🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình thực vật học Ebooks Nhóm Zalo Còng ty cổ phấn sách Đại học - Day nghề - Nhá xuất bàn Giáo dục giữ quyền công bô tác phàm Mọi tổ chức, cá nhãn muốn sử dụng lác píiim dưới mọ: hình thức phải dược sự dóng ỷ của chủ sở hữu quyển tác già. 04 2009/CXB/463 - 2117/GD Mã số : 7K699y9 - DAI LỜI NÓI ĐẦU (náo trin h Thực vật học được biên soạn theo Chương trìn h khung giáo dục Đại học của Bộ Cìiáo dụi* - Đào tạo ban hành theo Quyết định sô 31/2004/QĐ-BGD&ĐT ngày 16 thang 9 nãm 2004 cua Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo. Nội dung của giáo trìn h trìn h bày những kiên thức dại cương vổ giải phẫu, hình thái và phân loại học thực vật. Giáo trìn h được chia làm 4 phần: Phần Một. Tế bào thực vật Phần Hai. Sự đa dạng của thực vậl Phần Ha. Sự phát triển và cấu tạo của thực vật H ạt kín Phần Hôn. Thực vật và môi trường. Mồi phần kèm theo lý thuyết có các bài hướng dẫn thực hành. Vồ kiến thức "Giai phẫu thực vật", giáo trìn h đổ cập đến những khái niệm chính VC tê bào học thực vật, 111Ô học và giai phẫu các cơ quan dinh dưỡng, về kiên thức "Hìnb thái học", giáo trình chủ yếu giới thiỆu các khái niộm về hình thái dùng cho phân loại thực vật. Vồ kiên thức "Phân loại học ihực vật", giáo trình giới thiệu tóm tắ t các nhóm phíìn loại, kc Cíi một sô nhóm không thuộc giới thực vật như Vi khuẩn lam, Nấm và Tảo. Giáo trìn h chủ yếu tập trun g vào nhóm thực vật H ạt kín là nhóm có nhiều ý nghĩa lý thuyết và Unie tiên hơn ca và dựa vào hộ thông Cronquist. Tuy thế, do tính chất của một giáo trìn h dại cương cho nên chúng tôi cũng chỉ giối thiệu được một sô" họ dặc trưng. Về "Thực hành", với tối đa nội dung, mẫu vật thí nghiệm, dĩ nhiên là không thể thực hiện dược hết. Nhưng đây là những dẫn liệu đổ lựa chọn cho thực Liồn các trường, các địa phương nhằm giúp sinh viên hiểu những khái niệm chính của các phần ]ý Ihuyôt. Các kiến thức dược trìn h bày trong giáo trìn h là những kiến thức cơ ban kốt }lỢp cạp nhật, các kiên thức mới. Ví dụ. việc phân chia CÁC Sinh giỏi hiện nav, tuy chưa ÍÝ được một hộ ihông thông nhất nhưng phần lớn các tác giả đều dựa vào bang phán loại Xăm giới của W hittaker (1969) kêt hợp vói ba lình vực của Wocsc (1990) đố viết sáv'L Điêu rõ ràng hơn là nhóm Prokaryota dù chỉ gồm một giói Moncra của W hittaker r.-iY hai giới Bacteria (Eubactcria) và Archaca (Atchaea bacteria) của VVooso, dổu là CÍIC sừih vạt không có nhân điển hình. Tuy thô các nhà Tảo học vần cho lang Vi k ill ấn lam (Cyanobacteria) là Tảo lam (Cyanophyta)! Cũng như vậy. hiộn nay hầu nluí nguôi ta không nói dến các khái niệm "thực vật b.ậc thấp" và "thực vật bậc cao" nhiínií (Ï1C nhà Thưc vật học vẫn chưn có sự thông nhất vổ giới Protista hay giới ProtocLista Thiòn ìuíớnỊ» hiện nay xem giới thực vật không bao gồm tấ t cá các ngành tảo kổ cả tí’/) lục. t;io ' n IVotoclista có nghĩa bao gồm Protista cùng vỏi Tao lục, Tảo nâu và Tảo dỏ. nâu và tảo đỏ. Trước tìn h hình đó các sách giáo khoa về Sinh học thực vật vẫn trìn h bày đầy đủ các giói khác kể cả V i khuẩn và Nấm. Đó là điều khả dĩ nhất mà giáo trình này cũng được trìn h bày theo quan điểm đó. "Giáo trìn h được biên soạn cho sinh viên ngành Sinh học của các trường đại học, cao đẳng và cũng là tà i liệu tham khảo cho giáo viên, học sinh các trường phổ thông và cho những ai quan tâm đến thế giởi thực vật â nưóc ta nhằm nâng cao kiến thức đổ góp phần bảo vệ nguồn gen phong phú và đa dạng đó. Với chương trìn h mới, tài liệu soạn lần đầu cho nên không tránh khỏi những sai sót về nội dung và hình thức. Mong có sự đóng góp ý kiến để có thể sửa chữa cho những lần in sau. M ọi ý kiến xin gửi về Công ty Cổ phần Sách Đ ại học - Dạy nghề, Nhà xuất bản Giáo dục, 25 Hàn Thuyên, Hà Nội. Điện thoại (04)8264974. Hà Nội, tliáng I năm 2007 TÁC GIẢ 4 MỤC LỤC Lời nói dầu 3 PHẨN MỘT. TẾ BÀO THỰC VẬT Chương 1. CHẤT NGUYÊN SINH 9 1.1. Thành phần hóa học cùa tế bào thực vặt 10 1.2. Các bào quan 12 1.3. Trạng thái vật lý cùa chất nguyên sinh 17 Chương 2. NHŨNG THÀNH PHẨN NGOÀI CHẤT NGUYÊN SINH 20 2.1. Không bào. Dịch tế bào 20 2.2. Vách tố bào 22 Chương 3. SỰPHÂN CHIA TẾ BÀO 27 3.! Chu trình tế bào 27 3.2. Pha trung gian 27 3.3. Nguyên phân và phân bào 28 3.4. Meioz hãy sự giảm phân 29 THỤC IIÀN H ' 32 1. Dụng cụ và vật liệu cần thiết cho thực hành môn học 32 2. Phương pháp cắt mẵu và làm bản cắt hiển vi 35 3. Phương pháp nhuộm màu và thử phản ứng thường dùng 36 4. Kính hiên vi, cách sử dụng và bảo quản 37 5. Vẽ hình 47 6. Phán Ihực hành tế bào thực vật 49 PHẦN HAI. Sự ĐA DẠNG CỦA THỰC VẬT Chương 4. HỆ THỐNG HỌC: KHOA HỌC VÊ SỰĐA DẠNG 56 4.1. Phép phán loại: cách gọi ten và phân loại 56 4.2. Nguồn gốc cùa tê bào có nhân và các Giới cùa sự sống 59 4.3. Chu trình sống và thế lưỡng bội 60 Chương 5. PROK.ARYOTA VA VIRUS ' 61 5.1. Đạc điểm cùa tế bào Prokaryota 61 5.2. V i khuẩn (Bacteria) 62 5.3. Virus và Viroid 64 Chương 6. NẤM - FUNGI 65 6.1. Các đặc điểm cùa nấm 65 6.2. Ngành Nấm cổ - Chyưidiomycota 67 6.3. Ngành Nấm tiếp hợp - Zygomycota 67 6.4. Ngành Nấm túi - Ascomycota 69 6.5. Ngành Nấm đàm - Basidiomycota 70 6.6. Nấm men 72 6.7. Nấm conidi hay Nấm bất toàn 73 6.8. Nấm cộng sinh 73 THỰC IIÀNH. Nấm - Fungí 76 1. Ngành Nấm tiếp hợp - Zygomycota 76 2. Ngành Nấm túi - Ascomycota 76 3. Ngành Nấm đàm - Basidiomycota 77 Chương 7. TẢO VÀ CÁC PROTISTA DỊ DƯỠNG 78 7.1. Ngành Tào Hai rãnh - Dinophyta 78 7.2. Ngành Tào mắt - Euglenophyta ■ 79 7.3. Ngành Tảo ẩn - Cryptophýta 80 7.4. Tào có sợi phụ - Haptophyta 81 7.5. Ngành Tào silic - Bacillariophyta 81 7.6. Ngành Tào vàng ánh - Chrysophyta 83 7.7. Ngành Tảo nâu - Phaeophyta 83 5 7.8. Ngành Tào đò - Khodophyta 85 7.9. Ngành Tào lục - Chloròplíyla 86 THỤC HÀNH. 1’rolìsta thực vậl và tào 93 1. Ngành Tào silic - Bacillariophyta *Í3 2. Ngành Tào lục - Chlorophyta 93 3. Ngành Tào nâu - Phacophỹla 95 4. Ngành Tào đô - Rhodophỹla 95 Chương 8. RIĨU % 8.1. Cấu Irúc và sinh sản cùa Ríu 96 8.2. Ngành Rêu tán -Hcpatophyla 98 8.3. Ngành Rêu sừng -Anihocerophyla 99 8.4. Ngành Ucu ih Ịt - Bryophyta 100 THỰC I1ÀNII. Rêu 103 1. Ngành Rêu tàn -Hcpatophyta 103 2. Ngành Rêu thật - Bryophyta 103 Cliương 9. DUƠNG x i 104 9.1. Cơ ihể cùa thực vât có mạch 104 9.2. Cấu lạo sơ cấp và cấu tạo thứ cấp 104 9.3. Ngànii Dương xỉ Irán (khuyết trin) - Rhyniophyta 106 9.4. Ngành Zosterophyllophyta 106 9.5. Ngành Trimerophytophvta 107 9.6. Ngành Thông dít — Lycopodiophyla 107 9.7. Ngành Dương xi - Ptéridophytã 109 THựC HÀNII. DươnỊị xi • thực vật có mạch khuyết hụt 117 1. Ngành Thông đất - Lycopocliopliyta 117 2. Ngành Dưong xi - Picridõpliylã 117 Chương 10. THỰC VẬT HẠT TRAN 119 10.1. Ngành Thông - Coniferophyta 120 10.2. Cac ngành khác cùa Ihực v ịt hạt Irần 125 THỤC HÀNH. Thực vạt Hạt trán 128 1. Ngành Tuế - Cycadophyta 128 2. Ngành Thóng - Coniferophyla 128 Chương 11. THỤC VẬT HẠT KÍN - ANGIOSPERMAE 129 11.1. Hình thái các cơ quan dinh dưỡng 129 11.2. Các cơ quan sinh sản 138 m ự c IIÀNH - Ilìn li tliá i thực vật Hạt kín 154 1. liình thái Ihân 154 2. Hình thái lá 155 3. Hình thái r i 156 4. Hoa, câu tạo và các thành phần cùa hoa 156 5. Các kiêu quà 159 Chương 12. LỚP NGỌC LAN - MAGNOLIOPS1DA (DICOTYLEDONAIỈ) 161 12.1. Bộ Ngọc lan - Magnoliales 161 12.2. Bộ Long não - Laurales 161 12.3. Bộ Hổ tiêu - Piperales 162 12.4. Bộ Súng - Nymphaeales 162 12.5. Bộ Iloàng liên - Kanunculalcs 162 12.6. Bộ Thuốc phiện - Papaveralcs K>3 12.7. Bộ Sau sau - Hamamclidales K>3 12.8. Bộ Gai - Urticalcs 164 12.9. BộDc-Fagalcs 164 12.10. Bộ Cẩm chướng - CaryophylUtles 165 12.11. I3Ộ Rau răm - Polygoiialẽs lf>6 12.12. lỉộ Chc-Tlicales !í)6 12.1 3. Bỏ liona Malvales 167 12.14. Hộ 1 ỉna tím Viólales 167 12.1 5. Bọ l.icu Salicalcs 167 12.16. Bộ Màn màn Capparalcs 168 12.17. Bộ Đỏ quyên - Kricalcs 168 12.18. Bộ Iloa hổng Rosales 168 12.19. Bộ Đậu I-abales 169 12.20. Bỏ Sim - Myrtales 170 12.21. Bỏ Thầu dáú Huphorbiales 170 12.22. lỉộ Táo la - Khamnales 171 12.23. Bó Bỏ hòn Sapindales 171 12.24. Bộ 1 loa lán - Apiales 172 12.25. Bộ Long dởm - Gentianales 172 12.26. Bộ Cà - Solanaceae 173 12.27. Bộ Hoa mòi - Lamíales 174 12.28. Bộ Hoa mõm chó - Scrophulariaceae 175 12.29. Bộ Cù phê - Rubiales 175 12.30. Bộ Cúc Aslerales 175 l l i i r HÀNH Thực vật Hạt kín 177 1. Phương pháp thu mầu và làm tiớu bàn mầu cây khô 177 2. Thực vật llai lá mám 179 Chương 13. l.ỏp HÀNH l.ILIOPSIDA hay MỘT LÁ MAM - MONOCOTYLEDONAE 188 13.1. Bộ Trạch tá - Alismatales 188 I 3.2. Bọ Thúy kiéu Najadales 188 13.3. Bọ Cau Arecalcs 188 13.4. Iiọ Ráy - Arales 189 13.5. Bọ Thai lài Commelinales 189 13.6. Bọ Cói - Cyperales 190 13.7. Bộ Lúa PÓâles hay Graminalcs 190 I 3 s. Bộ Dứa Bromeliales 191 13.9. Bộ Hành Liliales 191 13.10. Bộ Lan - Orchidales 192 THỤC MẢNH - Thực vật Một lá mầm 193 1. Nhóm bộ Alismatidae 193 2. Nhỏm bộ Liliidae 193 3. Nhóm bộ Commelinidae 194 PHẨN BA. Sự PHÁT TRIEN VÀ CẤU TẠO CỦA THỰC VẬT HẠT KÍN Chương ¡4. Pllỏl. HẠT 196 14.1. Phôi trường thành và hạl 196 14.2. Nội nhũ " 197 14..-. Sự phái trien cùa phôi 197 14.4. V ó h ạ l 199 14.' Cày mẫm 199 Chương ¡5. MÕ 20] 15.1. Mó phân sinh 201 15.2. Mò bì 202 15..-. Mó cư bán 205 15.-J. Xylem và Phloem 209 15.5. I lệ ihóng bài tiết 215 T H ir ilÀ N Ỉl - Mó 218 1. V ô bì 218 2. \'ô cơ bán 221 ĩ. Xylcm và Phloem 223 4. lụ Ihổng bài tiẽì 226 Chương 16. CẤU TẠO CỦA THÂN 229 16.1. Cấu tạo sơ cấp cùa than 229 16.2. Cấu tạo thứ cấp 232 16.3. Các kiểu thân thứ cấp 233 16.4. Cấu tạo thân cây Một lá mẩm 235 THỰC HÀNH - Cấu tạo thân 238 1. Cấu tạo cây thân cỏ Hai lá mẩm 238 2. Cấu tạo thứ cấp cây thân gỗ Hai lá mím 239 3. Cắu tạo thân cây Một lá mám 241 Chuơng 17. CẤU TẠO CỬA LÁ 242 17 1. Phiến lá 242 17.2. Cáu tạo cùa cuống lá 245 17.3. Lá câý Một lá mám 246 17.4. Sự rụng lá' 247 THỤC HẨNH - Cáu tạo lá 249 1. Cấu tạo phiến lá Đa 249 2. Cấu tạo lá cây Lưỡi dòng 250 3. Cấu tạo cùa lá Ngô 251 Chương 18. CẤU TẠO CỦA RỄ 253 18Ĩ1. Chóp rẻ 253 18.2. Mô phân sinh tận cùng 254 18.3. Cấu tạo sơ cấp 254 18.4. Cấu tạo thứ cấp cùa rề 256 18.5. Sự phát triển cùa rề bên 259 18.6. Rẻ dự trữ 260 18.7. Rễ phụ 260 THỰC HANH - Cấu tạo rẻ 261 1. Quan sát các miền cùa rề 261 2. C ấu lạo sa cấp cùa r ỉ cây M ội l í m ám . Ré cây Lưỡi dòng 262 3. Cíu tạo sơ cấp của rẻ câý Hai lá mầm. Rễ cấy Mao lương 263 4. Cấu tạo thứ cấp cùa rỉ. Rẻ cây Bí ngô 264 PHẨN BỐN. THỰC VẬT VÀ MÔI TRƯỜNG Chuơng 19. KHÁI NIỆM SINH THÁI HỌC 267 19 1. Khí hâu 267 19.2. Đất 269 19.3. Độ vĩ và độ cao 270 19.4. Các tác nhân hữu sinh 270 19.5. Sự thích nghi vé cấu tạo đối với sự phát tán cùa hạt 271 19.6. Phân loại dạng sống cùa thực vật 272 Chương 20. CÁC MIỀN SINH CẢNH 273 20.1. Rừng mưa nhiệt đới 273 20.2. Savan và rừng nhiệt đới rụng lá 273 20.3. Hoang mạc 274 20.4. Đồng cò 274 20.5. Rừng ôn đới rụng lá 274 20.6. Rừng ôn đới hỗn hợp rừng Thông 275 20.7. Rừng taiga 275 20.8. Đồng rêu Bắc cực 275 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHỈNH 276 8 PHẦN MỘT TÊ BÀO THỰC VẬT Chương 1 CHẤT NGUYÊN SINH M ọi sinh vật đểu có cấu tạo tê bào. Có hai nhóm sinh vật khác nhau cơ bàn là sinh vật kliò ng nhãn (Prokaryota) và sinh vật có nhân (Eukaryota). Trong ba lĩnh vực của sinh vặt theo cách phàn chia cùa Carl Woese (1990) thì sinh vật không nhân có giới vi khuẩn hay vi khuẩn thực (Bacteria hay Eubactcria) và giới vi khuân cổ (Archea hay Archeabacteria) và các sinh vật có nhân (Eukarya hay Eukaryota) gồm ba giới là giới sinh vật dơn bào Protista, Nấm (Fungi); Động vật (A nim alia) và Thực vật (Plantae hay Vegetabilia). B à n g 1.1. S o s á n h c á c đ ặ c đ iể m c ủ a t ế b à o k h ô n g n h â n (P r o k a r y o ta ) v à tẽ b à o c ó n h ã n ( E u k a ry o ta ). T h e o p . R a v e n 36 P ro k a r y o ta E u k a ry o ta Kích thước tẽ' bào 1 -10 5-100 Jim hoặc hơn M àng nhân không có ADN cuộn vòng hình dài Thể tơ không có Lạp lục không có Khung tế bào không có Riboxom 70S 80S trong chấỉ tế bào, 70S trong thể tơ và iạp lục Tế bào động vật và tế bào thực vật là những biến đổi của cùng một kiểu cơ sờ của đơn vị cấu trúc. Trên cơ sở đó học thuyết tế bào đã được hình thành do Mathias Schleiden và Theodor Schavvn vào nửa đầu thế kỷ X IX . Thuật ngữ tế bào (cellula) lẩn đẩu tiên được Robert Hooke đật năm 1665 trên sự quan sát những khoang nhỏ có vách bao quanh cùa nút bần và về sau ông còn quan sát thấy ờ trong mô của những cây khác và nhấn mạnh rằng tế bào còn có chứa "chất dịch lỏng". Nội chất cùa tế bào về sau mới dược phát hiện và được gọi là chất nguyên sinh (protoplasm). Còn thuật ngữ thê’ nguyên sinh (protoplast) là do Hanstein đổ xướng nãm 1880 để chỉ chất nguyên sinh trong một tế bào đơn độc. Tế bào thực vật bao gồm cả thể nguyên sinh và vách tế bào. Nhân là một thành phần quan trọng của tế bào được Robert Brown phát hiện nãm 1831. 9 Thỏna thường imười ta vẫn chia nội chất cùa tố bào thành hai nhóm: 1) Iilũrns vịu chai có hoạt ilộim sting, là chất nguyên sinh và 2 ) nhũn« sán phẩm không phái chái nauyôn sinh, dược UỌI là những vật thế ngoài chát nguyên sinh. Thuộc về chất nguvôn sinh có chất tố hào. chất sống mang irong dó cúc Ixio hình hiìu dục. Đường kính truna hìnli cùa lạp lục ớ tlụrc V.U hạc ':;io là sỏ iưọiii! các hạt lạp lục trong lố bào lliay dối phụ lliuộc vào mô cũng như vào C i t y . Lạp lục chứa theo kliối lượng khỏ khoảng 50% protein, 35% lipid, 5% chlorophil và mội lượn” nhò caroiiiioid (xanlhophil và carotcn), ARN và ADN. Dưới kínli hiên vi diệu tứ. lạp có i'.iàiiü hai lúp. bin Hong là hộ thống các phiến dạng hán mỏng dược gọi là tliylacokl. cỏ những Ihylatoid kéo dài suối lạp, còn nhữna phiến khác nhỏ hơn. Nliữna Iliykicoiil nhó. ít nhiều có hình dĩa trông như (lổng xu. Chổng các dĩa dó tạo ihànli hạt. Các thylacoiil kliõim rièna rõ mà các khoántỉ không hôn Hong tlược nối vói nhau lien lục. I lộ tliốna màiií! cùa lạp lục có chứa I11Ộ1 lượng dồng dổu của lipitl và prolcin. Chất diệp lục tlươc clịnh vị trôn màng lli> hicoit. Lạp lục có chứa những riboxom nhỏ và thường có một mạng ADN mành. Trong chái I1CI1 có chứa những enzym cố dinh carbon dioxyt thành dường. ơ Iiiột số dieu kiện irao doi cliál. lạp lục hình lliànli và lích lũy tinh bột. Hinh 1.5. Cấu trú c lạp lục cây Ngô (Zeũ m ays) dưới kỉnh hiến vi diện từ the hiện các hạt gran câu tạo bởi các túi hinh đĩa thylaco iđ. (Theo Ravcn p * ) b) l.iiỊ' kliõii/Ị IIIÌIII không chứa sắc tố. cho nén đỏi khi đó là nhữim lạp còn non - the tnnV ! ; i I ' ! ,I|1 kliõii.ự màu llnrờii" cổ trong các lõ’ bào không liiip xút. \ó i ánh sáiii. ironi; li: hiu) bien hì [rưóiiịỉ iiiànli. Thòiití thường lạp không màu dược lụ lập quanh niiãn. 1’lu'ÌM lớn 15 lạp không màu tích tụ tinh bột và phát triển thành hạt tinh bột. Lạp không màu đó dược gọi là lạp bột, hoặc tạo thành dầu - thổ dđu hoặc chứa các tinh thể protein - thể protein. c) Lạp màu có hình dạng khác nhau và không nhất định. Lạp màu là thành phẩn quan trọng trong thành phần màu sắc của hoa, quà và cả trong những cơ quan khác như rễ và những phần khác. Màu sắc cùa lạp màu ihay đổi từ vàng, cam tới đò nâu. Đó là màu của xanthophil và Carolen. Sự phát triển cùa lạp màu là không thuận nghịch. Lạp màu cùa quả cam và củ cà rốt lại có khả năng phân hóa trở lại thành lạp lục, mất đi sắc tố caroten và pliát triển hệ thống thylacoit và chất diệp lục. Một kiểu lạp này có thế phát triển thành lạp khác là dẫn chứng chúng tó các loại lạp dòu có cùng nguồn gốc. Chẳng hạn lạp lục trong quá xanh có thể pliát triển thành lạp màu khi quả chín và lạp không màu có thể biến đổi thành lạp lục khi dem 11Ó ra ngoài sáng. 1.2.6. Thê’ tơ (T h ểh ạt sợi hay Ty thể) Thể hat sơi Perosixom Thể hat sợi Lạp lục Hình 1.6. Các bào quan tro n g tê bào lá cây Thu ốc liá (N icotiana tabacum ). M ột perosixom chứa tin h th ể , có m àng đdn bao bọc, hai th ể hạt sợi (thể tơ) và lạp lu e có m àng kép, không bào có m àng đơn. (Theo Raven F .36) Thể tơ là những bào quan dài 1,5 - 3(im, đường kính 0,5 - l,5(.im. Dưới kính hiển vi điện tử thể tơ có hình cẩu, hình kéo dài, dồi khi có hình thùy. Đó là bào quan rất rnhạy cảm. Thể tơ có cấu trúc với hai lớp màng mỏng, màng ngoài giới hạn và màng trong có những nếp gấp vào bên trong của thổ lơ được gọi là mào. Đó là những nếp gấp hình Mie, hình ống. Các enzym kể cả các enzym cùa chu trình Krebs đều được đính trên màng của các mào này. Khoang trong dược bao bọc bời màng trong chứa chất nén tương đối đ.