậy là đối lập với gibberellin. Câu 14: Tại sao xitokinin có tác dụng hoạt hóa sự phân chia tế bào ? Xitokinin có tác dung hoạt hóa sự phân chia tế bào, vì xitokinin có tác dụng kích thích quá trình dịch mã tổng hợp protein, nhất là các protein cấu trúc bộ máy phân bào và các enzym phục vụ phân bào. Cụ thể là xitokinin thâm nhập vào tARN 13 và giúp ngăn chặn sự nhận mặt sai của các condon trên mARN với anticodon trên tARN trong quá trình giải mã tổng hợp protein. ADN  mARN ------ ------- protein, enzym phân bào  phân bào  Xitokinin Sơ đồ cơ chế điều hòa biểu hiện gen của xitokinin 1.4. Axit abxixic: Axit abxixic là hormon già hóa. Khi hình thành cơ quan sinh sản và dự trữ là lúc ABA được tổ hợp, tích lũy nhiều nhất, làm cho tốc độ già hóa cũng tăng lên. Rừng tre nứa đang xanh tươi, nhưng nếu hình thành hoa quả thì chúng sẽ chết gọi là « khuy » tre nứa. Như vậy axit abxixic có tác dụng ngược với xitokinin. Nên muốn chống sự già hóa của cây cần phải phát triển bộ rễ. - Axit abxixic được xem như hormon « tress ». Khi gặp điều kiện bất lợi hàm lượng ABA tăng lên, làm cây sinh trưởng chậm và tăng sức chống chịu. Câu 15: Hãy trình bày tác động sinh lí của axit abxixic ở mức độ tế bào và cơ thể đối với cây ? * Ở mức tế bào: Axit abxixic kìm hãm sự sinh trưởng ở pha kéo dài và phân chia tế bào, kìm hãm sự tổng hợp ARN và nhiều phản ứng enzim . * Ở mức cơ thể: - Axit abxixic kích thích sự rụng lá, quả. Khi gặp các yếu tố bất lợi như nhiệt quá cao, quá thấp, úng, hạn… thì hàm lượng ABA trong lá và quả tăng nhanh, tầng rơi nhanh chóng xuất hiện gây ra sự rụng. Như vậy axit abxixic có tác dụng ngược với auxin. Nên muốn chống rụng lá, quả thì phun auxin. - Axit abxixic kích thích sự ngủ nghỉ của chồi và hạt. Trong cơ quan đang ngủ nghỉ, hàm lượng ABA tăng gấp 10 lần so với cơ quan dinh dưỡng nên ức chế sự nảy mầm. Sự ngủ nghỉ kéo dài đến khi nào hàm lượng ABA trong đó giảm đến mức tối thiểu. Thực ra Tỉ lệ ABA/GA điều tiết trạng thái ngủ hay hoạt động của hạt, chồi. Như vậy axit abxixic có tác dụng ngược với giberêlin. Nên muốn phá ngủ thì phun GA3 14 - Axit abxixic gây đóng lỗ khí. Khi cây gặp điều kiện thiếu nước thì hàm lượng ABA trong tế bào khí khổng của lá tăng lên  làm kênh K+ mở, ion K+ thoát ra ngoài, tế bào mất sức trương và lỗ khí khổng khép lại hạn chế sự mất nước. ABA điều khiển sự đóng mở lỗ khí Lỗ khí mở (ở trên), lỗ khí đóng (ở dưới) Câu 16: Tại sao axit abxixic có tác dụng gây lên sự ngủ nghỉ ở cây ? Axit abxixic có tác dụng gây lên sự ngủ nghỉ ở cây. Vì ABA ức chế quá trình phiên mã tổng hợp mARN, khi đó protein (enzym) không được hình thành, các hoạt động sống của tế bào bị giảm mạnh  gây ra sự ngủ nghỉ của cây. ADN --X--- mARN  protein (enzym)  Sinh trưởng (nẩy mầm, chồi)  ABA Sơ đồ cơ chế điều hòa biểu hiện gen của axit abxixic 1.6. Etylen: Câu 17: Etylen được tổng hợp và có vai trò sinh lí như thế nào đối với cây ? - Etylen được tổng hợp từ mêthiolin hoặc alanin. - Etylen được sản sinh ra nhiều trong thời gian rụng lá, khi hóa già, khi mô bị tổn thương hay gặp điều kiện bất lợi (ngập úng, rét, hạn hán…), đặc biệt quả đang chín. 15 - Khác với các hormon khác được vận chuyển theo hệ mạch, etylen là chất khí được vận chuyển bằng phương thức khuếch tán, nên không được xa. Vì vậy, nó được tổng hợp và gây tác động sinh lý tại chỗ. - Auxin với hàm lượng cao có tác dụng kích thích sự tổng hợp etylen bằng cơ chất hoạt hoá gen. Nhưng etylen lại kìm hãm sự tổng hợp auxin từ triptôphan - Etylen là hormon của sự chín quả. Khi quá trình chín của quả bắt đầu thì sự tổng hợp etylen tăng lên rất nhanh và đạt đỉnh cao nhất lúc quả chín hoàn toàn và sau đó giảm rất nhanh. Đỉnh của