Bài học

Mô phân sinh — nơi diễn ra sinh trưởng ở thực vật

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em xác định được vị trí của mô phân sinh đỉnh và mô phân sinh bên trên cây, và giải thích được vì sao sinh trưởng của một cây tập trung ở những vùng đó chứ không diễn ra đều khắp cơ thể.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài trước em đã phân biệt sinh trưởng với phát triển (same-grade bridge). Từ lớp 6, em cũng biết tế bào có khả năng lớn lên và phân chia thành nhiều tế bào mới (prior-grade review). Bài này trả lời câu hỏi: sự phân chia và lớn lên đó của tế bào diễn ra ở đâu trong cây, tại sao không phải chỗ nào trên thân, trên rễ cũng mọc dài như nhau?

Khởi động

Nếu em dùng bút lông đánh dấu năm vạch cách đều nhau, mỗi vạch cách nhau 2 mm, dọc theo một đoạn rễ đậu đang mọc — tính từ chóp rễ trở lên — rồi đo lại khoảng cách giữa các vạch sau ba ngày, em nghĩ khoảng cách sẽ tăng đều nhau ở cả năm đoạn, hay khác nhau rõ rệt giữa đoạn gần chóp và đoạn xa chóp?

Kiến thức trọng tâm

Mô phân sinh là một nhóm tế bào còn giữ khả năng phân chia liên tục để tạo ra tế bào mới, khác với phần lớn tế bào trong cơ thể cây đã ngừng phân chia và chỉ làm nhiệm vụ chuyên biệt của mình. Tế bào mới sinh ra từ mô phân sinh sẽ lớn lên, rồi phân hoá thành các loại tế bào khác nhau — tế bào biểu bì, tế bào mạch dẫn — tuỳ vào vị trí của nó trong cây. Vì vậy mô phân sinh vừa là nơi diễn ra sinh trưởng (tế bào tăng số lượng, tăng kích thước), vừa là điểm khởi đầu của phát triển (tế bào phân hoá thành cấu trúc chuyên biệt).

Ở thực vật có hai vị trí mô phân sinh chính. Mô phân sinh đỉnh nằm ở ngọn thân (chồi ngọn) và ngọn rễ (gần chóp rễ), hoạt động của nó làm thân và rễ dài ra theo chiều dài — đây là lý do một cây luôn cao lên từ phần ngọn chứ không phải từ gốc. Mô phân sinh bên chỉ có ở cây thân gỗ, nằm thành một vòng mô bên trong thân, hoạt động của nó làm thân to ra theo chiều ngang — đây là lý do một cây gỗ càng già thì thân càng to, dù chiều cao có thể đã ngừng tăng từ lâu. Ngoài mô phân sinh đỉnh ở ngọn chính, cây còn có những chồi nách nằm dọc thân, mỗi chồi nách cũng mang một mô phân sinh đỉnh riêng — nhưng phần lớn các chồi nách này bị ức chế, không hoạt động, chừng nào chồi ngọn còn phát triển bình thường.

Chỉ cây thân gỗ mới có mô phân sinh bên; cây thân thảo như lúa, đậu chỉ có mô phân sinh đỉnh nên hầu như không to ra theo đường kính.

Một thí nghiệm giả định cho thấy rõ điều này. Giả sử một bạn học sinh đánh dấu năm vạch cách đều nhau, mỗi vạch cách nhau 2 mm, dọc theo một đoạn rễ đậu đang mọc, đánh số từ đoạn gần chóp rễ nhất (đoạn 1) đến đoạn xa chóp rễ nhất (đoạn 5). Sau ba ngày, bạn đo lại chiều dài từng đoạn. Nếu mô phân sinh chỉ tập trung gần chóp rễ, đoạn 1 sẽ giãn dài ra nhiều nhất, còn các đoạn càng xa chóp càng ít thay đổi — gần như giữ nguyên 2 mm ban đầu.

Số liệu minh hoạ cho thí nghiệm giả định, không phải số đo thực tế — mục đích là cho thấy đoạn gần chóp rễ giãn dài nhiều nhất, đúng vị trí mô phân sinh đỉnh.

