Mở đầu trang 66 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Nhân giống cây trồng nhằm mục đích gì? Có những phương pháp nhân giống nào? Các phương pháp nhân giống cây trồng đó được thực hiện như thế nào?
Nhân giống cây trồng là quá trình tạo ra các cá thể cây mới từ cây mẹ nhằm duy trì và phát triển các giống cây trồng có đặc tính di truyền mong muốn. Mục đích của nhân giống cây trồng không chỉ giúp duy trì sự đa dạng giống cây mà còn nâng cao năng suất, chất lượng và sức đề kháng của cây trồng. Các phương pháp nhân giống cây trồng có thể chia thành hai loại chính: nhân giống hữu tính và nhân giống vô tính.
Nhân giống hữu tính: Nhân giống hữu tính là phương pháp nhân giống sử dụng hạt để tạo ra cây con. Hạt giống được thu thập từ cây mẹ, sau đó được gieo trồng để phát triển thành cây con. Phương pháp này tạo ra sự đa dạng di truyền giữa các thế hệ cây trồng, đồng nghĩa với việc có thể có cây con mang những đặc tính di truyền mới, nhưng cũng có thể có cây con mang những đặc điểm không mong muốn.
Nhân giống vô tính: Nhân giống vô tính là phương pháp nhân giống không sử dụng hạt mà thay vào đó sử dụng các bộ phận của cây mẹ như cành, lá, rễ hoặc chồi để tạo ra cây con. Các phương pháp nhân giống vô tính bao gồm giâm cành, chiết cành, ghép mắt, tách nhánh, nuôi cấy mô tế bào. Các cây con từ phương pháp này sẽ mang các đặc tính di truyền giống hệt cây mẹ, vì chúng không qua sự tái tổ hợp của hạt giống. Phương pháp này thích hợp với các giống cây trồng cần duy trì tính trạng đặc biệt như giống cây ăn quả có chất lượng tốt hoặc giống cây nông nghiệp có năng suất cao.
Khám phá trang 66 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Kể tên các cấp giống cây trồng. Theo em, các giống cây trồng được sử dụng ở gia đình, địa phương em thuộc cấp nào?
Các cấp giống cây trồng thường được phân loại theo ba cấp chính: giống cấp 1, giống cấp 2 và giống cấp 3.
Giống cấp 1: Đây là giống cây trồng được nhân giống từ nguồn giống nguyên chủng, có chất lượng tốt và đã qua kiểm tra, xét nghiệm để đảm bảo không bị nhiễm bệnh. Giống cấp 1 được sử dụng để nhân giống cho các giống cây trồng sau này.
Giống cấp 2: Giống cấp 2 được nhân giống từ giống cấp 1 và được sử dụng để trồng ở những khu vực rộng lớn hoặc để cung cấp giống cho các trại giống, cơ sở trồng trọt. Giống cấp 2 có thể không đảm bảo chất lượng như giống cấp 1 nhưng vẫn đáp ứng đủ yêu cầu để trồng trọt.
Giống cấp 3: Đây là giống cây trồng được nhân giống từ giống cấp 2, thường không được kiểm tra nghiêm ngặt và có thể có một số sự biến đổi về chất lượng, độ đồng đều của cây trồng. Giống cấp 3 thường được sử dụng cho các hộ gia đình, canh tác nhỏ lẻ, hoặc trồng ở những vùng đất ít yêu cầu về chất lượng giống.
Tại địa phương em, các giống cây trồng chủ yếu thuộc giống cấp 2 và cấp 3 vì các giống này dễ dàng nhân giống và có thể đáp ứng được nhu cầu sản xuất tại các vùng canh tác nhỏ và vừa. Những giống cây trồng này thường là cây lúa, cây rau màu, cây ăn quả... trong khi giống cấp 1 được sử dụng chủ yếu trong các cơ sở nghiên cứu hoặc trại giống chuyên nghiệp.
