CHƯƠNG 2. CẢM ỨNG
I. CẢM ỨNG THỰC VẬT
Cảm ứng ở thực vật là phản ứng vận động của các cơ quan thực vật đối với kích thích
Đặc điểm: phản ứng chậm, khó nhận thấy, hình thức phản ứng kém đa dạng.
Có 2 hình thức cảm ứng ở thực hướng động (vận động định hướng) và ứng động (vận động cảm ứng).
II. HƯỚNG ĐỘNG
1. Khái niệm: Hướng động là vận động sinh trưởng của các cơ quan thực vật đối với kích thích từ một hướng xác định.
Có hai loại hướng động chính :
+ Hướng động dương: vận động sinh trưởng hướng tới nguồn kích thích
+ Hướng động âm: vận động tránh xa nguồn kích thích
Cơ chế: Hướng động xảy ra khi tốc độ sinh trưởng tại hai phía của cơ quan tiếp nhận kích thích không đều nhau.
Vai trò: Hướng động giúp cây sinh trưởng hướng tới tác nhân môi trường thuận lợi (ánh sáng, nước, dinh dưỡng) và tránh xa các tác nhân không thuận lợi của môi trường → giúp cây thích ứng với những biến động của điều kiện môi trường để tồn tại và phát triển.
2. Các hình thức hướng động ở thực vật
+ Hướng sáng: Phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp ứng lại tác động của ánh sáng.
+ Hướng trọng lực: Phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp ứng lại tác động của trọng lực (hướng về tâm quả đất). Rễ hướng trọng lực dương, thân cành hướng hướng trọng lực âm.
+ Hướng hóa: Phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp lại tác động của hoá chất.
+ Hướng nước: là phản ứng sinh trưởng của thực vật hướng tới nguồn nước. Hướng nước ở rễ là hướng dương
+ Hướng tiếp xúc: Phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp ứng lại tác động của vật tiếp xúc với bộ phận của cây.
III. ỨNG ĐỘNG
1. Khái niệm: Ứng động là vận động phản ứng của cây trước những tác nhân kích thích không định hướng của môi trường (do tác động từ nhiều phía của môi trường).
Các loại ứng động:
Tùy theo tác nhân kích thích: quang ứng động, hoá ứng động, nhiệt ứng động, điện ứng động….
Tùy theo vận động có gây ra sự sinh trưởng của thực vật hay không mà người ta chia ra ứng động sinh trưởng và ứng động không sinh trưởng.
- Ứng động sinh trưởng là vận động cảm ứng do sự khác biệt về tốc độ sinh trưởng dãn dài của các tế bào tại hai phía đối diện nhau của cơ quan (như lá, cánh hoa) do tác động của kích thích.
- Ứng động không sinh trưởng là kiểu ứng động không có sự phân chia và lớn lên của các tế bào (liên quan chủ yếu đến hiện tượng sức trưởng nước)
2. Vai trò: Ứng động giúp thực vật thích nghi đa dạng đối với sự biến đổi của môi trường để tồn tại và phát triển.
IV. CẢM ỨNG Ở ĐỘNG VẬT
1. Khái niệm: Cảm ứng là khả năng cơ thể động vật phản ứng lại các kích thích của môi trường (bên trong và bên ngoài cơ thể) để tồn tại và phát triển.
Động vật: Phản ứng nhanh, phản ứng dễ nhận thấy, hình thức phản ứng đa dạng.
Hình thức, mức độ và tính chính xác của cảm ứng ở các động vật khác nhau tuỳ thuộc vào tố chức của hệ thần kinh
2. Cảm ứng ở các nhóm động vật
* Cảm ứng ở động vật chưa có tổ chức hệ thần kinh
Hình thức cảm ứng: Chuyển động của cả cơ thể hoặc co rút của chất nguyên sinh để hướng đến các kích thích (hướng động dương) hoặc tránh xa kích thích (hướng động âm)→theo kiểu hướng động
* Cảm ứng ở động vật đã có hệ thần kinh
* Hình thức cảm ứng là các phản xạ
Phản xạ là các phản ứng trả lời các kích thích của môi trường thông qua hệ thần kinh (chỉ có ở nhóm động vật có hệ thần kinh).
Phản xạ được thực hiện nhờ cung phản xạ. Cung phản xạ bao gồm các bộ phận:
+ Bộ phận tiếp nhận kích thích (cơ quan thụ cảm).
+ Bộ phận phân tích và tổng hợp thông tin để quyết định hình thức và mức độ phản ứng (hệ thần kinh).
+ Bộ phận thực hiện phản ứng (cơ, tuyến).
Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh dạng lưới: phản ứng co toàn bộ cơ thể, thiếu chính xác
Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh dạng chuỗi hạch: phản ứng mang tính chất định khu, co một phần cơ thể, chính xác hơn so với hệ thần kinh dạng lưới.- Hệ thần kinh dạng ống hoạt động theo nguyên tắc phản xạ(tiếp nhận và trả lời các kích thích)
- Phản xạ ở động vật có hệ thần kinh dạng ống gồm phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện.
- Số lượng phản xạ có điều kiện ngày một tăng → giúp động vật thích nghi hơn với điều kiện môi trường.
V. ĐIỆN THẾ NGHỈ
1. Khái niệm: Điện thế nghỉ đo được khi tế bào ở trạng thái nghỉ ngơi (tế bào không bị kích thích)
Điện thế nghỉ là sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào nghỉ ngơi (không bị kích thích).
Phía trong màng tế bào tích điện âm so với phía ngoài màng tích điện dương→ điện thế nghỉ của tế bào luôn là một số nguyên âm.
Nguyên nhân là do sự chênh lệch nồng độ Na+, K+ hai bên màng; tính thấm của màng đối với ion K+ (cổng Kali mở để ion kali đi từ trong ra ngoài); lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu; hoạt động của bơm Na – K đã duy trì sự khác nhau đó.
VI. ĐIỆN THẾ HOẠT ĐỘNG VÀ SỰ LAN TRUYỀN XUNG THẦN KINH
Khi tế bào bị kích thích, trong tế bào xuất hiện điện thế hoạt động.
Điện thế hoạt động là sự biến đổi điện thế nghỉ, từ phân cực sang mất phân cực, đảo cực và tái phân cực:
- Giai đoạn mất phân cực: -70mV → 0
Khi bị kích thích, tính thấm của màng đối với các ion thay đổi, màng chuyển từ trạng thái nghỉ sang trạng thái hoạt động → gây nên sự khử cực (cửa Na+ mở, Na+ từ ngoài vào tế bào) → trung hoà điện giữa hai màng tế bào.
- Giai đoạn đảo cực: 35mV
Cổng Na mở rộng → Na+ từ bên ngoài di chuyển ồ ạt vào trong tế bào → bên trong tế bào tích điện dương, bên ngoài tích điện âm
- Giai đoạn tái phân cực: -70mV
Cổng K+ mở rộng, cổng Na+ đóng lại. K+ đi qua màng tế bào ra ngoài → bên ngoài tích điện dương và bên trong tích điện âm → tái phân cực.
2. Sự lan truyền của xung thần kinh trong tế bào thần kinh
Khi tế bào thần kinh bị kích thích → xuất hiện điện thế hoạt động. Theo tính chất dẫn điện, điện thế sẽ được lan truyền từ nơi điện thế cao đến nơi có điện thế thấp → lan truyền điện thế hoạt động từ vùng này đến vùng khác của tế bào
Dựa vào đặc điểm cấu tạo của bào thần kinh người ta chia tế bào thần kinh ra làm hai loại tế bào thần kinh có bao miêlin, tế bào thần kinh không có bao có miêlin
Do đặc điểm cấu tạo của hai tế bào này khác nhau → sự dẫn truyền xung thần kinh của hai tế bào này cũng khác nhau.
- Trên sợi có bao miêlin: lan truyền liên tiếp, chậm
- Trên sợi không có bao miêlin: lan truyền nhảy cóc, nhanh
VII. TRUYỀN TIN QUA XINAP
Vai trò: Có vai trò dẫn truyền xung thần kinh từ tế bào này sang tế bào khác
2. Cấu tạo xinap
Chùy xinap: Ngoài có màng bao bọc gọi là màng trước xinap. Trong chùy chứa ty thể và các bóng chứa chất trung gian hóa học (axêtincôlin, norađrênalin, đôpamin, serôtônin,.....). Có khoảng 50 loại chất trung gian hóa học nhưng mỗi xinap chỉ chứa một loại chất trung gian hóa học.
Khe xinap: Là 1 khe nhỏ nằm giữa màng trước và màng sau xinap.
Màng sau xinap: Trên màng có các thụ thể tiếp nhận chất trung gian hóa học. Có các enzim đặc hiệu có tác dụng phân giải chất trung gian hóa học. Chất trung gian hóa học phổ biến nhất ở thú là axêtincôlin và norađrênalin
3. Quá trình truyền tin qua xinap
Bước 1: Xung thần kinh lan truyền đến chùy xinap → tính thấm của màng chùy xinap biến đổi làm mở kênh Ca2+ = Ca2+ từ dịch ngoại bào đi vào trong chùy xinap.
Bước 2: Trong chùy xinap, Ca2+ tác dụng làm cho 1 số bóng chứa chất trung gian hóa học gắn vào màng trước và vỡ ra, giải phóng chất trung gian hóa học vào khe xinap.
Bước 3: Chất trung gian hóa học gắn vào thụ thể ở màng sau xinap gây hiện tượng mất phân cực (khử cực) ở màng sau và làm xuất hiện điện thế hoạt động lan truyền đi tiếp.
- Nếu chất trung gian hóa học gây hưng phấn → tác dụng lên màng sau làm thay đổi tính thấm của màng đối với ion Na+ → màng sau xuất hiện hưng phấn và tiếp tục truyền đi.
- Nếu chất trung gian hóa học có tác dụng gây ức chế → tác dụng lên màng sau làm thay đổi trạng thái của màng từ phân cực thành tăng phân cực → xuất hiện điện thế ức chế sau xinap. Vậy xung đến xinap dừng lại không được truyền đi nữa.
Tại màng sau xinap, sau khi điện thế hoạt động được hình thành ở màng sau và lan truyền tiếp đi , enzim axêtincôlinesteraza phân hủy axêtincôlin thành axêtat và côlin.