Ví dụ

Xác định vùng mô phân sinh từ thí nghiệm đánh dấu rễ

1
Từ kết quả thí nghiệm đánh dấu năm đoạn rễ ở trên, đoạn 1 (gần chóp) giãn từ 2 mm lên 9 mm, còn đoạn 5 (xa chóp) gần như không đổi. Vùng nào của rễ chứa mô phân sinh, và vì sao?
2
Đoạn 1 tăng thêm 7 mm, nhiều hơn hẳn các đoạn còn lại — đây là dấu hiệu tế bào ở vùng này đang phân chia và lớn lên mạnh.
3
Theo định nghĩa, mô phân sinh là nơi tế bào còn phân chia liên tục — vùng gần chóp rễ, nơi đoạn 1 nằm, chính là vị trí của mô phân sinh đỉnh rễ.
4
Nếu mô phân sinh nằm rải đều dọc rễ, cả năm đoạn phải giãn dài gần như nhau — nhưng kết quả cho thấy chênh lệch rất lớn giữa đoạn 1 và đoạn 5, khớp với việc mô phân sinh chỉ tập trung ở một vùng hẹp gần chóp.
5
Vậy mô phân sinh đỉnh rễ nằm ở vùng gần chóp rễ, không rải đều dọc toàn bộ chiều dài rễ.

Ví dụ

Dự đoán ảnh hưởng của việc bấm ngọn cây (dạng đề kiểm tra)

1
Một bạn học sinh bấm bỏ phần ngọn (chồi đỉnh) của một cây rau muống đang trồng trong chậu. Vài ngày sau, các chồi nách nằm dọc thân cây có biểu hiện gì, và vì sao?
2
Bấm ngọn tức là loại bỏ mô phân sinh đỉnh ở chồi ngọn — nơi vốn đang làm thân cây dài ra theo một hướng chính.
3
Khi chồi ngọn còn nguyên vẹn, nó thường ức chế các chồi nách xung quanh khiến chúng gần như không hoạt động. Mất chồi ngọn, nguồn ức chế đó cũng mất theo, nên các chồi nách — mỗi chồi cũng mang mô phân sinh đỉnh riêng — bắt đầu hoạt động và mọc thành cành mới.
4
Kết quả là cây phân ra nhiều cành hơn so với khi chỉ có một ngọn chính mọc thẳng — đúng với thực tế người trồng rau muống, cây cảnh hay bấm ngọn để cây rậm rạp, nhiều lá hoặc nhiều hoa hơn.
5
Vậy sau khi bấm ngọn, các chồi nách sẽ mọc mạnh lên và phát triển thành cành mới, vì mô phân sinh đỉnh ở các chồi này không còn bị chồi ngọn ức chế.

Sai lầm thường gặp

Một nhầm lẫn thường gặp là nghĩ cây lớn lên đều khắp thân và rễ, giống như thổi phồng một quả bóng. Thực ra sinh trưởng của cây chỉ tập trung ở những vùng mô phân sinh nhất định — phần thân đã hình thành từ lâu hầu như không dài thêm nữa, dù cây vẫn tiếp tục cao lên nhờ mô phân sinh ở ngọn. Một nhầm lẫn khác là nghĩ mọi loại cây đều có mô phân sinh bên — thực ra chỉ cây thân gỗ mới có, còn cây thân thảo như lúa, ngô gần như không to ra theo đường kính dù vẫn cao lên bình thường.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Mô phân sinh đỉnh ở ngọn thân, ngọn rễ làm cây dài ra; mô phân sinh bên ở cây thân gỗ làm thân to ra. Bấm ngọn loại bỏ mô phân sinh đỉnh chính, khiến các chồi nách hết bị ức chế và mọc thành cành mới.

Bài tiếp theo hỏi: điều gì khiến mô phân sinh hoạt động nhanh hay chậm, và người trồng trọt vận dụng hiểu biết đó ra sao?