PROCESY WZROSTU I ROZWOJU
ROÅšLIN
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST to nieodwracalny przyrost rozmiarów rośliny
Wzrost Podziały Wydłużanie
rośliny komórek komórek
Najczęściej miarą wzrostu jest przyrost:
Øð dÅ‚ugoÅ›ci
Øð Å›rednicy
Øð powierzchni liÅ›ci
Øð objÄ™toÅ›ci
Øð liczby komórek
Øð Å›wieżej masy
Øð suchej masy
Øð iloÅ›ci biaÅ‚ka
Øð iloÅ›ci DNA
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KRZYWA WZROSTU
Obserwując wzrost rośliny i przedstawiając go na wykresie otrzymamy
charakterystyczną krzywą, przypominającą kształtem literę  S
W krzywej wzrostu możemy wyróżnić
trzy okresy:
I. Okres powolnego wzrostu (w roślinie
zachodzą zmiany wewnętrzne, stanowiące
przygotowanie do wzrostu)
II. Okres szybkiego wzrostu
III. Okres powolnego wzrostu, w którym
organizm osiąga dojrzałość, a wzrost
ustaje czas
wielkość
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
TYPY WZROSTU
Wzrost embrionalny Wzrost elongacyjny
(podziałowy) (wydłużeniowy)
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST EMBRIONALNY
Podziały komórek (wzrost embrionalny) przebiegają w tkankach merystematycznych
Nazwa Występowanie Funkcja
Wierzchołki łodygi oraz korzenia Wywołują wzrost na
Merystemy apikalne
1
długość
(wierzchołkkowe)
Komórki embrionalne położone Wywołują szybki wzrost
Merystemy interkalarne
2
( wstawione ) między tkankami, łodygi na długość (np.
(wstawkowe)
które już zakończyły wzrost (np. w z
dz
beł traw)
węzłach łodygi, w liściach traw)
Równolegle wzdłuż osi pionowej Wywołują wzrost na
Merystemy boczne (np.
3
łodygi i korzenia grubość
kambium)
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST EMBRIONALNY
Merystem
wierzchołkowy
Å‚odygi
Merystem
wierzchołkowy
korzenia
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST EMBRIONALNY
międzywęz
la
Merystem
interkalarny
węzły
Merystem
boczny
Kambium  tkanka
twórcza, oddziela
Å‚yko (floem) od
drewna (ksylem)
W dalszym rozwoju
wytworzony zostaje
również fellogen
wytwarzajÄ…cy korÄ™
Ksylem pierwotny
Ksylem wtórny
Floem pierwotny
Floem wtórny
Kambium waskularne
Kambium korkowe
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST ELONGACYJNY
Wydłużanie komórek następuje w strefie wzrostu
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
ROZWÓJ  w fazie różnicowania z jednakowych pierwotnie komórek merystematycznych
powstają określone rodzaje tkanek; równolegle odbywa się różnicowanie organów
Rozwój Podziały Wydłużanie Różnicowanie
rośliny komórek komórek komórek
STADIA ROZWOJOWE ROÅšLINY
I. Stadium wegetatywne II. Stadium generatywne
Øð rozwój embrionalny Øð wytwarzanie pÄ…ków kwiatowych i kwitnienie
Øð kieÅ‚kowanie nasion Øð wytwarzanie owoców i nasion
Øð wzrost wegetatywny Øð okres starzenia siÄ™ i Å›mierci
(okres juwenilny)
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
CYKL ŻYCIOWY ROŚLINY NASIENNEJ
Wytwarzanie
zawiązków
pylniki
n
kiełkowanie kwiatowych
stadium
rozwój stadium
2n zarodek
generatywne
embrionalny wegetatywne
n
zalążki
Rośliny monokarpiczne  rośliny kończące swój cykl życiowy na jednorazowym
wydaniu nasion (rośliny jednoroczne i dwuletnie)
Rośliny polikarpiczne  rośliny mogące corocznie zakwitać i wielokrotnie wydawać
owoce oraz nasiona (drzewa, krzewy, byliny)
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KIEA
KOWANIE NASION
W nasionach niekiełkujących zarodek jest pozbawiony aktywności fizjologicznej, czyli
znajduje siÄ™ w stanie spoczynku
Czynniki warunkujące kiełkowanie:
1. Woda
Kiełkowanie rozpoczyna się od pobierania wody  pęcznienie (imbibicja). Spowodowane jest
to obecnością w nasieniu substancji koloidowych (białko, skrobia, celuloza).
