Giáo án Sinh học Lớp 11 - Bài 4: Hình thái, cấu tạo giải phẫu và chức năng của thân cây

VÀ CHỨC NĂNG CỦA THÂN CÂY. I. MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU. 1. Nhận biết các thành phần của thân và các loại thân. 2. Nắm được cấu tạo cơ bản của một thân. 3. Hiểu được sự thích nghi của thân trong việc thực hiện  các chức năng. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Thân là cơ quan trục của cây, mang cành và lá. Có chức năng lưu thông 2 dòng dẫn truyền và nâng đỡ giữ vững các phần bên trên của cây. Ngoài ra thân cũng có thể phân hoá thực hiện một số chức năng khác như: dự trữ, quang hợp. 1. Thành phần của thân. - Thân chính: mang chồi ngọn, chồi nách, chồi phụ, mấu và gióng - Cành: phát triển từ chồi nách của thân, là cành bên hay cành cấp một. Từ đây sẽ cho cành cấp 2,3 2. Các dạng thân. Dựa vào thời gian sống của cây, kiểu phân nhánh của thân và tỷ lệ tương đối giữa thân với cành mà người ta phân biệt các dạng thân sau đây: - Thân gỗ: là thân của những cây sống lâu năm. Thân chính phát triển mạnh và chỉ phân cành từ một chiều cao nhất định so với  mặt đất. Tuỳ theo chiều cao của thân, các cây thân gỗ dược chia làm 3 loại: cây gỗ lớn (cao 18m trở lên), ví dụ: cây chò chỉ, chò nâu; cây gỗ vừa (cao 12-18m): dẻ, ngọc lan;   cây gỗ nhỏ (cao từ 6-12m): bưởi, ổi - Thân bụi: thân dạng gỗ sống lâu năm nhưng thân chính không phát triển, các nhánh xuất phát và phân chia ngay từ gốc thân chính. Chiều cao của cây bụi không quá 4m. Ví dụ: sim, mua - Thân nửa bụi: cây sống nhiều năm, có thân hoá gỗ một phần ở gốc, phần trên không hoá gỗ và chết đi vào cuối thời kỳ sinh dưỡng. Từ phần gốc sẽ hình thành nên những chồi mới và quá trình đó được lặp lại hằng năm. Ví dụ: cây cỏ lào (Eupatorium odoratum), cây xương rồng - Thân cỏ: phần thân trên mặt đất chết vào cuối thời kỳ quả chín, thân không lớn được. Thân có nhiều loại: một năm, hai năm, nhiều năm.Cỏ một năm đời sống sau khi quả, hạt chín trong một mùa (ví dụ: lúa, xà lách); cỏ hai năm là loại cây trong năm đầu chỉ có lá mọc gần gốc rễ, còn thân mang hoa sẽ xuất hiện và năm thứ hai (ví dụ: cà rốt). 3.Các loại thân trong không gian. - Thân đứng: thân mọc thẳng đứng và tạo với gốc một góc vuông. Hầu hết các cây thân gỗ và một phần cây thân cỏ thuộc loại này. - Thân bò: cây không đủ cứng rắn để đứng thẳng lên được, nên phải bò sát mặt đất. Tại các mấu chạm đất của thân thường mọc ra rễ phụ để lấy thêm nguyên liệu cho lá quang hợp. Nhờ thế mà cây có thể phát triển trên một diện tích rộng (ví dụ: rau má, khoai lang...). Trong trồng trọt, người ta thường sử dụng các đoạn thân bò để gây giống trong sinh sản sinh dưỡng. - Thân leo: cây không đủ khả năng mọc đứng một mình và phải dựa vào các cây khác hoặc vào giàn để vươn cao. Thân leo phần lớn thuộc dạng cỏ, như bìm bịp, bầu bí, mướp... Có nhiều cách leo khác nhau:  + Leo nhờ thân quấn: cây vươn lên cao bằng cách quấn quanh giàn hoặc cây khác (bìm bịp, mồng tơi, củ từ, củ nâu...).  + Leo nhờ tua cuốn: tua cuốn là những sợi mảnh, xoắn ốc của ngọn, do cành hoặc lá biến đổi thành và có khả năng quấn chặt vào giàn để đưa cây vươn lên: tua cuốn ở nho, bầu, bí, mướp do cành biến đổi, còn tua cuốn ở đậu hà lan do lá biến đổi.  + Leo nhờ gai móc: móc này là do lá biến đổi để móc vào cây khác, ví dụ: song, mây.  + Leo nhờ rễ bám: rễ bám mọc từ các mấu thân, như trầu không. 