ông đặc. Thổ tơ có liên quan với chức năng giải phóng năng lượng hô hấp và dự trữ mãng lượng cho các hoạt động đòi hỏi năng lượng. Thể lơ có chứa A D N và A R N và là bào quan có khả năng tự nhãn đôi. Mặc dù có chứa AD N và riboxom Iihưng khả năng di ưuyền cùa nó cũng rất hạn chế. 1.2.7. Bộ m áy G o lyi Bộ máy Golgi, hay thể G olgi còn gọi là the hình mạng (dictyosomc) gồm một sổ lúi 16 hìnli (fia dẹp có màng bao bọc, mỗi túi như vậy là một dơn vị màng. Phía móp cùa những túi này thường phình lẽn và có những bọl nhỏ bao quanh. Khi những bọt này phát triển nhiều thì có hình mạng hìnli ống cho nên mới có tên gọi là thể hình mạng. Thổ G olgi ở tế bào thực vật gồm từ hai đến bảy túi (hoặc nhiều hơn). Thể Golgi có liên quan trong việc bài tiết, đặc biệt tiết các chất cùa vách tế bào. Các sản phẩm bài tiết đirợc tích lụ trong các túi và về sau vỡ ra thành các bọt nhỏ. Những túi mới được xuất hiện từ màng cùa mạng nội chất. Khi các bọt nhỏ mang chất tiết ra vách tế bào gặp màng sinh chất ngoài thì màng túi dính với màng sinh chất và nội chất trong túi giải phóng ra vách tế bào. Các bọt nhó của thể hình mạng cũng tham gia thành tạo vách tế bào mới sau phân bào có tơ. a) Spheroxom là những bào quan hình cầu, dường kính 0,5 - l,0(.im, bao bọc bới các màng đơn và bẽn trong có tấu lạo hụt mảnh khi quan sát dưới kính hiển vi diện lử. Nhũng the này chứa protein và dầu có vai trù Irong việc tổng liợp lipid. b) Vi thè là những bào quan hình cầu nhò, hình bầu dục hoặc hình dạng không đểu, có màng đơn bao bọc, dường kính 0,5 - và có chất nền hình hạt. V i thể thường thấy trong mô diệp lục và thường ờ dạng tổ hợp VỚI các lạp lục. V i thổ có màng đơn và chất nền cùa nó có cấu lạo hạt lioặc sợi. Trong vi thể có thể có các hạt tinh the ilưn độc. Các vi thê’ có chứa peroxidaz và catalaz. Các vi lliể có khi còn được gọi là xytoxom. c) Lvsoxom là bào quan chứa enzym, kích thước khoáng 0.4(1111. cỏ màng đơn bao bọc và chứa chất nền tlav dặc. Lysoxom được xem là có vai trò trong việc phân ly các en/ym thủy phan từ chất tế bào và lạo nauycn nhân cùa quá Irình tự tiêu tế bào. Vì vậy Ivso.xoin không phải là một khái niệm hình thái đặc trung cho té' hào thực vật, vì lẽ rằng tế bào thực vặt có chứa nhiều ciư.ym thủy phân khác nhau có khả năng tiêu Hình 1.7. Bộ m áy G olgi gom những túi dẹt, những bọt nhỏ. (Theo Mauseth J.K) hóa chất tế bào và các chất trao đổi, và những enzyin đó xuất hiện trên các kiểu cấu tạo mànn giói hạn khác nhau mà phần lớn là trên màng không bào. Vì vậy tên gọi lysoxom có ý nghĩu hóa sinh học nhiều hơn. 1.3. Trạng thái vật lý của chất nguyên sinh 1.3.1. Trạng thái keo của chất tế bào Chất tế bào !à một hệ thống có tổ chức và thường xuyên thay đổi cùa các liợp chất lililí cơ khác nhau, một phần ờ trạng thái keo, một phần ờ trạng thái dung dịch thật. Các ;1H!>V| v ò lơ , dường, và các chất tan Irong nước khác ử trạng thái dung dịch thật. Protein, acid nucleic, lipid kliône Ian Irong nước tạo nên trạng thái kco. Hệ ihống keo của chất tế hào mà trong dó nước lá môi trường phân tán là một hệ thống thuậr nghịch thay đổi từ 17 sol sang gel. Thường thì đó là sol nước và khi mất nước thì lại chuyển sang trạng ihái gel, tức là biến đổi từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn hoặc nửa cứng (gel). Chất tế bào cùa hạt ở trạng thái gel. K h i hạt nảy mẩm, các keo ưa nước hấp Ihụ nước rất mạnh, trương lẽn và chất tế bào lại trờ lại trạng thái sol. K h i có tác động do những yếu tố kích thích thì chất tế bào dễ dàng thay đổi trạng thái bình thưòng cùa sol nước và đông đặc lại, và các phẩn tử phân tán (protein và các chất khác) rơi xuống dạng tủa. Chất tế bào thực vật khi chịu tác dụng của nhiệt trên 60"c thì sẽ đông đặc không thuận nghịch. 1.3.2. Tế bào và sự khuếch tán, thẩm thấu Nước, oxy, carbon dioxit và những phân tử đơn giản khác có thể khuếch tán dẽ dàng qua màng sinh chất. Carbon dioxit và oxy đều không phân cực và tan trong lip id cho nên đi qua dễ dàng màng lip id hai lớp. Nước tuy phán cực nhưng cũng có thể đi qua màng mà khòng bị cản trở qua các lỗ trên màng lipid. Những phân tử phân cực không tích diện cũng đi qua các lỗ đó. Tính thấm của màng cho các chất tan thay đổi ngược với kích thước các phân tử và các lỗ trên màng có vai trò giống như các lố rây. Khuếch tán cũng là cách chính để vật chất chuyển động trong tế bào. Nhưng khuếch tán cũng không phải là cách vận chuyển các phân từ có hiệu quả ờ khoảng cách xa. Trong nhiổu loại tế bào, sự vận chuyển vật chất nhanh là do dòng chuyển động cùa chất tế bào. Sự khuếch tán có hiệu quả đòi hỏi gradient nổng độ. Gradient nồng độ được xác lập giữa hai miền cùa tế bào và vật chất khuếch tán theo gradient từ nơi sản sinh đến noi tiêu thụ. 1.3.3. Thẩm thấu là trường hợp đặc biệt của khuếch tán M ột màng cho một chất này đi qua và giữ lại chất khác thì được gọi là màng thấm chọn lọc. Các phân tử nước chuyến vận qua màng như thế được xem là trường hợp đặc biệt cùa sự khuếch tán, được gọi là sự thẩm thấu. Kết quả của sự thẩm thấu là nước được chuyển vận từ dung dịch có thế nước cao hơn (nồng độ chất tan thấp hơn) tới dung dịch có thế nước thấp hơn (nồng độ chất tan cao hơn). Sự khuếch tán cùa nước phụ thuộc vào nồng độ của các phần từ chất tan (phân tử hoặc ion) trong nước. Những phẩn tử chất tan nhỏ như ion muối natri. lớn như phân tử đường. Hình 1.8. Co sin h chất ờ tè' bào vẩy Hành tây (A llium cepa). ( Theo Tutayuk V .'2) Hai hay nhiều dung dịch có các phẩn tử chất tan bằng nhau trẽn khối lượng đơn vị tức là cùng một thế nước thì được gọi là đẳng truơng. Và như vậy sẽ không có sự vận chuyển nước qua màng ngăn cách giữa hai dung dịch được gọi là đẳng truơng với nhau. 18 Neu các dung dịch có nồng, độ khác nhau thì dung dịch có chất tan ít (do đó thế nước cao) thì ílược gọi là nliược trương và dung dịch có chất tan nhiẻu hơn (thế nước tháp hơn) thì dưọc gọi là ưu trương. Trong hiện tượng thẩm thấu thì phân từ nước khuếch tán từ liung dịch nhược trương (hoặc từ nước nguycn chất) qua màng thấm chọn lọc tới dung dich ưu Irương. Thám thấu tạo nèn một áp suất để các phân từ nước tiếp tục khuếch tán qua màng tới [Ilion có nổnn dộ thấp hơn. Neu như nước bị ngăn với dung dịch bời một màng mà màng 11 à> chi th o nước di qua mà giữ các chất tan lại thì nước sẽ chuyển qua màng và làm cho dimg dịch dáng cao lèn cho đốn khi đạt được sự thăng bàng, nghĩa là đến khi thế nước là Iihir nhau giữa hai phía của màng. Áp suất tạo nên trong dung dịch để dừng sự chuyển vận cùa nước dược gọi là áp suất thẩm thấu. Thiên hướng nước chuyển qua màng do hiệu ứng cùa chãi lan trong thế nước được gọi là thế thẩm thấu. Áp suất trương là áp suất phát triển bên trong tế bào thực vật do sự thấm thấu và / hoặc sụ húl nước vào. Vách tế bào dã có áp suất vách, lức là sức kéo cơ học trớ lại làm cân bang đối lập với áp suất trương. Sức trương là sức chống đỡ cho những phần non của cay. Neu dem đặt tế bào thực vật đẳng trương vào m ôi trường dung dịch ưu trương, ví dụ clung dịch dường hoặc m uối, thì nước sẽ thoát ra khỏi lế bào do thám thấu. Kết quà là không bào và những phần chất nguvẽn sinh khác sẽ co lại và màng sinh chất sẽ bị tách kliói vách lù bào. Đó là sự co sinh chất. Hiện tượng này có thể đảo ngược Irờ lại nếu như dem dặt le hào đó vào Irong nước sạch, sức trương sẽ được hồi phục. Đó là sự phán co sinh chai. Mất sự trương của tế bào sẽ gay hiện tượng héo của lá và thân. 19 Chương 2 NHỮNG THÀNH PHẦN NGOÀI CHẤT NGUYÊN SINH 2.1. Không bào. Dịch tê' bào Không bào có chứa địch tế bào. Dịch tế bào chứa cấc dung địch thật hoặc dung dịch keo. Những chất chứa trong dịch tế bào là các muối, đường, polysacarit như inulin, acid hữu cơ, các hợp chất protein, tanin, anthoxianin, flavon và những chất khác trạng thái hòa tan. M ột số chất trong không bào có thể kết tinh hoặc những vật thể rắn đặc. Đó là những sản phẩm được tích tụ lại và khi cần thiết có thể được chất nguyên sinh sử dụng lại hoặc đó chỉ là những sản phẩm cuối cùng cùa sự trao đổi chất. Như vậy không bào cũng là một bào quan có chức năng hoạt động sống trong quá trình trao đổi chất. V ì vậy không bào không còn là vật thể ngoài chất nguyên sinh nữa. Những tế bào dự trữ là ví dụ rõ ràng vẻ hoạt động thủy phân trong không bào. V í dụ trong lá mầm cùa hạt những cây họ Đậu, protein tích lũy dưới dạng hạt; mỗi hạt có một màng trong (tonoplast) cùa không bào bao bọc. K h i hạt nảy mầm, protein bị tiêu thu và các không bào hòa lẫn thành một không bào trung tâm lớn. Về sự hình thành nên khống bào thì có ihể là: 1) do sự hấp thụ nưức cùa một miên chất tế bào cơ sở và đẩy các phân tử kỵ nước sang miền bên cạnh và tạo nên một màng không bào; 2) do sự phình ra của các phẩn của mạng nội chất; và 3) từ các bọt của thể Golgi. 2.1.1. Các sán phẩm thứcấp trong không bào Alcaloit là sản phẩm thực vật, hoạt chất quan trọng nhất trong nguồn dược liệu. Đó là những hợp chất chứa nitơ, có tính bazơ (kiềm) và có vị đắng. Morphin là alcaloit được phát hiện đầu tiên từ quả Thuốc phiện (Papaver somniferum). M orphin được sử dụng trong y học để làm thuốc giảm đau, cắt cơn ho; và đó cũng là loại ma túy gây nghiện tệ hại. Đã có gần 10.000 loại alcaloit được tách chiết và xác định cấu trúc như cocain, cafein, nicolin và atropin. Cocain là chất tách chiết được từ cây Cô ca ịErythroxylum coca). Cafein có trong các cây Cà phê (Coffea arabica), Chè (Camellia sinensis) và cây Ca cao (Theobroma cacao), có tác dụng kích thích. Nicotin là một loại chất kích thích khác từ lá cây Thuốc lá (Nicotiana tabacưm). Đó là loại alcaloit rất độc, rất hại cho những người hút thuốc lá. Atropin có trong cây Atropa belladonna là alcaloit ngày nay được dùng trong kích thích tim, giãn đổng tử trong điều trị mắt và vài hiệu ứng trong giải độc thẩn kinh. Terpenoil cũng còn đượ'-, Ị>"t là terpen là sản phẩm thứ cấp phổ biến rộng rãi trong Ihực vật và đã được mô tả trèn 22.000 loại. Đơn giản nhất trong các terpenoit là hydro carbon isopren (CSH S). Tinh dán bay hơi và có mùi thơm. Tinh dầu có vai trò sinh học trong việc bào vệ chống các động vật ãn cỏ, nấm và vi khuẩn. 20 Caoi su là terpenoit phổ biến rộng rãi Eổm các phân từ có chứa từ 400 đến 100.000 đơn vị LSopren. Cao su trên thị trường là lừ loại nhựa mù lấy từ cầy Cao su (Hevea brasiliensis). G lycozit là dẩn xuất cùa sterol, có tác dụng làm thuốc trợ tim . Hợp chất này có trona nhiều họ cây, nhất là trong bộ Trúc dào (Apocynales), V nghĩa sinh học cùa nó là hào vệ chống lại sự phá hoại cùa các động vật. Terpenoit giữ nhiều vai trò khác nhau trong cơ thổ thực vật. M ột số là các sắc tố quang hợp (carotenoid), sô khác là các hormon (giberelin, acid abcisic), số khác nữa là các [hành phán cấu trúc cùa màng (sterol) hoặc các chấl mang điện tử (ubiquinon, plastoquinon) v.v... H ình 2.1. Các dạng hạt tin h b ộ t ở củ K hoai táy (S olanum tuberosum ). (Theo Trankovsky D.4’) F lavonoit: Các sắc tố thực vật thường nằm trong lạp và trong dịch tế bào. Màu lục là màu cùa chất diệp lục. Trong lạp lục cũng chứa carotenoid là các sắc tố vàng và cam, Carolen và xanthophil. M ột nhóm sắc tố khác là thuộc nhóm flavonoit thuộc nhóm phenol là nhóm có chứa gốc hydroxyl (-O H) đính với một vòng thơm, phổ biến nhất trong các hợp chất phenol của thực vật, là sắc tố tan trong nước, nhuộm màu cho dịch tế hào A nlliocyanin là djch nước có màu đò. đò tía. tím và xanh lam cùa dịch tế hào. Những sắc tố này tạo màu sắc cho hoa, quả, lá non v.v... Màu cùa anthocyanin ihay đổi theo độ pH cùa dịch tế bào: đỏ khi mỏi trường acid và xanh khi môi trường kiềm. Màu tráng của cánh hoa là do thiếu sắc tố và do sự tương phản ánh sáng từ những khoảng không gian bào chứa đăy khí. Tanin là dẫn xuất phenol, có hình dạng khác nhau, thành đám sợi hoặc hạt mảnh hoặc những vật thể với kích thước khác nhau, màu vàng, đỏ hoặc nâu. Tanin có ý nghĩa sinh học trong việc chống lại sự mất nước, sự thối rữa và sự phá hoại của động vật. Tanin có ý nghĩa thương phẩm, đặc biệt trong nghề thuộc da. 2.1.2. Các vật th ể bèn trong Tinh bội: Tinh bột thường có các hình dạng khác nhau (hình 2.1), nhưng thường là hình cẩu hoặc hình trứng hoặc tụ tập lại thành nhóm (“ đoàn lạp” ) thì các hạt có hình góc. Hạt tinh bột được phát triển từ các lạp. Tinh bột đổng hóa là sản phẩm lạm Ihời cùa quang hợp được hình thành trong hạt lạp lục. Tinh bột dự trữ được hình thành trong lạp không màu. M ột hoặc m ột sô' hạt có thể được hình thành trong một lạp. K h i hạt lớn dần thì lạp trương lên và nội chất được chuyển về một phía cùa hạt và phẩn lớn các hạt được bao bọc bời một lớp sinh chất mỏng. In u lin : Inulin là polysacarit được tích tụ trong các cơ quan dự trữ của nhiều loài thuộc họ Cúc (Compositae) và họ Hoa chuông (Campanulaceae) cũng như ờ nhiều cày 21 Một lá mẩm. Inulin ở dạng chất hòa ian và bị kết tủa thành hạt nhỏ trong cồn và tạo thành những tinh thể hình cầu. Protein: Protein là chất dự trữ vô định hình hoặc có dạng tinh thể. Hại alơron trong hạt Thầu dầu được hình thành do sự kết tinh các chất hòa tan trong không bào protein. Từ chất dịch lỏng trong không bào nước bị mất đi do hoạt tính khử nước. Do đó mà các chất khác nhau trong khống bào đểu bị lắng đọng lại. Lipid: Dầu, mỡ là các chất dự trữ lipid cùng với các hợp chất khác có tính chất lipid như sáp, subcrin và cutin cũng là các chất sản phẩm. Dầu và mỡ là những chất dự trữ thường gặp trong hạt, phôi và tế bào của mô phân sinh. Các chất lerpen (tinh dẩu, nhựa) là những sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất và không được sừ dụng trở lại. Hình 2.2. A. Inulin kết tin h ỏ củ Thược dược (Dahlia pinnata); B. Hạt alơron ỏ hạt Thẩu dẩu (R icinus com m unis). (Theo Fahn A.9) Các tinh thề: Tinh thể là những sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất cùa tế bào. Tinh thể có thành phẩn hóa học và hình dạng khác nhau. Thường gập nhất là canxi oxalat. Các tinh thé chất võ cơ ít gập hơn như Sulfat canxi hay silic. Các tinh Ihể chất hữu cơ như caroten, berberin và saponin cũng thường gặp. Muối silic thường thâm trong vách tê bào cùa nhiều cây họ Lúa, nhưng cũng có cả bên trong tế bào nữa. Túi đá là những phần phát triển cùa vách tế bào có thấm canxi carbonat. Túi đá có trong biểu bì nhiều lớp của họ Moraceae, ví dụ thường gặp trong lá Đa. 2.2. Vách tê' bào Vách hay thành tế bào là một cấu thành dién hình của tế bào thực vật phân biệt với tế bào các Giới khác. Vách tế bào dùng để chống đỡ cho các cơ quan của cây nên dày và cứng. Vách tế bào giữ các hoạt tính quan trọng như hấp thụ, thoát hơi nước, vận chuyển và bài tiết. 2.2.1. Thành phẩn và cấu tạo vách tế bào a) Thành phẩn lióa học của vách tế bào Xenluloz: Thành phần chính của vách tế bào là xenluloz, một polysacarit có công thức nguyên là (C6H |„O s)n. Cấu trúc của vách tế bào là được xác định bởi xenluloz. Chất carbohydrat này tạo thành một cái khung và trong đó được khảm bằng chất nẻn là các carbohydrat không phải xenluloz. M ột số hemixenluloz là những cầu nối quan trọng giữa các polymer không phải xenluloz với xenluloz. Các chất khảm như lignin hoặc subcrin được gắn trong chất nền. Xenluloz có tính chất tinh thể là do sự sắp xếp đểu đặn cùa các phân tử xenluloz trong các sợi tế vi. Các phân tử đó sắp xếp trong sợi tạo thành các mixen. Các cbi ỗi glucoz sắp xếp ít đều đặn giữa và xung quanh các mixen tạo nên miền tinh lhể đồng hitih 22 cùa sợi tế vi. Cấu trúc tinh thể của xenluloz tạo cho vách tế bào không đáng hướns và do đó có tính khúc xạ kép khi quan sát dưới kính hiển vi phân cực. Vách tế bào có chứa các enzym liên quan đến sự tổng hợp, chuyển đổi và ill uy phàn các phán từ lớn của vách tế bào cũng như là biến đổi và vận chuyển các chất dồng hóa từ ngoài vào tế bào. Hcm ixenluloz là chất nền khảm vào khung cấu trúc cùa xenluloz. Xyloglucan là thành phần hemixenluloz chính của lớp vách tế bào hình thành đầu tiên cùa thực vật Hai lá mầm. Xylan là thành phần chính của hemixenluloz của vách tế bào thực vật M ột lá mẩm và những thực vật có hoa khác, cả hai loại đó của hemixenluloz đều được gắn chặt với các sợi tế vi xenluloz bời các liên kết hydro giới hạn sự kéo dài vách tế bào do nối với các sợi liền kể và điều chỉnh sự lớn ra cùa tế bào. Pectin là hợp chất có dạng gel, là chất hình thành đầu tiên cùa các lớp vách tế bào và của lớp trung gian làm vai trò x i mãng gắn kết các tế bào cạnh nhau lại. Pcctin là pol vsacarit ưa nước cao. Vách tế bào cũng có thể chứa glycoprotein, enzym và những hợp chất khác có trong vách tế bào dưới dạng các chất khảm tăng cường tính bền vững và giữ vai trò bảo vệ tế bào. b) Cấu trúc của vách Vách tế bào có cấu tạo lớp, cấu tạo dó thể hiện trong sự 'ăng trường, sự sắp xếp các sợi tế vi. Có thể phân biệt được ba lớp chủ yếu cùa vách tế bào là: 1) lớp giữa hay là lớp gian bào; 2) vách sơ cấp vì» 3) vách ihứ cấp. Lớp giữa hoặc lớp gian bào là lớp xi mãng giữ các tế bào lại với nhau để tạo ihànli mô và theo đó thì lớp này nằm giữa các vách sơ cấp cùa tế bào cạnh nhau. Lóp này cấu tạo từ các chất keo, có bán chất pcctin và không có tác dộng vẻ quang học H,nh 2-3- Sa đ° câu trúc lâP và sv sắp xếp các sọi (đẳng hướng). Lớp này ở những tế bào già lê vi c“ a vách ,ê bào' s" S2' S1 là vách thứ câP' SJ rồi run " bi hóa lignin có khi èư(?c xem là vách câp ba (Theo Esau K'8) Vách sơ cấp là lớp vách đầu tiên phát triển của tế bào mới. Ở nhiểu tế bào chì có một vách này thôi và iớp