Kết nối năng lực trang 67 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Sử dụng internet, sách, báo, … để tìm hiểu các bước nhân giống bằng hạt của một số loại cây trồng?
Nhân giống bằng hạt là phương pháp hữu tính trong nhân giống cây trồng. Quy trình nhân giống bằng hạt bao gồm các bước cơ bản như sau:
Chọn hạt giống: Bước đầu tiên là chọn hạt giống có chất lượng tốt. Hạt giống phải được thu hái từ những cây mẹ khỏe mạnh, không bị sâu bệnh, có đặc điểm di truyền ổn định và phù hợp với điều kiện sinh trưởng của cây trồng. Hạt giống phải được bảo quản trong điều kiện thích hợp để không bị hư hỏng.
Xử lý hạt giống: Trước khi gieo hạt, hạt giống thường được xử lý qua các phương pháp như ngâm nước ấm, tẩy trùng để loại bỏ nấm bệnh hoặc vỏ hạt khó nảy mầm. Việc xử lý này giúp hạt giống nhanh nảy mầm và phát triển tốt.
Gieo hạt: Hạt giống được gieo vào đất đã chuẩn bị sẵn, đảm bảo độ ẩm và độ sâu thích hợp. Các hạt giống được gieo cách nhau một khoảng cách hợp lý để cây con có không gian phát triển.
Chăm sóc cây con: Sau khi hạt nảy mầm, cần chăm sóc cây con để cây phát triển mạnh mẽ. Việc tưới nước, bón phân và cung cấp đủ ánh sáng rất quan trọng trong giai đoạn này. Cây con cần được bảo vệ khỏi sâu bệnh và cỏ dại để phát triển tối ưu.
Thu hoạch và trồng cây: Khi cây con đã đủ lớn và phát triển mạnh, chúng sẽ được chuyển ra khu vực trồng chính để phát triển thành cây trưởng thành.
Các cây trồng thường nhân giống bằng hạt gồm các loại cây ngũ cốc, cây rau màu và một số cây trồng nông nghiệp khác.
Khám phá trang 70 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Quan sát Hình 13.6 và trình bày các bước nhân giống chuối bằng nuôi cấy mô tế bào
Nhân giống chuối bằng nuôi cấy mô tế bào là phương pháp nhân giống vô tính hiện đại giúp tạo ra nhiều cây chuối con từ một cây mẹ duy nhất. Quá trình này giúp đảm bảo tính trạng di truyền của cây mẹ và tạo ra giống cây đồng nhất về chất lượng. Các bước trong quy trình nhân giống chuối bằng nuôi cấy mô tế bào bao gồm:
Chọn cây mẹ: Cây chuối mẹ được chọn lọc kỹ lưỡng, phải khỏe mạnh và không bị sâu bệnh. Cây mẹ có đặc tính sinh trưởng tốt sẽ là nguồn tạo mô tế bào.
Lấy mẫu mô: Một đoạn mô nhỏ của cây chuối mẹ, thường là các mô non từ thân hoặc ngọn của cây, được cắt ra và đem vào môi trường nuôi cấy.
Nuôi cấy mô: Mẫu mô được đặt trong môi trường nuôi cấy chứa đầy đủ chất dinh dưỡng và điều kiện nhiệt độ, độ ẩm thích hợp. Môi trường này kích thích tế bào phát triển thành mô callus, từ đó sinh ra các chồi mới.
Chuyển chồi ra đất: Các chồi mới phát triển được lấy ra và chuyển sang môi trường trồng đất hoặc giá thể thích hợp. Các cây con này sẽ tiếp tục phát triển và trở thành cây chuối hoàn chỉnh.
Phương pháp này giúp tăng tốc độ nhân giống và tạo ra số lượng cây giống lớn mà không phải chờ đợi chu kỳ sinh trưởng dài của cây mẹ.
