BOTANIKA
I. Komórka
Budowa komórki. Komórka roślinna jest zbudowana z dwóch podstawowych elementów: ściany komórkowej i protoplastu. Protoplast stanowi ożywioną część komórki. W jego skład wchodzą kolejne organelle. Cytoplazma wypełnia przestrzeń między ścianami komórkowymi a wakuolą. W cytoplazmie zanurzone są wszystkie pozostałe organelle komórkowe. Występują w niej także niektóre enzymy i odbywają się w niej pewne procesy przemiany materii. Retikulum endoplazmatyczne zbudowane jest z błon elementarnych które tworzą system kanałów. Tworzą one zamknięte przestrzenie w których odbywają się różnego rodzaju reakcje enzymatyczne. Retikulum nie jest organem stałym i ulega ciągłym przemianom. Rybosomy odpowiedzialne są w komórce za syntezę białka. Rybosom przyłącza się do mRNA ( matrycowe RNA) i przesuwając się wzdłuż niego tworzy nowy łańcuch białkowy przyłączając do niego coraz to nowe aminokwasy przyniesione przez tRNA
(transportowe RNA). Aparat Golgiego zbudowany jest z błon elementarnych, tworzących system płaskich woreczków. Pełni funkcje wydalniczą w komórce. W woreczkach odbywa się synteza cukrów które później są wydalane na powierzchnie błony komórkowej i tworzą strukturę ściany. Mitochondria są to organelle o złożonej budowie. Otoczone są dwiema warstwami błony podstawowej: zewnętrznej gładkiej oraz wewnętrznej tworzącej system kanałów i cystern. To w nich odbywa się zasadniczy proces oddychania komórkowego. Plastydy stanowią grupę ważnych organelli. Wyróżniamy następujące rodzaje plastydów: proplastydy, leukoplastydy, chloroplasty i chromoplasty. Chloroplasty odznaczają się zawartością zielonego barwnika chlorofilu. Chlorofil jest substancją pochłaniającą energię świetlną w procesie fotosyntezy. Jądro ogranicza od cytoplazmy błona jądrowa złożona z dwóch równoległych błon elementarnych. W niektórych miejscach błony łączą się i powstają przerwy- pory. Wewnątrz jądra znajduje się nukleoplazma chromosomy i jąderka. Najważniejszymi procesami zachodzącymi w jądrze są samopowielanie się DNA oraz synteza RNA. W jąderka odbywa się synteza białka. Wodniczka oddzielona jest od cytoplazmy pojedynczą błona - tonoplastem. Zawiera sok komórkowy który jest roztworem wodnym rozmaitych substancji zarówno związków nieorganicznych jak i organicznych. Mogą się w nim także znajdować różnego rodzaju wydzieliny komórkowe np. soki mleczne. Ściana komórkowa w młodych komórkach składa się tzw. ściany pierwotnej czyli niecelulozowych wielocukrów oraz włóknistego szkieletu z celulozy. Jej łańcuchy łączą się w równoległe wiązki zwane mikrofibylami. Z czasem gdy komórka dojrzewa na wewnętrznej stronie ściany pierwotnej układają się kolejne warstwy tzw. ściana wtórna. Zbudowana jest ona zazwyczaj z 3 warstw. Zawartość celulozy w tych warstwach dochodzi nawet do 90 %. Mikrofibryle ułożone są w niej regularnie tworząc sztywną konstrukcję. Komórki w tkance są ze sobą ściśle powiązane blaszką środkową. W ścianach komórkowych znajdują się delikatne pory, przez które przechodzą delikatne nici-plazmodesmy- łączące protoplasty ze sobą. Stan jędrności komórki, będący wynikiem napięcia ścian komórkowych pod wpływem wewnętrznego ciśnienia protoplastu na ściany, nazywamy turgorem. Gdy stężenie roztworu zewnętrznego jest wyższe niż stężenie soku komórkowego; woda przenika z wodniczki na zewnątrz komórki, protoplast kurczy się, turgor się zmniejsza a protoplast odstaje od ścian komórkowych. Stan ten nazywamy plazmolizą komórki.
Podział komórki z reguły poprzedzony jest podziałem jądra który jest procesem skomplikowanym. Podczas niego dzielą się chromosomy i w precyzyjny sposób przemieszczają się do dwóch jąder siostrzanych. Proces ten nazywa się mitozą. Jeżeli jądro dzieli się bezpośrednio bez wcześniejszego podziału chromosomów mówimy wówczas o amitozie. Podział ten jest przeważnie nierówny i świadczy o starzeniu się ; nie następuje po nim podział całej komórki. Mitoza przebiega w 4 etapach:
1. profaza : chromosomy ulegają silnemu skręceniu, zwanemu spiralizacją, pod koniec profazy widoczne są dwie połówki chromosomu zwane chromatydami.
2. metafaza : wykształcenie wrzeciona mitotycznego. Ustawienie chromosomów w płaszczyźnie równikowej wrzeciona.
3. anafaza : rozpoczyna się rozpadem centromerów, włókienka wrzeciona skracają się i przyciągają do siebie chromatydy.
4. telofaza: jest zakończeniem mitozy i procesem odwrotnym do profazy.
II. Ukształtowanie ciała roślin
Formy jednokomórkowe glonów. Najprostszą formą jednokomórkowego organizmu
roślinnego jest pełzak czyli ameba. Nie występuje tu ściana komórkowa a delikatna błona cytoplazmatyczna. Brak stałego kształtu komórki. Pełzak przelewa całą swoją cytoplazmę z miejsca na miejsce wytwarzając krótkotrwałe formy : nibynóżki . Wyższym stopniem organizacji odznaczają się formy wiciowe. Są to komórki opatrzone wiciami i zdolne do czynnego ruchu w wodzie. Nie posiadają ściany komórkowej ale protoplast otoczony jest grubszą błona cytoplazmatyczną- pellikulą co nadaje komórce określony kształt. Kolejną formą w jakiej występują glony jest forma kokalna. Komórki są nieruchome, otoczone są ścianą komórkową różnie wykształconą.
