.

ZAGADNIENIA Z ZAKRESU ROZMNAŻANIA ROSLIN

………………………………………………………………………………………………………………………………………

BUDOWA KWIATU. ZAPYLANIE.

TYPY ROZMNAŻANIA ROŚLIN. PRZEMIANA POKOLEŃ.

TYPY ROZMNAŻANIA ROŚLIN

• bezpłciowe: - przez podział

- wegetatywne (np. fragmentacja łodygi, kłączy itd., specjalne rozmnóżki)

- z udziałem spor = zarodników

- mitospory, produkowane w sporangiach = zarodniach przez mitozę (u niektórych glonów)

- mejospory, produkowane w sporangiach przez mejozę → ściśle związane z rozmnażaniem

płciowym i przemianą pokoleń ! (u wielu glonów, wszystkich mszaków, paprotników, r. nasiennych)

• płciowe = generatywne [gamety różnych typów (→ różne typy syngamii - izogamia, anizogamia, oogamia) produkowane w gametangiach (np. plemnie, lęgnie rodnie)]

PRZEMIANA POKOLEŃ (izomorficzna i heteromorficzna);

Pojęcia: gametofit (istotny typ rozmnażania, nie liczba chromosomów!), gametangium, gametogeneza, gameta, syngamia, zygota

Pojęcia: sporofit (istotny typ rozmnażania, nie liczba chromosomów!), sporangium, archespor, sporogeneza, spora;

izosporia (jednakozarodnikowość)

heterosporia (różnozarodnikowość):

- mikrospory, mikrosporangia, mikrosporogeneza;

- makrospory (= megaspory), makrosporangia (= megasporangia), makrosporogeneza( = megasporogeneza).

podstawowy schemat przemiany pokoleń u roślin telomowych (mszaki, paprotniki, rośliny nasienne)

typ rozmnażania płciowego - oogamia

typy wytwarzania zarodników - izosporia albo heterosporia

.......................................................................................................................................................................

• przykładowy cykl - izosporia i gametofit obupłciowy u mszaków

zarodek sporofitu (2n) → SPOROFIT (2n) → sporangium = zarodnia (2n)

↑ ↓

zygota (2n) archespor (merystem) → komórki macierzyste spor (2n)

↑ mejoza ↓

syngamia (zlewanie gamet) jednakowe mejospory (n)

zapłodnienie ↓

mejospora = zarodnik (n)

komórka jajowa (n) ← gametangium żeńskie (n) ↓

(= rodnia = oogonium)

+ gamety (n) ← mitoza gametangia (n) ← GAMETOFIT (n)

obupłciowy

plemniki (n) ← gametangium męskie (n)

(= plemnia = antheridium)

...............................................................................................................................................................................................

LUB ogólny schemat przemiany pokoleń z KARTY PRACY

Można PRZECZYTAĆ ! (Szweykowscy) Opisy przemiany pokoleń u paprotników jednakozarodnikowych (izosporycznych, np. u nerecznicy) i różnozarodnikowych (heterosporycznych, np. u widliczki)

KWIAT

- kwiat jako skrócony pęd służący do rozmnażania generatywnego

• składniki strukturalne kwiatu i ich funkcje

• szypułka kwiatowa (rozgałęzienie pędu, gdzie z merystemu wierzchołkowego powstał kwiat)

• dno kwiatowe (część o pochodzeniu łodygowym, miejsce osadzenia pozostałych elementów o poch.

liściowym)

• okwiat (ochrona elementów generatywnych, powabnia, niekiedy pozostaje na owocach i pomaga w rozsiewaniu)

• okwiat pojedynczy = niezróżnicowany (elementy - człony=listki=działki okwiatu pojedynczego)

• okwiat podwójny = zróżnicowany, złożony

• kielich (elementy - działki); czasem dodatkowo kieliszek (elementy - listki)

• korona (elementy - płatki)