giữa là gian bào. Những tế bào có phát triển vách lliứ cấp thì vách sơ cấp mỏng. Vách này cũng tương đối mỏng ở các tế có hoạt tính trao đổi chất như các tế bào thịt lá, mõ mềm dự trữ trong thản, rễ và củ. Vách sơ cấp phát triển dày ớ các mô như mô dày Irong thân và lá, nội nhũ trong một số hạt. Vách sơ cấp cũng thề hiện cấu tạo lớp là do có sự khác nhau trong thành phần cùa xenluloz và các hợp chất không phải xcnluloz cùng với nước trong vách tế bào. c) Khoảng gian bào Hệ thống gian bào chiếm một khối lượng lớn trong cơ thể thực vật. Sự phát triển cùa khoảng gian bào là sự tách biệt các vách sơ cấp kề nhau nơi phiến gian bào. Q ir trình bắt đầu từ góc, nơi có nhiểu hơn hai tế bào tiếp nối và làm cãng các phần khác của vách 23 tế bào. Kiểu khoảng gian bào như vây được gọi là gian bào phủn sinh, nghía là hình thành bằng cách tách biệt nhau dù cho có sự tham gia của enzym. M ột số khoảng gian bào được hình thành bàng cách hòa tan hoàn toàn tế bào thì được gọi là kiểu dung sinh. Cả hai kiểu khoảng gian bào đều dùng để chứa các chất bài tiết khúc nhau. Khoảng gian bào cũng có thể được hình thành bằng cả hai 2.2.2. Sự hình thành vách tế bào Tế bào mẹ phân thành hai tế bào con. Phẩn giữa hai tế bào con được hình thành được gọi là phiến tế bào và phiến này sẽ trở thành vách tế bào, cho nên có thể xem đó là lớp đầu tiên cùa vách. Phiến tế bào đó chứa chất pectin sẽ trở thành phiến gian bào giữa hai lớp vách sơ cấp cùa hai tế bào mới được hình thành. Ở pha sau cùa sự phản bào, một phiến sinh vách (phragmoplast) được hình cách phân-dung sinh. thành và phát triển rộng ra. Đó là một tập hợp của các ống tế vi giữa hai nhân con. Đồng thời ở mặt phẳng xích đạo phiến tế bào - phần ở giữa các sinh chất mỏi bắt đầu hình thành bên trong thể sinh vách đó. Phiến tế bào xuất hiện do sự dính kết của các bọt nhỏ tror.g mặt phẳng xích đạo, tức là nơi tập hợp của các vi quản, rải ra giữa hai tế bào con. Trong sự phân bào của các tế bào sôma thì sự H ình 2.4. Lỗ vá vùng lè sa cấp A. Vách tể bào có phiến gian bào và hai lớp vách sơ cấp. Các sợi liên bào xuyên qua màng của vùng |5; B. Vách gổm phiến giữa, 2 lớp vach Sd cấp và 2 lớp thứ cấp; c . Lỗ nhln từ trôn hình chiốu. (Theo Esau K.8) hình thành thoi tơ và thể sinh vách là sự hợp thành chặt chẽ cho nên ihoi vỏ sắc và thể sinh vách hình thành từ sự phân chia cùa chính những vi quản, dù rằng những vi quản mới được bổ sung cho thể sinh vách trước khi phiến tế bào đã hình thành xong. Phiến tế bào nguyên thể giống như là một cái đĩa Ireo trong thể sinh vách. Ở giai đoạn này, thể sinh vách không kéo dài ra tận vách tế bào mẹ, do đó mà phiến tế bào là tách biệt các lớp vách này. Các vi quàn của thể sinh vách bị biến mất nơi phiến tế bào được hình thành, nhưng lại được xuất hiện liên tiếp ở các mép rời của vách tế bào. Thể sinh vách kéo dài ra làm cho phiến tế bào kéo ra phía bẽn cho đến nơi dính với vách tế bào mẹ. Theo quan điểm hiện nay thì các bọt nhỏ hình thành nên phiến tế bào có nguồn gốc từ thể hình mạng ờ vùng phụ cận cùa thể sinh vách, nhưng các bọt nhỏ cùa mạng nội chất cũng có thể tham gia vào sự sinh trưởng phiến tế bào. Các v i quản của thể sinh vách tham gia vào việc hướng các bọt nhỏ tới vùng xích dạo. Các bọt nhỏ của thể hình mạng mang các polysacarit, kể cả các chất pectin là các nguyên liệu để xây đựng nên phiến tế bào. Khi các bọt dính lại với nhau thì màng cùa chúng trờ thành màng ngoài. Sự dính nhau cùa các bọt nhỏ tạo thành phiến tế bào đã để lại những chỗ trống nhỏ là các kênh licn bào. Các kênh này nối với màng ngoài tại những điểm khởi đầu. 24 2.2.1 Nhũng biến đổi hóa học của vách tế bào Sự hóa gỗ: Sự hóa gổ là quá trình thấm chất lignin vào hệ thống khung xenluloz của tế hài thực vật. ĐAy là một quá trình quan trọng làm tâng cường thêm tính cứng rắn, sức chịu .lén cho vách tế bào. Quá trình này giữ vai trò chủ yếu trong sự tiến hóa cùa thực vật ừ cạc. Lignin tăng cường tính chống thấm nước cho vách tế bào giúp cho quá trình vận chII>-11 nước irong hộ thống mò dẫn. Lignin còn giúp cho các tế bào dãn truyển chống lại sức cãna cùa dòng nước do sự thoát hơi nước tạo ra khi kéo nước lên tận đinh ngọn các cây 'ồ. Một vai trò khác của lignin là để chống lại sự xâm nhập cùa các loại nấm. Cái gọi li “ gổ bị thương" là báo vệ cho cây chống lại sự xâm nhập của nấm bàng cách tâng cường tính chống chịu của vách chống lại các hoạt tính enzym của nấm và làm giảm bớt sự kkuốcli lán enzym và các chất độc cùa nấm vào cây. Có thể cho rằng chính lignin là tác UÚII1 tiáu liôn ch ố n g nấm và vi khuẩn sau vai trò dẫn nước và cơ học trong sự tiến hóa cùu nực vật trẽn cạn. Cutin, suberin và sáp được thấm vào vách tế bào tạo thành chất nền, khảm vào khung xcn lilo z của vách tế bào dể tăng cường chức năng bảo vệ cho các tế bào thực vật. Đó là các Hộn tượng hóa cutin, hóa suberin cùa vách tế bào thực vật. 2.2.4 Đuứng luu thông giữa các tế bào {) Lỗ Trôn vách thứ cấp có các lỗ. Hai lỗ đói điện nhau như vậy được gọi là cặp lỗ. M ổi lỗ trong một cặp có khoang lô và hai khoang cách nhau bới một phần vách mỏng được gọi là màn» lỗ. >) Vùng lỗ sơ cấp và sợi liên bào Dó là những chỗ mỏng trên vách mà >uyên qua đó là các sợi liên bào. Sợi liên bào là những sợi chất tế bào mành, nối chất tế bào cùa hai tế bào cạnh nhau lại với nhau. Trong quá trình phát triển vách thứ cấp, lỗ được hình thành trên vùng lỗ sơ cấp. e) Các kiểu lỗ Vách thứ cấp có thể kết thúc thẳng góc với khoang lỗ và như vậy đườr.g kính cùa độ sâu khoang lỗ là Miệng ngoài Đuừig vién_— Miệng trong Rin dày U4ng tò Đuơng viểh < Khoang (duới dudng viểh) gẩn bằng nhau trong cả độ sâu của vách thứ cấp. Kiểu lỗ như thế được gọi lù iỏ đơn và tổ hợp của một dôi lỗ đơn như thế là cặp lỗ đơn. Vách thứ cấp H ình 2.5. Sơ đố cặp lỗ viển và nửa viển A. Hai căp lổ viển với bản dày nhìn phía bên; B. Lỗ viển nhin trên bể măt; c. Lỗ viển tịt; D, E. Cặp lỗ nửa viền nhìn phía bên; F,G. Lỗ viển có miệng trong kéo dài và đường viển giảm. (Theo Esau K.8) 25 có thể trùm lẽn khoang lỗ và tạo thành một bờ viển. Kết quà là tạo nên một hay một cặp lồ viền. Khoang lỗ được che dậy bới đường viền thông với khoang tế bào bời miệng lỗ. Tổ hợp cùa lỗ viổn và lỗ đơn dược gọi là cặp lỗ nứa viền, kiểu Ihường thấy ở xylem. Ở thực vật Hạt trần, đặc biệt là ở họ Thông (Pinaceae) màng của cặp lỗ viển có cấu trúc chuyên hóa cao. Đó là một phiến dày giữa màng tạo nên bản dày, còn phần xung quanh màng là mép cấu tạo từ các bó sợi tế vi tỏa ra từ bàn dày. Mép bản dày rất linh động, do dó trong một số điều kiện thì mép có thể chuyển dịch về phía này hay phía kia cả đường viển và bàn dày do đó đã đóng miệng lỗ lại. Trong điều kiện như thế lỗ khòng còn chuyên hóa với chức năng dẫn truyền nữa và được gọi là lỗ tịt (hình 2.5C). Nếu như vách thứ cấp dày thì đường viển lỗ cũng dày tương ứng. 26 Chương 3 Sự PHÂN CHIA TẾ BÀO 3.1. Chu trình tê’ bào Tế bào sinh sàn bằng cách phân chia mà trong đó nội chất tế bào được phân chia cho hai tế bào con. Trong các sinh vạt chi có một tế bào như vi khuẩn và các Protista khác thì sự phàn chia tế bào làm tăng thêm số lượng cá thể trong quán thể. Còn ở các sinh vậi đa bào như các động vật và thực vật thì sự phân chia tế bào là sự tăng trường của cơ thể hoặc thay thế cho các tế bào khi bị thương tổn hay già cỗi. Tế bào mới sinh giống hệt nhau và giống tế bào mẹ cả vể cấu trúc và chức năng. Điéu dó là do m ỗi tế bào con được thừa hưởng một bàn sao di truyẻn từ tế bào mẹ. Do vậy trước khi tê' bào phân chia thì mọi ihông tin di truyển trong nhân cùa tế bào mẹ phải cluực nliân bàn chính xác. Quá trình phan chia tế bào bao gồm hai phần phủ lên nhau là nguyên phân (mitosis) hay phân chia nhân và phân chia lể bào. Trong nguyên phân, mỗi nhân tê bào con đã có dược một bộ thể nhiễm sắc đã được nhăn bản. Phân bào là sự phùn chia cả tế bào thành hai tế bào mới mà mỗi tế bào không chỉ với bộ thể nhiễm sắc đầy đủ TUfi cà m ò t n ử a p h ắ n c h ấ t tố b à o c ủ a tế b à o m ẹ. Trong sinh sán tế bào, quá trình lặp lại đẩy đủ nguyên phân và phân bào được gọi là chu trình tế bào. M ột chu trình tế bào được phân chia thành pha trung gian (gian kỳ) và các pha của nguyên phân. Gian kỳ, thời kỳ tế bào có hoạt tính cao để chuẩn bị cho việc phản chia ke cà nhãn bản thổ nhiễm sắc. Gian kỳ còn được chia ra các pha như G|, s và G;. Nguvên phân và phàn bào cùng ờ trong pha M (nguyên phân) của chu trình tế bào. Các tế bào khới sinh ở thực vặt Irong chu trình tế bào đã tạo nên những lế bào mới cùa mô phân sinh ngọn ớ đỉnh chồi và rẻ. Mô phàn sinh là nơi tiến hành phân chia tế bào liên tục ngoại trừ các yếu tố ngoại cành làm dừng quá trình phân chia. Tế bào ngừng pliân chia à giai đoạn đó được gọi là pha G„, pha số không hay pha zero. 3.2. Pha trung gian Trước khi xảy ra nguyên phân, tế bào phải nhân bản A D N của chúng và tổng hợp protein để liên kết với A D N trong thể nhiễm sắc. Đổng thời tế bào cũng phải tạo ra các bào quan bổ sung và các tổ Ihành chất tế bào cho các tế bào con cẩn thiết cho nguyẽn phân và phân bào. M ọi quá trình đó xảy ra trong pha trung gian hay gian kỳ (bao gổm các pha Gị, s và G;). Quá trình tổng hợp protein, đặc biệt là histon chủ yếu xảy ra ờ pha s (synthesis phase) Hong chu trình tế bào. Các pha G (gap phase) đi trước và sau pha s. Pha G, xảy ra trước pha s là thôi kỳ 27 hoạt tính hóa sinh mạnh, kích thước tế bào tăng, nhiều enzym riboxom , bào quan, màng và các cấu trúc sinh chất khúc được tổng hợp nổn. Pha G j tiếp theo pha s và irước nguyên phân. Pha này có vai trò kiểm tra việc nhãn bàn thể nhiễm sắc và sửa chữa các sai sót AD N . Với những tế bào có sự hóa không bào mạnh thì có sự hình thành nén thể sinh vách (phragmosome). Đó là các vi quản và sợi actin tạo thành. Trong pha G 2 khi nhân chuyển dịch về trung tâm tế bào đă xuất hiện một dài hẹp hình vòng cùa các vi quàn sát ngay dưới màng sinh chất ngoài. Dải này gồm dày đặc các vi quản bao quanh lấy nhân trên mặt tương ứng với mặt xích đạo cùa thoi nguyên phân. Do dải này xuất hiện Irưỏc pha đầu tiên của nguyên phân nên có tên gọi là dải trước pha đđu (prcprophase) và biến mất truớc khi xuất hiện thoi nguyên phân khá lâu, trước khi có phiến tế bào. Ờ pha cuối, khi phiến tế bào liình thành, phát triển dần ra ngoài và dính với vùng trước, đó là nơi của dải trước pha đẩu, nghĩa là sát vách của tế bào mẹ. Chính dải trước pha đầu đã xác định trước vị trí cho phiến tế bào sau này. 3.3. Nguyên phân và phân bào 3.3.1. Pha dâu Ở pha đầu mọi sự việc xác định không thạt rõ ràng (sự thể hiện dạng sợi của thể nhiễm sắc khi nhận thấy lẩn đầu là gốc tên gọi “ mitosis” (từ tiếng H y Lạp mitos nghĩa là sợi). Dán dán các sợi ngắn lại và dày lên và các thể nhiễm sắc bắt đầu thể hiộn và mỗi cái gồm hai sợi xoắn vào nhau. Từ pha s trước đó, m ỗi thể nhiễm sắc đã được tự nhân đôi và bây giờ mỗi thể nhiễm sắc gồm hai thanh nhiễm sắc anh em giống hệt nhau. Cuối pha đẩu, sau khi ngấn dần lại và hai Ihanh nhiễm sắc nằm bẽn nhau gần như song song, kết với nhau dọc theo chiều dài với một chỗ thắt lại tại một miền có tẽn gọi là tâm động. Hình 3.1. N guyên phân ò tế bào rễ Hành (Theo Voronin N.45) Tới cuối pha đẩu hạch nhân và màng nhân biến mất. 3.3.2. Pha giữa Pha giữa bắt đẩu với sự xuất hiện của thoi nguyên phân ở vùng trước đó là nhân. Thoi nguyên phân gồm những sợi là các bó vi quản. Tại tâm dộng, ở cà hai pliía của mỗi thể nhiễm sắc, một cấu trúc xuất hiện được gọi là vùng gắn thoi (kinetochore) và như vậy 28 mỗi thanh nhiễm sắc có một vùng gắn ihoi riêng. Các vi quàn của thoi kéo dài tới hai cực; các vi quản vùng gắn thoi kéo dài tới các cực đối diện từ các thanh nhiễm sầc của mỗi thể nhiễm sắc. Cuối cùng các vi quản vùng gắn thoi xếp các the nhiễm sắc ngay ngắn giữa các cực thoi và vùng gắn thoi nằm trên mặt xích đạo của thoi. Khi các thể nhiễm sắc đã chuyển hết về mặt xích đạo cũng là hết pha giữa và các thanh nhiễm sắc đã ở tư thế để tách nhau ra. 3.3.3. Pha sau Pha sau là pha ngắn nhất của phân bào có tơ. Pha này bắt đầu bới sự tách ròi đổng thời của các thanh nhiễm sắc ờ tâm động. Các thanh nhiễm sắc giờ đây được gọi là các thè nhiễm sắc con. Do vùng gắn thoi của các thể nhiễm sắc con chuyển vổ các cực đối diện cho nén các nhánh của thể nhiễm sắc coi như bị kéo vé phía sau. Hai bộ thổ nhiễm sắc giống nhau y hệt dược chuyển nhanh về hai phía cực đối diện của thoi và cuối pha các the nhiễm sắc dã ớ các cực dối diện. 3.3.4. Pha cuối Trong pha cuối việc tách rời hai bộ thể nhiễm sắc giống hệt nhau được hoàn tất, màng nhân dược tổ chức lại lừ các bọt nhỏ của mạng nội chất. Bộ máy ihoi cũng biến mát và kéo dài ra và trở thành những sợi mành và dẩn không nhìn thấy dược nữa. Cùng thời gian các hạch nhân được tái tạo nên và hai nhân lại đi vào pha trung gian. 3.3.5. Sự phân bào Ớ dầu kỳ cuối, một hệ thống các vi quàn được gọi là phiến sinh vách (phragmoplast) dược tạo thành giữa hai nhân con. Phiên sình vách giông như thoi phàn chia trước đó góm các vi quản tạo thành hai dãy đối nhau ờ hai phía cùa mặt phắng phân chia. Phiến sinh vách cũn« gổm các sợi actin. Phiến tế bào được hình thành như một cái đĩa treo trong phiến sinh vách. Các vi quản của phiến sinh vách biến mất khi phiến tế bào được hình thành nhưng rồi lại dấn dần sinh ra ờ mép của phiến tế bào. Phiến tế bào phát triển ra tận vách cùa tế bào phân chia, hoàn tất việc phán chia hai tế bào con. Trong những tế bào có không bào lớn thì phiến sinh vách và vách tế bào được hình thành Irong thể sinh vách (phragmosome). Phiến tế bào được hình thành có sự tham gia cùa sự kết dính các phẩn kéo dài hình ống từ các túi tiết cùa bộ máy G olgi. Các túi nhỏ pliãn chia hem ixelluloz và hoặc pectin đó’ lạo nên phiến tế bào. K h i các túi dính nhau thì màng cùa chúng tham gia vào việc hình thành màng sinh chất ớ cả hai bên của phiến tế bào. Các sợi liên bào được hình thành lừ thời gian này như là những phán cùa mạng nội chất nhẵn. Phiến tế bào phát triển dính với vách tế bào mẹ. Các sợi actin lấp đđy khoảng giữa phiến sinh vách và vách tế bào. K hi phiến tế bào tiếp xúc với tế bào mẹ thì sẽ có một phiến giữa phát triển và mỗi tế bào con sẽ phát triển một lớp mới của vách sơ cấp bao quanh thể nguyên sinh và vách của tế bào mẹ bị kéo cãng và vỡ ra khi tế bào con lớn lên. 3.4. M eicĩ hay sự giảm phân Sự giảm nhãn (meiosis) chỉ xảy ra ờ các tố bào lưỡng bội ờ những thời diêm đặc biệt 29 trong chu trình sống của sinh vật. Quá trình giảm phăn và phân bào từ một tế bào lưỡng bội sẽ cho ra bốn tế bào đơn bội là các giao tử hoặc các bào tử. Giao tử là một tế bào mà khi kết hợp với một giao tử khác sẽ tạo thành một hợp tử lưỡng bội. Bào tử là một tế bào có thể phát triển thành một cơ thể mà không cần có sự kết hợp với tế bào khác. Bào tử thường phân chia nguyên phân tạo nên cơ thể đa bào đơn bội để cuối cùng sinh ra giao tử do nguyên phân. Quá trình giảm phân bao gồm hai lẩn phân chia nhân liên tục được ký hiệu là giám phân I và giảm phân II. Ở giảm phân I, các thể nhiễm sắc tương đồng kết với nhau thành từng cặp sau đó tách nhau ra; ờ giảm phân II, các thanh nhiễm sắc của m ỗi thể nhiễm sắc tương dồng tách nhau ra. G iảm phán I Plia đáu I. M ỗi thể nhiễm sắc có hai thanh nhiễm sắc y hệt nhau dính nhau ớ tâm động. Trước khi các thanh nhiễm sắc tách nhau ra thì các cặp thể nhiễm sắc tương đổng kết đỏi từng cặp với nhau. M ỗi thể nhiễm sắc tương đồng có nguồn gốc từ các bô mẹ khác nhau và tạo nỏn hai thunh nhiỗin sẩc y hệt nhuu. Như vậy m ỗi cặp thể nhiễm sắc tương đồng có bốn thanh nhiễm sắc và được gọi là thể lưỡng trị.Vào giữa pha đầu các Pha sau II Pha CUỐI II H ình 3.2. Sơ đố sự giảm phân v ó i tế bào 2n = 4. Th. Thoi nguyên phân; ThNS1. Thể nhiễm sắc gồm một thanh nhiễm sắc; ThNS2. Thể nhiễm sắc gồm hai thanh nhiễm sắc. (Theo Vassiliev A.43) thanh nhiềm sắc đứt gãy ra một phần để rổi lại được nối lại với phần tương ứng lừ thanh nhiễm sắc tương đổng. Đó là sự trao đổi chéo và kết quả là các thanh nhiễm sắc có các gen khác với gen ban đầu của nó. Sự trao đổi chéo xảy ra có hình chéo chữ X và được gọi là điểm vắt chéo. Trong pha đẩu I, màng nhân bị đứt đoạn, hạch nhân biến mát. Cuối cùng các thể nhiỗm sắc tương đồng xuất hiện để tách khỏi nhau. Các thanh nhiẻm sắc tách nhau ra chậm chạp. Plia giữa /. Thoi phân chia (giống như ở nguyên phân) bắt đầu thể hiện và các vi quản bắt đầu dính với tâm động của thể nhiễm sắc cùa m ỗi thể lưỡng trị. Các thể nhiẻm sắc thành cặp này chuyển về mặt xích đạo của tế bào. Plia sau I. Bắt đầu khi các thể nhiễm sắc tương đổng tách ra và chuyển về các cực. Khác vói pha sau của nguyén phủn, ở pha sau I của giảm phân tâm động không tách ra và các thanh nhiỗm sắc con vẵn dính với nhau; chỉ có các thể nhiễm sắc tương đồng tách nhau ra thôi. 30 Phu cuối I. Thể nhiễm sắc duỗi xoắn, kéo dài ra và không nhìn thấy được nữa. Màng nhãn mới dược hình thành từ mạng nội chất chuyển dẩn sang pha trung gian. Cuối cùng thì llio i pliân chia biến mất, hạch nhân được tái lẠp và việc tổng hợp protein bất đâu. (ìiá m phân II Bắt đáu giai đoạn giảm phân II các thanh nhiễm sắc con còn dính với nhau ờ tâm dộng. Sự phàn chia này giống với nguyên phản ớ chỗ màng nhân bắt đầu phân hủy, hạch nhân biến mất ớ cuối pha dầu lì. Ở plia giữa II, thoi phân chia bát đẩu rõ và các thể nhiẻm sắc (mỗi cái gồm hai thanh nhiẻm sắc) sắp xếp ờ mặt xích đạo. ơ kỳ sau II, tăm động tách nhau ra và bị kéo về phía bên và các thanh nhiễm sắc mới phàn chia được gọi là the nhiễm sắc C011 chuyển vé các cực đối diện và ờ plia cuối II màng nhan mói và hạch nhân được hình thành, các the nhiễm sắc co lại và giãn ra như nhân ớ gian kỳ. Vách tế bào mới được phát triển ờ m ỗi tế bào mới. Như vậy các tế bào mới dược hình thành với bộ the nhiễm sắc dơn bội. G iảm phún tạo ra biến dị di truyền Giùm phân dã tạo nên những tế bào có một nửa sô thể nhiễm sắc cúa một nhủn lưỡng bội. Điều quan trọng hơn là hậu quà di truyền của nó. Ở pha giữa 1, sự dịnh hướng cùa các thể lưỡng trị là ngẫu nhiên, nghĩa là các Ihể nhiễm sắc dược phán chia ngầu nhicn cho hai nhân mới. Níu tế bào lưỡng bội ban đầu có hai cặp thể nhiễm sắc lương đồng, n = 2 thì sẽ có bốn khả năng chúng có thể phân bố Irong các tế bào dơn bội. Nếu n = 3 thì có 8 khả năng và nếu 11 = 4 thì sẽ là 16 và công lliức chung sẽ là 2“. Ớ người n = 23 thì khả năng tố hợp là 2n nghĩa là 6.388.608! Cần nhấn mạnh rằng, sự trao đổi chéo là một cơ chê' quan trọng khác cho sự lái lổ hợp di truycn, nghĩa là tổ hợp vật liệu di truyền từ hai bố mẹ. Nếu Iihư số lượng thể nhiễm sắc lăng thì cơ hội dể xây dựng lại bộ thể nhiễm sắc lưỡng bội khới thủy trờ nên nhó dần. Sự tồn tại ít nhất một đoạn vắt chéo ở m ỗi thể lưỡng trị làm cho không một tế bào nào được sinh ra từ giảm phàn lại có thể như nhau về mặt di truyền dể có thể kết hợp tạo ncn dòng lưỡng bội như tế bào đã giảm phân. Có ba điểm khác nhau giữa nguyên phân và giảm phân: 1) Hai lần phân chia nhân trong giàm phân, còn trong nguyên phân chi có một. cả giám phân và nguyên phân chì có một lần nhân bàn ADN . 