Budowa kwiatu (okwiat, słupek, pręciki).

Kwiat roślin dwuliściennych zbudowany jest z 2 części: tzw. okwiatu nie biorącego bezpośredniego udziału w procesie rozmnażania, i uczestniczących bezpośrednio w tym procesie - pręcikowia i słupkowia.

Okwiat - tworzą kielich i korona. Spełnia on funkcje ochronne dla pręcikowia i słupkowia, a także stanowi przywabnię dla zwierząt.

Kielich - składa się z działek zwykle zielonych, podobnych do liścia; stanowi najbardziej zewnętrzny okółek kwiatu.

Korona - składa się z płatków, zwykle barwnych i większych niż działki kielicha.

Pręcikowie - składa się z pręcików (mikrosporofili) zbudowanych z nitki pręcika i z główki; w główce pręcika znajdują się 4 woreczki pyłkowe, a w nich tkanka, z której po mejozie powstaną ziarna pyłku.

Słupkowie - to najbardziej wewnętrzny okółek kwiatu, złożony ze słupków bądź słupka, przy czym słupek jest przekształconym owocolistkiem, którego brzegi zrosły się zamykając wewnątrz zalążek — stąd nazwa okrytozalążkowc lub okrytonasienne; część słupka, w której znajduje się zalążek, nazywamy zalążnią, natomiast ku górze słupek zwęża się w szyjkę zakończoną znamieniem służącym do przyjmowania ziaren pyłku.

Wyróżnia się kwiaty obupłciowe, tj. zawierające jednocześnie słupki i pręciki, oraz kwiaty rozdzielnopłciowe zawierające osobno słupkowie i osobno pręcikowie. Rośliny, których jedne osobniki zawierają tylko kwiaty żeńskie, inne zaś tylko kwiaty męskie, nazwano roślinami dwupiennymi, np. konopie, wierzba, cis, chmiel. Jeżeli na jednej roślinie (osobniku) spotykamy równocześnie kwiaty żeńskie i męskie, to nazywamy ją jednopienną, np. dynia, kukurydza, sosna, leszczyna.

Rodzaje kwiatostanów.

Kwiatostany - kwiaty mogą występować na pędach pojedynczo (np. u maku lub tulipana), bardzo często jednak na pędzie wyrasta większa liczba kwiatów tworzących skupienia, zwane kwiatostanami. W zależności od sposobu rozgałęzienia się pędów kwiatostanowych oraz sposobu osadzenia kwiatów wyróżniamy szereg typów kwiatostanów:

Kwiatostany groniaste stanowią odcinki pędów rozgałęziające się jednoosiowe (monopodialnie), z kwiatami tworzącymi się na końcach odgałęzień bocznych w takiej kolejności, że najstarsze znajdują się w części podstawowej osi głównej, a im są młodsze, tym są bliżej części szczytowej.

Istnieje kilka rodzajów kwiatostanów groniastych:

1. Grono - kwiaty o szypułkach jednakowej długości, stanowiące osie boczne I rzędu, osadzone są na wydłużonej, pojedynczej osi głównej (konwalia).

Baldachogrono - kwiaty o szypułkach niejednakowej długości układają się mniej więcej w jednej płaszczyźnie (jarzębina, dziki bez).

2. Kłos - podobny jest do grona, ale kwiaty są siedzące, bezszypułkowe (babka, rdest).

Kotka (albo bazia) - jest to kłos o osi często wiotkiej, zwisającej, odpadający od rośliny jako całość, wraz ze swą osią (wierzba, leszczyna).

Kolba - jest to kłos o silnie zgrubiałej osi (pałka, kwiatostany żeńskie kukurydzy).

Kłos złożony - na osi kwiatostanu osadzone są kłosy proste, zwane kioskami (żyto, pszenica, jęczmień).

3. Wiecha - charakteryzuje się tworzeniem odgałęzień drugiego i dalszych rzędów, na końcach wszystkich rozgałęzień znajdują się pojedyncze kwiaty (bez, lilak, wiele traw).