Hai chất này quay trở lại màng trước xinap và được tái tổng hợp lại thành axêtincôlin chứa trong các bóng xinap.
4. Đặc điểm của quá trình truyền tin qua xinap
+ Tốc độ lan truyền chậm do trải qua nhiều giai đoạn và qua môi trường dịch mô.
+ Thông tin được truyền qua xinap nhờ chất trung gian hóa học.
+ Xung thần kinh chỉ được truyền theo một chiều, từ màng trước xinap sang màng sau xi nap.
VIII. TẬP TÍNH CỦA ĐỘNG VẬT
Ý nghĩa: Tập tính giúp cho sinh vật thích nghi được với môi trường để tồn tại và phát triển.
2. Các loại tập tính
- Tập tính bẩm sinh là những hoạt động cơ bản của động vật, có từ khi sinh ra, được di truyền từ bố mẹ, đặc trưng cho loài.
- Tập tính học được là loại tập tính được hình thành trong quá trình sống của cá thể, thông qua học tập và rút kinh nghiệm.
- Tập tính hỗn hợp: bao gồm cả tập tính bẩm sinh lẫn tập tính thứ sinh.
3. Cơ sở thần kinh của tập tính là các phản xạ không điều kiện và có điều kiện.
Tập tính bẩm sinh là chuỗi phản xạ không điều kiện, do kiểu gen qui định, bền vững, không thay đổi.
Tập tính học được là chuỗi phản xạ có điều kiện, không bền vững và có thể thay đổi..
4. Một số hình thức học tập
Quen nhờn: là hình thức học tập đơn giản nhất, động vật phớt lờ, không trả lời những kích thích lặp lại nhiều lần nhưng không kèm theo sự nguy hiểm.
In vết: là hiện tượng các con non đi theo các vật chuyển động mà chúng nhìn thấy đầu tiên. Hiện tượng này chỉ thấy ở những loài thuộc lớp chim.
Điều kiện hóa đáp ứng: là sự hình thành mối liên kết mới trong thần kinh trung ương dưới tác động của các kích thích kết hợp đồng thời.
Điều kiện hóa hành động : Liên kết một hành động với một phần thưởng (hoặc phạt), sau đó động vật chủ động lặp lại (hoặc không lặp lại) các hành vi đó.
Học ngầm: là kiểu học không có ý thức, không biết rõ là mình đã học được, khi có nhu cầu thì kiến thức đó tái hiện để giải quyết những tình huống tương tự.
Học khôn: là kiểu học phối hợp các kinh nghiệm cũ để giải quyết tình huống mới.
5. Một số dạng tập tính phổ biến
Tập tính bảo vệ lãnh thổ: Các loài động vật dùng mùi hoặc nước tiểu, phân của mình để đánh dấu lãnh thổ. Chúng có thể chiến đấu quyết liệt khi có đối tượng xâm nhập vào lãnh thổ của mình.
Tập tính sinh sản: Là tập tính bẩm sinh mang tính bản năng, gồm chuỗi các phản xạ phức tạp do kích thích của môi trường bên ngoài (nhiệt độ) hoặc bên trong (hoocmon) gây nên hiện tượng chín sinh dục và các tập tính ve vãn, tranh giành con cái, giao phối, chăm sóc con non,...
Tập tính di cư: Do sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, một số loại côn trùng, chim, cá có hiện tượng di cư để tránh rét hoặc sinh sản.
Tập tính xã hội: Là tập tính sống bầy đàn, trong đàn có thứ bậc (hươi, nai, voi, khỉ, sư tử,... có con đầu đàn,) có tập tính vị tha (ong thợ trong đàn ong, kiến lính trong đàn kiến)...
CHƯƠNG 3. SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
I. SINH TRƯỞNG Ở THỰC VẬT
Sinh trưởng của thực vật là quá trình tăng về kích thước (chiều dài, bề mặt, thể tích) của cơ thể do tăng số lượng và kích thước của tế bào.
Cơ sở tế bào học của hiện tượng sinh trưởng là sự nguyên phân của các tế bào mô phân sinh.
2. Các mô phân sinh
Mô phân sinh là nhóm các tế bào thực vật chưa phân hoá, duy trì được khả năng nguyên phân trong suốt đời sống của cây.
Ở thực vật Hai lá mầm có cả mô phân sinh bên và mô phân sinh đỉnh → tăng trưởng chiều cao (sinh trưởng sơ cấp) và đường kính thân (sinh trưởng thứ cấp).
Ở thực vật Một lá mầm chỉ có mô phân sinh đỉnh và mô phân sinh lóng → tăng trưởng chiều cao và không tăng kích thước bề ngang (do không có mô phân sinh bên).
3. Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của thực vật
Nhân tố bên trong
- Đặc điểm di truyền: Cây Một lá mầm chỉ có sinh trưởng sơ cấp, cây Hai lá mầm có cả sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.
- Các thời kì sinh trưởng của giống, loài.
- Hoocmôn thực vật điều tiết tốc độ sinh trưởng.
Nhân tố bên ngoài
- Nhiệt độ: Ảnh hưởng nhiều đến sinh trưởng của thực vật, tùy từng loại cây có nhiệt độ thích hợp khác nhau. Ví dụ: những cây rau màu vụ đông (su hào, bắp cải,..) thích hợp với điều kiện lạnh hơn.
