Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em mô tả được quá trình hình thành hạt phấn và túi phôi trong hoa, giải thích được thụ tinh kép là gì và tạo ra hai sản phẩm nào, và giải thích được vai trò của nội nhũ đối với phôi trong hạt đang nảy mầm.
Kiến thức nền cần nhớ
Ở KHTN 6, em đã học cấu tạo của một bông hoa lưỡng tính gồm nhị (bộ phận sinh sản đực) và nhuỵ (bộ phận sinh sản cái), cùng khái niệm thụ phấn là hạt phấn rơi lên đầu nhuỵ (prior-grade review). Bài này quay lại đúng bông hoa quen thuộc đó, đi sâu vào bên trong nhị và nhuỵ để xem giao tử hình thành ra sao, và điều gì thực sự xảy ra sau khi hạt phấn chạm vào đầu nhuỵ.
Khởi động
Khi bóc một hạt ngô đã ngâm nước, dưới lớp vỏ mỏng là một khối màu trắng đục chiếm phần lớn hạt, còn phôi cây con chỉ là một chấm nhỏ nép ở một góc. Khối trắng đó không phải là phôi — vậy nó là gì, và vì sao hạt ngô lại cần dự trữ nhiều đến vậy?
Kiến thức trọng tâm
Bên trong bao phấn của nhị, tế bào mẹ hạt phấn giảm phân tạo ra bốn tiểu bào tử đơn bội; mỗi tiểu bào tử phát triển thành một hạt phấn — thể giao tử đực. Hạt phấn trưởng thành gồm một tế bào ống phấn và một tế bào sinh sản; tế bào sinh sản sau đó nguyên phân một lần nữa, tạo ra hai tinh tử. Bên trong bầu nhuỵ, mỗi noãn chứa tế bào mẹ đại bào tử, cũng giảm phân tạo bốn đại bào tử đơn bội, nhưng chỉ một trong số đó sống sót và tiếp tục nguyên phân nhiều lần để hình thành túi phôi — thể giao tử cái. Túi phôi trưởng thành thường gồm tám nhân xếp trong bảy tế bào, trong đó có một tế bào trứng và một tế bào trung tâm chứa hai nhân cực.
Thụ phấn là hạt phấn di chuyển từ nhị tới đầu nhuỵ — cùng hoa gọi là tự thụ phấn, khác hoa gọi là thụ phấn chéo. Nhiều loài dựa vào gió mang hạt phấn nhẹ, thường ra hoa với số lượng hạt phấn lớn, hoa không cần sặc sỡ vì không cần thu hút — lúa và ngô là ví dụ quen thuộc. Những loài khác dựa vào côn trùng hoặc chim, thường có hoa sặc sỡ, có mật và hương thơm để thu hút, hạt phấn ít hơn nhưng dính hơn để bám vào cơ thể vật mang phấn.
Hạt phấn rơi đúng đầu nhuỵ sẽ nảy mầm, mọc ra một ống phấn dài xuyên qua vòi nhuỵ, mang theo hai tinh tử đi về phía noãn. Khi ống phấn tới được túi phôi, cả hai tinh tử cùng tham gia một lúc, tạo ra thụ tinh kép — đặc điểm chỉ có ở thực vật có hoa, không gặp ở nhóm thực vật nào khác.
Thụ tinh kép ở giữa chuỗi là bước quyết định, tạo ra đồng thời cả phôi lẫn nội nhũ trong cùng một hạt.
Trong thụ tinh kép, tinh tử thứ nhất kết hợp với tế bào trứng tạo hợp tử lưỡng bội, hợp tử này phát triển thành phôi của hạt. Tinh tử thứ hai kết hợp với hai nhân cực trong tế bào trung tâm, tạo ra nội nhũ — một mô tam bội chuyên dự trữ tinh bột, protein và các chất dinh dưỡng khác để nuôi phôi. Sau thụ tinh, cả noãn phát triển thành hạt — bên trong có phôi và nội nhũ, bên ngoài là vỏ hạt hình thành từ lớp áo noãn — còn bầu nhuỵ bao quanh phát triển thành quả, vừa bảo vệ hạt vừa hỗ trợ phát tán.