2) M ỗi một trong bốn nhân được hình thành do giảm phân là đơn bội chứa một nửa sô' thể nhiễm sắc, nghĩa là chỉ một nửa trong mỗi cặp thể nhiễm sắc tương đồng trong nhân lưỡng bội ban dầu. Trái lại Irong nguycn phân, m ỗi một trong hai nhân được tạo ra có cùng số lượng thổ nhiêm sắc như nhân ban dầu. 3) M ỗi nhân dược sình ra do giảm p hin chứa các tổ hợp gen khác nhau, còn các nhân sinh ra từ nguyên phân có tổ hợp gen giống hệt nhau. Do có giảm phân nhân mới dược hìnrt thùnh khác với nhân tế bào mẹ cho nên hậu quá vổ di IIuyển và tiến lióa là rất lớn. Giảm phân và thụ tinh làm cho các quân iliể lưỡng bội dược sinh ra rất đa dạng vẻ các tính trạng của các cá thể trong dó. 31 THỰC HÀNH 1. DỤNG CỤ VÀ VẬT LIỆU CẨN THIẾT CHO THựC HÀNH MÔN HỌC 1.1. Các dụng cụ K ính hiển vi. Kính hiển vi là dụng cụ cẩn thiết cho việc học các món Sinh học. Đối với môn G iải phẫu và Hình thái thực vật thì thường dùng các kính một thị kính, loại kính ” học tập” , có khi dùng kính hai mắt thường đổ giáo viên m inh hoạ. Việc minh họa có thể có cả những kính loại đắt tiển có màn hình hoặc các kính đời mới kỹ Ihuậl sô' mà không được đề cập trong sách này. Cấu tạo, tính nâng, sử dụng, bảo quản kính hiển vi xem mục kính hiển vi. Lú p cầm tay. Dùng để quan sát hình thái chung trong phần hình thái học hoặc để xác định các vùng miền cán làm bản cắt hiển vi. Lúp cầm tay có nhiều loại khác nhau vối các số bội giác 4x, 7x, lOx hoặc 20x. Lú p hai mát. Cũng là kính lúp nhưng có giá đỡ, bàn kính, ốc vặn, đèn chiếu như kính hiển vi cho nên có tên gọi là kính hiển vi nổi (stereomicroscope). Dao cát lát mỏng. Đây là loại đao chuyên dùng, về hình dạng và kích thước hoàn toàn giống với dao cạo của thợ cắt tóc, nhưng khác ờ chồ dao này có một mặt phẳng và một mặt lõm . Dao này thường đi cùng với máy cắt lát mỏng cầm tay. Tuy nhiên thực tế loại máy cắt lát mỏng cầm tay hiện nay ít dùng cho nên người ta thường dùng dao cạo của thợ cắt tóc thay thế. Lưỡi dao này rất sắc cho nên cẩn thận khi sử dụng. Cẩn chú ý như dùng xong phải lấy khăn khô lau sạch, không để đính nước hoặc hóa chất, thuốc nhuộm, gập dao vào can và cho vào hộp. Trước khi dùng cần liếc qua lưỡi dao trôn đai da chuyên dùng. Không dùng dao này gọt bút chì. Đai da liếc dao cạo. Đai da chuyên dùng, hai mặt, một mặt bôi dầu nhờn vào đổ liếc dao (giống động tác của thợ cắt tóc), sau đó liếc dao ở mặt bẽn kia. Đá mài dao. Đá mài dao chuyên dùng để mài dao cạo và dao cắt ở các máy cắt. Đá mài có các sô' ký hiệu độ nhám khác nhau, mài lẩn cuối ở đá số 0. Có thể mài với nước, nưóc xà phòng hoặc có khi với dẩu vaselin. M áy cát lá t m ỏng cám tay. Rất tiện dụng và tạo được những lát cắt đểu với dộ dày mong muốn. Hiện ít được dùng vì cắt trực tiếp có thể thay thế và nhanh hơn khi dùng máy. Dao cạo mỏng. Dùng cắt các mẫu vật mềm hoặc cứng vừa phải, cát rất có hiệu quá. Dao inổ (scalpcn). Dùng để cắt mủu vật, các vật mềm, gọt khoai, cà rốt làm liệm cắt mẫu vật. 32 B lit long. Bút lóng dùng để lấy mầu vật từ các lát cắt trên lưỡi dao. Kéo con. Dùng đề cắt các vật như phiến lá, có khi sửa hình dạng các lát cắt. K iin in iii mác. Dùng dể bóc mầu vật, chuyển các lát cắt mỏng khi nhuộm màu, lẽn kính. K im Iiiũi nhon. Dùng không thể thiếu khi quan sát dưới kính lúp, nhất là lúp hai mắt. Kẹp mổ (pince). Dùng để gắp các vật nhỏ, có thể chuyển các lát cắt mỏng. Lọ thủy tinh. Lọ ihủv tinh có mỏ nhò giọt hoặc có ống nhò giọt, loại 20 hoặc 25ml dùng đẽ đựng hóa chất, thuốc nhuộm. Đĩa thúy tinh. Đĩa nhò giống như mặt kính dồng hổ ncn còn dược gọi “ kính đổng hồ" dùng dế dựng hóa cliất thuốc nhuộm khi nhuộm các lát cắt ( 4 - 5 cái cho mỗi người). Đĩa 1’ctri. Dùng Iihư kính (.lổng hổ hoặc đựng các nước rứa mầu vật, hóa chất thuốc nhuộm trong quá trình nhuộm màu. nán kính. Bàn kính 76 X 26mm đề tiêu bàn hiển vi (5 - 10 cái cho mỗi người). K ín h đây (kính mỏng, lamen). Đậy các bản cắt, kích thước 18 X 18mm hoặc 20 X 20 mm, dày 0.17mm (10 - 15 cái cho mỗi người). Giã'} lọc. Cát thành mành, kích thước to hơn bản kính, dùng để rút nước và các chất lòng thừa trẽn bủn kính. K liiĩn lull. Khăn sợi bông, mềm dùng để lau bàn kính và kính đủy sau khi đã rửa sạcli. lau vạt kính và thị kính (giữ khăn này trong lọ đây kín). Áo choàng blouse. Bắt buộc trong khi làm việc trong phòng thí nghiêm. 1.2. Hóa chất, thuốc nhuộm A cid acetic. Để cố định mẫu vật, rửa và dể chuẩn bị các thuốc Ihứ khác. A cid chlohydric. Acid đậm đặc, bốc khói, dùng dể phàn ứng trẽn gỗ với phlorogluxin. A cid lactic. Dùng để pha lactophenol. A cid n itric đổ làm mủn mô thực vật. A cid s u lfu ric. Pha lần với dung dịch iod trong kali iodur dế phàn ứng với vách khône hóa gỗ. A n ilin sullat dùng để xác định vách tế bào hóa gỗ. C a rm ín (Carmín N"40). Bột dỏ thắm màu son dùng dể pha chế ihuốc nhuộm Carmín phèn (Son phèn). Thuốc nhuộm này có tác dụng nhuộm đỏ son các vách tế bào xenluloz. C h lo ra lh vd ra t. Dung dịch nước dùng làm sáng mẫu vật (5 hoặc 8 phần chloralhydrat trong 2 phần nước). D ầu soi kính (dẩu Cedrc). Dầu được tinh chế từ căy Bá hương (Cednts) dùng trong các vật kính có độ phóng dại lớn 90x hoặc hơn. I)áu vaselin đẽ bôi trơn dụng cụ và một số cõng dụng khác như xem hạt phấn, mài dao. Dung d ịcli Lugol. (xem Iod trong kali iodur). : g t tvh 33 Đỏ tru n g tính (Neutral Red). Dùng để nhuộm sống tế bào, cho màu hồng; quan sát chất tế bào trong co sinh chất, hòa tan 0,1% trong dung dịch nước Ringer. Fast green. Dùng trong tổ hợp nhuộm với safranin, cho màu lục. Form aldehvd. Dùng để định hình mẫu vật. G lycerin. Dùng để làm sáng mẫu vật và giữ mẫu vật tạm thời; cùng với rượu làm cho mẫu vật mềm sau khi định hình. Dung dịch nước 10% làm m ôi trường lẽn kính. G lyce rin - gelatin. Dùng để gắn các mẫu vật tạm thòi. Iod kim loại. Dùng trong phản ứng với tinh bột. Bảo quản trong lọ tối, kín và để trong tủ hốt. Iod trong k a li io d u r (dung dịch Lugol). Dung dịch 10%. K a li ch lo ra t. Dùng thúc đẩy nhanh trong ngâm mủn do tính chất oxy hóa mạnh (khói độc, cẩn thận). K a li hydroxyd (K O H ). Dung dịch nưức hoặc rượu dùng để làm sáng mẫu vật; dùng 5g K O H trong 100ml nước hoặc rượu 90°. Kco tlán Canada (Canada balsam). Để dán mẫu vật cố định. Pha loãng với xylen. Kẽm c h lo ru r. Dùng để chuẩn bị kẽm -chlorur-iodur. K ẽ m -ch lo ro -iod u r. Thuốc thử lên xenluloz cho màu xanh hoặc tím tùy kh i chuẩn bị dung dịch, nhỏ trực tiếp lên bản cắt, đậy kính mỏng lên, tác dụng rất nhanh, gay trương vách tế bào. Lactophenol. Hổn hợp acid lactic, phenol và glycerin, dùng để làm sáng mẫu vật. Lụ c iod. Thuốc nhuộm màu lục các mô gỗ. Nước cát. Dùng để giữ mẫu vật sống và pha hóa chất, thuốc nhuộm. Nưóc Javel. Dùng để tẩy sáng mẫu vật. Nước R inger. Dùng để giữ tế bào sống hoặc quan sát tế bào trạng thái sinh lý bình thường. P arafin. Dùng để ngâm mẫu vật trong làm tiêu bản cố định. Phenol (Acid carbolic) đùng để pha chế lactophenol. Phèn k a li. Dùng để pha chế Carmín phèn. P hlorogluxin. Pha 0,5 - 1% trong dung dịch rượu. Rượu ctylic. Dùng với các nồng độ khác nhau để cô' định và rửa mẫu vật. Rượu m ctylic. Dùng để cố định mẫu vật. Sacaroz (đường). Dung dịch nước loãng dùng khi nghiên cứu lạp thể. Sáp ong. Dùng làm mềm parafin trong đúc và cắt mẫu cố dịnh. Sudan IV . Thuốc nhuộm các chất béo như mỡ, suberin, dầu, cutin... Thêm đường cho đến khi đung dịch trờ thành xirô sền sệt thì có thé dùng đổ nghiên cứu hạt alơron vì nó làm chận sự truơng lên cùa các tinh thể protein. Xanh a n ilin (A n ilin blue) và xanh metylen (M etylen blue), dung dịch nước 1% dùng để nhuộm vách tế tà o không hóa gỗ (nhuộm khi nghiên cứu về phloem). X ylen. Dùng để hòn 'an keo đán và là dung m ỏi trung gian khi làm mâu cố định. :.4 2. PHƯƠNG PHÁP CẮT MẪU VÀ LÀM BẢN CAT HIEN VI Trong thực hành giái phẫu thực vạt dùng mầu tươi để cát và quan sál là diều rất cần thiét nhưng không phải lúc nào cũng có dược và trong nhiều trường hợp phái dùng các mầu đã cố dịnh trong rượu hoặc formon (40% formaldehyd), hoặc hổn hợp. Những mẫu vậi mím khi dịnli hình trong rượu trở nên cứng dỗ cắt nhưng có khi lại giòn, khi cắt lát cat dỏ vỡ. Thòng thường người ta dùng hỗn hợp rượu etylic 50% (90m l), acid acctic đóng băng (5m l) và íorm ol (5m l), RAF cố định lốt cho các mẫu thực vật và giữ bao nhicu lâu cũng dược. Mặt cắt mẫu pliài được gọt phẳng trước bàng dao cạo hoặc dao mổ. Những mẫu vật mồm tần rlưực giữ trong một mẩu ruột cây Cơm cháy, Khoai lang hoặc Cà rốt. Nốu mầu vặt phăng thì etc trực tiếp giữa các miếng khoai hay Cà rốt, còn nếu mâu vật dày thì dùng dao mổ khoét rãnh đê’ kẹp mẫu cho vừa (hình I-3.1E). Độ dày lát cut tùy thuộc vào mục dícli imliión cứu. Nếu muốn xem cấu tạo chung của co quan dinh dưỡng ở dộ phóng đại bó thì lál cál có the dày hơn so với khi phải xem các chi tiết nhỏ ớ dộ phóng dại lớn. H ình 1-3.1. Dao cất và nhũ ng th a o tác cắt m ầu. A. Đá rĩài dao và hướng đi của lưởi dao khi mài; B. Liếc dao trẽn đai da; c. Cách cẩm dao khi cắt mẫu; D. Dùng bút lôrự lấy mẫu vật ra khỏi lười dao; E. Cách gọt các đệm khoai (Cà rốt, Cơm chảy); F. Ba hướng cắt: cỗt ngang, rắt xuyén tàm và cắt tiếp tuyến. (Theo Voronin N.45) T iy theo mục đích nghiên cứu nhưng clé' hình Jung cấu trúc ba chiều của mầu vật, ngưừi 1:1 thưòne cắt theo ba hướng ngang - thẳng góc với trục cùa vật cất, xuyên làm - cắt theo (lườm: kính vật cắt và liếp tuyến - thẳng góc với đường kinh vật cat (hình 1-3.1F). Cách cầm 35 mẫu vật và hướng đi của lưỡi dao cắt được minh hoạ trong hình 1-3.1C. cắt bằng lưỡi dao cạo mỏng là cách cắt dơn giản, nhanh và cũng rất có hiệu quả (hình 1-3.2). Các lát cắt được lấy ra từ lưỡi dao bằng bút lông hoặc kim m ũi mác (hình 1-3.1D) nhưng không được chạm vào lưỡi dao. Lát cắt được cho vào đĩa kính đựng nước hoặc đặt trực tiếp vào một giọt nước trên bản kính và với bội giác bé của kính hiển vi để chọn những lát cắt tốt nhất trước khi nhuộm màu hoặc thử các phản ứng khác. S*. Ivfv ị ■ yỤ Ị\ / Hình 1-3.2. Cách cẩm dao cạo mỏng khi cắt mẫu vật. (Theo Jones A.2) Đặt mẫu vật lên bản kính hay là làm tiêu bản tạm thời. Chuẩn bị một số bản kính và kính đậy. Lau thật sạch bằng khăn lau khô. Đặt vào giữa bản kính m ột giọt chất lòng làm môi trường quan sát (nước, nước glycerin...). Dùng kim m ũi mác hay bút lông đặt vật định quan sát, bản cắt vào giọt chất lòng đó. Đậy kính mòng lên mẫu vật đó. Chú ý khi đây kính móng, đế tránh sự xuất hiện các bọt khí trong và xung quanh mấu cẩn quan sát. Muôn thế có hai cách đậy kính Hỏng: 1) Dùng kẹp đặt nghiêng kính mỏng cho một cạnh của nó tỳ vào bản kính một góc nhọn và chạm vào chất lỏng m ôi trường rồi từ từ hạ đần kính mỏng xuống (hình 1-3.3); 2) Nhỏ một giọt chất lỏng làm môi trường lên kính mỏng rồi Giọt thuốc nhuộm Giấy thấm lộn ngược mặt đó xuống dưới và từ từ hạ thấp kính đậy cho tới khi hai giọt chất lỏng chạm vào nhau. Các giọt chất lỏng trong m ọi trường hợp phải vừa đủ ngập trong kính đậy. Nếu chất lỏng thiếu thì bổ sung vào bằng cách dùng một ống nhò giọt bơm thêm vào ờ mép bên kính đậy. Nếu chất lỏng thừa thì dùng giấy thấm rút bớt. Đây cũng là cách dùng để nhuộm tiêu bản trực tiếp trẽn bản kính (hình 1-3.4). Hình 1-3.4. Dùng giây thấm rút nước thừa và khi nhuộm màu. (Theo Jones A.2) 3. PHƯƠNG PHÁP NHUỘM MÀU VÀ THỬ PHẢN ỨNG THƯỜNG DÙNG 3.1. Phương pháp nhuộm kép với carmin - phèn và lục iod 1) Chọn những lát cắt tốt ngâm vào nước Javel trong 1 0 -1 5 phút để làm sáng các lát cắt. 2) Rửa sạch các lát cắt trong nước acetic 1% trong 2 phút để tẩy sạch nước javel. 36 3) Rửa kỹ những lát đó trong nước cất, lặp lại 3 lần. 4) Nhuộm các lát cắt bằng lục iod trong 1 - 5 giây tùy theo độ dày lát cắt. 5) Rửa sạch bằng nước cất, lặp lại 3 lần. 6) Nhuộm carmin - phèn trong 1 5 -2 0 phút. 7) Rứa sạch bằng nước cất, lặp lại 3 lần. 8) Quan sát trong một giọt nước glycerin. Phương pháp nhuộm này cho phép phân biệt màu tương phản rất rõ và đẹp. Vách xenluloz nhuộm màu son đỏ tươi, vách thấm lignin nhuộm màu lục. Có thể thay thê' lục iod bầng xanh mctylen. 3.2. Phưdng pháp nhuộm kép vói safranin và xanh anilin 1) Chọn những lát cắt tốt ngâm vào nước Javel trong 10 - 15 phút để làm sáng các lát cắt. 2) Rửa sạch các lát cắt trong nước acetic 1% trong 2 phút để tẩy sạch nước javel. 3) Rửa kỹ những lát đó trong nước cất, lặp lại 3 lần". 4) Nhuộm lát cắt bằng safranin (1% safranin trong rượu 95% pha loãng một nửa trong nước) trong một giờ hoặc hơn. 5) Rửa sạch bằng nước cất, lặp lại 3 lần. 6) Nhuộm các lát cắt trong dung dịch bão hòa xanh anilin trong rượu tuyệt đối trong 1 phút (trước khi dùng nên trộn lãn đung dịch hai phần bằng nhau trong dầu Đinh hương). 