Budowa kwiatu okrytonasiennych.

Materiał obserwacji: Okazy żywych roślin.

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:

Przeanalizuj budowę kwiatów prezentowanych na ćwiczeniach i narysuj ich wzory i narysy kwiatowe.

Budowa zalążni ziemniaka Solanum tuberosum z rodziny psiankowatych Solanaceae.

Materiał obserwacji: Preparat mikroskopowy zawierający przekrój poprzeczny zalążni ziemniaka.

Słupek składa się ze znamion, szyjki słupka i zalążni.

Preparat mikroskopowy zawiera przekrój poprzeczny przez zalążnię ziemniaka. Słupek ziemniaka powstaje ze zrośnięcia się dwóch owocolistków zrośniętych brzegami. Tworzą się dwie komory, w których na rozrośniętym łożysku powstają zalążki.

Narysuj schemat przekroju poprzecznego przez zalążnię oznaczając: ściana zalążni, przegroda, komora zalążni, łożysko, zalążki.

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.

Schemat zalążka

Rośliny okrytonasienne są diploidalne, tak, więc całe ich ciało włącznie z zalążkiem jest diploidalne. Jedynie woreczek zalążkowy (z wyjątkiem komórki centralnej) jest haploidalny. Zanim powstanie musi nastąpić podział redukcyjny - mejoza. Mejoza to podział komórek archesporialnych.U roślin występuje w momencie zmiany fazy cyklu życiowego z pokolenia diploidalnego (sporofitu) na haploidalne(gametofit). 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.

Schemat przebiegu makrosporogenezy

Budowa pylnika lilii Lilium sp. z rodziny Liliaceae.

Materiał obserwacji: Preparat mikroskopowy zawierający przekrój poprzeczny przez pylnik lilii.

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.

Narysuj schemat obserwowanego preparatu oznaczając: komora pyłkowa, ziarno pyłku, tapetum, warstwa pośrednia, warstwa mechaniczna, skórka, stomium, worek pylnika, łącznik, wiązka przewodząca.

Budowa ziarna pyłku i mikrosporogeneza.

Schemat przebiegu mikrosporogenezy

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 plemnikowa

= zygota
ZARODEK

n

+

n

= 2n

Komórka centralna

+

komórka plemnikowa

= zygota
BIELMO

2n

+

n

= 3n

Ośrodek

OBIELMO

2n

2n

Osłonki zalążka

łupina nasienna

Zalążek

NASIENIE

Zalążnia i ewentualnie inne części kwiatu
OWOC

Schemat przekształcania się zalążka w nasienie.

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

Materiał obserwacji: Nasiona fasoli i strąki fasoli. Preparat mikroskopowy zawierający przekrój poprzeczny przez strąk fasoli.

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.

Narysuj pokrój ogólny otwartego strąka i jego przekrój poprzeczny. Oznacz: szypułka, szew brzuszny, szew grzbietowy, owocnia, łożysko, nasiona, dziobek (pozostałość szyjki słupka). Nasiona występujące u fasoli są nasionami bezbielmowymi.

Budowa różnych typów owoców.

Owoce powstające z kwiatu zawierającego jeden słupek.

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.

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.

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.

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

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

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

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

---