Hạt và quả phát tán theo nhiều cách khác nhau tuỳ đặc điểm cấu tạo: nhờ gió nếu hạt nhẹ và có cấu trúc như cánh hoặc lông tơ, nhờ nước nếu quả nổi được, nhờ động vật nếu quả có vị ngọt hấp dẫn hoặc có gai móc bám vào lông, hoặc tự phát tán khi quả chín tự nứt bắn hạt ra xa khỏi cây mẹ. Đây là bước cuối cùng, giúp cây con mọc lên cách xa cây mẹ, tránh cạnh tranh ánh sáng và dinh dưỡng với chính cây đã sinh ra chúng.
Ví dụ
Xác định hai sản phẩm của thụ tinh kép
1
Trong một hoa đang thụ tinh, ống phấn vừa phóng thích hai tinh tử vào túi phôi. Hãy xác định mỗi tinh tử kết hợp với thành phần nào, sản phẩm tạo ra là gì, và bộ nhiễm sắc thể của mỗi sản phẩm.
2
Ta có tinh tử thứ nhất (đơn bội, n) kết hợp với tế bào trứng (đơn bội, n) trong túi phôi, tạo ra hợp tử mang bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n). (1)
3
Tinh tử thứ hai (đơn bội, n) kết hợp với hai nhân cực (mỗi nhân đơn bội, n) trong tế bào trung tâm, tạo ra nội nhũ mang bộ nhiễm sắc thể tam bội (3n). (2)
4
Từ (1), hợp tử 2n tiếp tục phân chia phát triển thành phôi — phần sẽ trở thành cây con. Từ (2), nội nhũ 3n không phát triển thành cơ thể mới mà chỉ làm mô dự trữ chất dinh dưỡng, nuôi phôi trong giai đoạn hạt nảy mầm.
5
Vậy thụ tinh kép tạo ra hai sản phẩm khác nhau trong cùng một lần thụ tinh: hợp tử 2n hình thành phôi, và nội nhũ 3n làm mô dự trữ nuôi phôi — đây là đặc điểm sinh sản hữu tính riêng có ở thực vật có hoa.
Ví dụ
Giải thích khối mô trắng bên trong hạt ngô (dạng đề kiểm tra)
1
Bóc một hạt ngô đã ngâm nước, thấy phần lớn thể tích hạt là một khối mô màu trắng đục, còn phôi chỉ là một cấu trúc nhỏ nằm ở một góc hạt. Hãy xác định khối mô trắng đó là gì, nó hình thành từ quá trình nào, và giải thích vì sao hạt ngô cần dự trữ một khối lượng lớn như vậy.
2
Ta có khối mô trắng đục chiếm phần lớn hạt ngô chính là nội nhũ — mô hình thành từ sự kết hợp giữa tinh tử thứ hai và hai nhân cực trong thụ tinh kép, mang bộ nhiễm sắc thể tam bội. (1)
3
Ngô là cây một lá mầm, hạt nảy mầm trong đất tối, cây con chưa có lá xanh để quang hợp nên hoàn toàn phụ thuộc vào chất dinh dưỡng dự trữ sẵn trong nội nhũ để duy trì sự sống và phát triển cho tới khi vươn lên khỏi mặt đất, có lá và bắt đầu tự quang hợp được. (2)
4
Kết hợp (1) và (2): khối mô trắng là nội nhũ tam bội hình thành từ thụ tinh kép, và hạt ngô cần dự trữ khối lượng lớn trong đó vì cây con giai đoạn đầu chưa tự nuôi được bản thân. Vậy nội nhũ đóng vai trò kho dinh dưỡng thiết yếu cho phôi trong giai đoạn nảy mầm.
Sai lầm thường gặp
Một nhầm lẫn phổ biến là nghĩ thụ tinh kép nghĩa là 'trứng được thụ tinh hai lần'. Thực ra thụ tinh kép là hai sự kết hợp riêng biệt xảy ra đồng thời trong một lần thụ tinh: một tinh tử kết hợp với trứng tạo phôi, tinh tử còn lại kết hợp với nhân cực tạo nội nhũ — trứng chỉ được thụ tinh đúng một lần bởi đúng một tinh tử.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Ghi nhớ
Hạt phấn (giảm phân → 4 tiểu bào tử → hạt phấn có 2 tinh tử) gặp túi phôi (giảm phân → 1 đại bào tử sống → túi phôi có trứng + nhân cực) sau khi thụ phấn và ống phấn mọc xuyên vòi nhuỵ. Thụ tinh kép: tinh tử 1 + trứng → hợp tử (phôi); tinh tử 2 + nhân cực → nội nhũ (dự trữ dinh dưỡng).