7) R ử a s ạ c h b ằ n g n ư ớ c c ấ t, lặ p lụi 3 lầ n 8) Quan sát trong một giọt nước glycerin. Phương pháp nhuộm riày cho phép phân biệt màu tương phản rất rõ và đẹp trong các lát cắt giải phẫu. Vách thấm lignin nhuộm màu đỏ tươi, các cấu trúc khác cùa tế bào nhuộm màu xanh. 4. KÍNH HIỂN VI, CÁCH s ử DỤNG VÀ BẢO QUẢN 4.1. Kinh hiển vi Kinh hiển vi có nhiều loại, dơn giản hoặc phức tạp với các mục đích khác nhau, cách bố trí nột số chi tiết có thể khác nhau và tên gọi do đó cũng khác nhau, nhưng những nguyên lý cấu tạo và hoạt động thì hoàn toàn giống nhau. Ltại kính dùng cho mục đích học tập của học sinh, sinh viên là đơn giàn hơn cả. Đó là loại kính quan sát bằng một mắt, ống kính có thể thẳng hay gấp khúc với 2-3 (4) vât kính, tín h hiển vi sinh học hay kính hiển vi nghiên cứu phức tạp hơn, có loại quan sát bằng nột mắt, có loại quan sát bằng hai mắt. Trong các phòng thí nghiệm thực hành cũng rhư các phòng nghiên cứu sinh học và y học hiện có nhiều loại kính cùa các nhà chè' tạo khác nhau. Sau đây sẽ giới thiệu cấu tạo, cách vận hành và bảo quản kính trang học tập và nghiên cứu sinh học. 37 Kính hiển vi gồm hệ thống quang học và hê thống cơ học. 4.1.1. Hệ thông quang học Hệ thống quang học của kính hiển vi có hai phần: chiếu sáng và quan sát. Phần chiếu sáng gồm gương phán chiếu, tụ quang; phần quan sát gồm vậl kính, thị kính và ở những kính hiền vi ống gấp khúc còn có lăng kính để ngoặt tia sáng. Tất cá các bộ phận dó được gắn vào giá đỡ, là hệ thống cơ học cùa kính hiển vi. a) Bộ phận tụ quang (hay tụ sáng) đạt trong một vòng phía dưới bàn kínli và một gương phàn chiếu. Tụ quang là một hệ thống gồm hai hoặc ba thấu kính và cái chắn sáng (diaphragm) lồng vào trong một vỏ hình trụ. Thấu kính trẽn cùa lụ quang có thể ớ vị trí ngang với bàn kính hoặc thấp hơn một ít. Ở phần dưới tụ quang là vòng chắn sáng. Nhờ đó mà đicu chinh đường kính chùm sáng từ gương phán chiếu vào tụ quang. Phía dưới tụ quang còn có thêm một vòng đỡ kính lọc sáng, thường là kính mờ hay kính màu lọc ánh sáng. Tụ sáng lập trung ánh sáng lốt nhất chiếu lên vật. Tụ sáng có thể nâng lên hay hạ xuống nhờ mộl ốc chuyên dặt bên cạnh. Phía dưới tụ quang là ỵương phàn cliiếii linh động đính vào giá kính. Gương một mặt phẳng, một mặt lõm. Gương này hướng các tia sáng lừ nguồn súng tới tụ quang. Gương linh dộng có thể xoay quanh hai trục vuông góc để có thể nhận hắt ánh sáng tới lừ b ít cứ phương nào. Gương phung được dùng khi làm việc với cúc vàt kính tỏ dỏ phúng dụi lớn (60x, 90x) vl irong trường hợp này trường nhìn nhỏ đòi hỏi tụ sáng; gương lõm được dùng khi làm việc vói các vật kính có độ phóng đại 8x, lOx, 20x, 40x. Đối với những kính hiển vi dùng cho nghiên cứu và những kính thế hệ mới thì hệ chiếu sáng đặt kín trong đố kính, gồm một bóng đcn có cống suất mạnh, một thấu kinh tụ sáng và một gương phảng đặt chếch 45° đê hắt chùm sáng lừ đèn chiếu vào kính lụ sáng đế rồi hội tụ ánh sáng đèn chiếu vào lỗ cái chắn sáng trong lụ sáng kính hiển vi. Đèn chiếu có chiết áp diều chỉnh nguồn sáng Ihích hợp. ỉ i '£' 'Ị * 1 Hình 1-3.5. K inh hiển vi sinh viên có ốna kính thẳna. Chùm tia sáng đi từ nguồn sáng qua tụ quang khúc xạ trong tháu kính chiếu lên liéu bán trên bàn kính hiển vi, xuyên tiếp qua mãu vật và sau đó dưới dạng một chùm tỏa vào vật kính. Đóng bớt thấu kính dưới cúa tụ quang cái chắn sáng giữ các na sáng phía bên làm cho ánh của mẫu vật rõ nét hơn. b) Lăng kinh ngoặt tia là khối thủy tinh hình lãng trụ ba mặt đặt trong kính hiên vi có ống kính gấp khúc. Chùm tia sáng khi đi qua vật kính theo phương thẳng dứng từ dưới lên phải dược bẻ ngoặt một góc 45" cho hướng đúng vào thị kính. Khổi lãng kính có ba mật cắt theo các góc sao cho toàn bộ chùm tia sáng bị bé ngoặt một góc 45" mà ánh Cl a vật vẫn không bị méo vì lăng kính đó. 38 c) Vật kính là bộ phận quan trọng và phức tạp nhất của kính hiển vi, gồm một hệ (hống thấu kính dược gắn trong một hay hai vò kim loại hình trụ. Ngoài vỏ của vật kính có ghi nhiều ký hiệu và con số đặc trưng như: loại vật kính, độ phóng đại, độ I.IỠ, môi trường soi kính v.v... V í dụ trên một vật kính ghi: 40/0,85; 160/0.17 có nghĩa là vật kính có độ mờ là 0,85; độ phóng đại là 40x; chiều dài ống kính phù hợp là 160mm; chiều dày của kính đậy (kính mỏng hay lamen) tiêu bàn là 0,17mm. Những vật kính có độ phóng đại lớn có thể được cấu tạo 8-10 thấu kính hoặc hơn. Vật kính tạo ra một ảnh ngược với sự ihể hiện (phân giải) mà mắt thường không nhìn thấy được với các chi tiết lớn hay nhỏ tùy thuộc chất lượng của vật kính. Chất lượng vật kính lại phụ thuộc vào tính chát cùa các thấu kính tạo thành. Những vật kính mạnh nhất có thể cho độ phóng đại đến 120 lẩn. Trong các bài thực hành về giải phẫu thực vật Ihường ta chỉ cần dùng vật kính 8x, 40x, ít khi dùng đến vật kính 90x. Độ phân giải cùa vật kính 8x vào khoảng l,5 |im , vật kính 40x là 0,5(.im và vật kính 90x là khoảng 0,25-0,30|im. Khoáng cách làm việc của vật kính (khoảng cách từ mặt thấu kính dưới đến mặt trên cùa bản kính mang mầu vật) là rất quan trọng, với vật kính 8x thì khoáng cách đó là 9.2mm. với vật kính 40x là 0,6mm. Do dó cẩn thiết phải đây kính mòng có độ dày nhò hơn khoảng cách làm việc đó. Độ dày cùa kính mỏng đậy thường là 0,17 - 0,18mm. Hình 1-3.6. Kính hiển vi sinh viên có ống kính gấp khúc Olym pus cx 21. d) T liị kính có cấu tạo dơn giản hơn vật kính. Thị kính Hughen hay thị kính ăm là thị kính ihônp dụng hơn cả, chì gồm 2 thấu kính với một lá chắn ở giữa được đặt trong một ống hình trụ. Thấu kính trước hội tụ chùm ánh sáng ló ra khỏi vật kính đề tạo thành một ảnh thật cùa vật ( 0 ‘* trong hình 1- 3.10 và 0 20 ’2 trong hình 1-3.11). Thấu kính trên dùng để nhìn, có tác dụng như một kính lúp giúp ia nhìn ảnh dưới một góc lớn hơn. Lá chắn thị kính xác định giới hạn trường nhìn. Ở mcp trên cùa thị kính có ghi con số chỉ sô' bội giác cùa thị kính đó. V í dụ 7x, lOx, đó là các số bội giác kỹ thuật. Thị kính lOx là thường dùng hơn cả; thị kính 7x mặc dù thể hiện chi tiết tốt, hợp với c'ác vật kính nhưng lại không hợp với con mắt, còn thị kính 15x thì nên dùng hạn chê' vì sẽ rất mệl cho con mát người dùng. 39 4.1.2. Hệ thông cơ học Hệ thống cơ học là giá đỡ cho phần quang học. Giá đỡ gồm chân kính, thân kính, ống kính, bàn kính gắn với hệ chuyển động lên xuống cùa ống kính. a) Chân kính hay đế kính: là một khối nặng hình móng ngựa hay hình hộp. ở các loại kính đời mới, đèn và gương nằm ngay trong hộp chân kính. b) Tliãn kính. Ở những kính hiển vi có ống kính thẳng thì thân kính được gắn với đế nhờ một bản lề, bản lề này cho phép nghiêng thân kính và như vậy bàn kính cùng với mẫu vật cũng nghiêng theo. Cơ chế vận chuyển là bánh ràng và ốc vi cấp đặt ờ phần trên cùa thân kính, do đó khi vận hành chì có ống kính chuyển động còn thân kính cố định. Ôc điểu chỉnh lớn và ốc vi cấp cho phép ống kính chuyển dịch dọc theo thân kính. Ôc điều chỉnh lớn tạo chuyển động nhanh theo một đường khớp răng cưa và ốc vi cấp lạo chuyển động nhỏ nhờ một cơ cấu phức tạp gổm bánh răng và đòn bẩy đặt kín trong thân kính. Hình 1-3.8. Cấu tạo kính hiển vỉ Nga MBI 1 với ống kính gấp khúc. (Theo N. Voronin45, xem giải thích trong bài) Thân kính ở kính hiển vi có ống gấp khúc có hình uốn cong một góc gần vuông. Phía trên thân kính có gắn bộ phận mang đầu xoay của ống kính. c) Ong kính là một trụ rông, phần cuối phía dưới mang một đầu gắn với thân kính với một đĩa xoay với các lỗ mang các vật kính khác nhau. Đẩu phía trên mang thị kính. Đĩa xoay mang vật kính có thể xoay để đưa các vật kính vào vị trí làm việc. K hi đó cái lẫy ờ phía trong sẽ bập vào một rãnh khía để phát ra một tiếng kêu "tạch" nhẹ để người quan sát có thể biết. Ông kính có chiều dài nhất định (160, 170 hay 190mm) và có nhiều loại, ốn g kính có thể đơn (một ống), kép (hai ống), có thể thẳng hay xiên 45° để tiện cho người quan sát. Những kính hiển vi có ống gấp khúc thì bàn kính gắn với dế kính, ống kính gấp khúc theo một góc với bàn kính, phẩn dưới ống có một lăng kính thay dổi đường đi của tia sáng từ vật kính, các ốc điều chỉnh ở phía dưới giá đỡ trong một hộp điều chình. Ông kính và thân kính cùng được chuyên động đọc, lên, xuống khi vận hành. M ột số kiểu kính hiển vi khác thường gặp hiện nay nhất là những kíiih nghiên cứu 40 thì thân kính và ống kính gắn chặt với đế còn bàn kính và kính tụ quang chuyển dịch cũng nhờ ổc diều chinh lớn và ốc vi cấp. Kiểu bố trí như thế làm cho bộ phận chuyển động nhẹ nhàng hơn, các chi tiết cơ học lâu bị mòn hơn và tư thế người làm việc khóng phải thay đổi. Cơ chế chuyển vận của các ốc điểu chỉnh lớn và đặc biệt là của ốc vi cấp rất chính xác đòi hỏi sự vận hành phải hết sức thận trọng, nhịp nhàng, không dùng sức mạnh. Ở những kính hiển vi có ống kính thẳng thì thân kính được gắn với đế nhờ một bản lề, bàn lể này cho phép nghiêng thân kính và như vậy bàn kính cùng với mău vật cũng nghiêng theo. Bộ phạn vận chuyển cùa kiểu kính này được đưa lên phẩn trên của thân kính. Đôi với các kính hiển vi có ống gấp khúc thì bàn kính gắn với chân đế, ống kính được cô định nghiêng một góc so với bàn kính, phẩn dưới của ống kính là bộ phận lãng kính có tác dụng thay đổi đường đi cùa ánh sáng từ vật kính. d) Bàn kính có thể vuông hoặc tròn, ờ giữa có một lỗ mà qua đó phẩn trên của tụ sáng có thể lọt vào. Trên bàn kính có bộ kẹp hoặc giá giữ tiêu bàn và hai ốc để di chuyển. Những kính hiển v i sinh viên bàn kính thường gắn chặt với đế kính. Những kính tốt hơn và những kính hiển vi nghiên cứu thì có phẩn dưới của bàn kính bát dộng, gắn với dế kính, còn phán trên có thể chuyển động chút ít: tiến, lùi, phải, trái. Để có được chuyển động đó có hai ốc với hệ thống bánh răng diều khiển đặt phía dưới bên phải bàn kính. Nhờ đó mà ta có thể điều khiển bàn kính theo hệ thống quang học và di chuyển tiêu bản, đặc biệt quan trọng khi làm việc với độ phóng đại lớn. Tiêu bản màu vật trên bàn kính ở những kính dùng cho học tập được giữ bởi hai cái kẹp và khi quan sát, m ọi thao tác trực tiếp bằng iay xê dịch bản kính. Những loại kính đ ắt tiổ n hcrn th ì tỉc u b à n đ ư ợ c g iữ bung m ộ t g iá c ơ h ọ c lù m v iệ c Ih c o c ư c h ế trư ợ t; h a i Iiúl vặn chuyển động bản kính theo hai mặt tọa độ. Thước kẹp trên cái kẹp bản kính có thể cho phép la lù i mầu vật về đúng chỗ cũ. 4.2. Một số khái niệm và nguyên iỷ hoạt động của kính hiển vi 4.2.1. Góc nhìn. Góc nhìn là góc tạo thành bới hai tia sáng đi từ hai điểm cùa một vật qua quang tâm của con mắt người nhìn để tạo thành ảnh trên võng mạc. Do vậy gót nhìn đối với vật đặt càng gần thì góc nhìn càng lớn và ảnh trên võng mạc cũng càng lớn. Góc nhìn lớn nhất kh i vật dược đặt ờ điểm cận và nhỏ nhất khi vật được đặt ở điểm viễn. 4.2.2. Sô b ộ i giác. Số bội giác là số tỷ lệ giữa góc nhìn khi nhìn qua một thấu kính (kính lúp) hoặc một hệ thấu kính (kính hiển vi) đối với khi nhìn bằng mắt thường. Khi người ta nói số bội giác của kính lúp là 10 thì Hình 1-3.9. Đường di cùa tia sáng đến vật kính qua dẩu soi (bẻn phải) và không qua dẩu soi (bẽn trái). (Theo Voronin45) 41 có nghĩa là ta nhìn một vật qua kính lúp ấy dưới một góc lớn hơn 10 lần (chứ không phải phóng to hơn 10 lẩn). Cũng như vậy đối vối kính hiển vi số bội giác cho ta biết vật quan sát trong kính hiển vi được nhìn dưới một góc lớn gấp bao nhiêu lần so với khi nhìn bằng mắt thường. Số bội giác thay đổi theo khoảng cách ngắm chừng, vì vậy trong chế tạo kính hiển vi người ta đùng số bội giác kỹ thuật. Đó là sô' bội giác với quy ước khoảng cách cuối cùng cách mắt người quan sát là 25cm. 4.2.3. Độ m ở của vậ t kính. Độ mờ là độ chiếu sáng mà vật kính nhận được. Nếu gọi a là góc mờ cùa chùm sáng từ một điểm tới vật kính thì muốn cho vật kính nhạn được nhiều ánh sáng thì góc mở a phải lớn và sina là độ mở cùa vật kính. Với các vật kính hiện nay góc mở a có thể tới hơn 75“. 4.2.4. Độ phân giải. M ắt của người bình thường có thể phân biệt được hai điểm là hai hoặc hai đường thẳng là hai chứ không phải là một điểm hay một đường chì trong 1 rường hợp khoảng cách giữa chúng không ít hơn 0 ,lm m hay là lOOịam. Như vậy kha nang phân tích hay "độ phân giải" của con mắt người chỉ ở giới hạn đến lOOnm. Độ phân giải là khả năng phân biệt các chi tiết nhỏ trên một vật quan sát. Độ phân giải của vật kính được xác định theo công thức 0.61.X d = ------------- n.sina trong đó d là khoảng cách giữa hai điểm giới hạn gần nhau của mẫu vật phan biệt được, X là độ d à i bước sóng ánh sáng, n là độ khúc xạ của m ôi trường giữa mẫu vật và vật kính, a là g ó c g iữ a trụ c q u a n g và tia m é p đ i v à o vột k ín h . Sina là độ mờ cùa vật kính, còn n.sina được gọi là trị số độ mờ của vật kính. T rị số này được ghi trên vỏ của vật kính. Từ công thức trên cho thấy độ dài bước sóng ánh sáng sử dụng càng ngắn và chùm tia sáng đi vào vật kính càng rộng thì độ phân giải của vật kính càng cao. Và như vậy muốn tăng độ phân giải có hai cách: hoặc rút ngắn độ đài bước sóng hoặc tãng dộ mở vật kính. Cách thứ nhất khó vì con mắt người chi thu nhận ánh sáng giới hạn nhất định: tăng cuòng độ mở cũng có giới hạn vì Hình 1-3.10. Cấu tạo kỉnh hiển vi L (CHDC Đức), sơ đo đường di của ánh sáng vá sự tạo ành trong kỉnh hiển vi. Xem giải thích trong bài. (Theo Catalogue của hãng Carl Zeiss Jena cố biển đổi) 42 sin của một góc không thể vượt quá 1. Chi có cách là dùng dầu soi. Các nghiên cứu cho thấy nếu V í dụ ở hình 1-3.11 (và hình 1- 3.10). Vật quan sát 0 ’0 (O trong hình 1-3.10) được đặt trước và phía ngoài tiêu điểm (F ,x) của vật kính. Vật kính tạo nên một ảnh thật 0 , 0 ’ , (O* trong hình 1-3.10) ngược chiều với 0 ’0 và nằm phía trong tiẽu điểm của thị kính (Fj). Do đó nểu đặt vậl 0 ’0 sao cho điểm o , ở sau tiêu điểm Irước F ’2 cùa thị kính một chút thì ảnh thật 0 , 0 ’ , qua thị kính lại được phóng đại lên lần thứ hai tạo nên ảnh ảo cùng chiều 0 , 0 ’ , (Ox,x Irong hình 1-3.10, có nghĩa là vẫn ngược chiều với vật) và đó chính là ành của vật 0 ’0 mà mắt người quan sát được ( 0 ’40 4 và o trong hình 1-3.10) dưới một góc a lớn hơn nhiéu so với khi nhìn bằng mắt thường ( 0 20 ’2 và O " trong hình 1-3.10 là ảnh thật khi qua thấu kính trước cùa thị kính, O jO ’4 là ảnh hiện lên trên võng mạc người quan sát). Như vậy vể nguyên lý qua kính hiến vi, vật được phóng dại lên hai lần nhờ vật kính và thị kính. Vạt kính cho một ảnh thật phóng to lên k lẩn (gọi k là độ phóng đại của vật kính và bằng A |B |/A B ), ảnh này khi quan sát qua thị kính lại được phóng to lên g lẩn nữa (g là số bội giác cùa thị kính), cho nên số bội giác toàn phđn G cùa kính hiển vi sẽ là G = k x g Hình 1-3.11. Nguyên lý đường di của ánh sáng và sự tạo thành ảnh trong kính hiển vi. (Theo Nguyễn Bả27) hay là sô'bội giác cùa kinh hiển vi bảng tích số cùa độ plióng đại cùa vật kính với sô' bội giác của thị kính. Tóm lại ảnh mà ta nliin thấy được trong trường nhìn chì là một ảnh ảo cho nên không có ý nghĩa thực. Ánh này không những chỉ nhìn thấy được mà còn có thể do, vẽ, chụp ảnh, nhưng vì là một ảnh ngược nên muốn xem phần bẽn trái của tiêu bản thì lại phải chuyển dịch sang bên phải và ngược lại. Với những kính hiển v i quang học hiện nay thì độ phóng đại ” có ích” đạt dược là 1.400 lần các chi tiết cấu trúc nghiên cứu. Điều dó có nghĩa là, mặc dù người ta có thể ’’phóng đại” hơn nhiều lẩn nữa nhưng với độ phóng đại như thế sẽ không có thêm một 44 chi tiết cấu Irúc có ích nào được thổ hiện thcm mà trái lại những chi tiết bé nhò với độ phóng đại đó lại bị mờ nhạt đi. Đó được gọi là sự phóng đại ” vô bổ” . 4.3. sử dụng kính hiển vi 1) Đật kính hiển vi ở vị trí thích hợp. Người làm việc với kính hiển vi bao giờ cũng phái ngói. Ghế ngồi phải sao cho người xem kính ngồi thẳng, sát VỚI bàn, thoải mái. 2) Phía bên phải của người quan sát để các dụng cụ làm việc cần thiết như vờ vẽ, bút chì, tẩy, dao cắt, bàn kính, bàn kính mỏng, thuốc thừ. thuốc nhuộm. 3) Kính hiển v i đặt ngay trước chính mình và không chuyển dịch trong khi vận hành. Gưưng phàn chiếu hướng về nguồn sáng. Đòn chiếu nếu có (trong hoặc ngoài kính) không để dây điện xoắn lại và nhớ đổ ở vị trí nhỏ nhất trước khi bật dèn. 4) Chọn vật kính nhỏ (ví dụ lOx) và bào đàm vật kính vào dũng vị trí làm việc. 5) Bắt đầu công việc trước tiên cẩn chỉnh sự chiếu sáng đổng đều trên trường quan sát. Đẽ chiếu sáng có thể dùng ánh sáng thiên nhiên nhưng không (lùng ánh sáng mặt trời trực tiếp hay ánh sáng điện, tốt nhất với các bóng mờ. Để chiếu sáng tốt cần: a) Thấu kính của tụ quang cùng ngang hàng với bàn kính; b) Chuyển dịch vòng có kính lọc ánh sáng phía dưới tụ quang; c) Mở hết cái chắn sáng ra; d) Đổ vật kính có độ phóng đại nhỏ nhất sao cho khoảng cách vật kính với bàn kính không quá lcm ; c) Nhìn vào Iliị kính, chuyển dịch guong phản chiếu vè phía ánh sáng sao cho chũm tia sáng đi qua chiếu đều trên trường quan sát; g) K hi dùng ánh sáng đèn chiếu, nếu dùng bóng đèn trong suốt thì để có được ánh sáng đồng đều, nhất thiết phải dùng kính lọc sáng mò; 6) Đặt bản kính có mãu vật lên bàn kính, mẫu vật vào đúng vị trí chiếu sáng và chuyển dịch óc bánh răng bằng cách vặn ốc vào phía trong (ngược chiéu kim đổng hồ) để từ từ nâng đẩu kính lên cho tới khi nhìn thấy vật rõ nhất. Clut ỷ: K hi quan sát ở kính hiển vi thì dùng mắt trái và không nheo mắt phải. 7) Trước kh i chuyển sang quan sát với độ phóng đại lớn thì nhất thiết phải đặt mảu vật hoặc phẩn mẫu vật cần chú ý vào giữa trường nhìn, bởi vì ờ độ phóng đại lớn trường nhìn bị thu nhỏ lại. Sau đó chuyển đổi vật kính bằng cách xoay bàn xoay mang vật kính có dộ phóng đại lớn vào đúng v ị trí khi nghe tiếng “ tạch” nhẹ. Quan sát ở vị trí này thường thì hình ảnh mẫu vật không rõ mà phải điều chình bằng cách vặn chuyển ốc vi cấp vào phía trong để nâng dẩn vật kính lên sao cho hình ảnh mẫu vật rõ nét nhất. Đó là trường hợp kính hiển vi chuẩn xác. Trong những trường hợp khác có thể quan sát ờ vật kính có độ phóng dại lớn bằng cách sau: Vặn ốc bánh răng để hơi nâng đầu kính lên. Xoav đĩa mang vặt kính lớn đến vị trí làm việc. M út quan sát ngan? ỏ phía ngoài và vặn ốc bánh răng để hạ vật kính xuống cho tới khi vật kinh cách tiêu bản chừng lm m . Mẳt nhìn vào thị kính, vặn ốc chuyển lớn rất từ từ vào phía trong (ngược chiều 45 kim dồng hổ) để nùng vật kính lên cho tới khi nhìn thấy vật. Đ iều chỉnh ốc vi cấp để lấy nét rõ nhất. K hi cần quan sát vật ờ các vật kính lớn hơn (60x, 90x) - vật kính chìm, cần nhô lẻn tiẻu bản một giọt m ôi trường thích hợp (phù hợp với [oại vật kính quan sát) dược gọi là dầu soi. K h i quan sát xong phải lau sạch chúng bằng các khăn mềm, giấy chuyên dụng hay bông có thấm dung m ôi phù hợp (toluxen, xylen v.v...). Dầu soi và dung môi dược chuẩn bị kèm theo kính hiển vi và được sử đụng khi cẩn thiết. Cliú ỷ: K hi vặn ốc vi cấp khỏng nên vạn quá 1/2 hay 3/4 vòng. Trong mọi trường hợp thao tác với ốc bánh răng hay ốc vi cấp khi cảm thấy cứng không chuyển dịch được nữa thì dừng lại, không bao giò được vặn tiếp, nếu không thì các bánh ràng sẽ bị chờn hoặc gãy. 8) Khi làm việc xong với kính hiển vi, lại xoay vật kính có độ phóng đại nhỏ nhất trởlại vị trí, lấy tiêu bán mang mẫu vật ra và hạ thấp hết vật kính xuống (không bao giù lấy bản kính đang từ các vật kính có độ phóng đại lớn như 40x hoậc 90x). Những trụ c trặ c k h i làm việc với kính hiển vi, nguvên nhãn và cách khúc phục * Kliông có liìn li; liìiìli rấ t tố i; hình lố i và ánli sáiiỊỊ không đều Kính chưa chiếu sáng đúng, chưa bạt đèn. Vật kính chưa đúng vị trí. Bàn xoay kính chưa khớp vào đúng vị trí. Cái chắn sáng đóng kín quá. Đèn chiếu hỏng. * Có hình nliưng mờ vả khó phân biệl Chỉnh dóng bớt cái chắn sáng lại. Tụ quang phủi ờ đúng vị trí. * H ìnli ảnh mờ và kliông thế điều cliìnli dược Vật kính bẩn. Tiêu bàn bẩn. Tiêu bản lộn ngược. Tiêu bàn kênh trên bàn kính. Thị kính chưa để đúng với mắt người quan sát (với kính hai mắt). * Trường nhìn bụi và bẩn Các thấu kính cùa thị kính bẩn. Tiêu bản bẩn. Bẩn ở kính che đèn hoặc thấu kính trên cùa tụ quang. Thực hành sử dụng kính hiển vi Q uan sát mầu vật H ạt phán hoa Râm bụt (Hibiscus rosa-sinensis) Tiến liànli: 1) Đặt kính hiển vi vào vị trí làm việc. Lấy nguồn sáng thích hợp. 46 2) Dùng ống nhò giọt lấy một lì nước II ong lọ mẫu hạt pliín dã qua xứ lý. nhỏ lén bản kính trong một Giọt nước rồi đậy kính mỏng lên. ì ) Ọưan sát ờ vật kính nhỏ rồi cluivến sang vật kính lớn. Ở vật kính 40x điều chỉnh ốc vi cáp dể thấy dược độ dày của hạt phấn và các lố tròn vỏ hạt phấn. 4) Vẽ hình dạng hạt phấn nhìn trẽn bề mặt và độ dày vỏ hạt phấn. 4.4. Bào quàn kinh hiên vi Tuân thú nội quy phòng thí nghiệm và sự hướng dần của giáng vién phụ trách. 