Wiecha złożona - rozgałęzienia osi kwiatostanu zakończone są nie pojedynczymi kwiatami, a kioskami (owies, proso, kwiatostany męskie kukurydzy).

4. Baldach - ma oś główną silnie skróconą, kwiaty o szypułkach jednakowej długości wyrastają jakby z jednego miejsca - na szczycie łodygi. Kwiaty najmłodsze znajdują się w środku baldachu (czosnek).

Baldach złożony - osie boczne pierwszego rzędu i zwykje także oś główna zakończone są nie pojedynczymi kwiatami, ale małymi baldachami, zwanymi baldaszkami (marchew).

5. Główka - oś kwiatostanu jest silnie skrócona i w różnym stopniu zgrubiała, a kwiaty są siedzące lub osadzone na bardzo krótkich szypułkach (koniczyna).

6. Koszyczek - oś kwiatostanu jest silnie skrócona, rozszerzona i przeważnie spłaszczona (tworzy tzw. dno kwiatostanowe), a na niej gęsto skupione są siedzące kwiaty.

Budowa kwiatu okrytonasiennych.

Kwiat jest organem rozmnażania generatywnego. Na osi kwiatowej, silnie skróconej i nazywanej dnem kwiatowym poszczególne elementy kwiatu są ustawione spiralnie lub okółkowo. Należą do nich - okrywa kwiatowa, zwykle zróżnicowana na kielich i koronę, pręciki oraz słupki, lub słupek. Budowę kwiatu można wyrazić za pomocą wzoru i narysu kwiatowego. Wzór kwiatowy jest to skrócony zapis precyzujący:

symetrię kwiatu ( * dla kwiatów promienistych, - dla kwiatów o symetrii grzbiecistej)

P (perianthium) z cyfrą lub cyframi np. 3+3 oznaczającymi ilość działek okwiatu dla okwiatu niezróżnicowanego

K (kalyx) kielich z cyfrą oznaczającą ilość działek kielicha

C (corolla) korona z cyfrą oznaczającą ilość płatków korony

A (androceum) pręcikowie z cyfrą lub cyframi oznaczającymi ilość pręcików

G (gynaeceum) słupkowie z cyfrą oznaczającą ilość słupków, lub cyfrą w nawiasie oznaczającą z ilu owocolistków zrósł się słupek.

Tak, więc wzór kwiatowy dla hipotetycznego kwiatu o symetrii promienistej, z pięcioma działkami kielicha, pięcioma płatkami korony, wieloma pręcikami, oraz słupkiem zrośniętym z pięciu owocolistków wygląda tak *K5C5AnG(5).

Jeżeli jakieś elementy w kwiecie się zrastają ze sobą np. płatki korony cyfrę je określającą bierzemy w nawias, podobnie nawias kwadratowy stawiamy dla określenia zrośnięcia się np. płatków i pręcików [C(5)A5]. We wzorze uwzględniamy również położenie słupka w kwiecie. Słupek dolny to taki, którego zalążnia jest zrośnięta z wklęsłym dnem kwiatowym, co zaznaczamy umieszczając kreskę nad cyfrą oznaczającą ilość owocolistków, z których zrósł się słupek. Słupek górny to taki słupek, którego miejsce przyrośnięcia do dna kwiatowego jest na tym samym poziomie, lub wyżej niż pozostałych elementów kwiatu. Oznaczamy to umieszczając kreskę pod cyfrą oznaczającą ilość owocolistków, z których zrósł się słupek.

Narys kwiatowy jest jakby rzutem kwiatu na płaszczyznę, określa wzajemny układ poszczególnych elementów kwiatu względem siebie i dla naszego hipotetycznego kwiatu wygląda tak:

Budowa zalążka i makrosporogeneza.

Zalążek roślin okrytonasiennych przyrośnięty jest do łożyska sznureczkiem. Dwie osłonki otaczają ośrodek, w którym rozwija się woreczek zalążkowy. Osłonki nie zrastają się do końca i tworzy się kanalik zwany okienkiem. Dojrzały woreczek zalążkowy składa się z aparatu jajowego tzn. z synergid i komórki jajowej, umieszczonych blisko okienka, oraz komórki centralnej i trzech antypod.