- Hàm lượng nước: Tế bào thực vật sinh trưởng thích hợp với độ ẩm cao, trên 90%.
- Ánh sáng: Ảnh hưởng tới quang hợp do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây, có thể gây nên sự biến đổi hình thái của cây (cây bị vàng lá,..)
- Ôxi: Ôxi ảnh hưởng đến hoạt động hô hấp do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây.
- Dinh dưỡng khoáng: Ảnh hưởng tới quang hợp do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây, gây nên sự biến đổi hình thái của cây (cây bị còi cọc, vàng lá,..)
II. HOOCMÔN THỰC VẬT
- Hoocmôn thực vật (phytohormone) là các chất hữu cơ do cơ thể thực vật tiết ra có tác dụng điều tiết hoạt động sống của cây.
- Đặc điểm chung:
- Được tạo ra ở một nơi nhưng gây ra phản ứng ở một nơi khác trong cây.
- Với nồng độ rất thấp nhưng gây ra những biến đổi mạnh trong cơ thể.
- Tính chuyên hoá thấp hơn nhiều so với hoocmôn ở động vật bậc cao.
Dựa vào tác động sinh lí của hooc môn đối với quá trình sinh trưởng của thực vật người ta chia hooc môn thực vật làm hai nhóm
- Nhóm kích thích sinh trưởng:
Auxin: kích thích nguyên phân, kéo dài tế bào, kích thích nảy mầm, ra rễ phụ
Gibêrelin: tăng số lần nguyên phân, kéo dài tế bào, kích thích nảy mầm, tăng chiều cao cây, tạo quả không hạt
Xitôkinin: kích thích phân chia, làm chậm quá trình già của tế bào, phát sinh chồi thân ở mô callus
- Nhóm ức chế sinh trưởng:
Axit abxixic (ABA/AAB): kìm hãm quá trình trao đổi chất, giảm súc các hoạt động sinh lí và chuyển cây vào trạng thái ngủ nghỉ, gây nên sự rụng lá, ức chế nảy mầm, điều chỉnh sự đóng mở khí khổng, giúp cây chống chọi với điều kiện môi trường bất lợi.
III. PHÁT TRIỂN Ở THỰC VẬT CÓ HOA
Phát triển là toàn bộ những biến đổi diễn ra trong chu kì sống của 1 cá thể.
Chu trình phát triển của thực vật có hoa:
Phát triển ở thực vật có hoa được biểu hiện ở 3 quá trình liên quan:
- Sinh trưởng.
- Phân hóa tế bào và mô.
- Phát sinh hình thái tạo nên các cơ quan của cơ thể (làm cho cây ra hoa, kết quả, tạo hạt).
Có sự xen kẽ thế hệ đơn bội n và lưỡng bội 2n trong chu trình phát triển của thực vật.
2. Mối quan hệ giữa sinh trưởng và phát triển
Giữa sinh trưởng và phát triển có mối quan hệ mật thiết, liên tiếp và xen kẽ nhau trong đời sống TV. Sự biến đổi về số lượng rễ, thân, lá dẫn đến sự thay đổi về chất lượng (phân hoá) ở hoa, quả, hạt.
Sinh trưởng ở thực vật gắn liền với quá trình phát triển và sinh trưởng là cơ sở và tiền đề của phát triển
3. Những nhân tố chi phối sự ra hoa
Tuổi của cây; Thực vật đến độ tuổi xác định thì ra hoa.
Nhiệt độ thấp: Nhiều loài cây để chuyển sang trạng thái tạo hoa cần có tác động của nhiệt độ thấp (gọi là xuân hóa).
Quang chu kì: là thời gian chiếu sáng xen kẽ bóng tối (độ dài ngày đêm) ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của cây. Quang chu kì tác động đến sự ra hoa, rụng lá, tạo củ, di chuyển các hợp chất quang hợp.
- Theo quang chu kì, có thể chia thành 3 loại cây:
+ Cây ngày ngắn (ra hoa trong điều kiện chiếu sáng ít hơn 12 giờ), VD: đậu tương, vừng, cà phê, cà tím, mía...
+ Cây ngày dài (ra hoa trong điều kiện chiếu sáng hơn 12 giờ), VD: hành, cà rốt, lúa mì...
+ Cây trung tính (ra hoa trong cả điều kiện ngày dài và ngày ngắn). VD: cà chua, lạc, đậu, ngô, hướng dương...
Phitocrom: là sắc tố cảm nhận quang chu kì (các prôtêin hấp thụ ánh sáng) -> ảnh hưởng đến sự ra hoa, nảy mầm, đóng mở khí khổng.
Hoocmôn ra hoa (florigen): là các chất hữu cơ được hình thành trong lá và được vận chuyển đến các đỉnh sinh trưởng của thân làm cho cây ra hoa.
IV. SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở ĐỘNG VẬT
- Sinh trưởng của cơ thể động vật là quá trình gia tăng khối lượng và kích thước của cơ thể do tăng số lượng và kích thước tế bào.
- Phát triển của cơ thể động vật là quá trình biến đổi bao gồm sinh trưởng, phân hóa tế bào và phát sinh hình thái cơ thể.