etylen trùng với đỉnh hô hấp bột phát của quả chín. Chính vì vậy, muốn quả chín nhanh và đều thì chỉ cần xử lý chất sinh etylen là ethrel. - Etylen kích thích sự rụng lá, quả. Cùng với ABA, etylen kích thích sự hình thành tầng rơi ở cuống lá và quả gây rụng quả nhanh chóng. Do etylen hoạt hóa sự tổng hợp enzym xenlulaza và pectinaza phân hủy thành tế bào tạo tầng rơi theo cơ chế hoạt hóa gen. - Etylen kích thích sự ra hoa trái vụ ở nhiều loại cây. Sử lý ethrel sinh etylen hoặc đất đèn cho cây dứa để tăng thêm một vụ dứa nữa, đây là một kỹ thuật rất quan trọng. - Etylen có tác dụng tăng tỉ lệ hoa cái giống với xytokinin. - Ngoài ra etylen cũng có tác dụng gây sự già hóa như ABA. Cấu trúc phân tử của Ethylen Ethylen kích thích rụng lá (Bên phải: cây đối chứng Bên trái: cây được phun 50ppm ethylene trong 3 ngày) Câu 18: Tại sao etylen có tác động gây lên sự chín của quả ? 16 Etylen có tác dụng gây lên sự chín của quả, vì: - Etylen làm tăng tính thấm của màng nên giải phóng các enzym liên quan đến quá trình chín như enzym hô hấp bột phát, enzym biến đổi độ mềm, mùi vị, sắc tố,… nên các enzym này tiếp xúc với cơ chất phản ứng. - Etylen kích thích sự tổng hợp các enzym tác động lên sự chín bằng cơ chế hoạt hóa gen. Câu 19: Trong tự nhiên ngoài auxin, xitokinin và giberelin có vai trò kích thích sự sinh trưởng của cây, còn có chất nào khác không ? Trong tự nhiên ngoài auxin, xitokinin và giberelin có vai trò kích thích sinh trưởng của cây, còn nhiều chất khác cũng có khả năng kích thích như các loại vitamin B1,B6, B2, B12, H, axit nicôtinic, có tác động kích thích sinh trưởng rễ cây một cách rõ rệt, nhất là lúc tách rời cơ quan cơ thể. Trong thực tiễn người ta thường phối hợp một số vitamin với auxin, gibberellin và các nguyên tố vi lượng thường đem lại kết quả cao trong dâm, chiết cành, nuôi cấy mô, bảo quản và giữ độ tươi lâu cho hoa. 2. Ứng dụng của hoocmon thực vật : Câu 20. Việc sử dụng hormon thực vật cần tuân theo những nguyên tắc cơ bản nào ? - Thứ nhất là nguyên tắc nồng độ (được ghi trên bao bì sản phẩm), khi sử dụng quá nồng độ thường gây ức chế, thậm chí chết cây. - Thứ hai là nguyên tắc không thay thế. Hormon chỉ có tác dụng kích thích trao đổi chất nên không thể thay thế chất dinh dưỡng. Vì vậy, phải bón đầy đủ chất dinh dưỡng. - Thứ ba là dựa vào cân băng hormon. Nghĩa là tùy nào mục đích điều khiển mà điều chỉ tỉ lệ các loại hormon cho hợp lí. Câu 21: Auxin và xitokinin có vai trò như thế nào trong việc điều chỉnh hiện tượng ưu thế ngọn ? Hiện tượng này được ứng dụng như thế nào trong thực tiễn ? Hiện tượng ưu thế ngọn được điều chỉnh bằng cân bằng auxin/xitokinin. Auxin được tổng hợp trong chồi ngọn và vận chuyển xuống dưới, còn xitokinin thì được sản xuất trong rễ và được vận chuyển lên trên. Càng xa chồi ngọn hàm lượng 17 auxin càng giảm và hàm lượng xitokinin càng tăng nên tỷ lệ đó càng giảm và hiện tượng ưu thế ngọn càng yếu, chồi bên phát triển mạnh. Trong sản xuất nông nghiệp, tùy theo loại cây mà có hướng điều chỉnh cho phù hợp: + Trong trồng xoan, bạch đàn,… trồng mau, tỉa cành và tỉa thưa để duy trì ưu thế ngọn + Trong trồng ổi người ta cắt cành để tăng tỉ lệ ra quả + Trong trồng táo, sau mỗi vụ thu hoạch người ta phải đốn đau để trẻ hóa và tạo ra các chồi mới,…. Câu 22: Auxin được sử dụng như thế nào để xúc tiến hình thành rễ bất định của cành chiết, cành giâm trong việc nhân giống vô tính ? Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự tái sinh rễ bất định ở cành chiết, cành giâm là một quá trình sinh lý phức tạp liên quan chặt chẽ với điều kiện nội tại và điều kiện ngoại cảnh, mà trong đó tác dụng kích thích của auxin là rất quan trọng. Vì hàm lượng auxin nội sinh trong cành chiết, cành giâm không đủ cho sự hình thành rễ nhanh chóng, nên con người phải xử lí auxin ngoại sinh cho cành giâm, cành chiết để xúc tiến sự xuất hiện rễ. Hiện nay, có hai phương pháp chính để xử lí auxin cho cành chiết, cành giâm. - Phương pháp xử lí nồng độ đặc hay phương pháp xử lí nhanh. Nồng độ auxin giao động từ 1.000 – 10.000 ppm. với cành giâm thì nhúng phần gốc vào dung dịch trong 3-5 giây, rồi cắm vào giá thể. Với cành chiết thì sau khi khoanh vỏ, chúng ta tẩm bông bằng dung dịch auxin đặc rồi bôi lên chỗ khoanh vỏ, nơi xuất hiện rễ bất định. Sau đó tạo bầu bằng đất ẩm. phương pháp này có ưu điểm là hiệu quả cao vì gây nên "cái sốc sinh lý" cần cho giai đoạn đầu của sự xuất hiện rễ. ngoài ra, phương pháp này không đòi hỏi các thiết bị ngâm cành giâm và hoá chất nên tiêu tốn ít hơn. - Phương pháp nồng độ loãng - xử lí chậm. Nồng độ auxin sử dụng từ 20 -200 ppm tuỳ thuộc vào loài và mức độ khó ra rễ của cành giâm. Đối với cành giâm , ngâm phần gốc của dung dịch auxin 10 -24 giờ, sau đó cắm vào giá thể. Với cành chiết thì trộn dung dịch vào đất bó bầu để bó bầu cho cành chiết. 18 Auxin được sử dụng trong dâm, chiết cành Phương pháp chiết cành có thể áp dụng với nhiều loài cây, nhất là các cây thân gỗ như nhãn, vải, hồng xiêm bưởi, … còn phương pháp dâm cành thường chỉ áp dụng với các loài thân thảo như: cúc, cẩm chướng, …. Câu 23: Tại sao khi phun auxin lại có tác dụng tăng tỉ lệ đậu quả ? - Auxin kích thích sinh trưởng dãn dài của ống phấn, làm cho ống phấn hướng vào noãn đảm bảo cho quá trình thụ tinh diễn ra. Chính tác động này của auxin là cơ sở của biện pháp sử dụng auxin để tăng tỉ lệ đậu quả của nhiều loài cây, chẳng hạn như cà chua, nhãn,.. - Auxin khởi động sự phát triển quả. Trong một số loài cây, các quả không hạt có thể được sinh ra trong tự nhiên hoặc chúng được hình thành bởi xử lí auxin cho các hoa không được thụ phấn. Hiện tượng sản xuất ra các loại quả không hạt như vậy được gọi là hiện tượng tạo quả đơn tính (tạo quả không hạt, quả điếc), như ở quả dâu tây. Chanh và dưa hấu không hạt Câu 24. Tại sao trong kĩ thuật trồng mía, đay, người ta thường phun GA3 ? Một số cây trồng như đay, mía …thì chiều cao của cây có ý nghĩa quyết định đến năng suất của chúng. Để kích thích sự tăng trưởng về chiều cao người ta phun GA3 cho cây. 19 Ví dụ : với đay, người ta phun với nộng độ 20-50 ppm vài lần cho ruộng đay thì có thể làm chiều cao cây đay cao gấp đôi (từ 2m có thể cao đến 4 -5m ) mà chất lượng sợi đay không kém hơn. Khi cây cao được 50 cm thì tiếp tục phun ba lần, mỗi lần cách nhau 10-15 ngày. Đối với mía, khi xử lý GA với nộng độ từ 10-100 ppm đã kích thích sự kéo dài của các đốt làm tăng chiều cao và tăng năng suất của ruộng mía. Điều đáng quan tâm là khi xử lý bằng GA thì tỉ lệ đường cũng tăng lên rõ rệt. Chẳng hạn nếu phun 3 lần cách nhau 2-4 tuần thì sản lượng đường tăng lên 25% so với đối chứng. Câu 25: Việc sử dụng GA3 đem lại hiệu quả kinh tế như thế nào cho ngành trồng rau cải, giá đậu ? Với cây rau, giá đậu thì việc tăng sinh khối có ý nghĩa quan trọng. Để đạt được điều đó, người ta thường phun chất kích thích tăng trưởng đặc biệt là GA3. Vì GA3 kích thích sự dãn của tế bào rất mạnh và hoàn toàn không gây độc, vì nó là sản phẩm tự nhiên. Nồng độ sử dụng của GA trong trường hợp này là dao dộng trong khoảng 20100 ppm. Chẳng hạn người ta có thể phun GA cho rau bắp cải, cà rốt, rau cải... có thể cho năng suất rất cao. Rau cải: - Với cải trắng khi cây bén rễ sau cấy có thể phun GA ở nồng độ 20 ppm. Phun ba lần, mỗi lần cách nhau 2 ngày. Một tháng sau lại tiếp tục phun ba lần tương tự, sẽ làm tăng sinh khối rau rõ rệt. 20