Formy kolonijne są to mniej lub bardziej regularne zespoły komórek. Poszczególne komórki nie są połączone blaszką środkową. Kolonie mogą być drzewkowate, płaskie lub kuliste, mogą się czynnie poruszać lub unosić się w wodzie, lub też mogą być przytwierdzone do podłoża.
Plechy komórczakowe. Komórczakiem nazywamy organizm który jest jedną komórką ale posiada wiele jąder, bez ścian oddzielających poszczególne partie cytoplazmy i jądra. Ponieważ komórczak jest odpowiednikiem wielu komórek, ciało ich możemy nazwać plechą,
Plechy nitkowate powstają gdy komórki dzielą się w jednym kierunku i tworzą pojedynczy szereg, w którym są ze sobą ściśle złączone poprzecznymi równoległymi ścianami. Niektóre formy nitkowate posiadają zdolność rozgałęziania się widlastego czyli dychotomicznego
Plechy plektenchymatyczne . Gęsto rosnące nitkowate rzędy komórek mogą się sklejać za pomocą śluzowaciejących ścian komórkowych lub innych wydzielin. Taka niby-tkanka nosi nazwę plektenchymy.
Plechy tkankowe są to ciała płaskie lub bryłowate, które oprócz długości, na którą składa się wiele komórek. W plechach tkankowych znajdują się komórki merystematyczne zbudowane z komórek embrionalnych, jednorodna tkanka miękiszowa, komórki jej są żywe.
III. Morfologia i anatomia roślin
Rośliny telomowe: za najpierwotniejsze rośliny wyższe uważamy wymarłe paprotniki z grupy psylofitów ( Rhynia). Jej sporofit stanowił walcowaty pęd, zupełnie pozbawiony liści, którego nadziemna część wzniesiona była pionowo w górę. Według teori telomowej z takich właśnie płonych lub opatrzonych zarodnią końcowych odgałęzień powstały wszystkie organy sporofitu roślin wyższych. Z psylofitów powstały cztery zasadnicze kierunki rozwojowe: mszaki, widłaki, skrzypy i paprocie z tych ostatnich rozwinęły się rośliny kwiatowe.
Tkanki roślinne: dzielimy je przede wszystkim na tkanki twórcze i stałe. Tkanki twórcze to różnego rodzaju merystemy, tkanki młode o charakterze embrionalnym w których odbywają się intensywne podziały komórkowe. Ze względu na umiejscowienie dzielimy merystemy na boczne i wierzchołkowe. A ze względu na pochodzenie dzielimy je na pierwotne ( stożek wzrostu pędu i korzenia) oraz wtórne ( kambium, merystemy wierzchołkowe korzeni i pędów bocznych). Tkankę stałą może stanowić zespół komórek o podobnej budowie - tkanka jednorodna. Wyróżniamy następujące rodzaje tkanek stałych: miękisz (parenchyma), najbardziej rozpowszechniona tkanka roślinna U roślin naczyniowych może spełniać różne funkcje i w związku z tym występuje w kilku odmianach:
a) miękisz zasadniczy; wypełnia przestrzenie miedzy innymi tkankami w różnych organach.
b) miękisz asymilacyjny; zwany inaczej miękiszem zieleniowym, składa się z komórek wyposażonych w bardzo liczne chloroplasty, występuje w liściach
c) miękisz spichrzowy; składa się z komórek wypełnionych materiałami zapasowymi w postaci skrobi, tłuszczów lub białek. Jego odmianą jest miękisz wodny, posiadający wielkie wodniczki magazynujące wodę.
d) miękisz powietrzny; inaczej aerenchyma, pełni funkcje tkanki przewietrzającej, silny rozwój przestworów międzykomórkowych które często zajmują więcej miejsca niż same komórki.
kolenchyma (zwarcica), jest tkanką wzmacniającą, złożoną z komórek żywych i wydłużonych, otoczonych nie zdrewniałą celulozowo-pektynowa ścianą mającą charakterystyczne zgrubienia. Tkanka ta występuje przede wszystkim w ogonkach liściowych i młodych partiach łodyg. sklerenchyma ( twardzica), jest także tkanką wzmacniającą. Komórki mają silnie zgrubiałe i na ogół silnie zdrewniałe ściany. Są to komórki martwe ( bez protoplastu) drewno ( ksylem), jest tkanką przewodzącą, rozprowadzającą po całej roślinie wodę i sole mineralne pobrane z gleby przez korzenie, drewnem wędrują także organiczne substancje odżywcze z tkanek spichrzowych korzeni i pni, pełni także funkcje tkanki wzmacniającej. W skład drewna wchodzą: cewki, naczynia, włókna drzewne i miękisz drzewny,
łyko (Felom), jest tkanką w której odbywa się przewodzenie na dalsze odległości organicznych substancji pokarmowych, głównie cukrów. Podobnie jak drewno łyko składa się z wielu elementów: rurki sitowe, komórki towarzyszące, miękisz łykowy, włokna łykowe skórka (epiderma), stanowi pojedynczą warstwę komórek na powierzchni młodych organów, stanowi graniczna warstwę pomiędzy rośliną a środowiskiem zewnętrznym korek ( felem), jest tkanką okrywającą starsze organy lub starsze części rośliny. Jest to tkanka wtórna powstała w wyniku działalności wtórnego merystemu- felegenu. Składa się z komórek ściśle przylegających, martwych i wypełnionych powietrzem. Korek jest tkanką nieprzepuszczalną dla wody i powietrza.
utwory wydzielnicze zaliczamy tu pojedyncze komórki jak i zespoły wydzielające w dużych ilościach specjalne produkty przemiany materii. Produkty wydzielnicze mogą też gromadzić się wewnątrz komórek, najczęściej w wodniczkach. Komórki wydzielnicze mogą znajdować się w różnych miejscach: na powierzchni rośliny - jednokomórkowe włoski parzące pokrzywy lub miodniki produkujące słodki nektar i gruczoły trawienne u muchołówki. Utwory wydzielnicze mogą tez występować wewnątrz organów roślinnych, wytwarzają one różne produkty, jak garbniki, olejki lotne, śluzy, gumy, alkaloidy, składniki soku mlecznego itp. tkanka kalusowa ( tkanka przyranna).
