Botanika - egzamin

1. Organizacja komórki protofitów i kryteria wyróżniania wielokomórkowych organizmów roślinnych.

protofit - organizm jednokomórkowy

Komórka protofitu składa się z:

jądro komórkowe z jąderkiem otoczone kariolemmą (podwójną) - zawiera informację genetyczną o budowie białek enzymatycznych i strukturalnych (DNA w formie chromatyny)

mitochondria - otoczone podwójną błoną, magazyny energetyczne, koniec procesu utleniania (oddychania komórkowego), wew. błona tworzy grzebienie z cytochromami itp., własne DNA (kolisty genofor), rozmnaża się samodzielnie

plastydy - otoczone podwójną błoną, tylko u roślin, własne DNA, rozmnażają się samodzielnie

a) chromatofory - posiadają barwnik

- czynne w fotosyntezie: chloroplasty - zielone, feoplasty - brązowe, rodoplasty - czerwone

- nieczynne w fotosyntezie: chromoplasty - owoce, marchewka, płatki korony

b) leukoplasty - bez barwnika, materiały zapasowe

reticulum endoplazmatyczne - układ kanalików i pęcherzyków zbudowanych z bł. elementarnej, oddziela od siebie przeciwstawne procesy, ściśle związane z jądrem i strukturą Golgiego.

a) re szorstkie - z rybosomami, syntetyzują białko

b) re gładkie - bez rybosomów, synteza kwasów tłuszczowych

struktura Golgiego - zbiór cystern ułożonych nad sobą, odpowiedzialne za ostateczne formowanie produktów białkowych przed wydaleniem

lizosomy - drobne pęcherzyki koło struktur Golgiego, wypełnione enzymami hydrolitycznymi, odpowiedzialne za trawienie drobnych cząstek i obumarłych elementów cytoplazmy

peroksysomy - wyspecjalizowane (katalaza) do utleniania z wykorzystaniem O₂, powstaje H₂O₂, który może być wykorzystany do utleniania różnych substratów

glioksysomy - tylko u roślin w tkankach magazynujących tłuszcze, rozkładają kwasy tłuszczowe na cukier, odgrywają dużą rolę przy kiełkowaniu nasion

rybosomy - 2 podjednostki (mniejsza i większa), synteza białek (translacja)

a) 70 S - rybosomy występujące w mitochondriach i plastydach

b) 80 S - rybosomy zawarte w cytoplazmie

mikrotubule - cienkie, długie utworzone z białka (tubulina), z nich wrzeciona podziałowe tworzą również nici i rzęski, tworzą „mikroszkielet”

mikrofilamenty - włókna białka kurczliwego (aktyny), uczestniczą w ruchu komórki, związane z mikrotubulami

cytoplazma podstawowa - struktura drobnoziarnista, białkowa, w niej znajdują się wszystkie elementy komórki, zawiera enzymy, jest w ciągłym ruchu (rotacje)

wodniczki - wydzielony obszar cytoplazmy otoczony błoną plazmatyczną (tonoplast), w środku sok komórkowy - wodny roztwór zw. chemicznych, produkty wydalania, wydzielania, utrzymuje napięcie błony komórkowej (turgor), u roślin jedna duża, u zwierząt kilka mniejszych

a) wodniczki tętniące - u glonów i wiciowców, napełniają się wodą z komórki i ją wydalają

b) wodniczki trawienne (pokarmowe) - w czasie fagocytozy, pinocytozy, trawią pobrane substancje

błona komórkowa (plazmolemma) - osmotycznie czynna błona elementarna, granica komórka - środowisko, jest to błona białkowo - lipidowa

ściana komórkowa - otacza komórkę roślinną, skład: celuloza, pektyny; celuloza tworzy łańcuchy (mikrofibrylle), a pomiędzy nie pektyny: H₂O, micele - krystaliczne obszary ściany komórkowej

a) ściana pierwotna - cienka i delikatna, 20% celulozy, reszta to wielocukry (celuloza)

b) ściana wtórna - odkłada się w niej celuloza, lignina, krzemionka, kutyna, suberyna; w śc. kom. są otwory (jamki), są to jamki proste i lejkowate