- Biến thái là sự thay đổi đột ngột về hình thái, cấu tạo và sinh lí của động vật sau khi sinh ra hoặc nở từ trứng ra.
2. Phân loại
Dựa vào đặc điểm sinh trưởng và phát triển ở động vật người ta chia thành các kiểu phát triển ở động vật:
+ Phát triển không qua biến thái: là kiểu phát triển mà con non có các đặc điểm hình thái, cấu tạo và sinh lí tương tự con trưởng thành. Đa số động vật có xương sống (bò sát, chim, thú) và rất nhiều loài động vật không xương sống phát triển không qua biến thái.
+ Phát triển qua biến thái: là kiểu phát triển mà con non (ấu trùng) có các đặc điểm hình thái, cấu tạo và sinh lí khác nhau giữa các giai đoạn và khác với con trưởng thành.
- Phát triển qua biến thái hoàn toàn: là kiểu phát triển mà ấu trùng có hình dạng, cấu tạo và sinh lí rất khác với con trưởng thành, trải qua giai đoạn trung gian, ấu trùng biến đổi thành con trưởng thành.
Có ở đa số loài côn trùng (bướm, ruồi, ong…) và lưỡng cư…
- Phát triển qua biến thái không hoàn toàn: là kiểu phát triển mà ấu trùng phát triển chưa hoàn thiện (gần giống với con trưởng thành), trải qua nhiều lần lột xác ấu trùng biến đổi thành con trưởng thành. Gặp ở một số loài côn trùng như: châu chấu, cào cào, gián…
V. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở ĐỘNG VẬT
+ Yếu tố di truyền: hệ gen chi phối tuổi thọ, tốc độ, giới hạn, thời gian sinh trưởng và phát triển.
+ Giới tính: ở từng thời kì, quá trình sinh trưởng và phát triển của giới đực và giới cái không giống nhau.
+ Hoocmôn sinh trưởng phát triển.
2. Các hoocmôn
- Động vật có xương sống được điều hòa bởi các hoocmon: hoocmon sinh trưởng, tizoxin, testosteron, estrogen
- Động vật không xương sống được điều hòa bởi các hoocmon: ecđison, juvenin
Thức ăn ảnh hưởng mạnh nhất đến tốc độ sinh trưởng và phát triển của động vật qua các giai đoạn.
Nhiệt độ
Mỗi loài động vật chỉ phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ môi trường thích hợp, nếu quá cao hoặc quá thấp đều sẽ làm chậm sinh trưởng.
Căn cứ vào sự phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường chia động vật thành 2 nhóm: động vật biến nhiệt và động vật đẳng nhiệt.
Ánh sáng
+ Tia tử ngoại biến tiền tiền D thành vitamin D…, ánh sáng ảnh hưởng đến nhiệt độ qua đó tác động đến sinh trưởng, phát triển của động vật.
+ Những ngày tròi rét động vật mất nhiều nhiệt, vì vậy chúng phơi nắng để thu thêm nhiệt và giảm mất nhiệt
4. Một số biện pháp điều khiển sinh trưởng và phát triển của động vật
Cải tạo giống: Bằng phương pháp lai giống, chọn lọc nhân tạo, công nghệ phôi…tạo ra các giống vật nuôi có năng suất cao, thích nghi với điều kiện địa phương.
Cải thiện môi trường sống tối ưu cho từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển (thức ăn, vệ sinh chuồng trại…).
Cải thiện chất lượng dân số: Thực hiện các biện pháp kế hoạch hóa gia đình. Cải thiện đời sống kinh tế và văn hoá (cải thiện chế độ dinh dưỡng, luyện tập thể thao, sinh hoạt văn hoá lành mạnh…) Áp dụng các biện pháp tư vấn di truyền và kĩ thuật y học hiện đại trong công tác bảo vệ bà mẹ, trẻ em. Bảo vệ môi trường, hạn chế làm ô nhiễm môi trường.
I. SINH SẢN VÔ TÍNH Ở THỰC VẬT
- Các hình thức sinh sản ở thực vật:
+ Sinh sản vô tính
+ Sinh sản hữu tính
1. Khái niệm: Là hình thức sinh sản không có sự kết hợp giữa giao tử đực và giao tử cái, con cái giống nhau và giống cá thể mẹ
2. Các hình thức sinh sản vô tính ở thực vật: sinh sản bằng bào tử và sinh sản sinh dưỡng
3. Các phương pháp nhân giống vô tính thực vật: giâm cành, chiết cành, ghép cành, nuôi cấy mô tế bào
4. Vai trò
* Đối với đời sống thực vật
- Giúp cho sự tồn tại và phát triển của loài
* Đối với con người
- Duy trì được tính trạng tốt phục vụ con người
- Nhân nhanh giống cây trồng.
- Tạo giống cây sạch bệnh
- Tăng hiệu quả kinh tế nông nghiệp, giảm giá thành sản phẩms
- Phục chế giống quý đang bị thoái hóa.
1. Cấu tạo hoa
Gồm cuống hoa, đế hoa, đài hoa, tràng hoa, nhị và nhụy.