Rośliny okrytonasienne są diploidalne, tak, więc całe ich ciało włącznie z zalążkiem jest diploidalne. Jedynie woreczek zalążkowy (z wyjątkiem komórki centralnej) jest haploidalny. Zanim więc powstanie musi nastąpić podział redukcyjny - mejoza. Podziałowi mejotycznemu podlega jedna z komórek ośrodka. Nazywamy ją komórką archesporialną. Z komórki tej powstają cztery komórki haploidalne zwane tetradą makrospor. Są one odpowiednikiem zarodników roślin niższych. Trzy z tych komórek degenerują, a czwarta przechodzi trzy podziały mitotyczne, które doprowadzają do powstania 8 jąder. Trzy znajdujące się w pobliżu okienka przyporządkowują sobie cytoplazmę i przekształcają się w aparat jajowy. Trzy znajdujące się w pobliżu chalazy stają się jądrami synergid. Pozostałe dwa jądra zlewają się ze sobą i tworzą diploidalne jądro wtórne komórki centralnej. Powstawanie woreczka zalążkowego nazywamy makrosporogenezą.

Makrosporogeneza

Budowa pylnika lilii Lilium sp. z rodziny Liliaceae.

Pręciki roślin okrytonasiennych zbudowane są z nitki i pylnika. Preparat jest przekrojem poprzecznym przez pylnik pręcika lilii. Widoczne są dwa worki pylnika połączone łącznikiem. Przez łącznik przebiega wiązka przewodząca. W jednym worku pylnika występują dwie komory pyłkowe. W sumie w pylniku znajdują się cztery komory pyłkowe. Przeanalizuj budowę ściany komory pyłkowej. Zbudowana ona jest z szeregu warstw. Pylnik okryty jest skórką, pod nią znajduje się warstwa mechaniczna. Jest to jedna warstwa stosunkowo dużych komórek. Ich ściany posiadają listwowate zgrubienia przebiegające prostopadle do obwodu pylnika. Komórki te powodują otwieranie się worków pyłkowych po dojrzeniu ziaren pyłku. Miejsce rozrywania się komór znajduje się zwykle pomiędzy dwoma komorami jednego worka i nazywa się stomium. Następnych kilka warstw komórek tworzy warstwę pośrednią. Od wewnątrz komory występuje tapetum, tkanka odżywiająca dojrzewające ziarna pyłku.

Budowa ziarna pyłku i mikrosporogeneza.

We wczesnych etapach rozwoju pylnika jego komory pyłkowe wypełnione są komórkami archesporialnymi. Komórki te przechodzą podział mejotyczny i z każdej z nich wytwarzają się cztery potomne komórki zwane tetradą mikrospor. Są one odpowiednikiem zarodników roślin niższych. Każda z tych komórek rozwija się dalej i przekształca w ziarno pyłku. Przechodzi ona jeden podział mitotyczny i powstaje komórka wegetatywna (większa) i komórka generatywna (mniejsza). Komórka generatywna jest otoczona przez protoplast komórki wegetatywnej. Na zewnątrz dojrzewającego ziarna pyłku wytwarza się gruba ściana komórkowa składająca się z dwóch warstw - egzyny na zewnątrz i intyny do wewnątrz. Komórka generatywna przechodzi jeszcze jeden podział mitotyczny i powstają z niej dwie komórki plemnikowe. Podział ten może nastąpić już w łagiewce, w którą kiełkuje ziarno pyłku na znamieniu słupka, bądź jeszcze w samym ziarnie pyłku.

Podwójne zapłodnienie i powstawanie owocu i nasienia.