4. Biến dạng của thân. - Gai: mọc ở nách lá, là những cành biến đổi thành, làm nhiệm vụ bảo vệ thân, có loại gai đơn như chanh, bưởi... có loại gai phân nhánh như bồ kết (Gleditschia australis) (chú ý đừng lẫn lộn với gai do biểu bì biến đổi thành, ví dụ ở cây hoa hồng). - Cành hình lá: một số loài cây sống ở nơi thiếu nước có lá tiêu giảm, nên thân hoặc cành chứa diệp lục và có dạng lá, làm nhiệm vụ quang hợp. Lá chính thức chỉ là những vảy nhỏ, sớm rụng. Ví dụ: Cây quỳnh (Epiphyllum oxypetalum). - Giò thân: là phần thân dày lên, chồi ngọn bị tiêu giảm, chỉ mang một hoặc hai lá. Từ chồi nách sẽ phát triển thành chồi mới. Đây là kiểu thân phổ biến ở nhiều loài phong lan (h.69). Một số thân leo thuộc họ Củ nâu (Dioscoreaceae) như củ cải, củ từ cũng có những giò trên thân, trong các giò này chứa tinh bột giống như củ ở dưới đất. - Thân mọng nước: một số loài cây sống ở nơi khô hạn, thân thường dày lên rất nhiều do mô nước phát triển, thân có diệp lục làm nhiệm vụ quang hợp thay cho các lá tiêu giảm hoặc sớm  rụng, ví dụ: thân xương rồng ta (Euphorbia antiquorum), xương rồng khế (Cereus peruvianus). - Thân hành: hình quả lê, hình cầu dẹt, hình trứng, gồm các bẹ lá (phần xoè rộng của gốc lá) xếp úp lên nhau, chứa chất dự trữ. Các bẹ đó gọi là vảy hành. Nằm giữa các vảy đó là chồi ngọn, nách các vảy có thể có chồi nách, từ đó có thể phát triển các hành con. Thân chính ở đây thường rất ngắn, hình nón hay hình đĩa, mang nhiều rễ phụ ở phía dưới (h.70). Phần lớn các loại cây gia vị (hành, tỏi, hẹ) và một số cây cảnh (như lay ơn, thuỷ tiên) có dạng thân hành, người ta có thể nhân giống bằng thân hành. - Thân củ: Là loại thân hoặc cành phồng lên, tích chứa chất dự trữ. Thân củ có thể hình thành trên mặt đất và có màu lục (như củ su hào), hoặc hình thành ở dưới đất (như củ khoai tây). Mỗi củ khoai tây do một cành biến đổi, khi nằm trong đất nó không chứa diệp lục, nhưng để ra ngoài sáng nó lại có màu lục. Thân củ ở trong đất khác với rễ củ ở chỗ nó không có chóp rễ và lông hút, rễ bên, trên thân có những mắt mang các sẹo lá, trong nách các sẹo đó có chồi nách (h.71). - Thân rễ: Là loại thân ngầm ở dưới đất mà bề ngoài trông giống như rễ, chứa chất dự trữ. Thân rễ khác với rễ ở chỗ không có chóp rễ nhưng có những lá mỏng hình vảy màu nâu hoặc màu nhạt, trong nách các vảy đó có các chồi. Hình dạng thân rễ cũng rất khác nhau: Có loại thân rễ có lóng ngắn, nạc, như củ rong, củ gừng, củ riềng, hoặc gồm  nhiều lóng kéo dài như ở cỏ tranh, cỏ gừng (h.72). Một số loài cây sống trong nước, thân cũng có biến đổi: ví dụ như cây bèo tấm thì thân chỉ là một phiến dẹp màu lục, không có lá, rễ phát triển rất yếu; hoặc cây bèo cám (Wolffia arhiza) thân chỉ là một khối hình trứng bé tí xíu và không có rễ. 5. Cấu tạo giải phẫu của thân. 5.1. Cấu tạo sơ cấp của thân. Cấu tạo sơ cấp thân cây Hai lá mầm gồm 3 phần: Biểu bì, Vỏ sơ cấp và Trụ trung tâm hay là trung trụ. - Biểu bì: Mô bì sơ cấp ở thân thường gồm một lớp tế bào có các chất vô cơ bao phủ như: cutin, sáp, silic... Các tế bào biểu bì chứa nội chất trong suốt, không có diệp lục và ít khi có khí khổng. - Vỏ sơ cấp: gồm một số lớp tế bào mô mềm có màng cellulose mỏng, xếp đều nhau. Lớp ngoài của những tế bào này có khi có chứa diệp lục. Bên ngoài của vỏ thường có mô dày xếp thành đám hay vòng. Đôi khi trong vỏ sơ cấp có cả mô cứng và tế bào đá, trong phần này có thể có những tế bào vết lá. Trong cùng của vỏ sơ cấp là lớp nội bì, là giới hạn phân biệt giữa vỏ sơ cấp và trung trụ. Nội bì của thân khó phân biệt hơn ở rễ, có khi có chứa tinh bột gọi là vòng tinh bột. Vòng tinh bột tương ứng với vị trí của nội bì, biểu hiện chủ yếu ở thân cây non. Nó cũng gồm những tế bào mô mềm xếp thành vòng, chạy theo chiều dài của thân và có chứa nhiều hạt tinh bột. - Trung trụ: trung trụ gồm:             � Trụ bì (vỏ trụ) là lớp ngoài cùng của trung trụ, phân biệt vỏ sơ cấp với trung trụ. Trụ bì phân biệt với nội bì ở chổ vách hướng phóng xạ của chúng không trùng với vách theo hướng này của nội bì. Vỏ trụ ở thân gồm một số lớp tế bào mô mềm.            Nếu vỏ trụ gồm những tế bào mô mềm, vỏ thân không có vòng tinh bột và nội bì thì vỏ sơ cấp và trung trụ không phân biệt được sự chuyển tiếp rõ ràng. Lúc đó thân hình như có biểu bì, mô mềm và trong đó có mô dẫn truyền.             � Trụ trung tâm: Trong trụ trung tâm, mô dẫn sắp đặt khác nhau ở Một lá mầm và Hai lá mầm. Ở trung trụ của thực vật Một lá mầm (khó phân biệt vỏ và trụ) các bó mạch chồng chất kín riêng biệt thường không theo một thứ tự nào cả. Những bó mạch kín này gồm có libe nằm ở phía ngoài và gỗ nằm ở phía trong. Ở những thực vật Hai lá mầm trong cấu tạo sơ cấp có thể phân biệt hai kiểu cấu tạo. Cấu tạo có bó mạch và cấu tạo không có bó mạch.             Trong kiểu cấu tạo thứ nhất, trung trụ gồm những bó mạch chồng chất hở riêng biệt cũng gồm libe ở ngoài và gỗ ở trong, giữa là tầng phát sinh trụ. Ở đây các bó mạch được xếp thành một có khi hai vòng.             Tuỷ là phần giữa của trung trụ, không có mô dẫn ở trong đó mà nó chỉ gồm những tế bào mô mềm lớn. Màng bằng cellulose, cũng có khi màng hoá gỗ. Những tế bào của tuỷ sau một thời gian có thể chết đi và bị phá huỷ. Lúc đó ở giữa thân xuất hiện một khoang rỗng.             Tế bào mô mềm ở giữa bó mạch tạo thành các tia tuỷ sơ cấp. 5.2. Cấu tạo thứ cấp của thân. Những biến đổi trong cấu tạo thứ cấp của thân cây Hai lá mầm không có gì khác là sự hoạt động của hai tầng phát sinh thứ cấp: tầng phát sinh trong trung trụ là tượng tầng (tầng phát sinh trụ) và tầng phát sinh ngoài của phần vỏ gọi là tầng phát sinh bần lục bì (tầng phát sinh vỏ). Hoạt động của tượng tầng có thể có cấu tạo liên tục không có bó mạch, cũng có thể cho cấu tạo có bó mạch. Trong cấu tạo không có bó mạch thì ngay trong giai đoạn non, trong trung trụ cũng không phát triển bó mạch, từ đó sẽ cho một vòng gỗ đầy đủ ở phía trong và một vòng libe ở phía ngoài, giữa chúng có một lớp tượng tầng. Hoạt động của tượng tầng này về sau sẽ làm cho cây tăng trưởng về chiều dày của gỗ (phát triển ly tâm) và của libe (phát triển hướng tâm). Gỗ luôn luôn được tạo thành nhiều hơn libe. Ngoài  những yếu tố của libe và của gỗ, ở thân cây còn phát triển tia mô mềm. Đó là những tê bào mô mềm có khoang hẹp xuyên gỗ và libe, chức phận của chúng là dẫn truyền các chất theo hướng xuyên tâm. Màng của chúng trong phần gỗ thì hoá gỗ và ở phần libe thì bằng cellulose, hoạt động hằng năm của tượng tầng sẽ cho ra những lớp gỗ khác nhau: gỗ mùa Xuân và gỗ mùa Hè, các lớp gỗ này rất rõ và làm thành từng vòng mà người ta gọi là vòng dày hàng năm. Ở phần vỏ, trong cấu tạo thứ cấp, có sự hoạt động của tầng phát sinh vỏ sẽ phát triển thành chu bì. Chu bì gồm một số lớp bần, tầng sinh bần và tế bào lục bì. Về sau ở một số cây gỗ, tập hợp của nhiều lớp vỏ chết hình thành nên thụ bì.