Sinh sản hữu tính là một quá trình phức tạp và quan trọng đối với sự tồn tại và tiến hóa của các loài sống. Vậy sinh sản hữu tính ở thực vật là gì? Ví dụ và đặc điểm của loài này - Sinh học lớp 11? Hãy cùng Luật Minh Khuê tìm hiểu về vấn đề này qua bài viết dưới đây.

1. Sinh sản hữu tính ở thực vật là gì?

Sinh sản hữu tính, một khía cạnh quan trọng trong chu trình sinh sản của các loài sống, thể hiện quá trình tạo ra các thế hệ mới thông qua việc kết hợp và truyền vật chất di truyền có sẵn trong cơ thể của hai cá thể đối lập giới tính. Đây là một quá trình phức tạp và quan trọng đối với sự tồn tại và tiến hóa của các loài sống.

Sinh sản hữu tính không chỉ là cách tạo ra đa dạng di truyền mà còn chứa đựng việc chuyển giao thông tin gen từ thế hệ cha mẹ đến thế hệ con cháu. Trong một số trường hợp, quá trình này có thể tiến xa hơn với việc tái tổ hợp di truyền, trong đó sự tương đồng và khác biệt genetictạo nên một hệ thống đa dạng hóa di truyền, giúp tối ưu hóa khả năng thích ứng và tiến hóa của loài.

* Khái niệm:

Sinh sản hữu tính bắt đầu bằng việc kết hợp giao tử đực (n) với giao tử cái (n) để tạo ra hợp tử (2n), đánh dấu sự hình thành cá thể mới.

* Sinh sản hữu tính mang theo những ý nghĩa và vai trò quan trọng như sau:

- Đảm bảo sự liên tục trong quá trình sinh sản của các loài.

- Tăng cường khả năng thích ứng của thế hệ sau trước sự biến đổi không ngừng của môi trường sống.

- Tạo ra sự đa dạng di truyền, cung cấp một nguồn tài liệu phong phú cho tự nhiên lựa chọn và tiến hóa.

- Đóng góp vào việc duy trì các giống tốt cho loài, giúp bảo tồn và phát triển sự đa dạng trong các hệ sinh thái tự nhiên.

Sinh sản hữu tính là một phương thức quan trọng và phổ biến trong quá trình phát triển và tiến hóa của các loài. Nó bao gồm việc kết hợp và tái tổ hợp các gen, tạo ra sự đa dạng di truyền và khả năng thích ứng với môi trường biến đổi. Các nhà khoa học vẫn đang tiến hành nghiên cứu sâu hơn để hiểu rõ hơn về cách mà quá trình này ảnh hưởng đến sự đa dạng và khả năng thích ứng của các loài sống trong quá trình phát triển và duy trì qua thời gian.

* Sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa:

- Hoa trong thực vật hạt kín có cấu tạo gồm bốn thành phần cơ bản, bao gồm đài, tràng, nhị (nơi chứa hạt phấn), và nhuỵ (nơi chứa noãn). Trong một số trường hợp, hoa có cả hai thành phần nhị và nhuỵ (hoa lưỡng tính), trong khi những loài khác chỉ có một trong hai thành phần này (hoa đơn tính).

- Giao tử, nguyên liệu cần thiết cho sinh sản thực vật, được hình thành từ thể giao tử, bao gồm hạt phấn ở giới đực và túi phôi ở giới cái. Thể giao tử được tạo ra thông qua quá trình giảm phân bào tử đơn bội.

- Quá trình thụ phấn và thụ tinh:

+ Thụ phấn là quá trình vận chuyển hạt phấn từ nhị đến núm nhuỵ. Thực vật có hai hình thức thụ phấn là tự thụ phấn và thụ phấn chéo (thụ phấn dựa vào gió, nước, hoặc động vật giúp vận chuyển hạt phấn).

+ Thụ tinh là quá trình hợp nhất giữa nhân giao tử đực và nhân trong túi phôi để tạo thành hợp tử (2n), đánh dấu sự hình thành cá thể mới. Thụ tinh ở thực vật có hoa thường là thụ tinh kép, nghĩa là cả hai nhân giao tử tham gia vào quá trình thụ tinh. Nhân thứ nhất kết hợp với trứng tạo thành hợp tử, trong khi nhân thứ hai kết hợp với nhân lưỡng bội (2n) tạo nên tế bào tam bội (3n).

- Quá trình hình thành hạt và quả:

+ Hạt phát triển từ noãn sau quá trình thụ tinh và có thể chứa nội nhũ hoặc không. Quả phát triển từ bầu nhuỵ và trải qua nhiều biến đổi về sinh lý và sinh hoá, làm cho quả trở nên mềm mại hơn, có màu sắc đẹp và vị ngon. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phát tán hạt.