Thực vật có hoa hoàn tất một vòng đời chỉ nhờ sinh sản hữu tính bên trong bông hoa. Động vật thì khác hẳn — nhiều loài còn giữ cả khả năng sinh sản vô tính, và cách giao tử gặp nhau cũng đa dạng hơn nhiều. Bài sau chuyển sang thế giới động vật.
Ở KHTN 6, em đã học cấu tạo của một bông hoa lưỡng tính gồm nhị (bộ phận sinh sản đực) và nhuỵ (bộ phận sinh sản cái), cùng khái niệm thụ phấn là hạt phấn rơi lên đầu nhuỵ (prior-grade review). Bài này quay lại đúng bông hoa quen thuộc đó, đi sâu vào bên trong nhị và nhuỵ để xem giao tử hình thành ra sao, và điều gì thực sự xảy ra sau khi hạt phấn chạm vào đầu nhuỵ.
Bên trong bao phấn của nhị, tế bào mẹ hạt phấn giảm phân tạo ra bốn tiểu bào tử đơn bội; mỗi tiểu bào tử phát triển thành một hạt phấn — thể giao tử đực. Hạt phấn trưởng thành gồm một tế bào ống phấn và một tế bào sinh sản; tế bào sinh sản sau đó nguyên phân một lần nữa, tạo ra hai tinh tử. Bên trong bầu nhuỵ, mỗi noãn chứa tế bào mẹ đại bào tử, cũng giảm phân tạo bốn đại bào tử đơn bội, nhưng chỉ một trong số đó sống sót và tiếp tục nguyên phân nhiều lần để hình thành túi phôi — thể giao tử cái. Túi phôi trưởng thành thường gồm tám nhân xếp trong bảy tế bào, trong đó có một tế bào trứng và một tế bào trung tâm chứa hai nhân cực.
Thụ phấn là hạt phấn di chuyển từ nhị tới đầu nhuỵ — cùng hoa gọi là tự thụ phấn, khác hoa gọi là thụ phấn chéo. Nhiều loài dựa vào gió mang hạt phấn nhẹ, thường ra hoa với số lượng hạt phấn lớn, hoa không cần sặc sỡ vì không cần thu hút — lúa và ngô là ví dụ quen thuộc. Những loài khác dựa vào côn trùng hoặc chim, thường có hoa sặc sỡ, có mật và hương thơm để thu hút, hạt phấn ít hơn nhưng dính hơn để bám vào cơ thể vật mang phấn.
Trong thụ tinh kép, tinh tử thứ nhất kết hợp với tế bào trứng tạo hợp tử lưỡng bội, hợp tử này phát triển thành phôi của hạt. Tinh tử thứ hai kết hợp với hai nhân cực trong tế bào trung tâm, tạo ra nội nhũ — một mô tam bội chuyên dự trữ tinh bột, protein và các chất dinh dưỡng khác để nuôi phôi. Sau thụ tinh, cả noãn phát triển thành hạt — bên trong có phôi và nội nhũ, bên ngoài là vỏ hạt hình thành từ lớp áo noãn — còn bầu nhuỵ bao quanh phát triển thành quả, vừa bảo vệ hạt vừa hỗ trợ phát tán.
Hạt và quả phát tán theo nhiều cách khác nhau tuỳ đặc điểm cấu tạo: nhờ gió nếu hạt nhẹ và có cấu trúc như cánh hoặc lông tơ, nhờ nước nếu quả nổi được, nhờ động vật nếu quả có vị ngọt hấp dẫn hoặc có gai móc bám vào lông, hoặc tự phát tán khi quả chín tự nứt bắn hạt ra xa khỏi cây mẹ. Đây là bước cuối cùng, giúp cây con mọc lên cách xa cây mẹ, tránh cạnh tranh ánh sáng và dinh dưỡng với chính cây đã sinh ra chúng.