Kryteria wyróżniania wielokomórkowych organizmów roślinnych:

a) wyspecjalizowanie się określonych grup komórek w danym organizmie do pełnienia określonych funkcji

b) po rozdzieleniu komórki nie mogą dalej żyć samodzielnie

Różne typy organizmów wielokomórkowych: kolonie (toczek Volvox), komórczaki (plechy glonów), tkankowce

2. Podobieństwa i różnice w budowie różnych typów komórek miękiszowych roślin nasiennych.

miękisz (parenchyma) - tkanka stała, słabo wyspecjalizowana i może się odróżnicować na merystemy wtórne, żywa, o cienkich ścianach zazwyczaj pierwotnych, dużo wakuol (wodniczek), zawierają plastydy, które na świetle przekształcają się w chloroplasty.

Różne typy komórek miękiszowych:

a) m. zasadniczy - zbudowany z cienkościennych, równowymiarowych komórek, wypełnia przestrzenie pomiędzy innymi tkankami (kora pierwotna, rdzeń)

b) m. zieleniowy (asymilacyjny - chlorenchyma) - występuje w zielonych częściach roślin, odpowiada za fotosyntezę, dużo chloroplastów, wykształca się pod wpływem światła

- m. palisadowy - głównie w liściach, kom. wydłużone, ułożone prostopadle do pow. liścia i równoległe do siebie, bardzo dużo chloroplastów, między nimi wąskie, długie przestrzenie międzykomórkowe, najczęściej w górnej części liścia

- m. gąbczasty - luźne komórki, duże przestwory, zwykle w dolnej części liścia, spełnia funkcje przewietrzające, przeprowadza asymilaty do części sitowej wiązek przewodzących, u roślin wodnych tylko ten rodzaj miękiszu asymilacyjnego

c) m. spichrzowy - składa się z komórek wypełnionych materiałami zapasowymi (skrobia, tłuszcze, białka)

- m. wodny - u gruboszowatych, ogromne wodniczki w dużych komórkach, magazynuje wodę

d) m. powietrzny (aerenchyma) - luźno poukładane komórki, bardzo duże przestwory komórkowe tworzące system kanałów powietrznych wewnątrz rośliny, magazynuje tlen z fotosyntezy do oddychania, występuje u roślin wodnych i podwodnych, ułatwia unoszenie się w wodzie

3. Budowa i funkcje reticulum endoplazmatycznego i układu Golgiego

reticulum endoplazmatyczne (siateczka wewnątrzplazmatyczna) - system kanalików i cystern, zbudowane z błony elementarnej (białkowo-lipidowej), nie jest stałe, może się przemieszczać, na stałe połączone z błoną jądrową, zawiera liczne enzymy, syntetyzuje składniki błon (białka i lipidy), umożliwia transport w komórce

a) re. szorstkie - synteza białek za pomocą rybosomów doczepionych do błon od zewnątrz. Rybosomy mogą również syntetyzować bez połączenia z błoną re. tworząc polirybosomy

b) re. gładkie - synteza lipidów, transport

struktura (układ, aparat) Golgiego - system cystern, kanalików i pęcherzyków, ściśle powiązany z re., podstawowa jednostka to diktiosom

diktiosom - stos cystern wygiętych spodeczkowato, na końcach rozdęte i tworzą się pechęrzyki, połączone rurkami, składa się z dwóch części (cis i trans)

- cis - obok re. i do niego podobne, grupuje i segreguje białka, a potem zatrzymuje je w komórce albo przesyła do trans

- trans - związany z wakuolą lub plazmolemmą, bardziej zagęszczony, ostateczne formowanie produktu przed wydaleniem

Pełnione funkcje: wydalanie modyfikowanych białek, synteza pektyny i chemicelulozy oraz wbudowywanie ich w ścianę kom., uczestniczy w tworzeniu przegrody pierwotnej przy cytokinezie, f. wydzielnicze, transport wewnątrz i na zewnątrz protoplastu, przepływ błon od re. do innych (odnowa)