Rozwój organów : budowa i rozwój zarodka: zarodkiem nazywamy niedojrzały, we wczesnym stadium rozwojowym, organizm roślinny który nie jest samodzielny, lecz zależny od materiałów pokarmowych, pochodzących z organizmu macierzystego. Zarodek składa się z osi oraz osadzonych na niej liścieni. Oś zarodka zakończona jest na jednym biegunie merystemem wierzchołkowym korzenia ( radykula) Część osi pomiędzy radykulą a liścieniami to hipokotyl, krótka część nadliścienna to epikotyl na jego czubku znajduje się pączek szczytowy z zawiązkami właściwych liści - plumula. W czasie kiełkowania nasienia rozwija się z zarodka młoda roślina, zwana siewką. Z radykuli rozwija się korzeń pierwotny. Hipokotyl lub epikotyl rośnie na długość i wysuwa pędową część zarodka ponad powierzchnię podłoża. Liścienie po wydostaniu się na światło zazieleniają się oraz powiększają, tworząc pierwsze organy asymilacyjne siewki. Na wierzchołku pędu rozwijają się pierwsze liście które stają się głównymi organami asymilacyjnymi, liścienie kurczą się, więdną i opadają.
Ukształtowanie i budowa korzenia. Istnieją dwa główne typu korzeni: korzenie palowe składa się z jednego korzenia głównego który rośnie pionowo w dół, oraz korzeni bocznych. Wyrastają one z pewnej odległości od merystemu wierzchołkowego korzenia, rozwijają się z wtórnych merystemów. Korzenie boczne tworzą odgałęzienia pierwszego rzędu, mogą one tworzyć następnie rozgałęzienia dalszych rzędów poprzez tworzenie własnych korzeni bocznych. System wiązkowy składa się z wielu korzeni równorzędnych wyrastających u podstawy pędu. Żadne z nich nie góruje nad pozostałymi. Każdy z nich tworzy korzenie boczne a te kolejne odgałęzienia dalszych rzędów. System wiązkowy charakterystyczny jest dla wielu jednoliściennych. Merystem wierzchołkowy. Na szczycie korzenia znajduje się merystem, który powoduje nieograniczony wzrost na długość. W młodym korzeniu możemy wyróżnić 4 strefy: czapeczkę, pramerystem, strefę wzrostu na długość i strefę różnicowania. Bakterioryza. Korzenie niektórych roślin motylkowych żyją w symbiozie z bakteriami z rodzaju Rhizobium. Komórki bakteryjne wnikają do korzenia i intensywnie się rozmnażają w skutek czego w miejscu zakażenia powstają charakterystyczne brodawki. Bakterie te mają zdolność do syntezy wolnego atmosferycznego azotu. Bakterie dostarczają roślinie azot, a w zamian pobierają inne substancje organiczne. Mikoryza jest to forma współżycia niektórych korzeni z grzybami. Wyróżniamy dwa rodzaje mikoryzy: wewnętrzną ( endotroficzną) i zewnętrzną ( ektotroficzną). W mikoryzie zewnętrznej komórki grzyba nie wnikają w głąb korzenia a oplatają go i tworzą charakterystyczne mufki. Przyrost korzenia nie jest ograniczony ale za to tworzy charakterystyczne odgałęzienia. Mikoryza zewnętrzna jest ważna dla wielu gatunków drzew ( dąb, brzoza, sosna, śliwa, jabłoń, grusza i inne) stanowi niezbędny czynnik dla normalnego rozwoju. W mikoryzie wewnętrznej komórki grzyba wnikają do korzenia i zahamowują włośniki. Strzępki wnikają do wnętrza komórek. Taka mikoryza występuje u niektórych drzew i u roślin zbożowych ( owies, żyto, pszenica i kukurydza)
Funkcje korzeni: pobieranie wody i soli mineralnych z gleby oraz przytwierdzenie rośliny do podłoża; magazynowanie substancji zapasowych - korzenie spichrzowe; wciąganie rośliny w głąb podłoża - korzenie kurczliwe; dodatkowe umacnianie rośliny w podłożu - korzenie podporowe; przyczepianie się do różnego rodzaju podpór czy innych roślin - korzenie czepne; czy pobieranie wody z powietrza u niektórych epifitów - korzenie powietrzne; a także pobieranie tlenu z atmosfery w przypadku podłoża w nie ubogiego (bagna) - korzenie oddechowe; czy nawet pobieranie substancji odżywczych od innych roślin, za pomocą ssawek - korzenie pasożytów.