5. VẼ HÌNH Cức (lụn ụ cụ cán tliìếl: Hình 1-3.12. Hạt phân hoa họ Bông. (Theo Trankovsky D.41) Bút chì đen loại có độ mềm HB và 2B, tẩy, Ihước kẻ, Giấy vẽ hoặc vờ vẽ (giấy không kc, kích thước A4). í 'á c h vc: Trong các bài thực hành về sinh học hay thực vật học nói chung, vẽ hình trong bài tưừng trình công việc là rất quan trọng. Muốn vẽ đúng thì trưởc hết phải quan sát kỹ, hiểu bài và có kỹ thuật vẽ cần thiết. Vẽ minh hoạ khoa học là cách vẽ đdn giản và rõ ràng bàng các đường nct và dấu chấm và không bao giờ đánh bóng. Có thể dùng bút lô màu nhưng cũng phải thật cẩn thận vì dùng màu ở đây là dê phân biệt các mô hoặc để m inh hoạ các phàn ứng hóa học trên tiẽu bàn mà thôi. K h i vẽ hình dưới kính hiển vi thì vở (giấy) vẽ đặt bên phải, kính và quan sát mẫu vạt bằng mắt trái, như vậy ta vừa có thể quan sát vừa vẽ được hình. Nếu như khi dùng kính hiển vi hai mắt ihì cũng chì dùng một thị kính thỏi. Trong giải phẫu thực vặt có hai loại hình vẽ là vẽ sơ đổ chung và cấu tạo chi tiết một phần. 5.1. Vẽ sơ đồ chung Vẽ sơ đồ đại cương rất quan trọng, nó cho ta biết khái quát các mò và cách sắp xếp các mớ đó trong cơ quan. M uốn vây khi quan sát lổng thể ở bội giác nhỏ cdn xác định rõ lý lộ giữa cúc phần tiong câu lạo cùa cơ quan đó. Sơ dồ dại cương chì vẽ ranh giới các mỏ eliứ không vẽ tế bào. Các mô vẽ theo quy ước (xem hình 1-3.13). 47 ■ . ■ 1 Mö cCmg Mö däy Mö diöp lue Chu bi Löp bän Mö möm Bi£u bi Nöi bi Vötru Tang phät sinh Xylem so cäp Xylem thdr cä'p Tia Phloem so cäp Phloem thCr cäp H inh 1-3.13. Q uy i/ö c cäc m ö tro n g ve h inh m inh hoa. 5.2. Ve chi tiet möt phän cäu tao Ve chi tiet khö, nhung lä ve khoa hoc cho nen sir chinh xäc lä rät quan trong. Ca hai ki£u ve bo sung cho nhau vä möi hinh ve the hien duoc su am hidu cüa minh ve tieu bän quan sät. V i the khöng duoc sao chep lai cäc hinh ve trong säch hoäc cäc hinh cö sän. Nhung nguyen täc cän thiet dö ve nhu sau: 1) Taröc khi dät büt ve phäi tinh xem vi tri cüa timg hinh ve trän trang giäy. Kich thuöc hinh trung binh, khöng lön quä (thö), be quä thi khöng cö chi tiit. 2) Xäc dinh hinh thö chung gicri han mäu ve: hinh chü nhät, hinh vuöng, säu canh... 3) Phäc thäo nhe duöng net chung xem ty le cüa timg phän (co quan, mö vä t£ bäo) sau dö möi ve net manh hon. 4) Chi ve nhöng gi m inh nhin thä'y vä hieu duoc trön tieu bän.* 5) M öi t£ bäo cö dircmg net bao quanh kin, düt khoät vä rö räng (hinh 1-3.14). 6) Khöng böi dänh bong nhung cö the nhä'n manh ducmg net möt ben nhu quy uöc cö änh sang chieu chech möt göc 45° tir bSn träi. 7) Cäc ducmg chü dün phäi düng thuöc ke keo thäng ra möt hoäc cä hai ben vä khöng duoc cät nhau. Chü thich true tiep lä tot nhä't. Cö thS ghi ky hi6u sö' Ä räp hoäc chä cäi Latin kem theo chü giäi a duöi. M öt sö' nhiing sai söt thuemg gäp a cäc bän ve cüa sinh vien cö the nhän thä'y a hinh 1-3.14 de tränh vä qua dö cö the süa chiia. 48 H inh 1-3.14. M öt so ca ch ve sai th i/ö n g gäp. (Theo Allan Jones et al.2) 6. THỰC HÀNH T Ế BÀO THỰC VẬT 6.1. Tế bào biểu bì Nguyên liệu. Củ Hành tây (Allium cepa) D ụiií’ cụ, hóa chất: Kính hiển vi, dao mổ, kim mũi mác, giấy lọc. Nước cất, nước glyccrin 10%, dung dịch iod (rong kali iodua, dung dịch kẽm chloroiodur, nước muối 10%. Q uan sát lê' bào vẩy hành (Allium cepci) Dùng dao bổ đỏi cú hành ra, lấy một phẩn phía trong vẩy hành. Dùng kim mũi mác, hoặc dùng lưỡi đao cạo mòng rạch thành một hình chữ nhật theo chiều ngang. Khi đặt vào bàn kính thì cần chú ý đặt mặt trong cùa biểu bì lên trên. Lớp biểu bì bóc ra, ngâm vào trong những đĩa thúy tinh nước cất, rồi nhuộm màu với: 1. K I để định hình. 2. Kẽm cloroiodur. xem vách tế bào. Quan sát lẽ'bào trong nước cất: Chuẩn bị bàn kính với một giọt nước Ciít. Mành biểu bì được đặt vào giọt nước đỏ quan sát tế bào ớ trạng thái sống. Ở bội giác nhỏ tìm chỗ rõ rệt nhất, không bị rách, bị bọt khí rồi chuyển sang bội giác lớn và quan sát. Tế bào biểu bì vảy hành có vách mòng, kéo dài, dính kết với nhau chặt chẽ, không có gian bào. Trên vách bên của tế bào dõi khi quan sát thấy được những chổ móng, nhỏ là các lỗ lưu thông giữa hai tế bào cạnh nhau. Bên trong khoang tế bào chứa một khỏng bào lớn chứa dầy dịch tế bào có màu đỏ tím. Đóng bớl cái chắn sáng lại ta có Ihể quan sát thấy lớp chất tế bào mành Hình 1-3.15. T ế bào biểu bi vảy Hành tây (A lliu m cepa). (Theo Nguyễn Bá27) nằm sát vách và Iihững sợi chất tế bào nối với nhau thành mạng các hạt nhỏ. Nhủn trong tế bào sống thường cũng trong suốt, nhưng có thể nhìn thấy dược, nằm sát vách tế bào. ờ giữa hoặc phía bên, có hình tròn (hình cầu), dạng hạt. Bên trong nhân có thổ tìm thấy một hoặc hai hạch nhan sẫm hơn. Quan sát lé bảo nhuộm với iod trong kali ioclur: Nhữna mành biểu bì lấy từ nước ra, ngâm trong iod trong K I khoảng 5 phút, dùng kim m ũi mác vớt ra và đặt lẽn kính trong một giọt nước cất. Cũng quan sát từ vật kính bé đốn lớn ta thấy: chất lế bào và nhân nhuộm màu náu sẫm. Hạch nhân ứ đây quan sát rõ hơn trong quan sát tế bào sống. 4- GTTVH 49 Quíin sál tế bào nhuộm với kẽm do ro io d u r: Nhuộm lát cắt bằng cách dùng ống nhò giọt nhỏ một giọt kẽm cloroioduar vẻ một bên miếng kính móng, bẽn đối diện dùng giấy thấm hút đi. Quan sát dưới kính hiển vi ta sẽ thấy thuốc nhuộm này có phản ứng với chất xenluloz của vách tế bào. Đổng thời nó cũng nhuộm màu vàng náu với chất nguyên sinh và nhăn. Trên vách tế bào ta thấy có những chỏ bắt màu nhạt hoặc không bắl màu, đó là những lỗ thông giữa các tế bào (hình 1-3.15). Quan sát hiện tượng co sinh cliất và pliàn co sinli clìấl: Từ thí nghiệm thứ nhất, mành biểu bì vảy hành trên bàn kính nước cất Ihay thế bằng dung dịch muối ăn 5% (hoặc nước đường 10%) bằng cách dùng giấy thấm rút nước ra mội bẽn kính mòng và phía đối diện dùng ống nhỏ giọt thay dần bằng dung dịch nước muối. Quan sát từ bội giác nhò đến lớn ta có thể Ihấy hiện tượng co sinh chất. Dung dịch gày co sinh chất đã rút nước từ dịch tế bào ra và nồng độ trong dó tăng lên, thể lích không bào thu nhỏ lại, áp suất trương giảm làm cho chất tế bào tách khỏi vách tế bào tạo nên hiện lượng co sinh chất. K hi ta lại dùng giấy thấm hút hết dung dịch nước muối ra từ một bên lamen và bôn phía dối diện nhỏ dần nước cất thay thế nước muối. Quan sát thấy tế bào lại trớ lại trạng thái ban đầu. Đó là hiện tượng plián co sinli chất. Vẽ sơ dồ của quá trình co sinh chất và phản co sinh chất: tế bào bình thường, tô' bào co sinh chất và tế bào phàn co sinh chất. 6.2. Lạp và sự chuyển động của chất tê' bào Nguyên liệu. Lá cây Rong đuôi chó (H yd rilla verlicillata), quả Cà chua (Solanum lycopersicum), quả ớ t (Capsicum annuum), cù Cà rốt (Daucus carola), lá Thài lài tía (Tniílescuntia zebrina). Dụng cụ, hóa chất: Kính hiển vi, dao mổ, kim mũi mác, giấy lọc. Dung dịch iod trong kali iodua 10%, nước cất, nước glycerin 10%, cồn 90". 6.2.1. Lạp lục và sự chuyển động của chất tê bào Dùng kim m ũi mác vớt lá cây Rong duôi chó (H yclrilla verticillciui) đặt vào một giọl nước cất đã nhỏ sẩn trên bản kính, đậy kính mỏng và quan sát dưới kính hiển vi. Với vạt kính nhò, ta thấy lá rong màu lục nhiều lóp tế bào hình chữ nhật kéo dài. Trong các tế bào có những hạt nhỏ màu lục, đó là hạt lạp lục. Tìm một tế bào có nhiều lạp lục rõ vào giữa trường hiển vi rồi quan sát với vật kính lớn hơn. Trong một số tế bào, các hạt lạp lục vận chuyển dọc iheo các vách tế bào; chúng bị lôi cuốn theo dòng vận chuyển của chất tế bào. Đó là sự chuyển động vòng quanh không bào trung tâm. Sự chuyển động đó được quan sát thấy trong các điổu kiện ánh sáng và nhiột dộ thích hợp. Các tế bào chết thì chất tế bào lắng dọng và không còn sự chuyển dộng nữa. 6.2.2. Lạp màu a) Lạp màu ở quả Cà chua (Solanum lycopersicum) Bổ dọc quả cà chua, dùng kim mũi ’nác lấy một miếng mỏng trong thịt của cà chua chín, đặt lẽn bản kính trong một giọt glycerin và quan sát. 50 Với vật kính bé, ta thấy những tế bào to, hình dạng khòng nhất định, tròn hoặc bầu dục. hoặc Ihuỏn dài... trong đó có nhân và các hạt màu đỏ, đó là các lạp màu. Vói vật kính lớn hơn, quan sát kỹ lạp màu, ta thấy mỗi hạt lạp màu gồm một khối cliất nền, khòng màu. trong đó có chứa những Ihể hình kim nhỏ, có màu đỏ. Đó là những tinh the lycopcn. màu đó của lycopen đã làm cho quả cà chua có màu đỏ. />) Lạp màu ớ biểu bi quà Ởt (Capsicum friitescens) Lay lưỡi dao cạo gọt một lớp rất mỏng ờ phía ngoài quả ớt chín. Đặt lên bàn kính norm một giọt nước glycerin. Đậy kính mòng và quan sát dưới kính hiển vi. Vứi vật kính nhỏ, tu thấy trong các tế bào của vỏ quả có chứa những hạt nhò màu dỏ cam, dó là các lạp màu. Chuyến sang vật kính lớn quan sát kỹ các lạp này, thấy đó là những hạt có hình dạng vù kích thước không đều nhau, hình hạt, hình thoi màu da cam (do có chứa chất carotcnoid) nổi rõ trên những phần khác khỏng màu của lế bào. Ở một số tế bào, ta có the thấy cá nhàn tế bào với hạch nhân. c) Lạp màu ở củ Cà rứt (Daucus carota) Dùng lưỡi dao cạo cắt những lát cắt mỏng phẩn có màu da cam của củ Cà rốt và lẽn kính bằng một giọt nước glycerin. Quan sát dưới kính hiển vi các độ phóng dại tăng dần. Lạp màu ớ cú Cà rốt là những tinh thổ caroten có các hình dạng khác nhau, tạo nên màu cứa củ Cà rốt. 6.2.3. Lạp không màu L a p kìíôtiỊỊ m à u ờ' lá cây T h à i là i tía (T ra d esca n tis z tb r in a ): ĐỔ nghicn cứu lạp không màu tốt nhất là dùng lá cây Thài lài tía (hổng trai). Đùn« kim mũi mác hoặc dao mổ bóc một mành biểu bì nhò ớ mặt dưới lá (lấy lá ờ gần gốc), dặt IIén bàn kính với một giọt nước đường loãng và dậy kính mòng lại. (Sớ dĩ phải dùng nước (.lường vì trong nước các hạt lạp không màu nhanh chóng trương lên và vỡ ra). Quan sát dưới kính hiển vi ờ các dộ plióng dại lớn dần. Biểu bì lá Thài lài gồm những tế bào có vách mỏng, xếp sít nhau. Tế bào biểu bì kéo dài theo chiều dài của lá và irong suốt. Trong khoang tế bào, thường là ứ pliần giữa có thể nhìn rõ. nhân t í bào, dạng tròn, cấu tạo hạt. Điều chinh cái chắn sáng kính hiên vi có thề thấy các sợi chất 1C bào từ một lì chất tế bào quanh nhan lới lớp chíit tế bào mòng nằm sát vách tế bào (hình 1-3.16). Hình 1-3.16. Biểu bi ỏ lá Thái lài tía chứa lạp lục, lạp khôn g màu. (Theo Trankovsky D.41) Xung quanh nhân và tại một vài chỗ cùa các dài chất tế bào có the nhận thấy những 5] hạt tròn nhỏ, trong, khúc xạ mạnh. Đó là các hạt lạp không màu. Trên tiêu bản bên cạnh những tế bào biểu bì trong suốt còn có những cặp tế bào hình thận hay hình hạt đậu có chứa các hạt điệp lục. Đó là các tế bào bảo vộ hay là tế bào đóng của bộ máy lỗ khí mà ta sẽ khảo sát trong phần mô. 6.3. Các sản phẩm thứ cấp trong tê' bào thực vật Nguyên liệu: Củ Khoai tây (Solanum tuberosum), hạt Thầu dầu (Ricinus communis), cù Thược dược (D a lilia pinnata), vỏ Hành tây khỏ (A llium cepa), lá Bèo Nhạt Bản (E icliliornU i crassipes), lá Đa (Ficus elaslica), lá Trúc đào (N erium oleander). Dụng cụ, hóa chất: Kính hiển vi, dao mổ, kim m ũi mác, giấy lọc. Dung dịch iod trong ka li iodur 10% (K I), nước cất, nước glycerin 10%, cồn 90". 6.3.1. Tinh bột a) H ạ t tin h bật củ K hoai táy (Solanum tuberosum) Cách làm. cắ t ngang qua củ Khoai tây. Dùng kim m ũi mác cạo lấy một ít bột trên mặt cắt đó (chỉ lấy ít thôi vì nếu nhiẻu các hạt sẽ chồng chất lên nhau không thấy được hình dạng và cấu tạo của hạt), rồi lên kính trong một giọt nước, hoặc nước glycerin đã có sẵn trên bản kính. Nhìn bằng mắt thường, nếu thấy từng hạt nhỏ li ti thì có thể đậy kính mỏng lại và dưa lên kính hiển vi quan sát. Cho nước vừa đủ khi lên kính, nếu nhiẻu dùng giấy thấm rút bớt để hạt tinh bội không bị trôi khi nghiêng kính, hoặc khi di chuyển tiêu bản. Sau khi quan sát trong nước glycerin có thể thử màu bằng dung dịch iod trong kali iodur ngay trên bàn kính bằng cách nhò thuốc thử một bên và rút nước bên phía đối diện. Hạt tinh bột bắt màu xanh tím sẫm bởi thuốc thử iod. Quan sát: Vởi vật kính nhỏ, ta đã thấy rất nhiều hạt bé li ti dày đặc, không màu, chưa nhìn thấy các điểm thành tạo (thường được gọi là rốn) và các đường vân tăng trưởng. Chọn một vùng có các hạt tinh bột nằm ròi nhau, chuyển sang vật kính lớn để quan sát chi tiết. Với vật kính lớn, ta sẽ thấy điểm thành tạo của hạt và đối với những loại hạt tinh bột lớn thì còn thấy cả đường vân tăng trưởng nữa. Điều chỉnh ánh sáng trong trường nhìn hiển vi dể thấy rõ hơn các đường vân tăng trưởng. Hạt tinh bột khoai tây thường có hình trứng, một số hạt nhỏ có hình bẩu dục hay tròn. M ỗi hạt có các đường vân tâng trường và điểm thành tạo (rốn) khá rõ. Ta có thể thấy các dạng hạt sau: H ạt đơn thường có hình irứng, (0, m ộl điểm thành tạo ỏ đẩu nhỏ và các dường vân rõ. H ạ l kép nhỏ hơn hạt dơn và ít hơn nhiều, do 2 - 3 hạt đơn dính với nhau. M ỗi hạt nhò trong hạt kép cũng có một điểm thành tạo và đường vân riêng biệt. 52 Hạt nửa kép ít gặp hơn, do 2 - 3 hạt đơn đính liền nhau. Ngoài những lớp vân riêng cùa mỗi hạt, còn có những lớp vân chung bao bọc xung quanh (hình 1-3.17). 1/ụi bị ủn mòn thường gặp ờ những củ khoai tây đang này mầm. Vẽ hình. Với độ phóng đại lớn, tìm và vẽ hình các dạng hạt tinh bột ờ củ khoai tây: hạt dơn, hạt kép, hạt nửa kép, hạt bị ăn mòn. b) Tinh bột hạt Đ ậu H à Lan (Pisum sativum) Cácli làm. Bóc vỏ cứng phía ngoài, dùng dao cạo mòng cắt những lát cắt thật mòng qua bát kỳ chỗ nào cùa lá mẩm hạt đậu. Đặt lát cắt lẽn bàn kính irong một giọt nước rồi thêm vào đấy một giọi nhò iod trong kali iodur. Đậy kính mỏng lên, quan sát trong nước glycerin. Quan sút. Trên bản cắt ngang tìm chỗ lát cắt móng nhất, ta thấy ờ đấy tế bào chì một hai lớp, dẻ quan sát. Ở độ phóng đại lớn của kính hiển vi có thể nhìn thấy những tế bào ít nhiều tròn với vách tế bào hơi dày. Giữa các tế bào có các khoảng gian bào. Khoang tế bào chứa đầy các hạt tinh bột lớn hình thuôn dài nằm giữa rất nhiều hạt alơron nhỏ xung quanh. Dưới tác Hạt Elơron Hạt tinh bột Hình 1-3.17. Hạt tinh bột trong hạt Đậu Hà Lan. (Theo Trankovsky D.4’1) dụng cùa thuốc thừ, các hạt tinh bột bắt màu xanh thẫm còn các hạt alơron bắt màu vàng tuơi (hình 1-3.17). V ẽ hình. Vẽ hình một tế bào ờ vật kính có độ phóng đại lớn (40x) có chứa các hạt tinh bột và bạt alơron. 6.3.2. Inulin trong củ Thược dược (Dahlia pinnata) Cácli làm. Cù Thược dược được chuẩn bị trước bầng cách định hình trong cồn 90". Bóc vỏ và cắt cù Thược dược tươi thành những miếng nhỏ rồi ngâm vào cồn trong khoảng 10 ngày để cho inulin hòa tan trong dịch tế bào bị kết tinh lại. Sau khi đã định hình, lấy các miếng cù trên để làm bản cắt. Dùng lưỡi dao cạp mỏng cắt những lát cắt mỏng ngang hay dọc cũng được. Cho các lát cắt vào một giọt glycerin đã có sẫn trên bàn kính. Đậy kính mỏng lại và quan sát dưới kính hicn vi. Không lên kính trong nước vì inulin hòa tan trờ lại trong nước. Có thể quan sát trực tiếp trong cồn, nhưng cổn bay hơi nhanh làm khô tiêu bản xuất hiện không khí trong bán cắt ngăn cản các hình ảnh quan sát. V ì vậy các miếng cắt cù Thược dược hay các lát cắt hiển vi phải ngâm thường xuyên trong cồn, chỉ khi nào dùng mới lấy ra. Quan sát. Với vật kính nhò, ta thấy trong các tế bào mô mềm của củ Thược dược chứa đầy tinh thể inulin hình cầu không màu, có kích thước khác nhau. Với vật kính lớn, trong mỗi tế bào có chứa một sô' tinh thể hình cấu. Các khối tinh thể này gồm nhicu tinh thể hình cầu hoặc ít nhiều hình tròn gồm các tinh thể hình kim kêl hợp 53 lại, ớ góc các tế bào, xếp tỏa tròn theo đường bán kính cùa hình cẩu. Đôi khi irong các tinh thể hình cầu thấy các lớp đổng tâm và các và các vết xuyên lâm (hình 2.2A). 