2. Quá trình hình thành hạt phấn và túi phôi
a. Hình thành hạt phấn
Tế bào trong bao phấn (2n) giảm phân tạo ra 4 bào tử đực đơn bội (n), mỗi tế bào (n) lại nguyên phân tạo 1 hạt phấn (n).
b. Hình thành túi phôi
Tế bào noãn (2n) giảm phân tạo 4 tế bào (n), 3 tế bào tiêu biến và 1 tế bào nguyên phân tạo túi phôi chứa 8 tế bào (gồm 3 tế bào đối cực, 2 tế bào kèm, 1 tế bào trứng và 2 nhân cực) (thể giao tử cái).
- Khái niệm: Thụ phấn là là quá trình vận chuyển hạt phấn từ nhị đến núm nhụy.
- Có 2 hình thức thụ phấn: Tự thụ phấn (hạt phấn của cây thụ phấn cho hoa cây đó) và thụ phấn chéo (hạt phấn của cây này thụ phấn cho hoa của cây khác cùng loài).
- Thực vật hạt kín thụ phấn nhờ nước, gió, động vật (côn trùng, chim hoặc thú).
4. Thụ tinh
Thụ tinh là sự hợp nhất của nhân giao tử đực với nhân của tế bào trứng trong túi phôi để hình thành nên hợp tử (2n), khởi đầu của cá thể mới.
Quá trình thụ tinh kép (Hạt kín): Tế bào ống phấn trong hạt phấn nảy mầm tạo ra ống phân. Ống phấn sinh trưởng xuyên qua vòi nhụy, qua lỗ túi phôi vào túi phôi → giải phóng 2 giao tử, một giao tử (n) hợp nhất với tế bào trứng tạo thành hợp tử (2n), một nhân còn lại (n) hợp nhất với nhân cực (2n) ở trung tâm túi phôi tạo thành nhân tam bội (3n), phát triển thành nội nhũ cung cấp dinh dưỡng cho phôi.
+ Giao tử đực 1 (n) + trứng (noãn cầu) (n) → hợp tử (2n)
+ Giao tử đực 2 (n) + nhân cực (2n) → nhân nội nhũ (3n)
Ý nghĩa của thụ tinh kép: hình thành bộ phận dữ trữ chất dinh dưỡng để nuôi phôi phát triển cho đến khi hình thành cây non có khả năng tự dưỡng bảo đảm cho thế hệ con khả năng thích nghi cao với sự biến đổi của điều kiện môi trường để duy trì nòi giống.
5. Hình thành hạt
Noãn thụ tinh (chứa hợp tử và tế bào tam bội) phát triển thành hạt.
Hợp tử phát triển thành phôi.
Tế bào tam bội phát triển thành nội nhũ (phôi nhũ)
- Hạt gồm vỏ hạt, phôi và nội nhũ.
- Có 2 loại hạt: Hạt có nội nhũ (hạt cây Một lá mầm), hạt không có nội nhũ (hạt cây Hai lá mầm).
6. Hình thành quả
- Bầu nhụy phát triển thành quả, có chức năng chứa và bảo vệ hạt.
- Quả không có thụ tinh noãn → quả giả (quả đơn tính)
- Qúa trình chín của quả: bao gồm những biến đổi về sinh lí, sinh hóa làm cho quả chín có độ mềm, màu sắc và hương vị hấp dẫn, thuận lợi cho sự phát tán của hạt. Quả của nhiều loài cây cung cấp nguồn dinh dưỡng quý cho con người (vitamin, khoáng chất, đường,..)
- Quả tự phát tán hoặc phát tán nhờ động vật, gió...
III. SINH SẢN VÔ TÍNH Ở ĐỘNG VẬT
Sinh sản vô tính là hình thức sinh sản mà một cá thể sinh ra một hoặc nhiều cá thể mới giống hệt mình, không có sự kết hợp giữa tinh trùng và tế bào trứng.
Cơ thể con được hình thành từ một phần cơ thể mẹ (phân đôi, nảy chồi, phân mảnh) hoặc từ tế bào trứng (trinh sản) nhờ nguyên phân.
2. Cơ sở tế bào học:
Sinh sản vô tính chủ yếu dựa trên cơ sở nguyên phân để tạo ra các cá thể mới giống nhau và giống cá thể gốc.
Ưu điểm của sinh sản vô tính:
- Cá thể sống độc lập, đơn lẻ vẫn có thể tạo ra con cháu, vì vậy có lợi trong từng hợp mật độ quần thể thấp.
- Tạo ra các cá thể mới giống nhau và giống cá thể mẹ về mặt di truyền.
- Tạo ra số lượng lớn con cháu giống nhau trong một thời gian ngắn
- Tạo ra các cá thể thích nghi tốt với môi trưởng sông ổn định, ít biến động, nhờ vậy quần thể phát triển nhanh.
Nhược điểm của sinh sản vô tính:
Tạo ra các thế hệ con cháu giống nhau về mặt di truyền. Vì vậy, khi điều kiện sống thay đổi, có thể dẫn đến hàng loạt cá thể bị chết, thậm chí toàn bộ quần thể bị tiêu diệt.