Morfologia i anatomia pędu. Pęd stanowi nadziemną część rośliny. Składa się z łodygi i osadzonej na niej liści. Miejsca z których wyrastają liście są często zgrubiałe i nazywają się węzłami, dzielą pęd na międzywęźla. Od liczby i długości międzywęźli zależy wysokość pędu. Pęd wytwarza również kwiaty i owoce. Pąki. Pąk stanowi merystematyczny zawiązek pędu, złożony ze stożka wzrostu oraz wytworzonych u jego podstawy zawiązków liści i pędów bocznych. Okrywę stanowią starsze zawiązki liści lub liście przekształcone w specjalne łuski. Ze względu na położenie dzielimy pąki na wierzchołkowe i boczne. Wyróżniamy także pąki nieaktywne tj. spoczynkowe, pąki liściowe w których są tylko wegetatywne organy pędu, a także pąki kwiatowe w których są zawiązki kwiatów. Rozgałęzienia pędu. Wyróżnia się dwa rodzaje rozgałęzień bocznych: MONOPODIALNE czyli jednoosiowe, powstaje gdy oś pierwotna rośnie szybciej niż jej boczne odgałęzienia I rzędu, te zaś szybciej niż odchodzące od nich odgałęzienia II rzędu itd. Powstaje w ten sposób system pędowy o wyraźnej pojedynczej osi głównej, od której odchodzą słabiej rozwijające się osie boczne. SYMPODIALNE czyli wieloosiowe, powstaje w wyniku silniejszego wzrostu odgałęzień bocznych i przejmowania przez nie prowadzenia pędu. Oś pierwotna, rośnie wolniej od niego lub w ogóle przestaje rosnąć. Odmianą rozgałęzienia sympodialnego jest rozgałęzienie pozornie widlaste czyli pseudodychotomiczne. Odgałęzienia boczne tworzą się z dwóch naprzeciwległych pąków pachwinowych a pąk wierzchołkowy zamiera. U wielu drzew spośród osi drugiego i wyższych rzędów tylko część wyrasta jako długopędy, o długich międzywęźlach, reszta zaś zostaje zahamowana w swym wzroście i wykształca się jako krótkopędy o silnie skróconych międzywęźlach i gęsto osadzonych liściach. U niektórych drzew liście tworzą się głównie lub nawet wyłącznie na krótkopędach, są one jedynym miejscem tworzenia kwiatów u wielu drzew owocowych. Łodyga stanowi oś pędu na której osadzone są liście, jest organem wysmukłym i pionowo wzniesionym. Wyróżniamy łodygi zielne i zdrewniałe. Łodygi zielne mają delikatną budowę, okrywa je skórka a znajdujące się na niej pąki są nagie. Łodygi zielne są organami nietrwałymi, obumierającymi pod koniec każdego sezonu. Łodygi zdrewniałe występują u form drzewiastych. Gałązka jest na szczycie zakończona pąkiem zimowym okrytym łuskami. Na wiosnę łuski opadają a pęd wznawia wzrost. Kolejne roczne przyrosty widoczne są jako odległości między okółkami blizn łuskowych. Merystem wierzchołkowy pędu składa się z pramerystemu, z tworzących się poniżej niego zawiązków liści i pąków bocznych oraz z odcinka łodygi, który jest jeszcze merystematyczny i odbywają się w nim podziały komórkowe, ale w którym dają się wyróżnić zasadnicze strefy przyszłych tkanek stałych. Budowa pierwotna. Merystem wierzchołkowy przechodzi w strefę różnicowania, w której wykształcają się wszystkie tkanki stałe. Wyróżniamy tu 3 zasadnicze rejony : skórkę, korę pierwotną i walec osiowy. Układ łyka i drewna w łodydze jest zwykle naprzeciwległy. W zależności od układu drewna i łyka wyróżniamy wiązki kolateralne, złożone z jednego pasma łyka i jednego pasma drewna, oraz wiązki bikolateralne, w których występują dwa pasma łyka umieszczone z dwu stron jednego pasma drewna. Występują też wiązki koncentryczne, w których drewno otoczone jest łykiem - wiązki hadrocentryczne lub łyko otoczone jest drewnem - wiązki leptocentryczne.
Teoria stelarna zakłada że tkanki walca osiowego stanowią całość, która przechodziła ewolucje wraz z rozwojem kormusu roślin naczyniowych. Z jednego typu wyjściowego powstały istniejące dziś różne układy tkanek w systemie przewodzącym korzeni i łodyg. Typem najprostszym jest protostela - brak rdzenia. Składa się ona z centralnej kolumny drewna otoczonej cylindrem łyka - haplostela występująca u psylofitów. Bardziej złożoną formą protosteli jest aktynostela, w której centralnie położone drewno tworzy ku obwodowi organu wystające krawędzie, pomiędzy którymi znajduje się łyko. Aktynostela występuje u prymitywnych paprotników ( widłaki) a także w budowie pierwotnej korzeni u okrytozalążkowych. Trzecią odmianą protosteli jest występująca u widłaków plektostela, w której pasma drewna poprzedzielane są i otoczone łykiem. Bardziej złożoną formą walca osiowego jest syfonostela w której tkanki przewodzące tworzą rurę otaczającą miękiszowy rdzeń. W syfonosteli ektofloicznej rura tkanek przewodzących utworzona jest z pojedynczego cylindra łyka otaczającego wewnętrzny cylinder drewna. W amfifloicznej syfonosteli drugi cylinder łyka znajduje się po wewnętrznej stronie drewna. U niektórych paproci tkanki przewodzące mogą występować w formie kilku rur oddzielonych od siebie tkanka miękiszową, jest to wielocykliczna odmiana syfonosteli. Najsilniej rozczłonowaną sieć tworzą tkanki przewodzące w odmianie walca osiowego zwanego eustelą tkanki tworzą tu pojedynczy cylinder złożony z licznych i wyraźnie uformowanych wiązek łykodrzewnych, kolateralnych lub bikolateralnych. Budowa wtórna. Tkanki wtórne są wynikiem działalności dwóch merystemów bocznych: kambium i fellogenu. Wytwarzają one nowe tkanki przewodzące i okrywające co prowadzi do przyrostu na grubość. Kambium to obszar między łykiem a drewnem pierwotnym. Komórki kambium dzielą się peryklinalnie i odkładają w kierunku od środka łodygi nowe komórki różnicujące się w elementy wtórnego drewna i ku obwodowi komórki różnicujące się w elementy wtórnego łyka.