2. Những đặc điểm của sinh sản hữu tính ở thực vật

Các đặc điểm của sinh sản hữu tính ở thực vật bao gồm:

- Trong thực vật, quá trình nguyên phân xảy ra trong bào tử và được tạo ra thông qua quá trình giảm phân.

- Các bào tử tiến hóa thành giai đoạn thể giao tử, với kích thước đa dạng tùy thuộc vào nhóm thực vật cụ thể. Thí dụ, thực vật hạt kín thường có khoảng ba tế bào trong hạt phấn, trong khi các loài rêu và thực vật cổ đại khác có thể có đến vài triệu tế bào.

- Trong chu kỳ sinh sản của thực vật, có sự luân phiên giữa các thế hệ, trong đó giai đoạn bào tử được thay thế bằng các giai đoạn thể giao tử. Giai đoạn bào tử tạo ra bào tử trong bọc bào tử thông qua quá trình giảm phân.

3. Những ví dụ về sinh sản hữu tính ở thực vật

a. Dương xỉ

- Ở dương xỉ, thường xuất hiện các thể bào tử lưỡng bội lớn chứa thân rễ, rễ và lá; trên lá có khả năng sinh sản, được gọi là bọc bào tử, nơi sản xuất bào tử.

- Các bào tử này sau đó được giải phóng và trở thành các thể bào tử mỏng và ngắn, thường có hình dạng trái tim nhỏ và màu xanh đặc trưng. Thể bào tử này còn được gọi là tản (thallus) và tạo ra cả tinh trùng có khả năng di chuyển từ túi đực cùng với các tế bào trứng từ các túi chứa noãn riêng biệt.

- Sau mưa hoặc khi có sương đọng trên lá tạo thành lớp nước mỏng, các tinh trùng có khả năng di chuyển sẽ bị văng ra xa khỏi túi đực, thường nằm ở phía trên của túi chứa noãn. Các tinh trùng sau đó bơi theo các lớp nước đến túi chứa noãn, nơi chúng thực hiện thụ tinh cho trứng.

- Để tạo điều kiện thuận lợi cho sự thụ tinh chéo, tinh trùng được giải phóng trước khi trứng có thể chấp nhận chúng. Có dấu hiệu cho thấy tinh trùng sẽ thụ tinh cho trứng trên các tản khác. Sau khi thụ tinh xảy ra, một hợp tử được hình thành và phát triển thành một cây thể mới.

- Tình trạng có sự luân phiên giữa các thế hệ thể bào tử và thể giao tử riêng biệt được gọi là luân phiên các thế hệ.

b. Các loài rêu

- Các loại rêu, bao gồm rêu tản, rong nước và ngành rêu, thường thực hiện sinh sản hữu tính hoặc sinh dưỡng. Đây là những thực vật nhỏ phát triển ở môi trường ẩm ướt, tương tự như dương xỉ, và chúng cần nước để thực hiện quá trình sinh sản hữu tính.

- Chúng bắt đầu từ một bào tử đơn bội, sau đó phát triển thành một dạng trưởng thành hơn, trở thành một cơ thể đơn bội đa bào với cấu trúc tương tự như lá và có khả năng quang hợp. Các giao tử đơn bội được hình thành trong túi đực và túi chứa noãn thông qua quá trình nguyên phân.

- Tinh trùng được giải phóng từ túi đực và phản ứng với các hóa chất do túi chứa noãn sản xuất sau khi chín. Tinh trùng sau đó bơi đến các túi chứa noãn trong một lớp nước mỏng để thụ tinh với tế bào trứng, tạo ra hợp tử.

- Hợp tử trải qua quá trình nguyên phân và phát triển thành thể bào tử lưỡng bội. Thể bào tử lưỡng bội tạo ra các cấu trúc gọi là nang bào tử, kết nối với túi chứa noãn bằng những sợi cứng. Những nang bào tử này sản xuất các bào tử thông qua quá trình giảm phân, và khi chín, phần nang sẽ nở ra và giải phóng các bào tử.

- Rêu thể hiện sự biến đổi đáng kể trong các cấu trúc sinh sản của chúng, và những gì đã được mô tả ở trên chỉ là một tóm tắt cơ bản. Có một số chủng loài rêu mà mỗi cây chỉ có một giới tính, trong khi ở những chủng loài khác, cả hai giới tính có thể tồn tại trên cùng một cây.

c. Các loài nấm

- Các loại nấm được phân loại dựa trên cách chúng thực hiện sinh sản hữu tính.

- Kết quả của quá trình sinh sản hữu tính thường là việc tạo ra các bào tử ngủ yên, chúng thích nghi với những điều kiện khí hậu khắc nghiệt để có thể phát tán.

- Quá trình sinh sản hữu tính ở nấm thường bao gồm ba giai đoạn đặc trưng: tích lũy hợp chất nguyên sinh (plasmogamy), kết hợp nhân (karyogamy), và quá trình giảm phân.