2. Tlen
Rozwijający się zarodek wymaga dopływu energii uwalnianej podczas oddychania, które z
kolei wymaga tlenu.
3. Temperatura
Do rozpoczęcia kiełkowania nasion konieczna jest określona temperatura, która umożliwia
właściwy przebieg biochemicznych reakcji metabolizmu. Zależy od strefy klimatu. Na ogół
optymalna temperatura dla procesu kiełkowania jest niższa niż optymalna temperatura
póz
niejszego wzrostu.
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KIEA
KOWANIE NASION
4. Światło
Niektóre nasiona wrażliwe są na światło. Wrażliwość na światło wykazują jedynie nasiona
napęczniałe. Czas naświetlania potrzebny do pobudzenia kiełkowania jest niezwykle krótki (często
1-2 minuty lub nawet błysk światła bądz
poświata księżyca)
Øð ÅšwiatÅ‚o jest niezbÄ™dnym warunkiem kieÅ‚kowania nasion wielu gatunków roÅ›lin,
np. tytoniu, naparstnicy, szczawiu, sałaty, wielu traw.
Øð ÅšwiatÅ‚o może również hamować kieÅ‚kowanie niektórych nasion, np. czarnuszki,
facelii, szarłatu.
Tytoń Naparstnica Czarnuszka Szarłat
(Nicotiana tabacum) (Digitalis purpurea) (Nigella arvensis) (Amaranthus caudatus)
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KIEA
KOWANIE NASION
5. Zbyt twarda Å‚upina
Zbyt twarda łupina nasienia jest nieprzepuszczalna dla wody i gazów. Nasiona takie nawet
zanurzone w wodzie przez okres całych tygodni czy miesięcy pozostają bez zmian  nie pęcznieją i
nie gniją, a nie pęczniejąc nie mogą kiełkować. Np. lucerna, koniczyna, łubin).
Øð Bakterie i grzyby glebowe  w warunkach naturalnych rozkÅ‚adajÄ… celulozÄ™ i inne substancje
wchodzące w skład łupiny nasiennej
Øð Skaryfikacja  mechaniczne uszkodzenie Å‚upiny nasiennej
Lucerna Koniczyna Å‚Ä…kowa A
ubin żółty
(Medicago sativa) (Trifolium pratense) (Lupinus luteus)
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KIEA
KOWANIE NASION
Pierwszym organem, który pojawia się podczas kiełkowania jest korzeń zarodkowy,
następnie zaś ukazuje się łodyżka zarodkowa
Wyróżniamy nasiona:
Øð kieÅ‚kujÄ…ce epigeicznie (nadziemnie) 
wydłuża się część podliścieniowa łodygi
(hipokotyl); np. dynia, fasola, cebula, rosliny
szpilkowe
Øð kieÅ‚kujÄ…ce hipogeicznie (podziemnie) 
wydłuża się część nadliścieniowa łodygi (epikotyl);
np. trawy zbóż, groch, bobik, kukurydza
fasola
kukurydza
groszek
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST WEGETATYWNY
Kiełkowanie zapoczątkowuje okres rozwoju juwenilnego rośliny;
w tym czasie roślina szybko rośnie i tworzy wyłącznie organy wegetatywne
Pąk wierzchołkowy
Blaszka
Liść
Szypułka
Organy wegetatywne:
Øð korzeÅ„
mogą przyrastać wtórnie
Pęd
Węzeł
na grubość
Øð Å‚odyga
PÄ…k boczny
Międzywęz
le
Øð liÅ›cie
Węzeł
A
odyga
Korzeń boczny
Korzeń
Korzeń główny
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST WEGETATYWNY
Cechą każdej rośliny wyższej jest istnienie dwóch określonych regionów,
zlokalizowanych na przeciwległych końcach osi - BIEGUNOWOŚĆ
Każda roślina wyższa ma:
Øð biegun korzeniowy
Jeśli odcinek gałązki wierzbowej zostanie
Øð biegun pÄ™dowy
zawieszony w pomieszczeniu nasyconym parÄ…
wodnÄ…, to biegun korzeniowy zawsze wytworzy
korzenie, natomiast biegun pędowy odtworzy
pędy.