Ziarno pyłku po dostaniu się na znamię słupka kiełkuje w łagiewkę. Proces osadzenia ziarna pyłku na znamieniu nazywamy zapyleniem. Przelewająca się w łagiewce cytoplazma komórki wegetatywnej donosi komórki plemnikowe w pobliże ośrodka zalążka. Jądro jednej z komórek plemnikowych zlewa się z jądrem komórki jajowej, powstaje w ten sposób zygota diploidalna. Jądro drugiej komórki plemnikowej łączy się z jądrem komórki centralnej. Powstaje zygota triploidalna. Proce ten to podwójne zapłodnienie. Po zapłodnieniu zygota diploidalna rozwija się w zarodek, zygota triploidalna rozwija się w tkankę odżywczą zwaną bielmem, a osłonki zalążka w łupinę nasienną. Cały zalążek przekształca się w nasienie. Zalążnia słupka, a czasami również inne części kwiatu przekształcają się w owoc.

Nasiona składające się z zarodka, bielma i łupiny nasiennej nazywamy bielmowymi. Niekiedy oprócz bielma występuje też obielmo, diploidalna tkanka zapasowa powstała z tkanek ośrodka. Są to nasiona obielmowe. W niektórych wypadkach rozwój bielma zostaje zahamowany we wczesnych etapach. Wtedy nasienie składa się z zarodka i łupiny nasiennej. Takie nasiona nazywamy bezbielmowymi. Tkanka zapasowa znajduje się w nasionach bezbielmowych w rozrośniętych liścieniach zarodka.

Komórka jajowa+ komórka plemnikowi = zygota ZARODEK

n+n= 2n

Komórka centralna+komórka plemnikowi = zygota BIELMO

2n+n= 3n

Ośrodek OBIELMO

2n 2n

Osłonki zalążka łupina nasienna

Zalążek NASIENIE

Zalążnia i ewentualnie inne części kwiatu OWOC

Budowa owocu, nasienia i zarodka fasoli Phaseolus vulgaris z rodziny Fabaceae.

Owoc fasoli zwany strąkiem powstaje ze słupka zrośniętego z jednego owocolistka i pęka szwem grzbietowym przebiegającym przez środek owocolistka i szwem brzusznym powstającym w miejscu zrośnięcia się brzegów owocolistka. Jest to owoc jednokomorowy i wielonasienny.

BUDOWA RÓŻNYCH TYPÓW OWOCÓW.

I. Owoce powstające z kwiatu zawierającego jeden słupek.

1.Owoce suche

Pękające: Zwykle posiadające wiele nasion.

mieszek - owoc powstający z jednego owocolistka i pękający szwem zrośnięcia się brzegów owocolistka. Jest to owoc występujący w prymitywnych rodzinach. W rzeczywistości rzadko zdarza się mieszek u roślin posiadających 1 słupek.

strąk - owoc charakterystyczny dla rzędu Fabales. Powstaje ze słupka zrośniętego z jednego owocolistka i pęka szwem zrośnięcia się owocolistka (szew brzuszny) i przez środek owocolistka (szew grzbietowy).

łuszczyna i łuszczynka - owoc charakterystyczny dla rodziny krzyżowych. Powstają ze zrośnięcia się dwóch owocolistków, posiadają fałszywą przegrodę dzielącą wnętrze na dwie komory. Łuszczyna jest długa i wąska, łuszczynka krótka i szeroka, zwykle silnie spłaszczona.

torebka - owoc powstający z dwóch lub więcej owocolistków, pęka szwami zrośnięcia owocolistków, przez środek owocolistka lub otworkami albo odpadającym wieczkiem. W rodzinie dzwonkowatych występują torebki powstające z udziałem dna kwiatowego.

Rozpadające się.

rozłupnie pękające na jednonasienne rozłupki, w których elementy owocni pozostają z nasieniem. Należą do nich skrzydlaki jak np. u klonu, rozłupnie np. malwy, wargowych i szorstkolistnych, oraz rozłupnie baldaszkowych. Te ostatnie powstałe z udziałem dna kwiatowego.Owoce, które powstały na drodze ewolucji ze strąka i łuszczyny tzw. strąk przewęzisty i łuszczyna przewęzista rozpadające się na jednonasienne fragmenty.