6.3.3. Hạt ataron và dầu trong hạt Tháu dầu (Ricinus communis) Cứclt làm. Bóc vỏ cứng của hạt Thẩu dầu, cắt ngang qua giữa phẩn nội nhũ cùa hạt những lát cắt thật mòng, chọn những lát mỏng nhấl ngâm trong rượu dộ một giờ, thay rượu vài lần đế hòa tan hết đầu ở trong lát cắt. Sau đó đặt lên bàn kính trong một giọt iod trong kali iodur, đậy kính mỏng lẽn và quan sát. Quan sál. Với độ phóng đại lớn, chúng ta thấy trên mô cắt ngang ấy những tế bàio mó mềm, vách mỏng chứa đầy nội chất. Trong chất nguyên sinh thấy những hạt nhò tròm hay bầu dục là hạt alơron, mỗi hạt có thể phân biệt được màng mỏng bao quanh, bôn trong là khối protein không định hình chứa một, ít khi hai thể protein kết tinh. Trong phẩn nhỏ hơn có chứa 1(2-4) thể hình tròn được gọi là thể cầu (cấu tạo từ muối canxi vâ magiê của acid inozinphosphoric). Cấu tạo hạt alơron thấy rõ nhất ở những lát cắt mỏng trong glycerin đặc hoặc không loãng lám hay trong dầu trong suốt và tinh chất (hình 2.2B). Cần chú ý thể kết tinh protein dễ trương lên nhanh và biến dạng, tròn lại và mất hình dạng tinh thể ban đầu. Vẽ liìnli. Vẽ một sô' dạng hạt alơron ở vật kính có độ phóng đại lớn thể hiện màng bọc, thể kết tinh protein và thể cầu. 6.3.4. Tinh thế trong tế bào thực vật Tinh th ề canxi oxalat trong vỏ cù Ilà n h táy khô (A lliu m cepa): Cách làm. Ngâm vẩy hành khô trong rượu hoặc trong dung dịch rượu với glycerin loãng độ vài ngày hoặc đun nóng vẩy hành với glycerin trong vài phút để đẩy hết không khí trong tế bào ra. Muốn thúc đẩy nhanh hơn có thể đun vẩy hành trong nước glycerin trong vài phút. Quan sát. Chọn những chỗ mỏng, đạt lên bản kính trong một giọt glycerin loãng. Quan sát từ vật kính nhỏ đến lớn, ta thấy những tế bào kéo dài, nội chất ít hoặc không có’, vách rõ và trong nhiều tế bào có tinh thể hình lăng trụ không màu. M ột số tế bào có tinln thể dơn dộc, một số khác thì có hai cái chéo nhau chữ thập (hình 1-3.18). H inh 1-3.18. Tinh thê’ tro n g tẽ' bào thực vật. A. Tinh thể hình lăng trụ trong biểu bl vầy hành; B. Hình kim trông lá Bèo Nhặt Bản; c. Hình cầu gai trong lá cây Trúc đào. (Theo Nguyễn Bá2') 54 cát ngang mảnh lá Bèo Nhật Bản và đặt những lát cắt thật mòng vào trong một giọt nước cất hay glycerin loãng Irên bàn kính. Đậy kính mỏng lên và quan sát. ở bội giác lớn. trong một số tế bào Ihịt lá của lá Bèo Nhật Bản ta tháy có Iihíii,.' bó tinh ihể canxi oxalat hình kim . M ột sô' tế bào có tinh thể canxi oxalat đơn độc (hình 1-3. 18). Tinh th ể liìn h cẩu gai trong lá cây Trúc đào (N erium oleander): Cắt ngang một phán phiến lá cây Trúc dào những lát cắt mỏng, ngâm vào nước Javcn trong một đĩa tliùy tinh khoảng 10 - 15 phút để tẩy sạch và làm sáng tiêu bàn. Rửa sạch và lên kính bằng nước glycerin loãng trên bản kính và đậy kính mỏng, quan sát (lưới kính liien vi. Trong phần thịt lá cùa lá cây Trúc đào có những tinh thể canxi oxalat tụ hợp lại thành hình cầu gai (hình 1-3.18). T in li th ể canxi carbonat (tú i đá) trong lá Đa (Ficus elastica): Cắt ngang một phẩn phiến lá Đa, chọn những lát cắt thật mỏng, ngâm trong nước Javel 10 - 15 phút dể tẩy sạch và làm sáng mẫu vật trong một dĩa kính. Rửa sạch nước Javel và lên kính bằng nước glycerin loãng. Quan sát dưới kính hiển vi, với độ phóng đại nhò ta thấy phiến lá Đa có biểu bì trên có 3 - 4 lớp tế bào. Những tế bào biểu bì lớn, trống, không chứa nội chất. Có những tế bào biểu bì lớn hơn những tế bào khác, phát triển vào cả trong mô diệp lục. Trong những tế bào dó có chứa các tinh thể canxi Carbonat ờ các dạng phát triển khác nhau. Điển hình một nhóm tinh thể phát triển đầy đù gồm một cuống nhỏ và mang ớ dưới một chùm giống như chùm nho. Tinh thể canxi được gọi là túi đá. (Hình 17.11 ). Vẽ hình. Vẽ hình các loại tinh thể canxi oxalat và canxi carbonat với vật kính 40x. 55 PHẦN HAI Sự ĐA DẠNG CỦA THỰC VẬT Chương 4 HỆ THỐNG HỌC: KHOA HỌC VỂ sự ĐA DẠNG Thế giới sống hiện ước tính 10 triệu loài sinh vật có nhân, còn số loài không nhân (hì không biết có bao nhiêu trên hành tinh của chúng la. Khoa học nghiên cứu về sự đa dạng sinh học và lịch sử tiến hóa cùa chúng được gọi là Hệ thổng học. Mục đích chung của hộ thống học là tìm ra các nhánh của cây hệ thống sự sống - cây gia tộc là sự thổ hiộn các mối quan hệ huyết thống của các sinh vật với loài tổ tiên ở gốc. 4.1. Phép phân loại - cách gọi tên và phân loại Phép phân loại (taxonomy) - cách định loại, cho tên và sắp xếp loài là điều rất quan trọng của hệ thống học. Từ thế kỷ X V III nhà tự nhiẻn học Thụy Điển Carl Linnaeus dã để ra cách gọi tên cho các dạng cây cỏ, động vật và khoáng sản. Nàm 1753, ông đã công bô cuốn "Các loài thực vật" trong đó đã mỏ tà mỗi loài hằng tiếng latin trong một câu tói 12 từ. Sau đó õng dã thay bằng hệ thống lưỡng danh. V í dụ cây Bạc hà miêu trước được ông gọi tên là Nepeta flo rib u s interrupte spicams pediinciilalis (có nghĩa là Nepata có hoa trên bông có cuống cách biệt) sau ông đổi thành Nepela calaría. Cách gọi như thế được dùng cho tới bây giờ. 4.1.1. Tên loài gồm tên chi và tinh ngữ riêng M ột tên loài gồm hai phần: tên chi, như ví dụ tên Nepala và tính ngữ riêng cataría cho nên tên của loài là Nepala calaría. M ỗi loài dỂu có một mẫu chudn, là mẫu cây khô dược lưu giữ tại một bảo tàng hoặc phòng mẫu cây khô được nguời đẩu tiên đạt tên cho loài đó hoặc người sau nếu như người trước đã đặt sai. Mẫu chuẩn này được dùng để so sánh khi dịnh tén một mẫu nào đấy có thuộc loài đó hay khồng. M ột số loài có hai hoặc nhiểu dưới loài hoặc thứ. Các dưới loài hoặc thứ của một loài giống nhau và có một số đậc điểm mà dưới loài hoặc thứ khác không có. Tên loài, tên dưới loài và thứ đéu viết in nghiêng hoặc gạch dưới. V í dụ cây Đào tên là Pnmus pérsica var. pérsica và dưới loài khác có tên là Prunus pérsica var. nectarina, sờ dĩ lặp lại tên pérsica Irong lên cây Đào là dê nói lên rằng mẫu chuấn cùa p. pérsica là thuộc vé thứ dó và được viết tắt là var. M ọi sinh vật, cây cò đều được gộp trong các bậc phân loại cao hơn trong trật tự thứ bậc. Các chi được gộp thành họ, các họ ihành bộ, các bộ thành lớp, các lớp thành ngành trong Giới Thực vật. 56 Người la gọi taxon là nhóm phân loại ở một bậc nào đấy. Còn mức độ phân loại thì dược eọi là bậc. Như ví dụ trẽn thì chi và loài là bạc phân loại, còn Prunus và Prunus pérsica là các laxon trong các bậc đó. Tên của các taxon tiếp theo cũng dược gọi dựa vào tên chi và tliém các đuôi tương ứng với các bậc. Đuôi tên họ là - aceac. Cũng có một vài ngoại lệ, một số lén cũ cũng được dùng cho một sò' họ. Chẳng hạn họ Đậu, Fabaceae cũng có ihc gọi ten cũ là Leguminosae; họ Hoa tán, Apiaceae cũng được gọi là Umbelliferae; họ Cúc. Asteraceae vần được gọi là Compositae. Ten các bộ có đuôi - ales. Sau ílãy là hai ví dụ về hệ thống cây Ngô (Zea mays) và một loại Nấm ãn (Agaricus bisponis) ớ bàng 4.1. 4.1.2. Phép phân loại theo chi nhánh (cladistics) Phép phán loại này phân lích để lý giải các m ối quan hệ hệ thống sinh trong quá trình tiến hóa. Hệ thõng này cô gắng xác định được những nhóm dơn nguyên hay là các nhánh để tìm nguồn gốc liến hóa chung, tổ tiên chung. Bàng 4.1. Hai ví dụ về hệ thống phân loại của Giới Thực vật và Giới Nấm trong lỉnh vực Eukarya” Bậc T axo n M ô tả N gô Giới Plantae C ây có diệp lục ỉrong lạp lục, bào tử được bao trong vỏ có chất sporopollenin, phôi đa bào dinh dưỡng phụ thuộc. Noành Anthophyta Cây có mạch, có hạt và có hoa; noãn trono bẩu: thụ phấn QÍán tiếp: hạt kín. Lớp M onocotyledonae Phôi có một lá mẩm; hoa thường m ẫu ba; bó m ạch tản m ạn trong thân; M ột lá mẩm Bộ Poales Một lá mẩm có lá hình sợi; các thảnh phẩn của hoa giảm và dính nhau. Họ Poaceae M ột lá m ầm thân rỗng, hoa m àu lục nhạỉ tiêu giảm ; quả đỏng (loại quả lúa); hòa thảo hay lúa. Chi Zea Cỏ dạng bụi; hoa đực và cái thành cụm riêng rẽ; kiểu quả lúa nạc. Loài Nấm ăn Zea m ays Ngô, bắp. Giới Fungi Sinh vật đa bào, dị dưỡng hấp thụ, không chuyển động, vách tế bào chủ yếu là Chitin. N gành Đasidiom ycota Nấm hai nhân có đảm sinh bốn bào tử (bào tử đảm ). Lớp B asidiom ycetes Nấm có thể quả hình tán, đảm không vách ngân tạo thành phiến hoặc lỗ. Bộ Agaricales Nấm thịt có phiến hoặc lỗ toả tròn. Họ Agaricaceae A garicales dạng phiến. Chi Agaricus Nấm có bào tử đen cố chân nấm ở giữa m ang cảc phiến rdi. Loài A garicus isporus Nấm ăn thường gặp. 57 Sơ đổ chi nhánh hay phản cành (cladogram) dưa ra các già thiết về các mối quan hệ hệ thống của một nhóm sinh vật nghiên cứu. Đây là hai ví dụ vé cách xây dựng sơ đổ chi nhánh vé mối quan hệ của bốn nhóm cây khác nhau là Rêu, Dương xỉ, Thông và cây Sồi. về mỗi nhóm chọn bốn đặc diểm tương đồng để phân tích (hình 4.1). Sơ đổ hình 4.1 cho thấy Rêu có phôi nghĩa !à có quan hê với ba nhóm kia, nhưng Rêu lại chưa có xylem và phloem và các đặc diểm khác. V ì vậy Rcu dược xem như là nhóm ngoại lai và có thể đã phân ly sớm hơn các nhóm khác từ một tổ tiên chung. Cũng vậy, hạt không có ờ Dương xì cho nên có thể già định đó là đặc điểm phát sinh cho Thóng và Sồi là nhánh đơn nguyên. Sơ đồ hình 4.1 A cơ sờ trên sự có mặt hay không của xylem và phloem. Sơ đổ hình 4.1B thể hiện những mối quan hệ liếp dựa vào sự có mặt hay không cùa gỗ, hạt và hoa. 4.1.3. Hệ thông học phân tử Xylem và phloem Phôi A Hạt GỖ Xylem và phloem Hình 4.1. Hai sơ đổ chi nhánh th ể hiện các m ối quan hệ giửa Rêu, Dương x ỉ, Thòng và cây sối. (Theo Raven P.3G) Với sự phát triển cùa kỹ thuật phân tử người ta giờ đáy đã có thể so sánh các sinh vật ờ mức dộ gen. Đó là kỹ thuât xác định trình tự acid amin trong protein và trình lự các nucleotit trong acid nucleic. Nhiều bằng chứng cho thấy các phân từ protein và acid nucleic ớ những điều kiện nhất định với những sự thay đổi thành phần cấu [ạo đã phàn ánh thời gian mà các nhóm sinh vật khác nhau đã phân ly. Cytochrom c - chất mang cùa chuỗi chuyền điện từ là protein đầu tiên dược phàn tích phân loại. Kếl quả cho thấy sô' lượng giống nhau và khác nhau giữa trình tự acid amin cà các cơ thể khác nhau được dùng để đánh giá mối quan hệ tiến hóa cùa chúng: sự khác nhau càng ít thì mối quan hệ giữa hai cơ thể càng'gần gũi. Sự phân tích các trinh tự của acid nucleic cho các dẫn liệu quan trọna etc xác dinh các mối quan hệ hệ thống. Những sự phân tích trình tự cùa tiểu đơn vị A R N đã cho thấy thế giới sống dược phân chia thành ba nhóm lớn hay là lĩnh vực (domain) là V i khuẩn hay V i khuẩn thực (Bacteria), V i khuẩn cổ (Archaea) và Có nhân (Eukarya) hay có nhân thực (hình 4.2). Các nhóm sinh vật chính Bacteria, Archaea và Eukarya và các taxon bậc cao nhát. Từ thời Linnae thế giới được chia thành ba giới - động vặt, Ihực vật và khoáng vật và mỗi sinh vật được xếp vào một trong hai giới là động vật hoặc thực vật. Giới động vật gồm những sinh vật chuyển động, ãn uống lớn đến độ nào đấy rồi thôi, còn Giới thực vật thì bao gổm các sinh vật không chuyển động, không ăn và lốn không ngừng. Như vạy 58 tàm, tảo, vi khuân dổu được gộp vào thực vật, còn các sinh vât đơn bào như các động vật guycrt sinh có ăn, có chuvển tlộng thì dược xếp vào động vật. H ình 4.2. C ây tiến hóa ba lĩnh vực của sự sống. (Theo Raven p.36) Những thành tựu của khoa học và kỹ thuật như kính hiển vi và kính hiển vi điện từ, loa sin h học dã cho pliép nghiên cứu những sự khác nhau và giống nhau cùa các sinh vật /ií số các giới sinh vật đã tăng ihêm, trưởc hết là sự phân biệt thành hai nhóm tế bào chòng inliãn và có nhân. Sự phán biệt đó đã đặl các sinh vật không nhân thành một giới iciia là Monera và như vừa dẻ cập những dẫn liệu vé A R N riboxom dã chia tách các sinh .'ãI không nhiln thành hai giới là Bacleria và Archaea phản biệt với nhánh có nhân Eukarya bao gồm các Protista, Nấm, Động vật và Thực vật. Ba lĩnh vực Bacteria. “ưcluiea và Eukarya là ba bậc phân loại cao nhất của sinh giới. Bảng 4.2 lóm tắl các dặc ỉiốm plhân biệt các lĩnh vực sống. Bàng 4.2. Tóm tắt các đặc điểm chính của ba lĩnh vực sô’ngJ$ Đ ãc điểm B a cteria A rch a e a E u karya Kiểu tế bào Không nhân Không nhàn Có nhân M àng nhân Không Không Có Số thể nhiễm sắc 1 1 Nhiều hơn 1 Hinh dạng thể nhiễm sắc Vòng Vòng Thẳng Thể tơ và lạp Không Không Có Bộ khung xương Không Không Có Chất diệp lục Có Không Có 4.2. Ncguốn gốc của tế bào có nhân và các Giỏi của sự sống Th uyết nội cộng sinh cùa M argulis đã cho giả thiết vể nguồn gốc của tế bào có nhân. The tư và lạp lục dược xem là hậu duệ của v i khuân được thực bào trong tế bào chủ. Quá trình lúến hóa diễn ra từ một số tế bào không nhân, không có vách tế bào sổng trong môi trường dầy đủ chất dinh dưỡng. Tế bào kiểu đó có màng mểm dẻo, dẻ uốn lượn đà cuốn lấ y nhũng phần nhỏ vào bên trong kiểu thực bào. Nhân tế bào cũng được tạo thành Iheo ikicu gâip nếp như thế của màng sinh chất. Thiè tơ và lạp lục là những vi khuẩn bị thực bào nhưng không bị tiêu hóa mà trớ thành dtối lác cộng sinh hữu hiệu. 59 Tuy nhiên các môi quan hệ Irons nhóm sinh vật có nhân không phái dã dược xác định rõ ràng. Nhóm sinh vật có nhân Eukarya rất phức tạp và thường được công nhận một nhóm đơn bảo cùng với một số nhánh da hào tập hợp lại (hành giới Protista, từ đó tiến hóa ba giới da bào là Thực vật (Plantae). Đông vậl (Anim alia) và Nấm (Fungi). Nói tóm lại, trén cơ sờ phân tích trình tự các tiểu đưn vị ARN riboxom mà mọi ¡inh vật dược gộp Irong ba lĩnh vực sổng khác nhau là Bacteria, Archaea và Eukarya. Bactma và Archaca là hai nhánh rịêng biệt của sinh vật không nhãn Prokaryota Archaea có lien quan chặt chẽ với Eukarya hơn là với Bactcria. Protista, Fungi, Anim aiia và Plantae là các giới của Eukarya. Giới Protista gốm những sinh vật dơn bào, tập đoàn và da bào dơn gián, dị dưỡng, khõng có các đặt đicm phân biệt của nấm, động vật và thực vật. Giới Fungi (Nấm) bao gồm các sinh vật đa bào không di động, sống hấp thụ; giới Anim alia (Động vật) gồm chú yếu là những sinh vật đa bào tiêu hóa nội bào và giới Plantae gồm những sinh vật đa bào quang hợp tự dưỡng. 4.3. Chu trinh sống và thể lưõng bội Trong chu trình sống cùa sinh vật có những kiểu chính như sau: Chu trình giảm phân hợp lử. Ở nhiẻu táo và nấm hợp tử được hình thành sẽ được phân chia giảm nhiềm tạo nên bốn tế bào dơn bội. M ỗi tế bào này lại phân chia theo nguyên phân để lạo ra những tế bào dơn bội khác hoặc mội tế bào đa bào dơ n bổi dổ c u ố i c ù n g p h a n h ó a th à n h c ác g ia o lừ (hình 4.3A). Chu trình giảm phân giao tử. Trong chu trình này, các giao tử được hình thành do sự giảm phân của một cá thể lưỡng bội và kết hợp với nhau để tạo thành một hợp tử, hợp tử sẽ phân chia dể tạo nên Giao lủ ° ị - 5 »Á t ĩ Giám phản + Giao tư o o - Giao tử Thụ tinh Câ thé lưỡng bÍH một cá thể lưỡng bội khác. Chu trình này đặc trưng cho hầu hết các động vật, một số tảo lục và tảo nâu (hình 4.3B). Clui trình giảm phân bào tử hay là sự xen kẽ thế hệ. Trong chu trình giảm phân bào tử, cá thể lưỡng bội hay thể bào tử do giảm phân tạo nên các bào tử đơn bội. Các bào tử này không có chức năng như các giao tử mà là tiếp tục phân chia nguyên nhiễm để lạo nên những cá thê’ da bào đơn bội hay thể giao tử và từ đấy sẽ tạo nên các giao tử. Các giao tử này sẽ kết hợp với nhau dể tạo thành hợp tử B. G làm phản giao tử-dổng vât, mot số Protista, tảo B^h-,ó o o ° + Giao tử o Baotì- + I + Thụ tinh lưỡng bội. Những hợp từ này lại phân hóa thành các c.GiimphânbảotừhayxsnMthéhé tìucvệi nMíutìo cá thể lưỡng bôi. Đó là sư xen kẽ thế hê đãc trưng . . . . . ° ■ r “ e H/n/1 4.3. Các kiêu chu trin h sông (xem cho thực vật và nhiểu tào (hình 4.3C). giải thích trong bái). (Theo Raven p.