Morfologia liści. Liścienie - pierwsze liście kształtującego się organizmu roślinnego, powstają w zarodku, mogą pełnić funkcje spichrzowe lub asymilacyjne. Liście dolne - pierwsze tworzące się liście, małe i łuskowate, wykształcone przez siewki. Liście przykwiatowe - występują w pobliżu kwiatów i kwiatostanów, często są zredukowane i pełnią odmienne funkcje np. wspierające. Liście właściwe - powstają nad liścieniami lub nad liśćmi dolnymi. Typowy liść właściwy zróżnicowany jest na blaszkę liściową, ogonek i nasadę, typowa blaszka jest utworem płaskim i cienkim, rozpięta jest na szkielecie utworzonym przez rozgałęziony system wiązek przewodzących tworzących użyłkowanie. Liście mogą być jedno lub wielożyłkowe. Rozróżniamy użyłkowanie widlaste, siatkowe i równoległe. Ogonek liściowy łączy blaszkę liściową z nasadą liścia. Nasada liścia stanowi zwykle rozszerzoną i spłaszczoną część łączącą go z łodygą. Dzięki zmianom turgoru w górnej i dolnej części poduszeczki ogonek liściowy ma zdolność wykonywania ruchów np. podnoszących lub opuszczających blaszkę liściową pod wpływem światła. Opadanie liści. Opadanie części roślinnych związane jest z powstaniem specjalnej warstwy komórek pomiędzy częścią opadającą a ciałem rośliny. Jest to warstwa odcinająca. W liściach tworzy się ona u nasady ogonka liściowego. W warstwie odcinającej występuje miękisz o małych komórkach, elementy przewodzące są krótsze a wiązka w tej strefie pozbawiona jest włokien sklerenchymatycznych. Jest to więc słabe miejsce ogonka. Blaszki środkowe pomiędzy komórkami warstwy odcinającej ulegają rozpuszczeniu i komórki oddzielają się od siebie. W niektórych przypadkach w poprzek ogonka tworzy się warstwa korka zamykająca dopływ wody. Liść schnie i zostaje zdmuchnięty przez wiatr.
Funkcje pędu i jego organów : głównymi funkcjami typowego pędu są odżywianie i rozmnażanie. Odżywianie : tworzenie substancji organicznych w procesie fotosyntezy. W procesie tym istotna rola przypada liściom. Inną ważną rolą liścia jest transpiracja tj, parowanie wody z powierzchni rośliny. Łodyga - stanowi w swej typowej postaci nadziemną część osi rośliny, której główne funkcje stanowią: tworzenie podpory dla reszty ciała, przewodzenie wody , soli mineralnych i substancji organicznych, magazynowanie substancji pokarmowych oraz produktów ubocznych ( żywice,)
Przekształcenia pędu i jego części
Rozłogi: są to odgałęzienia dolnej części nadziemnego pędu, płożące się czyli rosnące poziomo tuż przy ziemi lub pod ziemią i służące do rozmnażania się wegetatywnego. ( poziomki, truskawki) Międzywęźla rozłogów są długie. Z pąka pachwinowego co drugiego liścia rozwija się nowy pęd, a równocześnie z węzła wyrastają korzenie przybyszowe. W ten sposób powstają nowe rośliny które oddzielają się od rośliny macierzystej przez obumarcie łączącego je rozłogu.
Kłącza: są to typowo podziemne organy przypominające korzenie. Posiadają węzły i międzywęźla, z których zwłaszcza w węzłach wyrastają korzenie przybyszowe. Kłącza mogą zawierać znaczne ilości materiałów zapasowych. Mogą więc służyć jako organy spichrzowe lub przetrwalnikowe rośliny. Kłącza stanowią też organy rozmnażania wegetatywnego: każdy fragment, zawierający jeden lub więcej węzłów z pąkiem, jest zdolny do wytworzenia nowej rośliny.
Bulwy pędowe: typowe bulwy pędowe, podobne są do kłączy, ale ich wzrost jest ograniczony, nie wytwarzają też korzeni przybyszowych a ich trwałość ograniczona jest do jednego sezonu wegetacyjnego. Typowym przedstawicielem bulwy pędowej jest pyra, kartofel inaczej ziemniaczek.
Cebule: typowa cebula jest organem podziemnym, którego główną część stanowią przekształcone liście. Łodyga jest silnie skrócona i tworzy tzw. piętkę na której osadzone są liście w których magazynowane są materiały zapasowe, przede wszystkim cukry. Z piętki wyrastają również korzenie przybyszowe a na szczycie tej skróconej łodygi znajduje się pąk wierzchołkowy który na wiosnę wyrasta w pęd nadziemny. Cebula jest organem przetrwalnikowym i spichrzowym.
Gałęziaki: u roślin środowisk suchych następuje silna redukcja liści a ich funkcje przejmują zielone łodygi, które ulegają spłaszczeniu i upodobnieniu do liści. U wielu kaktusów liście przekształcają się w ciernie O tym że są one przekształconym pędami świadczy ich wyrastanie z pachwin małych, łuskowatych liści oraz występowanie na nich zredukowanych liści oraz kwiatów. Typowe gałęziaki tworzy np. południowoeuropejski Ruscus aculeatus lub Phyllanthus speciosus. Gałęziakami są także liściopodobne iglaste utwory szparaga Asparagus. W środowisku suchym gałęziaki są mniej narażone na utratę wody niż delikatne liście.