• pręcikowie - elementy - pręciki; funkcja: wytwarzanie ziaren pyłku

- słupkowie - elementy - słupki; typy morfologiczne słupkowia (zrosłoowockowe, wolnoowockowe);

funkcje: wytwarzanie zalążków, a w konsekwencji - nasion i owoców

• ustawienie zalążni słupka względem dna kwiatowego, okwiatu i pręcików (SCHEMATY !!):

• słupek górny → kwiat dolny (czasem kwiat kołozalążniowy); słupek dolny → kwiat górny

• symetria kwiatu (promienista, dwuboczna, grzbiecista)

• ustawienie elementów kwiatu na dnie kwiatowym (kwiaty cykliczne - elementy na współśrodkowych

okręgach tzw. okółkach; kwiaty acykliczne - o układzie spiralnym, kwiaty hemicykliczne - np. słupkowie,

pręcikowie - spiralne, okwiat w okółkach, np. u jaskrów

- liczba elementów kwiatu (krotność kwiatu, krotność słupka)

• zrośnięcia elementów

• wzory i narysy kwiatowe

• pręcik - mikrosporofil, przekształcony liść zarodnionośny z 4 mikrosporangiami

• morfologia pręcika [nitka + główka (2 pylniki połączone łącznikiem; każdy pylnik zawiera 2 woreczki pyłkowe;

woreczek pyłkowy =mikrosporangium)]

• słupek zbudowany z 1 lub kilku owocolistków

• owocolistek = makrosporofil, przekształcony liść zarodnionośny z 1 makrosporangium

• makrosporangium - ośrodek zalążka otoczony dwiema osłonkami

- morfologia słupka oraz funkcje znamienia, szyjki i zalążni

BIOLOGIA ZAPYLANIA - sposoby przenoszenia pyłku:

autogamia (samopylność - zapylenie pyłkiem z tego samego kwiatu, mniej niekorzystne z powodu mniejszej zmienności genetycznej potomstwa, ale odbywające się czasem lub często u niektórych roślin (wiele odmian roślin uprawnych),

geitogamia (zapylenie sąsiedzkie) - zapylenie pyłkiem z innego kwiatu tego samego osobnika,

allogamia (obcopylność) - najbardziej korzystne zapylenie pyłkiem z innego osobnika tego samego gatunku(zapylenie krzyżowe) - przenoszenie pyłku dzięki różnym czynnikom zewnętrznym - anemogamia (przenoszenie przez wiatr), zoogamia (przez zwierzęta), hydrogamia (przez wodę);

- przystosowania roślin anemogamicznych (wiatropylnych)

- kwiat mały, niepozorny okwiat, czasem zredukowany do łusek, szczecinek lub brak okwiatu;

- bardzo duże ilości sypkiego pyłku

- ziarna pyłku gładkie, bez wyrostków, z workami lub komorami powietrznymi (dłuższe unoszenie w powietrzu)

- zwiększenie powierzchni „przyjmującej” znamion słupka (np. silnie podzielone, piórkowate znamiona u traw)

- u roślin drzewiastych - rozwój kwiatów przed ulistnieniem (brak bariery z liści)

- przystosowania roślin zoogamicznych (zapylanie przez zwierzęta)

rośliny owadopylne

- kwiaty dość duże lub drobne, w kwiatostanach przypominających pojedynczy kwiat (np. koszyczki rodziny Astrowatych - stokrotka, słonecznik);

- okwiat barwny; „systemy informacji barwnej” - kolorowe plamy wskazujące „miejsce lądowania przy jadłodajni”

- pokarm: pyłek, nektar (wodny roztwór cukrów i innych substancji) produkowany w tkankach wydzielniczych (miodniki = nektarniki); miodniki najcześciej na dnie kwiatowym, u podstawy nitek pręcików

- zapach kwiatów - olejki eteryczne produkowane w strukturach wydzielniczych (osmoforach - np. włoski gruczołowe, skórka gruczołowa np. na płatkach korony)