4. Właściwości strukturalne cytoplazmy podstawowej.

cytoplazma podstawowa (macierz, matrix) - stanowi środowisko dla innych składników komórki, koloid o strukturze żelu, 60 - 90% wody, w suchej masie: 50% białka, 12 - 25% tłuszcze, 15 - 20% węglowodany drobnoziarniste, zawiera wiele enzymów uczestniczących w glikolizie, syntezie cukrów, aminokwasów itp., lepka, ciągliwa, elastyczna, w ciągłym ruchu (ruchy rotacyjne, cyrkulacyjne, pulsacyjne)

• 5. Budowa i funkcje plazmalemmy

• Błona plazmatyczna (elementarna)-buduje większość błon w komórce, także plazmalemmę. Struktura płynnej mozaiki, błona białkowo-lipidowa (białko 60% lipidy 40%), żywa, półprzepuszczalna, składa się z dwóch warstw fosfolipidów z łebkami (cz. hydrofilowa, fosforanowa) na zewn. i ogonkami (cz. hydrobowe, łańcuchy kw. tłuszczowych) do wewnątrz. W błonie liczne białka ( receptorowe) o różnym zagłębieniu w błonę np. rodopsyna jest na 1/3 w błonie, a gdy dochodzi kwant energii, to się wynurza na ½ i wysyła impuls, wybiórcza przepuszczalność, swobodnie przenika woda, jony, molekuły, makromolekuły oraz kompleksy przenoszone są za pomocą białek nośnikowych, zazwyczaj na zasadzie transportu aktywnego ( z wykorzystaniem ATP i przeciwnie do stężeń).

• Plazmalemma- oddziela protoplast od zewn. środowiska, zapewnia zatrzymanie odpowiednich składników przez półprzepuszczalność. Odbiera sygnały i przesyła je dalej (specyficzne białka receptorowe, potencjał elektryczny i jego zmiany - pompa sodowo-potasowa), chroni przed wysychaniem, ulega plazmolizie (odstawanie plazmolemmy od ść. kom. przy niedostatku wody).

• 6. Budowa i funkcje rybosomów

• Budowa rybosomów- składają się z 2 podjednostek, zbudowanych z kilku rodzajów rRNA i białek, rRNA syntezowane jest w jąderku, a białka bezpośrednio w cytoplaźmie, wstępne formowanie rybosomów odbywa się w jądrze, kompletne-w cytoplaźmie, miejsce łączenia się podjednostek-podłączenie mRNA, miejsce P (peptydowe) i A (aminocylowe)-miejsca translacji.

a) rybosomy mitochondrialne i plastydowe- 70S (50S i 30S) w mitochondriach i plastydach

b) rybosomy luźne- 80S (60S i 40S) tworzące polirybosomy

Funkcje rybosomów- translacja- przepisywanie sekwencji genetycznej zawartej w mRNA na łańcuch białkowy, przebieg translacji- 1 -do mniejszej podjednostki podłącza się tRNA(z metioniną) z sekwencją VAC, oraz mRNA i przy odpowiednim stężeniu jonów Mg2+ większa podjednostka, 2-elongacja- gdy w P jest połączenie tRNA (VAC)i mRNA (AUG), to do A podłącza się kolejny tRNA z odpowiednim aminokwasem, metionina odłącza się od pierwszego tRNA i wiązaniem peptydowym łączy się z aminokwasem umieszczonym na tRNA w A, mRNA przesuwa się o 1 triplet i znów przeskakuje kompleks metionina+drugi aminokwas na trzeci i wiązanie peptydowe, gdy pojawi się nonsensowy triplet, to jest to sygnał zakończenia translacji.