Niepękające: zwykle jednonasienne

Owoce typu orzecha i niełupki zawierające jedno nasienie umieszczone w komorze nasiennej. Mogą powstawać ze słupka zrośniętego z jednego owocolistka np. u jaskrowatych lub różowych lub z większej liczby owocolistków np. u rdestowatych. Niełupki złożonych powstają ze słupka dolnego zbudowanego z dwóch owocolistków i zrośniętego z dnem kwiatowym.

ziarniaki - owoce traw powstałe ze słupka zrośniętego z dwóch owocolistków. W ziarniaku owocnia zrasta się z łupiną nasienną w okrywę owocowo-nasienną.

suchy pestkowiec - owoc orzecha kokosowego, w którym owocnia jest trójwarstwowa: egzokarp tworzy rodzaj "skórki", mezokarp włóknistą warstwę oraz endokarp pestkę zbudowaną z komórek kamiennych. W endokarpie widoczne są trzy pory. Przez jeden z nich kiełkuje zarodek.

2.Owoce mięsiste

pestkowiec - w którym owocnia jest trójwarstwowa: egzokarp tworzy rodzaj "skórki", mezokarp mięsistą warstwę oraz endokarp pestkę zbudowaną z komórek kamiennych. Do pestkowców należą owoce podrodziny śliwowych rodziny różowatych powstałe ze słupka zrośniętego z jednego owocolistka oraz owoce oliwki (dwa owocolistki). Owoc orzecha włoskiego to też pestkowiec, ale powstaje z dolnego słupka, a więc z udziałem dna kwiatowego. Pestkowce zazwyczaj są jednonasienne.

jagoda - owoc, w którym owocnia jest całkowicie mięsista. Należałoby tu wyróżnić owoce takie jak czarnej jagody, pomidora czy papryki powstałe z wielokomorowych słupków. Odrębną grupę jagód reprezentują owoce roślin cytrusowych. Jagody porzeczki, agrestu i dyniowatych powstają z udziałem dna kwiatowego. Jagody są prawie zawsze wielonasienne.

II. Owoce powstające z kwiatu zawierającego wiele słupków.

wielomieszekmieszek lub mieszkostan - zbiór mieszków - owoców powstających z jednego owocolistka i pękający szwem zrośnięcia się brzegów owocolistka. Jest to owoc występujący w prymitywnych rodzinach, w których w kwiecie jest kilka słupków.

wieloorzeszki lub wieloniełupki owoce charakterystyczne dla jaskrowatych, różowatych i magniliowatych.

owoc typu róży gdzie rozrośnięte kubkowate dno kwiatowe tworzy mięsiste hypancjum zawierające w środku owoce właściwe - orzeszki.

wielopestkowiec - owoc charakterystyczny dla maliny.

owoc szupinkowy charakterystyczny dla podrodziny jabłkowych, rodziny różowatych. Kwiat jabłkowych ma słupek z wolnymi szyjkami, dolny. Brzegi owocolistków zrastają się z dnem kwiatowym, ale nie zrastają się ze sobą do końca. Dlatego owoc ten może być traktowany jako taki, w którym dno kwiatowe zrasta się z 2 - 5 słupkami, lub z jednym słupkiem zrośniętym z 2 - 5 owocolistków. Jeśli przyjąć drugi wariant owoc ten będzie należał do I2.

III. Owoce powstające z wielu kwiatów (z kwiatostanów), które nie tworzą owocostanu, ale wyodrębniony owoc.

1.Owoc mięsisty, w którym mięśnieje wypukła oś kwiatostanu, podsadki oraz elementy okwiatu poszczególnych kwiatów - owoc ananasa.

2.Owoc mięsisty, w którym mięśnieje wklęsła oś kwiatostanu oraz elementy okwiatu poszczególnych kwiatów - owoc figi.

3.Owoc mięsisty, w którym na wypukłej osi kwiatostanu występują drobne owocki, w których mięsiste elementy stanowi okwiat poszczególnych kwiatów - owoc morwy.

---