- pyłek produkowany w mniejszej ilości niż u roślin anemogamicznych,

- ziarna pyłku często z wyrostkami, które ułatwiają łączenie się ziaren w grupy lub ziarna lepkie, czasem sklejone ( grupy ziaren łatwiej przyczepiają się do ciała owadów, np. włosków na odwłoku)

[poza Polską, obszary tropikalne, subtropikalne - rośliny ornitogamiczne - kwiaty zapylane przez ptaki - kwiaty bardzo duże, okwiat o intensywnych barwach, np. często czerwony )

MECHANIZMY zabezpieczające przed samozapyleniem

- samosterylność (= samoniezgodność) - hamowanie kiełkowania własnego pyłku (pyłku z tego samego kwiatu, innych kwiatów tego samego osobnika

• czasowe rozdzielenie dojrzewania słupka/słupków i pręcików w jednym kwiecie

• przedprątność - wcześniejsze dojrzewanie pręcików niż słupków

• przedsłupność - wcześniejsze dojrzewanie słupków niż pręcików

- przestrzenne rozdzielenie jednocześnie dojrzewających pręcików i słupków, np. heterostylia (= różnosłupkowość)

KWIATOSTANY - groniaste (z rozgałęzieniami monopodialnymi; proste i złożone) i wierzchotkowate (sympodialne)

RODZAJE ZE SCHEMATAMI (RYSOWANIE SCHEMATÓW) i przykładami roślin; znajomość terminów potrzebnych do opisu klasyfikacji i budowy kwiatostanów: sposoby rozgałęzień, węzeł, międzywęźle, szypułka, kwiat siedzący,

podsadka - liść u podstawy kwiatostanu ( w kącie tego liścia wyrasta pączek rozgałęzionego pędu bocznego - kwiatostanu) ,

przysadka - liść u podstawy pojedynczego kwiatu (w kącie tego liścia wyrasta pojedyncze odgałęzienie boczne - szypułka pojedynczego kwiatu)

……………………………………………………………………………………………………………

BUDOWA ANATOMICZNA ORAZ FUNKCJE PRĘCIKA I SŁUPKA

MIKRO- I MAKROPSPOROGENEZA. ZAPŁODNIENIE,

POWSTAWANIE ZARODKA, NASIENIA, OWOCU. TYPY NASION. PRZEMIANA POKOLEŃ U OKRYTOZALĄŻKOWYCH

BUDOWA ANATOMICZNA I FUNKCJE PRĘCIKA

- anatomia główki pręcika: łącznik z epidermą, miękiszem i wiązką przewodzącą; budowa ściany pylnika i funkcje kolejnych warstw komórek (epiderma, warstwa włóknista - mechaniczna, warstwy pośrednie, tapetum), miejsce pękania ściany; archespor

- budowa ziarna pyłku ( m.in. budowa sporodermy = ściany komórkowej: intyna, egzyna;

sporopoleniny w egzynie - grupa substancji modyfikujących, m.in. o charakterze tłuszczowym, nadające wysoką odporność na rozkład mikrobiologiczny )

Mikrosporogeneza - w woreczku pyłkowym = mikrosporangium:

MEJOZA

archespor - wiele komórek (2n) - 1 komórka macierzyste ziarna pyłku = mikrosporo cyt (2n) → 4 mikrospory (1n)

Rozwój gametofitu męskiego u roślin okrytozalążkowych - etapami, w różnych miejscach rośliny

(początkowe w obrębie ściany mikrospory znajdującej się w mikrosporangium, ostatnie etapy w słupku):

MITOZA

mikrospora (1n) komórka wegetatywna = k. łagiewkowa (1n) → wytwarza łagiewkę pyłkową

MITOZA

komórka generatywna = plemnia (1n) → dwie komórki plemnikowe = gamety męskie (1n)

ZIARNO PYŁKU (komórka wegetatywna i komórka generatywna ) = zredukowany gametofit męski, rozwijający się wewnątrz ściany mikrospory

KOMÓRKA PLEMNIKOWA - gameta męska bezwiciowa, przenoszona przez łagiewkę pyłkową do gametofitu żeńskiego → uniezależnienie transportu gamet od obecności wody, ważne dla roślin lądowych!