I. Zawieszenie sadzonki w położeniu
odwrotnym nie wpływa na zmianę
biegunowości, korzenie wytworzą się bowiem
na biegunie korzeniowym, pędy zaś na
biegunie pędowym
II. Przecięcie sadzonki na dwie części spowoduje,
że każda z obu części wytworzy własne
korzenie i pędy
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST WEGETATYWNY
W roślinie istnieje współzależność pomiędzy organami, czyli zdolność pewnej części
rośliny do kierowania wzrostem lub rozwojem innej części  KORELACJE
1. Dominacja wierzchołkowa  pąk wierzchołkowy
hamuje rozwój pąków bocznych
2. Zrzucanie liści i owoców  wytworzone w blaszce
liściowej substancji: auksyny, etylen, kwas
abscysynowy, wpływają na wytworzenie u nasady
ogonka liściowego warstwy odcinającej
3. Aktywność fotosyntetyczna liści wpływa na rozmiary
i funkcjonowanie systemu korzeniowego
4. Rozwijające się owoce wpływają na wierzchołki
wzrostu pędu
W nienaruszonej roślinie zjawiska korelacyjne hamują wzrost pewnych komórek, co nie
pozwala roślinie rozwijać się i rosnąć w sposób nieograniczony
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST WEGETATYWNY
Zdolność regeneracji może być u niektórych komórek posunięta tak daleko, iż wykazują
one zjawisko TOTIPOTENCJI  jedna komórka może wytworzyć cały organizm
W przypadku skaleczenia organów roślinnych, komórki w miejscu zranienia zaczynają się dzielić. W
komórkach tych zostaje zniesiona blokada genów, dzięki czemu wracają one do stanu embrionalnego.
W wyniku podziałów wytwarza się początkowo KALUS, składający się z komórek niezróżnicowanych.
Następnie dochodzi do różnicowania i regeneracji utraconych tkanek lub nawet całych organów.
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
WZROST WEGETATYWNY
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KWITNIENIE
Podczas przejścia od rozwoju wegetatywnego do generatywnego merystem
wierzchołkowy łodygi przestaje tworzyć liście i międzywęz
la, wydłuża się i zaczyna
wytwarzać zawiązki kwiatowe, z których powstają kwiaty
Warunki przejścia roślin do stadium generatywnego
WARUNKI WEWN
TRZNE
Stan gotowości do kwitnienia  roślina musi osiągnąć stan odpowiedniego rozwoju
wegetatywnego (odpowiedni wiek i rozmiary)
WARUNKI ZEWN
TRZNE
1. Temperatura
2. Długość dnia i nocy
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KWITNIENIE
Kwitnienie może warunkować WERNALIZACJA (jaryzacja), czyli pobudzający wpływ
niskich temperatur
I. Rośliny dwuletnie w pierwszym roku wytwarzają jedynie organy
generatywne. Mogą one tworzyć zawiązki kwiatowe jedynie po
przejściu zimy, tj. po poddaniu ich przez dłuższy czas działaniu
niskiej temperatury. Po tym okresie, tzn. w drugim roku, rośliny
przechodzÄ… do stanu generatywnego.