3. Các hình thức sinh sản vô tính
4. Ứng dụng
Nuôi mô sống: nuôi cấy mô ghép mô, chữa bệnh:
Nhân bản vô tính: Chuyển nhân của một tế bào xôma (2n) vào một tế bào trứng đã lấy mất nhân → kích thích tế bào trứng phát triển thành phôi, cơ thể mới → đem cấy trở lại vào dạ con.
Ý nghĩa của nhân bản vô tính đối với đời sống:
+ Nhân bản vô tính đối với động vật có tổ chức cao nhằm tạo ra những cá thể mới có bộ gen của cá thể gốc, mang những đặc điểm sinh học giống như cá thể cho nhân.
+ Nhân bản vô tính để tạo ra các cơ quan mới thay thế các cơ quan bị bệnh, bị hỏng ở người.
IV. SINH SẢN HỮU TÍNH Ở ĐỘNG VẬT
Là hình thức sinh sản tạo ra cá thể mới do có sự hợp nhất của giao tử đực và giao tử cái đơn bội tạo thành hợp tử, hợp tử phát triển thành cơ thể mới.
2. Quá trình sinh sản hữu tính
Ở hầu hết các loài quá trình sinh sản đều trải qua 3 giai đoạn:
Hình thành giao tử (tinh trùng và trứng)
+ Hình thành tinh trùng: 1 tế bào sinh tinh trùng giảm phân và hình thành 4 tinh trùng
+ Hình thành trứng: 1 tế bào sinh trứng giảm phân tạo 4 tế bào đơn bội: 3 thể cực, 1 tế bào trứng
Thụ tinh
+ Bản chất của thụ tinh là sự kết hợp giữa tinh trùng của con đực (n) và trứng của con cái (n) để tạo thành cá thể mới (2n).
Ở động vật có hai hình thức thụ tinh là thụ tinh ngoài (xảy ra trong môi trường nước) và thụ tinh trong (xảy ra trong cơ quan sinh sản).
Thụ tinh ngoài: Là hình thức thụ tinh mà trứng gặp tinh trùng và thụ tinh ở bên ngoài cơ thể cái (ở môi trường nước)
- Đại diện: cá, ếch nhái,...
- Đặc điểm: hiệu suất thụ tinh thấp, tỉ lệ trứng nở và con non sống sót thấp, do cơ quan sinh sản chưa hoàn thiện, thuộc nhóm sinh vật đẻ trứng.
Thụ tinh trong: Là hình thức thụ tinh mà trứng gặp tinh trùng và thụ tinh ở trong cơ quan sinh dục của con cái.
- Đại diện: Bò sát, chim và thú.
- Đặc điểm: hiệu suất thụ tinh cao, tỉ lệ trứng nở và con non sống sót cao do cơ quan sinh sản hoàn thiện hơn, gặp ở cả nhóm đẻ trứng và nhóm đẻ con.
Phát triển phôi thai: Hợp tử tiến hành nguyên phân nhiều lần liên tiếp để phát triển thành phôi thai
3. Các hình thức sinh sản
Đẻ trứng: Trứng có thể được đẻ ra ngoài rồi thụ tinh (thụ tinh ngoài) hoặc trứng được thụ tinh và đẻ ra ngoài (thụ tinh trong) → Phát triển thành phôi → con non.
Đẻ con: Trứng được thụ tinh trong cơ quan sinh sản (thụ tinh trong) tạo hợp tử → phát triển thành phôi → con non → đẻ ra ngoài.
Trứng có thể phát triển thành phôi, con non nhờ noãn hoàng (một số loài cá, bò sát) hoặc trứng phát triển thành phôi, phôi thai phát triển trong cơ quan sinh sản của cơ thể cái nhờ tiếp nhận chất dinh dưỡng từ máu mẹ qua nhau thai (thú).
Ưu điểm của mang thai và sinh con ở thú
- Ở động vật có vú, chất dinh dưỡng từ cơ thể mẹ qua nhau thai rất phong phú, nhiệt độ trong cơ thể mẹ thích hợp với sự phát triển của thai.
- Phôi thai được bảo vệ tốt nên tỉ lệ chết thai thấp.
V. CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA SINH SẢN Ở ĐỘNG VẬT
- Khi có kích thích từ môi trường, vùng dưới đồi tiết ra hoocmôn GnRH kích thích tuyến yên tiết FSH và LH:
+ FSH: kích thích ống sinh tinh sản sinh tinh trùng.
+ LH kích thích tế bào kẽ (tế bào lêiđich) sản xuất testostêrôn, testostêrôn kích thích sản sinh ra tinh trùng.
- Khi nồng độ testosteron trong máu tăng cao gây ức chế ngược lên tuyến yên và vùng dưới đồi, làm 2 bộ phận này giảm tiết GnRH, FSH và LH dẫn đến tế bào kẽ giảm tiết testosteron.
- Nồng độ testosteron giảm không gây ức chế lên vùng dưới đồi và tuyến yên nữa, nên 2 bộ phận này lại tăng tiết hocmon.
2. Cơ chế điều hòa sinh trứng
- Khi có kích thích từ môi trường, vùng dưới đồi tiết ra hoocmôn GnRH kích thích tuyến yên tiết FSH và LH: FSH kích thích nang trứng phát triển và tiết ra Ơstrôgen; LH làm trứng chín, rụng và tạo thể vàng, thể vàng tiết prôgestêrôn và ơstrôgen.