Kết nối năng lực trang 70 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Tìm hiểu các bước nhân giống một số loại cây trồng bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào
Nuôi cấy mô tế bào là phương pháp nhân giống tiên tiến giúp tạo ra cây trồng đồng nhất và có chất lượng cao. Quá trình này bao gồm việc sử dụng mô tế bào của cây mẹ để phát triển thành cây con trong điều kiện môi trường nuôi cấy đặc biệt. Các bước cơ bản bao gồm:
Lựa chọn giống cây mẹ: Giống cây phải khỏe mạnh, không bị bệnh và có năng suất cao. Những cây mẹ này sẽ cung cấp mô tế bào để nhân giống.
Cắt mô và xử lý: Các mẫu mô được cắt từ phần thân, ngọn hoặc lá của cây mẹ. Mẫu mô này được tẩy trùng để loại bỏ vi khuẩn và nấm.
Nuôi cấy trong môi trường đặc biệt: Mẫu mô được đặt trong môi trường nuôi cấy chứa đầy đủ chất dinh dưỡng, hormone kích thích phát triển, và các yếu tố khác cần thiết để mô phát triển thành cây con.
Chuyển cây con ra môi trường đất: Các cây con sau khi phát triển đầy đủ sẽ được chuyển ra đất để tiếp tục lớn lên và phát triển thành cây trưởng thành.
Phương pháp này giúp tạo ra cây trồng với đặc tính di truyền ổn định và có thể áp dụng cho nhiều loại cây trồng khác nhau như cây ăn quả, cây lương thực, hoặc cây công nghiệp.
Luyện tập 1 trang 70 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Phân biệt phương pháp nhân giống hữu tính và phương pháp nhân giống vô tính ở cây trồng?
Nhân giống hữu tính và nhân giống vô tính là hai phương pháp cơ bản trong nhân giống cây trồng, mỗi phương pháp có những đặc điểm và ứng dụng riêng biệt.
Nhân giống hữu tính: Phương pháp nhân giống hữu tính sử dụng hạt giống làm phương tiện để tạo ra cây con. Hạt giống được thu thập từ cây mẹ và qua quá trình thụ phấn, tái tổ hợp gen, tạo ra những cây con có đặc tính di truyền khác nhau so với cây mẹ. Nhờ vào sự tái tổ hợp này, phương pháp nhân giống hữu tính mang lại sự đa dạng di truyền cho thế hệ sau. Điều này rất quan trọng đối với các loài cây cần sự thích ứng cao với môi trường. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là không thể bảo đảm các đặc tính di truyền giống hệt cây mẹ và thời gian thu hoạch dài hơn.
Ưu điểm:
Tạo ra sự đa dạng di truyền giúp cây con có thể thích ứng tốt hơn với môi trường sống.
Giúp duy trì sự phát triển bền vững của giống cây trồng.
Đảm bảo sự thụ phấn và tái tổ hợp gen, làm tăng khả năng thích nghi của cây trồng.
Nhược điểm:
Cây con có thể không giữ được tất cả đặc tính tốt của cây mẹ.
Thời gian từ khi gieo hạt đến khi cây trưởng thành lâu hơn.
Không thể duy trì các đặc tính giống cây mẹ một cách chính xác.
Nhân giống vô tính: Phương pháp này sử dụng các bộ phận của cây mẹ như cành, lá, rễ hoặc chồi để tạo ra cây con mà không qua sự kết hợp của các hạt giống. Các phương pháp nhân giống vô tính gồm giâm cành, chiết cành, ghép mắt, nuôi cấy mô tế bào. Cây con được tạo ra từ phương pháp này sẽ mang các đặc tính di truyền giống hệt cây mẹ, giúp duy trì những đặc tính tốt của giống cây mẹ.
Ưu điểm:
Cây con có các đặc tính di truyền giống hệt cây mẹ, đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Thời gian sinh trưởng nhanh hơn so với phương pháp nhân giống hữu tính.
Dễ dàng nhân giống số lượng lớn cây trồng có giá trị cao như cây ăn quả, cây công nghiệp.
Nhược điểm:
Không tạo ra sự đa dạng di truyền, cây con dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường bất lợi.