II. Zboża ozime wysiane na wiosnę lub trzymane w ciągu zimy w
ciepłej szklarni, a zatem nie poddane działaniu niskiej temperatury,
nie kłoszą się, bądz
kłoszą się z opóz
nieniem. Zatem niska
temperatura pobudza więc wytwarzanie zawiązków kwiatowych
Miejscem percepcji bodz
ca termicznego jest
merystem wierzchołkowy
Wysunięto przypuszczenie, że istnieje specyficzna
substancja tworząca się w roślinach podczas wernalizacji,
która wywołuje kwitnienie - wernalina
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KWITNIENIE
Na zakwitanie może mieć wpływ czasu trwania dnia i nocy - FOTOPERIODYZM
Rośliny krótkiego dnia (RKD)  kwitną wtedy, gdy dzienny okres oświetlenia
jest krótszy od pewnej krytycznej długości (11-15 godzin). Wymagają
określonego czasu trwania nieprzerwanej ciemności. Kwitną jesienią.
Rośliny krótkiego dnia (RKD) Krytyczna długość dnia
Tytoń (Nicotiana tabacum)
14
Rzepień (Xanthium pensylvanicum)
15,5
Złocień ogrodowy (Chrysanthemum indicum)
15
Wilczomlecz (Euphorbia pulcherrima)
12,5
Kalanchoe (Kalanchoe blossfediana)
12
Słuszniejsza byłaby nazwa  rośliny długiej nocy , gdyż odpowiednio długa
noc umożliwia im zakwitnięcie  OKRES TEN NIE MOŻE BYĆ PRZERWANY!!!
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KWITNIENIE
Rośliny długiego dnia (RDD)  kwitną wtedy, gdy dzienny okres oświetlenia
(fotoperiod) jest dłuższy od krytycznego (8 - 15 godzin). Kwitną latem.
Rośliny długiego dnia (RDD) Krytyczna długość dnia
Szpinak (Spinacia oleracea)
13
Jęczmień, odm. ozime (Hordeum vulgare)
12
Lulek (Hyoscyamus sativa)
10
Owies (Avena sativa)
9
Burak cukrowy i pastewny (Beta vulgaris)
Rośliny długiego dnia nie wymagają wcale ciemności i zwykle
najlepiej kwitną w warunkach nieprzerwanego oświetlenia (zbyt
długi okres ciemności hamuje kwitnienie)
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KWITNIENIE
Miejscem percepcji bodz
ca fotoperiodycznego są liście, zwłaszcza młode i rozwijające się
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KWITNIENIE
Rośliny neutralne  niewrażliwe na długość dnia, zakwitają po osiągnięciu
stanu gotowości do kwitnienia niezależnie od długości dnia.
Rośliny neutralne
Ogórek (Cucumis sativus)
Ryż, odm. jare (Oryza sativa)
Groch, większość odmian (Pisum sativum)
Bób (Vicia faba)
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KWITNIENIE
Według jednej z hipotez, w skład regulatora kwitnienia wchodzą dwie różne substancje:
jedna pobudza wytwarzanie pędów kwiatowych, druga pobudza wytwarzanie kwiatów
TEORIA FLORIGENU
Florigen Giberelina Antezyna
Hipotetyczny Pobudza wytwarzanie
Pobudza wytwarzanie
regulator kwiatów
pędów kwiatowych
kwitnienia (nie wyodrębniono)
Rośliny krótkiego dnia wytwarzają zawsze giberelinę (tworzą zawsze normalna łodygę), natomiast
przy nieodpowiednim fotoperiodzie nie wytwarzajÄ… antezyny  nie zakwitajÄ…
Rośliny długiego dnia wytwarzają zawsze antezynę, natomiast przy nieodpowiednim fotoperiodzie