+ Prôgestêrôn và ơstrôgen làm cho niêm mạc dạ con phát triển dày lên.
+ Khi nồng độ prôgestêrôn và ơstrôgen trong máu tăng cao gây ức chế ngược, vùng dưới đồi và tuyến yên giảm tiết GnRh, FSH và LH.
VI. ĐIỀU KHIỂN SINH SẢN Ở ĐỘNG VẬT VÀ SINH ĐẺ CÓ KẾ HOẠCH Ở NGƯỜI
a. Sử dụng hoocmôn hoặc chất kích tổng hợp.
+ Cá mè, cá trắm cỏ không đẻ trong ao nuôi. Tiêm dịch chiết từ tuyến dưới não của các loài cá khác làm trứng chín hàng loạt, sau đó nặn trứng ra và cho thụ tinh nhân tạo bên ngoài cơ thể rồi đem ấp nở ra cá con.
+ Tiêm huyết thanh ngựa chửa cho trâu, bò... làm cho trứng nhanh chín và rụng hoặc làm chín và rụng nhiều trứng cùng một lúc, sau đó cho thụ tinh nhân tạo với tinh trùng đã chuẩn bị sẵn.
b. Thay đổi các yếu tố môi trường.
Ví dụ: Thay đổi thời gian chiếu sáng đối với gà nuôi làm cho gà có thể đẻ 2 trứng/ngày.
c. Nuôi cấy phôi
+ Tiêm hoocmon thúc đẩy sự chín và rụng của nhiều trứng rồi lấy các trứng đó ra ngoài. Cho các trứng đó thụ tinh trong ống nghiệm và nuôi dưỡng các hợp tử phát triển đến một giai đoạn phôi nhất định. Sau đó đem các phôi này cấy vào tử cung của con cái để con cái mang thai và đẻ con.
+ Có thể ứng dụng đối với các loài động vật quý hiếm chỉ đẻ một con trong một con trong một lứa đẻ.
d. Thụ tinh nhân tạo
- Thụ tinh nhân tạo có tác dụng làm tăng hiệu quả thụ tinh, có thể diễn ra bên trong hoặc bên ngoài cơ thể.
+ Thụ tinh nhân tạo bên ngoài cơ thể: ví dụ: ép nhẹ lên bụng cá đã thành thục sinh dục để trứng chín tràn ra một cái đĩa rồi rót nhẹ tinh dịch (sẹ cá đực chứa tinh trùng trưởng thành) lên trên. Dùng lông gà đảo nhẹ để trộn đều trứng với tinh trùng để gây thụ tinh. Thụ tinh nhân tạo theo cách này có thể đạt hiệu suất 80-90%, so với 40% khi thụ tinh trong điều kiện tự nhiên.
+ Thụ tinh nhân tạo bên trong cơ thể: Tinh trùng được lầy từ con đực, được bảo quả ở trạng thái tiềm sinh trong nitơ lỏng ở nhiệt độ -196oC. Thời gian bảo quản có thể kéo dài hàng tháng, hàng năm. Khi cần thụ tinh, người ta nâng nhiệt độ để tinh trùng phục hồi khả năng di chuyển. Sau đó chia tinh trùng thành nhiều mẫu với liều lượng thích hợp rồi đưa vào cơ quan sinh dục của con cái để thụ tinh. Theo cách này có thể đạt hiệu quả sinh sản cao và chọn lọc được những đặc điểm mong muốn ở con đực giống.
2. Một số biện pháp điều khiển giới tính
- Tùy theo nhu cầu mà người ta có thể điều khiển giới tính của động vật theo hướng đực hay cái. Muốn tăng nhanh đàn gia súc và gia cầm cần tăng nhiều con cái. Muốn có nhiều trứng, sữa thì cần nhiều con cái. Muốn có nhiều thịt thì cần nhiều con đực. Muốn lấy sản phẩm chỉ có ở con đực như nhung hươu, lông cừu, tơ tằm thì cần tạo ra nhiều con đực.
- Sử dụng các biện pháp kỹ thuật như lọc, li tâm, điện di để tách tinh trùng thành 2 loại. Tuỳ theo nhu cầu về đực hay cái để chọn ra một loại tinh trùng cho thụ tinh với trứng.
- Nuôi cá rô phi bột bằng 17 – mêtyltestostêrôn kèm vitamin C sẽ tạo ra 90% cá rô phi đực.
3. Sinh đẻ có kế hoạch
- Sinh đẻ có kế hoạch là điều chỉnh về số con, thời điểm sinh con và khoảng cách sinh con sao cho phù hợp với việc nâng cao chất lượng cuộc sống của mỗi cá nhân, gia đình và xã hội.
- Lợi ích của sinh đẻ có kế hoạch:
+ Nâng cao chất lượng cuộc sống, cải thiện kinh tế, chăm lo sức khỏe, học, giải trí…
+ Giảm áp lực về tài nguyên môi trường cho xã hội.
4. Các biện pháp tránh thai
- Bao cao su
- Dụng cụ tử cung
- Thuốc tránh thai
- Triệt sản nam và nữ
- Tính vòng kinh
- Xuất tinh ngoài âm đạo