BUDOWA I FUNKCJE SŁUPKA cd.

- anatomia zalążni słupka - typy ustawienia łożyska z zalążkami, budowa ściany zalążni

- budowa zalążka z dojrzałym woreczkiem zalążkowym - schemat!

- sznureczek , osadka , ośrodek, osłonki , okienko

- woreczek zalążkowy = gametofit żeński

- typy zalążków - schematy ! - prosty , odwrócony (najczęściej spotykany typ) , zgięty

Makrosporogeneza - w ośrodku zalążka = makrosporangium:

MEJOZA

TYLKO 1 komórka archesporialna (2n) → komórka macierzysta makrospor = makrosporocyt (2n) → 4 makrospory (1n)

Typowy rozwój gametofitu żeńskiego u roślin okrytozalążkowych - w ośrodku zalążka:

z jednej aktywnej makrospory (3 pozostałe makrospory degenerują)

TRZY kolejne MITOZY (podziały jąder komórkowych) - CYTOKINEZA (podziały cytoplazmy i założenie się

ścian komórkowych dopiero po TRZECIEJ MITOZIE)

2 jądra po pierwszej mitozie rozsuwane są przez wakuolę na przeciwne bieguny komórki makrospory,

kolejne 2 mitozy → po 4 jądra haploidalne na biegunie mikropylarnym (przy okienku) i na biegunie przeciwnym

dojrzały woreczek zalążkowy = zredukowany gametofit żeński wewnątrz ściany makrospory

[zbudowany z 7 komórek: - 6 haploidalnych (1komórka jajowa+2 synergidy → aparat jajowy = odpowiednik rodni;

3 antypody)

- 1 diploidalna - komórka centralna - największa, silnie zwakuolizowana,

początkowo z 2 haploidalnymi jądrami biegunowymi ( przemieszczonymi

z biegunów), które zlewają się i tworzą diploidalne wtórne jądro

Zapylenie, wytwarzanie łagiewki pyłkowej, podwójne zapłodnienie;

Podwójne zapłodnienie:

1. komórka plemnikowa (1n) + komórka jajowa (1n) → ZYGOTA (2n) → ZARODEK (młody SPOROFIT) (2n)

2. komórka plemnikowa (1n ) + komórka centralna (2n) → komórka macierzysta bielma (3n) → BIELMO (3n)

Biemo - tkanka odżywcza zużywana podczas embriogenezy (rozwoju zarodka = embrionu), w nasionach bielmowych także podczas kiełkowania nasienia.

Typowy rozwój oraz rola nasienia i jego składników (zarodka, bielma, obielma, łupiny nasiennej);

Rozwój typowego owocu (ściana zalążni → owocnia, zalążek → nasienie);

TYPY NASION (bielmowe, bezbielmowe, obielmowe) z rysowaniem SCHEMATÓW

BUDOWA ZARODKA - jednoliściennych (np. traw: epiblast, koleoptyl, koleoryza)

- dwuliściennych (m. in. rola wieszadełka podczas rozwoju zarodka)

PEŁNY CYKL PRZEMIANY POKOLEŃ OKRYTOZALĄŻKOWYCH

- przebieg kolejnych etapów

- cechy charakterystyczne:

- przewaga sporofitu , heterosporia → specjalizacja gametofitów powstałych ze spor;

- gametofity krótkotrwałe, rozwijające się wewnątrz tkanek sporofitu - w elementach generatywnych kwiatu, uzależnione

troficznie od sporofitu; uniezależnienie transportu komórek plemnikowych od obecności wody (łagiewka pyłkowa!);

podwójne zapłodnienie, oogamia

- powstawanie zarodka sporofitu potomnego w postaci przetrwalnej w nasieniu wyposażonym w substancje zapasowe

- nasiona osłonięte owocnią z przekształconej ściany zalążni słupka

- zróżnicowane mechanizmy rozsiewania DIASPOR generatywnych = nasion lub owoców z nasionami

(= rozprzestrzeniania potomstwa)

……………………………………………………………………………………………………………………………….