nie wytwarzają gibereliny  nie mogą wytworzyć łodyg i nie zakwitają (spryskanie roslliny gibereliną
pobudza do  strzelania w Å‚odygÄ™  powstaje kwiat)
Syntezą regulatorów kwitnienia kieruje system barwników  FITOCHROMÓW
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
FITOCHROM
Barwnik ten jest  dopasowuje rytm wzrostu i rozwoju roślin do warunków
świetlnych panujących w danej porze roku
Fitochrom 660 czerwień Fitochrom 730
(P660) (P730)
nieaktywny aktywny
Daleka czerwień
fizjologicznie fizjologicznie
(Szybkie, odwracalne reakcje fotochemiczne)
(powolna reakcja biochemiczna w ciemności)
Fitochrom 730 jest aktywny fizjologicznie i prawdopodobnie
zmienia aktywność genów kierujących takimi procesami jak:
Øð zakwitanie
Øð kieÅ‚kowanie nasion wrażliwych na Å›wiatÅ‚o
Øð wydÅ‚użanie Å‚odygi
Øð rozwój chloroplastów
Øð synteza niektórych barwników, np. antocyjanów
Fitochrom  błękitny barwnik
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
KWIAT
PÅ‚atek
Øð kwiaty obupÅ‚ciowe  prÄ™ciki i sÅ‚upki
ZnamiÄ™
(owocolistki) występują na tym samym
Pręcik
Słupek kwiecie; u większości okrytozalążkowych
Pylnik
Szyjka
Nitka
Øð kwiaty rozdzielnopÅ‚ciowe  prÄ™ciki i sÅ‚upki
Zalążnia
znajdujÄ… siÄ™ w osobnych kwiatach:
żð roÅ›lina jednopienna  kwiaty mÄ™skie i
żeńskie znajdują się na tym samym
osobniku
żð roÅ›lina dwupienna  na jednym
osobniku występują tylko kwiaty męskie,
na innym zaś tylko kwiaty żeńskie
Działka kielicha
Zalążek
Dno kwiatowe
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
TYPY KWIATOSTANÓW
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
ROZWÓJ MEGASPORY I GAMETOFITU ŻEC
SKIEGO
Øð zalążki powstajÄ… z Å‚ożyska (placenta  specjalna tkanka merystematyczna)
Øð tworzÄ…cy siÄ™ zalążek stanowi poczÄ…tkowo uwypuklenie Å‚ożyska, z którego rozwija siÄ™ oÅ›rodek (nucelus)
Øð u podstawy oÅ›rodka wyrastajÄ… osÅ‚onki (intergumenty), które sÄ… zwykle dwie (zewnÄ™trzna i
wewnętrzna)
Øð osÅ‚onki otaczajÄ… oÅ›rodek, pozostawiajÄ…c na szczycie maÅ‚y otwór  okienko (mikropyle)
Øð zalążek przyczepiony jest do Å›ciany zalążni sznureczkiem
Øð w zalążku z jednej z komórek powstaje megasporocyt  komórka macierzysta megaspor
Øð megasporocyt dzieli siÄ™ mejotycznie na 4 uÅ‚ożone liniowo komórki tetrady  megaspory
Øð trzy z megaspor, bliższe okienka zamierajÄ… i jedynie czwarta wytwarza gametofit żeÅ„ski  woreczek
zalążkowy
Øð jÄ…dro megaspory dzieli siÄ™ mitotycznie, a powstaÅ‚e 2 jÄ…dra rozmieszczone sÄ… na dwóch biegunach
woreczka zalążkowego, które z kolei dzielą się 2 razy  na dwóch biegunach znajdują się po 4 jądra
Øð z każdego bieguna jedno jÄ…dro przemieszcza siÄ™ ku centralnej części woreczka  jÄ…dra biegunowe,
które tworzą komórkę centralną
Øð na biegunie mikropylarnym tworzy siÄ™ 3-komórkowy aparat jajowy  komórka jajowa + 2 synergidy
Øð na przeciwnym biegunie powstajÄ… 3 antypody
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
ROZWÓJ MEGASPORY I GAMETOFITU ŻEC
SKIEGO