Liściaki: u niektórych roślin środowisk suchych uwstecznienie liścia obejmuje tylko blaszkę, a funkcje asymilacyjne pełni ogonek, który często ulega spłaszczeniu i upodabnia się do blaszki. Ze względu na sztywniejszą budowę liściaki są lepiej przystosowane do warunków panujących w siedliskach suchych niż typowe liście. Liściaki występują u niektórych gatunków akacji Acacia.
Ciernie: są to utwory sztywne, szydlaste, zaostrzone i silnie zdrewniałe, mogą być proste lub rozgałęzione. W odróżnieniu do kolców, ciernie występują tylko w węzłach liściowych i zawierają wiązki przewodzące łączące się z łodygowymi. Powstają w wyniku przekształcenia się liści lub pędów bocznych.
Wąsy: podobnie jak ciernie mogą być pochodzenia zarówno liściowego jak i pędowego. Są to organy czepne, cienkie, wrażliwe na dotyk i pod wpływem bodźca mechanicznego owijające się dokoła podpory. U męczennicy Passiflora wąsy są przekształconymi pędami bocznymi, u winorośli zaś stanowią zakończenia osi rozgałęziającego się sympodialnie pędu.
W wąsy liściowe mogą przekształcać się całe liście lub tylko ich części.
Liście pułapkowe: są to organy występujące u roślin mięsożernych. U rosiczki Drosera rotundifolia liście o okrągłych blaszkach tworzą przyziemną rozetkę. Blaszki pokryte są czerwonymi czułkami składającymi się z trzonka i główki. W trzonku biegnie wiązka przewodząca, a w główce dwie zewnętrzne warstwy komórek mają charakter gruczołowy i wydzielają poprzez porowatą kutikulę lepką, błyszczącą ciecz o zapachu podobnym do miodu, zawierającą enzymy trawiące białko. Potrącone ciałem poruszającego się owada czułki zaginają się do środka i powodują całkowite uwięzienie zwierzęcia w kleistej wydzielinie. U innych roślin mięsożernych liście pułapkowe mogą występować jako urny lub dzbanki. Najbardziej wyspecjalizowane liście tego typu występują u dzbanecznika Nepenthes. Jaskrawopomarańczowa barwa dzbanków oraz wydzielany nektar zwabiają owady które siadają na gładkiej, śliskiej krawędzi dzbanka i łatwo wpadają do środka, gdzie toną i ulegają strawieniu.
Formy ekologiczne roślin
Hydrofity: są to rośliny żyjące całkowicie lub częściowo w środowisku wodnym, a więc rośliny podwodne, z liśćmi pływającymi na powierzchni wody lub rośliny ziemno-wodne. Słabe wykształcenie systemu korzeniowego lub całkowitą jego redukcją. Liście podwodne nie mają aparatów szparkowych a liście pływające mają je tylko na górnej stronie blaszki. Charakterystyczne jest występowanie dużych ilości tkanki przewietrzającej - aerenchymy. Ułatwia ona organom roślin wodnych unoszenie się w wodzie oraz magazynowanie tlenu niezbędnego w procesie oddychania rośliny
Hygrofity: spotykamy je wśród rosnących w cieniu roślin lasu tropikalnego. Przystosowane są to życia w środowisku w którym wilgotność powietrza dochodzi do 100%. Występują u nich cechy ułatwiające transpiracje. Aparaty szparkowe są stale otwarte. System korzeniowy jest najczęściej słabo rozwinięty to samo dotyczy tkanek przewodzących wodę. Są słabo przystosowane do suszy.
Kserofity: są to rośliny mogące żyć i rosnąć w bardzo suchych środowiskach (pustynie, stepy, suche skały itp.) istnieją dwa różne typy kserofitów odmiennie przystosowane do życia w suchym środowisku, są to tzw. sklerofity i sukulenty. Sklerofity są to rośliny sztywne, skórzaste z dobrze rozwiniętymi przystosowaniami do regulowania transpiracji. Dobrze rozwinięty system korzeniowy mogący sięgać nawet do poziomu wód gruntowych. Tkanki przewodzące są silnie rozwinięte. Przy dostatecznej ilości wody, sklerofity bardzo silnie transpirują przez liczne aparaty szparkowe, a w czasie suszy silnie ograniczają ten proces. Sklerofity prowadzą raczej nieoszczędną gospodarkę wodną. Inaczej zachowują się Sukulenty które w okresie dobrego zaopatrzenia w wodę gromadzą jej zapasy. Są to więc rośliny mięsiste i soczyste z silnie rozwiniętym miękiszem wodnym w liściach lub łodygach.
Mezofity: są to rośliny przystosowane do warunków umiarkowanie wilgotnych. W budowie ich występują cechy pośrednie między hygrofitami a kserofitami. Liście ich mają grzbietobrzuszną budowę. Mają urządzenia umożliwiające ograniczenie i regulację transpiracji, ale nie są one silnie wykształcone.
Tropofity: rośliny klimatu zmiennego. W obszarach gdzie latem panuje susza, okresem wzrostu i intensywnej przemiany materii są chłodniejsze pory roku, a lato okresem spoczynku i zastoju. Rośliny tych Stef klimatycznych rozwijają się i kwitną na wiosnę lub jesienią. W naszym klimacie występują 3 główne typy roślin: jednoroczne które kończą swój ponury i bezistotny żywot po okresie wegetacyjnym; dwuletnie które w pierwszym roku swojego rozwoju wykształcają krótki pęd w postaci rozetki i zbierają siły na lepsze czasy, a po śnie zimowym wydają pęd kwiatonośny, po czym giną w ogniach piekielnych. A także rośliny wieloletnie które okresowo zrzucają liście na zimę i dlatego nie giną, amen.