Cần các điều kiện kỹ thuật cao, như trong phương pháp nuôi cấy mô.
Chi phí nhân giống có thể cao, đặc biệt đối với các giống cây khó nhân giống.
Tóm lại, phương pháp nhân giống hữu tính tạo ra sự đa dạng di truyền, nhưng lại không thể kiểm soát các đặc tính di truyền của cây con. Ngược lại, phương pháp nhân giống vô tính giúp duy trì đặc tính của cây mẹ nhưng không mang lại sự đa dạng di truyền, điều này có thể khiến cây con dễ bị tổn thương trước biến đổi môi trường.
Luyện tập 2 trang 70 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Tóm tắt các bước nhân giống cây trồng bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào. Nêu những điểm nổi bật của phương pháp trên?
Phương pháp nuôi cấy mô tế bào là một trong những phương pháp tiên tiến hiện nay trong việc nhân giống cây trồng. Quá trình này sử dụng mô tế bào của cây mẹ để tạo ra các cây con mới trong điều kiện môi trường nuôi cấy đặc biệt. Các bước nhân giống cây trồng bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào bao gồm:
Lựa chọn giống cây mẹ: Cây mẹ phải được chọn lọc kỹ càng, đảm bảo không bị bệnh và có năng suất cao. Chỉ những cây mẹ khỏe mạnh và có đặc tính tốt mới được chọn để lấy mô tế bào.
Cắt mẫu mô: Mẫu mô được cắt từ các bộ phận như thân, lá, hoặc chồi của cây mẹ. Mẫu mô này phải được tẩy trùng để tránh nhiễm khuẩn.
Nuôi cấy mô trong môi trường dinh dưỡng: Mẫu mô được đặt trong môi trường nuôi cấy chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng, vitamin và hormone cần thiết cho sự phát triển của tế bào. Môi trường này giúp kích thích mô tế bào phân chia và phát triển thành chồi cây con.
Phát triển chồi và tạo cây con: Sau một thời gian, mô tế bào sẽ phát triển thành các chồi nhỏ. Các chồi này được chuyển sang môi trường khác để phát triển thành cây con hoàn chỉnh.
Chuyển cây con ra đất: Cây con được chuyển ra đất hoặc giá thể thích hợp để phát triển thành cây trưởng thành. Cây sẽ được chăm sóc như các cây trồng bình thường.
Những điểm nổi bật của phương pháp nuôi cấy mô tế bào:
Tạo ra số lượng lớn cây giống trong thời gian ngắn: Phương pháp này giúp tạo ra số lượng cây giống lớn từ một cây mẹ duy nhất trong một khoảng thời gian ngắn. Điều này rất quan trọng đối với các giống cây quý hiếm hoặc những cây trồng có giá trị kinh tế cao.
Đảm bảo tính đồng nhất di truyền: Cây con từ phương pháp nuôi cấy mô tế bào sẽ có đặc tính di truyền giống hệt cây mẹ. Điều này giúp duy trì chất lượng giống cây trồng, đặc biệt là đối với các giống cây có năng suất cao và khả năng chống chịu bệnh tốt.
Khả năng nhân giống cây khó nhân giống: Các giống cây khó nhân giống bằng phương pháp truyền thống có thể được nhân giống dễ dàng bằng phương pháp nuôi cấy mô, như các cây ăn quả hoặc cây công nghiệp.
Ứng dụng trong nghiên cứu và cải tạo giống cây: Phương pháp nuôi cấy mô tế bào không chỉ được sử dụng trong nhân giống cây trồng mà còn giúp nghiên cứu các tính trạng di truyền và cải tạo giống cây trồng.
Tóm lại, phương pháp nuôi cấy mô tế bào là một phương pháp hiệu quả, nhanh chóng và chính xác để nhân giống cây trồng, đặc biệt đối với các giống cây có giá trị cao. Nó giúp tạo ra số lượng lớn cây giống đồng nhất, có chất lượng tốt, và ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu và sản xuất giống cây trồng.