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
ROZWÓJ MEGASPORY I GAMETOFITU ŻEC
SKIEGO
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
ZAPA
ODNIENIE
Øð ziarno pyÅ‚ku dociera na znamiÄ™ sÅ‚upka (przez wiatr lub owady)
Øð komórka wegetatywna ziarna pyÅ‚ku zaczyna rosnąć i jako Å‚agiewka wnika do szyjki sÅ‚upka
Øð do Å‚agiewki wchodzi jÄ…dro wegetatywne oraz dwie komórki plemnikowe
Øð Å‚agiewka rosnÄ…c kieruje siÄ™ ku zalążni, a nastÄ™pnie ku zalążkom (na jednym znamieniu może
kiełkować kilka ziaren pyłku, których łagiewki kierują się ku poszczególnym zalążkom)
Øð jedna komórka kieruje siÄ™ do komórki jajowej, a druga do komórki centralnej woreczka zalążkowego
 podwójne zapłodnienie
Komórka plemnikowa (n) + komórka jajowa (n) ®ð zygota (2n)
Komórka plemnikowa (n) + komórka centralna (2n) ®ð komórka macierzysta bielma (3n)
Øðobjawem zapÅ‚odnienia jest wiÄ™dniÄ™cie znamienia i szyjki sÅ‚upka, prÄ™cików, opadanie pÅ‚atków korony
Øðw woreczku zalążkowym zygota rozwija siÄ™ w zarodek roÅ›liny
Øð komórka bielmowa wytwarza bielmo
Øð osÅ‚onki zalążka rozwijajÄ… siÄ™ w Å‚upinÄ™ nasiennÄ…
Øð Å›ciany zalążni rozrastajÄ… siÄ™ tworzÄ…c owocniÄ™ (owocnia + nasiona = owoc)
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
ZAPA
ODNIENIE
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
BIOLOGIA ZAPYLANIA
SAMOPYLNOŚĆ  samozapylenie przez pyłek pochodzący z tego samego kwiatu
OBCOPYLNOŚĆ  zapylenie pyłkiem pochodzącym z innej rośliny (zapylenie krzyżowe)
Mechanizmy chroniÄ…ce przed samozapyleniem
żð PrzedprÄ…tność  prÄ™ciki dojrzewajÄ… wczeÅ›niej niż sÅ‚upki
żð PrzedsÅ‚upność  sÅ‚upki dojrzewajÄ… wczeÅ›niej niż prÄ™ciki
żð RóżnosÅ‚upkowość (heterostylia)  sÅ‚upki wyksztaÅ‚cone w dwojaki sposób, u jednych
osobników szyjki słupków są krótkie a pręciki wysokie, natomiast u innych osobników odwrotnie
(ułatwia to zapylenie krzyżowe)
żð Samoniezgodnosć  pyÅ‚ek nie kieÅ‚kuje na znamionach tej samej roÅ›liny lub też wzrost Å‚agiewek
wcześnie ulega zahamowaniu, tak że nie docierają one do zalążków
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
ROZWÓJ I DOJRZEWANIE NASION
Powstający zarodek posiada zasadnicze korzeń zarodkowy, stożek łodygi i pierwszy liść,
zmniejsza się zawartość wody w nasionach  osiągnięcie stanu spoczynku
WZROST I ROZWÓJ ROSLIN
ROZWÓJ OWOCÓW
Owoc powstaje przez rozrost dna kwiatowego lub zalążni pod wpływem
regulatorów wzrostu
I. Pojedyncze
2. Mięsiste
1. Suche
żð jagody (pomidor, porzeczka, dynia,
a) Pękające
ogórek, winorośl)
żð Mieszek (kaczeniec)
żð pestkowce (Å›liwa, brzoskwinia)
żð strÄ…k (fasola, groch)
żð torebka (mak, len)
żð A
uszczyna (gorczyca, rzepak)
II. Złożone
żð Owoc wielopestkowcowy maliny
b) Niepękające
żð Owoc wieloorzeszkowy truskawki
żð orzech (leszczyna, lipa)
żð ziarniak (kukurydza, pszenica)
III. Owocostany
żð nieÅ‚upka (sÅ‚onecznik, mniszek, klon)
żð Jagodostan ananasa
żð RozÅ‚upnia (marchew, kminek)
żð Owocostan pestkowcowy figi
żð Owocostan orzeszkowy morwy