ROZWÓJ, BUDOWA I KLASYFIKACJA OWOCÓW.

ROZPRZESTRZENIANIE SIĘ DIASPOR.

ROZWÓJ I BUDOWA OWOCU

• związek budowy słupka z budową owocu

• ogólna budowa owocu: owocnia, komora(y) nasienna(e) z przegrodami, łożysko, nasiona na sznureczkach, pozostałości okwiatu;

• rola owocni (perykarpu) i jej budowa - egzokarp, mezokarp, endokarp (części topograficzne = rejony), z jakich tkanek mogą być złożone (tkanki miękiszowe, przewodzące, okrywające, wzmacniające - włókna sklerenchymatyczne i komórki kamienne).

• udział części pozasłupkowych w budowie owocu (np. dno kwiatowe, okwiat, oś kwiatostanu)

• pochodzenie tkanek budujących owoc; jakie części owocu wytwarzają merystemy wtórne?

• przekształcenia tkanek owocni podczas dojrzewania nasion i owoców (przeróżnicowanie, np. miękisz → sklerenchyma w owocach suchych)

• mechanizmy otwierania [np. naprężenia mechaniczne w wysychającej ścianie owocni, pękanie klapami wzdłuż miejsca zrośnięcia owocolistków (szwu), nerwu głównego owocolistka, ząbkami, wieczkiem]

KLASYFIKACJA OWOCÓW

• podstawy klasyfikacji

- różnice w powstawaniu owoców: pojedynczych, złożonych, owocostanów

(jakie jest słupkowie, jakie inne części kwiatu lub kwiatostanu uczestniczą w powstawaniu niektórych kategorii owoców)

• różnice w otwieraniu i uwalnianiu nasion

- owoce pojedyncze suche pękające i niepękające (= nasiona nie są uwalniane, nie wydostają się z owocni)

- owoce pojedyncze mięsiste = miękiszowe

CHARAKTERYSTYKA POSZCZEGÓLNYCH TYPÓW OWOCÓW

• owoców pojedynczych (opis + przykład rośliny)

( z jakiego słupkowia - jednoowocolistkowego, dwu- lub wieloowocolistkowego, jaka budowa owocni, jeżeli otwierają się, to jak?, cechy szczególne owocu, np. fałszywa przegroda, zrastanie się / lub nie zrastanie się owocni z łupiną nasienną, owoce wielonasienne, jednonasienne

- owoców złożonych wieloorzeszkowych, wielopestkowcowych, wielomieszkowych; przykłady rośliny

• owocostanów orzeszkowych, pestkowcowych, jagodowych; przykład rośliny

Partenokarpia - na czym polega, przekłady roślin

ROZPRZESTRZENIANIE SIĘ DIASPOR

• pojęcie diaspory; diaspory generatywne i wegetatywne

• mechanizmy rozsiewania diaspor - rodzaje, przystosowania struktur roślinnych do tych mechanizmów, przykłady roślin

• autochoria

• allochoria

• anemochoria,

• hydrochoria

• zoochoria [endozoochoria, egzozoochoria, synzoochoria, w tym ostatnim - myrmekochoria

(elajosomy w nasionach roślin mrówkosiewnych)]

• antropochoria - sposoby rozprzestrzeniania związane z działalnością człowieka.