Pnącza czyli liany: występują najczęściej w lasach tropikalnych. Czepiając się innych roślin jako podpory szybko rosną na długość i wydostają się z liśćmi na światło. Łodygi są stosunkowo cienkie i wiotkie. Pnącza są roślinami czepnymi lub wijącymi się
Epifity, inaczej porośla: rośliny które nie zakorzeniają się w glebie lecz osiedlają się na pniach i gałęziach drzew i w ten sposób uzyskują lepsze warunki świetlne. Są organizmami samożywnymi i nie czerpią żadnych substancji pokarmowych z roślin na których się osiedlają.
Pasożyty: Półpasożytem jest np. jemioła Viscum album występująca na różnych drzewach. Tworzy ona małe białe lepkie jagody, które są przenoszone przez ptaki z drzewa na drzewo. Kiełkujące z nasion zarodki wytwarzają charakterystyczny dla pasożytów organ : ssawkę. Pasożyty całkowite mają następujące cechy : wytwarzanie ssawek, brak chlorofilu oraz redukcja organów związanych z samożywnym sposobem odżywiania, przede wszystkim liści a także korzenia. Jedynymi organami nie ulegającymi zmianie są organy rozmnażania - kwiaty.
Rozmnażanie się roślin. /rozmnażanie polega na podzielnie się całego organizmu roślinnego na części lub też na oddzieleniu przez roślinę pewnych specjalnych fragmentów w postaci pojedynczych komórek, grup komórek lub organów, które mogą dać początek nowym osobnikom. Rozróżniamy dwa zasadnicze rodzaje Rozmnażania płciowe i bezpłciowe inaczej wegetatywne. Rozmnażanie wegetatywne prowadzi do odtworzenia u potomstwa składu genetycznego organizmu rodzicielskiego. Części organizmu służące do rozmnażania powstają zawsze w wyniku zwykłych podziałów mitotycznych. U organizmów zbudowanych z jednej komórki rozmnażanie wegetatywne następuje po prostu przez jej podział. Organizmy kolonijne mogą rozmnażać się wegetatywnie poprzez rozpad koloni. U wielokomórkowych sinic, glonów i grzybów rozmnażanie wegetatywne może odbywać się przez fragmentacje plechy. U roślin niższych zarodniki mogą także służyć do rozmnażania wegetatywnego. Strzępki grzybów w pewnych warunkach rozpadają się na małe komórki zwane oidiami, które po rozsianiu kiełkują w nowe strzępki grzyba. Rozmnażanie wegetatywne rozpowszechnione jest również u roślin wyższych. Może ono odbywać się na drodze fragmentacji. Szerokie możliwości wegetatywnego rozmnażania spowodowane są wysoką zdolnością roślin do regeneracji. Rozmnażaniu płciowemu towarzyszy segregacja i rekombinacja genów. Potomstwo różni się swym składem genetycznym od form rodzicielskich. W ten sposób proces płciowy odgrywa znaczną rolę w przyśpieszaniu ewolucji organizmów w kierunku określonym przez czynniki selekcyjne środowiska. Rośliny wytwarzają specjalne gamety które dopiero po połączeniu się ze sobą parami zdolne są do dalszego rozwoju. Proces ten nazywa się zapłodnieniem, kopulacją lub syngamią, a powstała komórka zygotą. Przemiana pokoleń. Jest to zjawisko kolejnego i regularnego następowania po sobie w rozwoju roślin form haploidalnych, rozmnażających się płciowo za pomocą gamet i form diploidalnych rozmnażających się za pomocą mejospor. Kwiaty: rozwijają się z merystemów wierzchołkowych, znajdujących się w specjalnych pąkach na szczycie pędów. W merystemach tych następuje przekształcenie wegetatywnego stożka wzrostu w generatywny. Kwiat jest skróconym pędem zarodnionośnym. Oś kwiatowa jest silnie skrócona, często rozszerzona - nazywa się dnem kwiatowym. To na nim osadzone są pozostałe, boczne części kwiatu: działki kielicha, płatki korony, pręciki oraz owocolistki. Kwiatostany: a) groniaste : grono, baldachogrono, kłos, kotka, kolba, wiecha, baldach, główka, koszyczek, b) kwiatostany wierzchotkowe : sierpik, wachlarzyk, itd. Makrosporogeneza i rozwój żeńskiego gametofitu. Zalążki, czyli otoczone osłonkami mikrosporangia, powstają na wewnętrznych ścianach zalążni. Rozwijają się tam ze specjalnej merystetatycznej - łożyska. Tworzące się mikrosporangia stanowią początkowo kopulaste uwypuklenia placenty, z których rozwija się ośrodek - nucelus. Z boków wyrastają osłonki - integumenty, których jest zwykle dwa : wewnętrzny i zewnętrzny. Otaczają one nucelus pozostawiając na szczycie mały otwór - okienko czyli mikropyle. Zalążki mogą mieć różny kształt. Najprostszy jest zalążek prosty (?) czyli ortotropowy, którym okienko i sznureczek znajdują się naprzeciw siebie na dwóch biegunach zalążka. Zalążek odwrócony - anatropowy w którym sznureczek znajduje się tuż koło okienka. Jest jeszcze zalążek zgięty - kampylotropowy. Komórka macierzysta makrospor dzieli się mejotycznie na 4 szeregowo ułożone komórki tetrady. 