*) 60 Chương 5 PROKARYOTA VÀ VIRUS i.1. Đặc điểm của tế bào Prokaryota Các sinh vật không nhân (Prokaryota) không có nhân với màng bao bọc thay vì một ihân tử A D N cuộn vòng liên kết với protein không histon nằm trong m ột miền được gọi à vùng nhân hay nhân giả. Thêm nữa, cái gọi là thể nhiễm sắc trong tế bào Prokaryota òn có thể có một hay một số mẩu phân tử A D N nhỏ hơn, được gọi là plasmid có thể ihân bản độc lập với thể nhiễm sắc của tế bào. Chất tế bào cùa hầu hết các Prokaryota không có cấu trúc cho dù thưcmg thấy các hạt nành là các riboxom , khoảng 10.000 trong một tế bào, kích thước 70S (so vối 80S ở tế >ào có nhân). Chất tế bào không chứa bất kỳ một bào quan có màng bọc nào ngoại trừ ờ 'i khuẩn lam có hệ thống màng kéo dài (thylakoid) chứa chất diệp lục và các sắc tố |uang hợp khác. Màng sinh chất của tế bào Prokaryota có cấu tạo hai lớp lip id , thành phần hóa học ;iống với màng cùa tế bào Eukaryota. Ở v i khuẩn quang hợp tía và vi khuẩn lục, các ru n g lủ m q u a n g h ợ p n im trô n màng s in h c h ất. Tế bào của m ọi sinh vật Prokaryota có vách tạo nên các hình dạng khác nhau đặc rưng, thường cứng, cũng có khi mém dẻo và chỉ có mycoplasm là không có vách tế bào. /ách tế bào cùa Prokaryota phức tạp chứa nhiổu loại phân tử khống có các sinh vật có ihân. Ngoại trừ Archaea, vách của Prokaryota có chứa peptidoglycan có tác dụng chù 'ếu cho sự bền vững cơ học của vách. Theo đặc tính của vách tế bào phàn ứng với thuốc nhuộm violet tinh thể mà người ta ihân biệt nhóm vi khuẩn gram dương (bắt màu thuốc nhuộm) và vi khuẩn gram âm không bát màu thuốc nhuộm). Trên vách của nhiều Prokaryota có chất nhày hoặc chất [ốm được bài tiết ra, phẩn lớn đó là các polysacarit, số ít có chứa protein. Capsul hay lang là tên gọi chung cho các lớp glycocalyx. G lycocalyx có vai trò trong việc lây nhiễm r một số vi khuẩn gây bệnh, ngoài ra còn có thể giúp VI khuẩn chổng với sự khô hạn rong m ôi trường. Lông và roi là những cấu trúc vận động ở nhiều v i khuẩn. Khác vởi cấu trúc lông 'à roi ớ các sinh vật có nhân, lông, roi ở v i khuẩn gồm m ột tiểu đơn vị protein dược gọi à flagellin. Roi thường mọc ở phía đầu các v i khuẩn, còn các lông nhung, lông tơ thì Igắn hon, phát triển trên bẻ mặt cơ thể. Lông tơ, lỏng nhung còn cổ vai trò đính vi chuẩn vào nguồn thức ăn hay các bề mặt khác. M ột sô' có thổ iham gia quá trình tiếp lựp. trao đổi A D N . 61 v ề hình dạng thì Prokaryota có thể có hình que, hình cầu hay hình xoắn. Nhiều loại có ihể liên kết với nhau tạo nên hình sợi, các tập đoàn với các hình dạng đặc trưng riêng. 5.2. Vi khuẩn (Bacteria) 5.2.1. Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) Hơn 7.500 loài đã được mỏ tả và đặt tên, vi khuẩn lam là một nhóm tiến hóa quan trọng cùa vi khuẩn. V i khuán lam quang hợp có chlorophil (I cùng với carotenoid và sắc tố pliicobilin là phycocyanin có màu xanh và phycoerylhrin có màu dỏ. Trong tế bào cùa vi khuẩn lam có nhiều lớp màng xếp song song với nhau (hình 5.1). Đó là các thvlacoid quang hợp giống với các màng trong hạt lạp lục cũng có cùng kích thước như tế bào vi khuẩn lam. Chất dự trữ chính của vi khuẩn lam là glycogcn. Không nghi ngờ gì những vi khuàn lam cổ là nguồn gốc của lạp lục của sinh vật có nhân. Về mặt hóa sinh học và cấu trúc chi tiết thì vi khuán lam rất giống với lạp lục cùa lão đỏ. thức ăn H ình 5.1. Vi kh u ẩ n la m A n ũbacna c y lin d ric a . (Theo Raven p. et al.ift) Nhiéu vi khuẩn lam có màng nhày bao bọc làm dính các nhóm t í bào hoặc các sợi táo lại với nhau nhưng mỗi tế bào vẫn sống ricng hiệt. M ộl sỏ' sợi cùa vi khuiín lam có thể vân động, trượt và quay theo một trục dài. V i khuân lam cố vai trò quan trọng vé sinh thái học đặc biệt là trong chu trinh carbon và nitơ. Cũng như nhiều loại vi khuẩn khác, vi khuẩn lam có thổ phát triển Iron” các suối nước nóng hoặc các hổ giá lạnh ờ cực bắc nhưng lại không chịu dược môi trường nước acid trong khi các tảo có nhâp. lại phái triển phong phú. V i khuẩn lam đã đổ lại nhiểu Irẩm tích giàu canxi trong các thời dại địa chít 2.7 lý năm. chứng tó vi khuẩn lam đã có vai trò quyết dịnli trong việc sàn sinh oxy tự do cho khí quyến ớ buổi ban đđu của Trái Đất. Trong nước ngọt cũng như nước biển vi khuẩn lam Irong quẩn xã các vi sinh vật dược gọi là các sinh vật phù du, thường có chứa các bọt khí nhỏ. Các bọt này cung cíp và diổu chỉnh sự trôi nổi cua các sinh vật ớ các mức nước. Khi vi khuân lam nhiiíu và trong điẻu kiện môi lrường không thích hợp thì chúng nổi lên mặt nước và tạõ nên liiên lượng “ nở hoa” , đổng thời tiết ra nhiồu chất độc làm cho các sinh vật khác chốt. Nhiều chi vi khuẩn lam có khả năng cô' định nitơ, chuyên nitơ dạng khí thành amoni để tham gia các phàn ứng sinh học. Những vi khuẩn lam hình sợi có khả năng cố định nitư thường có các dị bào là những tế bào lớn. chuyên hóa. DỊ bào có vách dày có chứa glycolipid, quá trình cố định nitơ diễn ra trong đó. Trong số các vi khuẩn lam cố định nit ) cuống túi bào tử? 2) M ốc đen: Hệ sợi (màu sắc); túi bào tử mọc thành cụm (số lượng? màu sắc?), rễ giả? Vẽ hình. 2. NGÀNH NẤM TÚI - ASCOMYCOTA Nấm mell (Saccharomyces cerevisiae) Mẫu vật. Nấm men (Saccharomyces cerevisiae) được nuôi cấy trong ống nghiệm. Tiến liànli. Cho khoảng 3-4ml nước vào ống nấm, lấc cho nấm hòa tan. Lấy môt giọt nước đó nhỏ lên bản kính, dậy kính mỏng lẽn và quan sát dưới kính hiển vi. 1) Quan sát bằng mắt thường hình thái và màu sắc nấm men nuôi cấy trong ống thạch nghiêng. 2) Quan sát dưới kính hiển vi ờ độ phóng đại lớn hình dạng tế bào nấm men, sự nảy chồi cùa chúng. Vẽ hình. Nấm Aspergillus fla vu s Mẫu vật. Nấm Aspergillus flavus hoặc A. fum igalus được phân lập từ thức ăn hoặc 76 từ đất và nuôi cấy trong ống nghiệm hoặc trong đĩa Petri. Tiêu bản hiển vi dã được chuẩn bị sẩn. Tiến liànli. Sau khi quan sát bàng mất thường hệ sợi trong đìa Pelri, dùng kim nhọn lấy một ít nấm đặt lên bản kính. Nhỏ lên đó vài giọt cồn 70“ rổi nhò tiếp vài giọt acid acetic. Rửa nước. Đậy kính mỏng lẽn và quan sát ờ các độ phóng đại từ nhò tới lớn. Dưới kinh hiển vi quan sát hình thái, màu sắc, cuống bào từ đính (khỏng phân nhánh). Quan sát hình thái chung cùa hệ thống mang các bào tử đính (hình 6.3B). Vẽ hình. 3. NGÀNH NẤM ĐẢM - BASIDIOMYCOTA N ấm L im hoặc L in h c h i (Ganoderm a sp.) M ẫn vật. Mẫu khỏ nấm L im hoặc nấm Linh chi thuộc chi Ganoderma. Tiến hành: 1) Quan sát hình thái ngoài của thể quà nấm, màu sắc, kích thước, mặt trên (độ bóng, đường vân...), mặt dưới (bào tàng với các ống lỗ...). 2) Dùng dao cạo mòng cắt những lát mòng ngang qua bào tẩng (thẳng góc với các ống), làm tiêu bản trong K O H 5 - 10%. Lèn kính và quan sál dưới kính hiển vi. Ở vật kính nhỏ quan sát các lỗ, ờ vật kính lớn quan sát cấu tạo ống, cuông và các bào tử đàm. Vẽ hình Ihể quả, cấu tạo bào tđng và các bào từ đàm. Nấm rơm (V olvaríella esculenta) M ần vật. Thể quà Nấm rơm tươi hoặc mẫu ngâm. Tiến hành: 1) Q u a n sát h ìn h thúi c h u n g : m ũ n ấ m , c u ố n g , bào tầ n g dụilg pliiốn, b a o gố c. V c h ình. 2) Dùng dao cạo mỏng cắt những lát cắt mòng vuông góc với phiến nấm. Lẽn kính bằng một giọt nước. Đậy kính mỏng và quan sát dưới kính hiển vi với các bội giác khác nhau. 3) Quan sát hình thái các đàm (hình chùy), các bào từ đảm (hình thái, màu sắc...). 4) Dùng kim nhọn tách m ột ít thịt nấm, lên kính và quan sát sợi nấm có vách ngản ngang. Vẽ hình đàm, bào từ đàm, sợi nấm. 77 Chương 7 TẢO VÀ CÁC PROTISTA DỊ DƯỠNG Tảo là nhóm sinh vật mà về phân loại học hiện khó đồng nhất. Trong khái niệm không mang bậc phân loại này, đây gộp các ngành thuộc giới Protista và những tảo lớn mà trong nhiều hệ thống xếp chúng vào giới thực vật và có tên gọi thông dụng là thực vậl bậc thấp để phân biệt với nhóm thực vật có phôi là thực vật bậc cao. Tảo phổ biến trong các đại dương, các thủy vực nước ngọt và cả trong đất và giữ vai trò quan trọng trong các hệ sinh thái như là sinh vật sản xuất. Vai trò cùa tảo trong các hệ sinh thái cũng giống như thực vật trên đất liền. Tảo bao gồm các tảo đơn bào - Protista và rong biển là các loại có kích thuớc lớn của tảo đỏ, tảo nâu và tảo lục. Rong biển tạo thành như rừng làm nơi trú ngụ và làm thức ãn cho sự đa dạng của cá và nhiều dộng vật không xương sống khác. M ột sô' rong biển là thức ăn cùa con người. Các tế bào tảo quang hợp nhỏ và vi khuẩn lam trôi nổi trong nước được gọi là các thực vật phù du (phytoplankton) là mắt xích đầu tiẽn của chuỗi thức ăn của các sinh vật dị dưỡng đại dưcmg cũng như ờ nước ngọt. Tào có vai trò quan trọng trong chu trình carbon, biến đổi carbon dioxid (C 0 2) thành carbohydrat nhờ quang hợp và thành canxi carbonat nhờ sự hóa canxi. M ột số thực vật phù du ở biển, đặc biệt là haplophyta và dinoflgellata tạo nẻn một lượng lớn hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh giúp điều hòa áp suất thẩm thấu trong tế bào cüa'chung. Các hợp chất bay hơi tiết ra từ tế bào và biến đổi thành oxid lưu huỳnh trong khí quyển và tạo nên những hiệu ứng khác về khí hậu. 7.1. Ngành tảo Hai rãnh - Dinophyta Phẩn lớn tảo Hai rãnh là đơn bào, có hai roi, hiện dã biết gần 4.000 loài cả ở biển và ờ nước ngọt. Hai roi của tảo này nằm trong hai rãnh, một rãnh bao quanh cơ thể giống như một cái đai và rãnh kia thẳng góc với rãnh thứ nhất. Sự vận động của các roi này làm cho tảo quay như m ột con quay di chuyển. Có nhiồu tảo Hai rãnh không vận động nhưng chúng lại sinh ra các tế bào có roi trong rãnh, từ đó có thể suy ra m ối quan hệ với các tảo Hai rãnh khác. Tảo Hai rãnh được xem là nguyên thủy và người ta cho rằng chúng có nguồn gốc từ nhóm Protista. Kiểu sinh sản chính của tào Hai rãnh là sự phân đôi dọc để m ỗi tế hào con nhận được m ột roi và một phân vách và rồi tự xâv dựng lại những phần thiếu qua một chuỗi khá phức tạp. Vổ hình dạng, tào Hai rãnh có nhiều hình thù kỳ dị. Với những phiến xenluloz tạo 78 lien vó bọc trông giống như cái áo giáp đời xưa (hình 7.1). Các tấm xenluloz của vách nám trong những bọt Ü ngay trong màng ngoài của tế bào. M ột số tảo Hai rãnh có phiến xcnluloz rát mảnh hay thậm chí không có và như vậy nó không có vò. lìin h chtỡnẹ Có đến m ội nửa số tảo Hai rãnh không có cư quan quang hợp do vậy chúng tìm chất dinh dưỡng bằng các phân thức ãn rắn hoặc hấp Ihụ các chất hữu cơ hòa tan. Cách dinh dưỡng như thế cũng có ờ những tào Hai rãnh có sắc tô quang hợp. Những tảo có chứa sắc lố chlorophil như các tảo Hai rãnh này đều sử dụng nguồn carbon hữu cơ và vô cơ. Phần lớn tào Hai rãnh chứa sắc tố chlorophil a và c và được che bời sắc tố carotcnoid kể cả peridinin, loại sắc tố giống với fucoxantliin. Tinh bột là chất dự Irữ cùa lào Hai rãnh. Khi gặp điều kiện không thuận lợi như thiếu thức ăn thì tảo Hai rãnh có thể tạo Ihành nang kén không chuyển động, rơi xuống đáy ao hổ hay biển và tồn tại như vậy hàng năm trời. Dòng nước có thể đưa nang kén đến n h ữ n g c h ỗ khác n h a u đ c khi g ặ p d ié u kiCll thuận lợi thì lại nảy mẩm thành quần thể cùa những tế bào bơi lội. Sự hình thành các nang kén, sự di chuyển và nảy mầm giúp giải thích H ình 7.1. Tảo D ỉnoílagellata. A. G ym no dinium co s ta tu m ; B. Ceratĩum . hiện tượng nờ hoa ở tảo độc Hai rãnh. (Theo Raven p. el al.M) Sinh sản hữu tính ở tảo Hai rãnh đã được tìm thấy ờ nhiều loài. Hợp tử có vách dày, trơ vé hóa học, bề mạt trang trí. Có gần đến 20% các loài đã biết cùa tảo Hai rãnh có chứa chất độc. Các chất độc này thường là dùng để bảo vệ chống lại các loài bắt mồi. Nhiêu loài cá ăn phải chất độc glycozid bị tê liệ t hệ thống hô hấp và bị chết hàng loạt. Tảo Hai rãnh ở biển cũng có khả năng phát sáng. K h i tế bào tảo Hai rãnh bị nhiễu loạn thì hiện tượng do sự tham gia cùa chất luciferin và enzym của nó tạo nên những chớp sáng. Sự phát sáng sinh học được xem là sự bảo vệ chống lại các loài ăn thịt, bắt mổi của các loại chân chèo, giáp xác nhỏ cùa các động vật phù du. Có già thiết cho rằng sự phát sáng của tảo Hai rãnh làm hoảng loạn vật bắt m ồi và cũng có giả thiết cho rằng chính sự phát sáng làm rõ các loại chân chco đé cho cá dễ bắt chúng. 7.2. N çjành T ảo m ắ t - E u q le n o p h y ta Neùnh Táo mắt đã dược biết den 900 loài và các đản liệu sinh học phân lử đã cho giá thiôì rằng Tảo mắt Euglena đã bị thực bào sớm nhất. Có đốn một pliần ba số chi kể 79 cả Euglena có chứa lạp lục. Tảo mắt cũng như các tảo lục khác có chứa chất chloropha và b và một sỏ' carotenoid. Điều đó chứng tỏ rằng lạp lục của Tảo mắt được phát sintừ tào lục cộng sinh. Hai phẩn ba các chi khống có màu, sống dị duỡng vào các chát hữu cơ hòa tan. v ể cấu tạo, Tảo mắt là đơn bào (ngoại trừ chi Colacium là lập đoàn). Hẩu hết Tảo mắt không có vách tế bào. Tuy nhiên chi Trachelomonas lại có một vỏ giống với vách, bằng sắt và mangan. Màng sinh chất của Euglena được giữ bởi các đai protein xếp xoắn Irong chất tế bào ngay sát dưới màng. Các dai này tạo nên một cấu trúc gọi là màng mỏng, mềm dẻo hay rắn đặc. Màng dẻo ờ Euglena cho phép tế bào của nó thay đổi hình dạng, làm cho chuyển động dẻ dàng trong môi trường bùn nhão, nơi khó bơi được. Tế bào Euglena có một roi dơn độc dài xuất phát từ phía dưới của chỗ lõm được gọi là họng (reservoir) ở tận cùng trên và một roi thứ hai không hiện rõ. M ột điểm mắt màu đỏ là hệ thống thu nhận ánh sáng của Euglena ở gần gốc của roi thứ hai, trong chất nguyên sinh. M ột khồng bào co bóp thu nhận tất cà nước thừa trong tế bào thông qua họng để thải nước thừa ra n g o à i d o th ẩ m th ấ u . Khác với lạp lục của tảo lục, lạp của Euglena không tích lũy tinh bột mà là một polysacarit có tên gọi là paramylon được tạo thành trong chất tế bào. Lạp của Euglena cũng giống như lạp của tào lục và nhiều tảo khác là có vùng giàu protein được gọi là hạch tạo bột (pyrenoid) là nơi chứa các enzym tham gia quang hợp (hình 7.2). H ình 7.2. Tào m ắt Euglena. (Theo Keeton w.1ß) Euglena sinh sản bằng cách phân chia nguyên nhiêm, phân bào theo chiều dọc và vừa bơi vừa phân chia. Sinh sản hữu tính và giảm phân chưa được biết tới. 7.3. Ngành Tảo ẩn - Cryptophyta Tảo ẩn - Cryptomonas hay còn được gọi là tảo hai roi lông là tảo đơn bào có màu nâu, xanh lục hoặc đỏ sống trong nước biển và nước ngọt. V ì cơ thể bé nhỏ (kích thước khoảng 3 đến 50 m icrom et) dễ lẩn khuất cho nên được gọi là tào ẩn (tiếng H y Lạp kryptos là ẩn dấu). Tế bào Cryptomonas đặc biệt giàu các acid béo không bão hòa cho nên đó là nguồn chính cho sự tăng Irưởng và phát triển của động vật phù du. Cryptomonas vẻ sinh thái là quan trọng vì nó là thức ăn, và là tảo ưu thế trong các ao hồ, vùng Iiưỏc ven biển khi các quẩn thể tảo silic và tảo Hai rãnh bị giảm theo mùa. 80 Cryptoinonas giống vái Euglena khóng chỉ ỡ nhu cầu về một số vitam in mà nó còn có nhũn« loại có sác tố quang liợp và những loại không màu thực bào, tiêu ihụ các tiểu phân Iiliư vi kliuán. Lạp lục cùa Cryptomonas và một số tào khác có bốn màng bao bọc. Điiíu (ló chứng tỏ Cryplomonas sinh ra do sự kết hợp của hai tế bào có nhãn khác nhau, một dị iliróìm và một quang hợp lạo nên hiện tượng nội cộng sinh thứ cấp. Ngoài cliất đilorophil í., 1' và carolenoid, m ộl sô lạp lục Cryptomonas còn có chứa phycobilin gồm ca plivcocyanin và phycoerythrin. Những sắc tố phụ này chỉ có ờ vi khuẩn lam và tảo đỏ dã CUI1Ü cấp (tủn chứng về Iiguổn gốc lạp lục của Cryptomonas. Hai lớp màng ngoài cúa lạp lục là phẩn liếp tục mạng nội chất màng nhân cho ncn được gọi là mạng nội chất lạp luc. Giữa màiiE thứ hai và thứ ba của lạp lục có chứa các hạt tinh bột và di tích của một nhàn dã liêu giám cùng với ba the nhiểm sắc hình dường và hạch nhân với ARN diển hình cúa sinh vật có nhân. Nhân ticu giảm này chứng tó là di tích nhân của tế bào tào dò dã bị licu thu và bị làm I1Ô lệ cho vật chủ dị dưỡng bởi khà năng quang hợp cùa nó. 7.4. Tảo cò sợi phụ - Haptophyta Ngành I hiplophyla gồm những lliực vật phù du ử biển, một số ớ nước ngọt và trên dấl. Haptophyta gồm các láo đơn bào có roi, lập đoàn có roi; các táo đơn bào không vận (lộng và lạp đoàn không vận độne. Đã biết khoáng 300 loài thuộc 80 chi mang tính đa dạng cao ỏ các vùng nhiệt đới. Nct đặc trưng của Hapiophyta là có sợi phụ - haptonema. Đỏ ià một cấu trúc sợi kéo dài từ tủ' bào cùng với hai roi và cùng dộ dài nhưng khác biệt v£ câu Irúc so với loi. Mặc dù sợi phụ có các vi quàn, nhưng không có kiểu sắp xếp 9 + 2 dien hình tua roi và liêm mao ò sinh vậl có nhân. Sợi phụ này có thê’ uốn lượn nhưng kliỏnu dập được kiều như roi. M ột dạc dicm khác của Haptophyta là sự có mặt cùa những VU) nhó, p h ắ n g . N h ũ n g váy n à y c ó c ấu lụo lừ các c h ấ t h ữ u c ư Imy cúc c h ấ l liũu LU h ỏ a can.'.i. Những váy canxi hóa dược gọi là coccolilh. Có hai kiểu coccolilh, một loại ờ bẽn Irong tế bào, mọt loại ờ ngoài. Coccolith lắng dọng tạo ncn các hóa thạch cách đày dã liưn 230 triệu năm. Phấn lớn Haptophyta quang hợp có chlorophil a và c, một số có fucoxantliin, sắc tố phụ có ừ Tào n iu . Táo vùng ánh và Tào silic; chỉ có một đại diện là không quang hợp. Cũng giống như Cryplpmonas, lạp ớ Haptophyta được bao bọc bới mạng nội chất lạp lục nối với màng Iiliân. Haptophyta có sinh sản hữu tính và xcn kẽ thế hệ dị hình. I laptcphyta « biển là một mắt xích cùa chuỗi thức ãn vừa là sinh vật sàn xuất tự dưỡng, vừa là vặt liêu Ihụ. Lù vật .tiêu thụ vì chúng bắt các vật nhó như vi khuẩn lam hoặc hấp thụ carbon hữu cơ hòa tan. Nó còn quan trọng ờ chỗ nhờ có nó mà carbon hữu cơ và canxi carbonat dược chuyển lắng xuống đáy đại dương. Thêm nữa là sinh vật sán xuất chúng sán ra oxid lưu huỳnh có liên quan đến mưa acid. Tào Enúliania huxleyi có the lạo nên hiện tượng nước nở hoa cho hàng ngàn kilom cl vuông đại dương. Hai chi Haplophyta là Chrysochromulina và Prymnesium tạo nèn độc tố 11Ớ hoa ớ biển, gãy chết hàng loạt cá và các sinh vật khác. 7.5. Ngành Tảo silic - Bacillariophyta Táo silic là lảo dơn bào hay tập đoàn, giữ vai trò quan trọng trong nhóm thực vật phù (lu. Người ta ước lính có đến 25 phần trăm lổng sàn phẩm sơ cấp cùa cà Trái Đất là của 81