CHORIA - z jęz. greckiego. rozdzielenie, w botanice - rozprzestrzenianie diaspor

DIASPORY - organy służące do rozprzestrzeniania (propagacji) - odzielenie przestrzenne od rośliny macierzystej

diaspory wegetatywne - np. fragmenty typowych pędów, specjalne pędy - rozłogi (stolony), rozmnóżki wegetatywne

diaspory generatywne - owoce z nasionami lub same nasiona, u roślin nizszych zarodniki

AUTOCHORIA (SAMOSIEWNOŚĆ) wykorzystanie mechanizmów tkwiących roślinie macierzystej

do przemieszczania diaspor

ALLOCHORIA (OBCOSIEWNOŚĆ) wykorzystanie czynników zewnętrznych przemieszczających diaspory

AUTOCHORIA

Autochoria przy pomocy diaspor wegetatywnych: kłączy, rozłogów

Autochoria przy pomocy diaspor generatywnych - mechanizmy:

- zmiany turgoru w owocni (wyrzucanie nasion pod ciśnieniem

- nierównowmierne wysychanie ścian owocni

ALLOCHORIA

ANEMOCHORIA - rozsiewanie przez wiatr

• często bardzo lekkie nasiona i owoce, nierzadko z APARATEM LOTNYM, pochodzącym np. z:

• liści przykwiatowych

• okwiatu

• szyjki słupka

• owocni

• łupiny nasiennej

• całe zaschnięte, owocujące rośliny (lub fragmenty)

Gatunki z aparatem lotnym w postaci włosków, gatunki z aparatem lotnym w postaci skrzydełek.

ZOOCHORIA

1. SYNZOOCHORIA = DYS-ZOOCHORIA → rozwleczenie podczas żerowania lub przenoszenia do kryjówek, pozostawianie w zapomnianych kryjówkach; zwykle dotyczy cięzkich owoców np. orzechów (leszczyna, dąb, buk) lub nasion (kasztanowiec), w takim przypadku brak specjalnych przystosowań poza wysoką wartością odzywczą dużych diaspor (zwierzęta roznoszące np. wiewiórka, chomik, sójka).

Myrmekochoria - mrówkosiewność - specjalne przystosowania

• DROBNE owoce i nasiona

• powierzchnia diaspor GŁADKA

• wiele diaspor dojrzewa w okresie masowego rozwoju larw mrówek

• na powierzchni diaspor ELAJOSOMY = CIAŁKA TŁUSZCZOWE zawierające:

• białka, tłuszcze

• witaminy

• kwas rycynolowy (subst. wabiąca)

2. EGZOZOOCHORIA = EPIZOOCHORIA → na powierzchni ciała zwierząt

• najczęściej przylepione z grudkami ziemi

• morfologia niektórych diaspor ułatwia im przyczepianie się do ciała zwierząt! - haczykowate, zadziorkowate struktury - włoski, elementy zachowanego okwiatu, szyjki słupka, liści przykwiatowych

3. ENDOZOOCHORIA → w przewodzie pokarmowym

- nasiona muszą być zabezpieczone przed strawieniem

- „nadtrawienie” np. pestek z nasionem wewn. często ułatwia kiełkowania nasion

- obecność substancji pokarmowych dla zwierząt, najczesciej cukry proste w wodniczkach miękiszu

- „informacja barwna” o dojrzałości owocu (karotenoidy w chromoplastach, antocjany w wodniczce)

HYDROCHORIA = WODOSIEWNOŚĆ

1. wybijanie drobnych nasion z otwartych owoców przez KROPLE DESZCZU

2. Przenoszenie diaspor przez wodę w akwenach - bardzo ważna dla roślin wodnych i bagiennych (diaspory wegetatywne i generatywne)

Przystosowania diaspor generatywnych roślin wodnych i błotnych do przenoszenia przez wodę

• egzokarp owoców hydrofobowy (nienasiąkliwy)

• łupina nasienna hydrofobowa albo pokryta śluzem

• komory powietrzne:

• między owocem a jego osłoną (np. pęcherzykiem u turzyc), między nasieniem a owocnią

• w mezokarpie owocni

• w łupinie nasiennej

ANTROPOCHORIA - przenoszenie diaspor przez człowieka:

• niezamierzone

• na powierzchni ubrania

• w przewodzie pokarmowym

• przenoszenie związane z różnymi czynnościami cywilizacyjnymi, jak np.:

• uprawa roślin użytkowych

• handel i transport

2

---