3 z nich bliższe okienka, zamierają i jedynie 4, chalazalna makrospora powiększa znacznie swoją objętość i wytwarza żeński gametofit. Jego rozwój odbywa się w obrębie ściany komórkowej makrospory. Jądro makrospory dzieli się mitotycznie na dwa, które zostają przesunięte w wyniku wakuolizacji komórki i rozmieszczone na dwóch biegunach woreczka zarodkowego. Jądra te dzielą się jeszcze dwa razy w wyniku czego na dwóch biegunach woreczka znajdują się po 4 jądra. Następnie po jednym jądrze z każdego bieguna przemieszcza się ku wnętrzu woreczka- są to jądra biegunowe. Jądra otaczają się następnie cytoplazmą i powstaje dojrzały woreczek zarodkowy. Na biegunie mikropylarnym woreczka powstaje 3-komórkowy aparat jajowy, złożony z komórki jajowej i dwóch synergid. Mikrosporogeneza i rozwój męskiego gametofitu. Młode mikrosporangium czyli woreczek pyłkowy, otoczony jest wielokomórkową ścianą, która od wnętrza wyłożona jest tkanką wyścielającą - tapetum, bogatą w substancje odżywcze. Wnętrze woreczka pyłkowego wypełnione jest tkanką archesporialną. Liczba komórek archesporu powiększa podziały mitotyczne, następnie stają się one komórkami macierzystymi mikrospor. Dzielą się mejotycznie i z każdej powstaje złożona z 4 haploidalnych komórek. Komórki rozwijają się w mikrospory, przekształcające się w ziarna pyłku. Dojrzałe ziarna pyłku zawierają 2-komórkowe gametofity. W stadium rozwoju woreczek pyłkowy pęka a pyłek wydostaje się z jego szczeliny. Jeżeli zostanie przeniesiony na znamię słupka zaczyna kiełkować. Otoczona intyną komórka wysuwa się przez otworek i jako łagiewka wrasta do wnętrza szyjki słupka. Podwójne zapłodnienie. U okrytozalążkowych obie gamety męskie biorą udział w zapłodnieniu. Jedna łączy się z komórką jajową. Druga wnika do komórki centralnej a jej haploidalne jądro zlewa się z dwoma jądrami biegunowymi lub diploidalnym jądrem wtórnym. Powstaje jądro 3n zwane jądrem bielmowym. Z niego powstaje tkanka zapasowa czyli bielmo. W woreczku zarodkowym zygota rozwija się w zarodek rośliny, a komórka bielmowa wytwarza tkankę bielmową, równocześnie integumenty zalążka rozwijają się w łupinę nasienną - zalążek przekształca się w nasienie. Natomiast ściany zalążni rozrastają się w owocnie i tworzą wraz z nasionami owoc.
IV. Morfologia i anatomia grzybów.
Komórki grzybów są eukariotyczne, a więc występuje u nich otoczone błoną jądro, mitochondria, struktury golgiego itp.; nie zawierają one jednak ani plastydów, ani typowo roślinnych materiałów zapasowych. Jako wielocukier zapasowy występuje u nich glikogen, produkt charakterystyczny dla komórek zwierzęcych. Ściana komórkowa zbudowana jest przeważnie z aminocukru chityny. Wiele gatunków wytarza barwniki, nadające ich ciałom rozmaite zabarwienie. Grzyby są organizmami saprofitycznymi lub pasożytniczymi. Niektóre gatunki drożdży, zdolne do fermentacji alkoholowej, od tysięcy lat używane są do produkcji wina i wypieku chleba. Grzyby pasożytnicze mogą być groźnymi organizmami chorobotwórczymi dla wielu roślin, zwierząt oraz ludzi. Plazmodia. Śluźnia stanowi wegetatywne ciało śluzowców i ich charakterystyczne stadium rozwojowe. Jest to wielojądrowa, naga, bezkształtna masa protoplazmy, poruszająca się ruchem pełzakowatym po stałym podłożu organicznym lub nieorganicznym. Plazmodium odżywia się zarówno przez pobieranie rozpuszczonych w wodzie substancji pokarmowych na drodze dyfuzji, jak i na sposób czysto zwierzęcy przez pochłanianie stałych cząstek pokarmowych zarówno martwych jak i żywych. Plechy nitkowate ( strzępkowe). Wielokomórkowe, względnie wielojądrowe, zamknięte ścianą komórkową ciała grzybów tworzą plechy noszące nazwę grzybni. Jednostką strukturalną grzybni jest nitkowata strzępka. Grzybnia rozrasta się na powierzchni podłoża oraz w jego wnętrzu i może dochodzić do kilkunastu metrów średnicy. Plechy plektenchymatyczne. U wielu wyższych grzybów w określonym stadium rozwojowym strzępki w pewnych miejscach grzybni splatają się ze sobą ciasno i tworzą różne bryłowate formy: ryzomorfy, sklerocja, podkładki lub owocniki. W utworach tych gęsto splecione strzępki tworzą niby-tkankę, zwaną plektenchymą, U powszechnie znanych grzybów kapeluszowych owocniki powstają jako początkowo kuliste skupienia strzępek grzybni, które następnie szybko rosną w górę ponad powierzchnię podłoża i różnicują sięna trzonek i kapelusz. Zewnętrzne strzępki owocnika mają grubsze ściany komórkowe i stanowią warstwę okrywającą. Z plektenchymy są też zbudowane tzw, podkładki ( czyli stromy) są to utwory najczęściej poduszeczkowate, które mogą wytwarzać zarówno struktury służące do rozmnażania wegetatywnego, jak i owocniki. Niektóre grzyby tworzą zbudowane z plektenchymy grube, ciemno zabarwione sznury, które rosnąć mogą przebywać znaczne odległości i przyczyniać się do szybkiego rozprzestrzeniania się grzyba. Sznury te to tzw. ryzomorfy, z których mogą wyrastać luźne strzępki grzybni a także owocniki. Niektóre grzyby wytwarzają w podłożu tzw. sklerocja służące do przechowywania materiałów pokarmowych, a także pełniące funkcje przetrwalników. Są to ciemno zabarwione, kuliste utwory zbudowane z plektenchymy, która jest szczególnie zbita na powierzchni sklerocjum i tworzy jego okrywę. W odpowiednich warunkach, dzięki nagromadzonym w nich materiałom pokarmowym, ze sklerocjów mogą wyrastać bezpośrednio owocniki.