7. Budowa i funkcje mikrotubul i mikrofilamentów

Mikrotubule- mikrorureczki, rurkowate włókienka zbudowane z tubuliny, występują pojedyńczo lub w pasemkach w cytoplaźmie, tworzą wrzeciono podziałowe, wchodzą w skład centriol (9 tripletów połączonych mikrofilamentami), znajdują się w wiciach i rzęskach (9 par zewnętrznych + 1 para w środku otoczone bł. kom. +ciałko podstawowe, ruch powodowany „ślizganiem się” mikrotubul względem siebie)

Funkcje - przy podziale komórki (wrzeciono podziałowe z centriol), ruch (wici, rzęski), tworzy cytoszkielet, transport.

Mikrofilamenty - włókna zbudowane z kurczliwej aktyny, nadają kształt komórce, możliwość ruchu. Funkcje - naprężeniowe(kształt komórki), ruch cytoplazmy i organelli, fałdowanie się błony kom.

• 8. Struktura, funkcje i pochodzenie plastydów

Pochodzenie plastydów- hipoteza endosymbiotyczna dla mitochondriów i plastydów; mitochondria z bakterii purpurowych, plastydy z sinic.

Najmniej zróżnicowaną formą plastydu jest proplastyd, zawiera własne, koliste DNA oraz kompleks enzymów i rybosomy 70s, samodzielne rozmnażanie.

proplastyd {światło}chloroplast plastyd {ciemno}leukoplast, etioplast, chromoplast

chlorofil, leukoplast{starzenie}chromoplast leukoplast{światło}chloroplast

Proplastyd- 2x błona nie pofałdowana w środku, zazw. w komórkach merystematycznych, z niego różnicują się inne plastydy.

Chloroplasty (ciałka zieleni) - u glonów przybierają różne kształty i są duże, u roślin wyższych mniejsze, elipsoidalne, silnie rozwinięty wew. system błon(tylakoidów):tylakoidów gran (fotosynteza, ułożone nad sobą), tylakoidy stromy (transport w plastydzie) w tylakoidach faza świetlna fotosyntezy (zawierają chlorofil a, b karotenoidy oraz enzymy), w stromie faza ciemna (enzymy), przy intensywnej fotosyntezie mogą przejściowo pojawiać się ziarna skrobi.

Feoplasty- brązowe, u brunatnic, chlorofil maskowany przez brązowe kartenoidy

Rodoplasty- czerwone, u krasnorostów, chlorofil maskowany przez czerwoną fikoerytrynę, niebieski fikocyjan, żółte fikobiliny

Etioplasty- w komórkach potencjalnie zdolnych do fotosyntezy, lecz pozbawionych światła; na świetle przekształca się w chloroplast

Chromoplasty- posiadają barwnik, lecz już nie fotosyntetyzują, barwniki karotenoidowe (ksantofil- żółty, pomarańczowy) w płatkach, owocach, oznacza starzenie się organu, barwnik w plastoglobulach, tubulach, lub kryształy(marchew), występują w tkankach o małej aktywności fizjologicznej

Leukoplasty- bez barwnika, nieczynne w fotosyntezie, syntetyzują i gromadzą skrobię w formie wielowarstwowych ziaren, gdzie nie ma światła(korzeń),substancje zapasowe; gdy całkowicie wypełnione skrobią- amyloplasty

• 9. Struktura, funkcje i pochodzenie mitochondriów

• Pochodzenie mitochondriów- z bakterii purpurowych (hipoteza endosymbiotyczna)

Posiada własne DNA, enzymy do syntezy DNA i RNA, rybosomy 70s, samodzielnie się rozmnaża. Centra energetyczne komórki, produkują ATP w końcowym stadium oddychania komórkowego, otoczony 2 błonami(zewn. łatwo przepuszczalna, wew. przep. tylko przez tzw. kanały jonowe), wypełnia matrix, zawiera enzymy potrzebne do procesu utl., wew. błona tworzy zgrubienie mitochondrialne, zwiększając powierzchnię utleniania i syntezy ATP; skład: białko 60%, lipidy 35% , Białka enzymatyczne 40%, strukturalne 60%.

• 10. Powstawanie i funkcje aparatu wakuolarnego komórki roślinnej

• Wakuole (wodniczki) - wydzielona przez tonoplast przestrzeń, w niej sok wakularny.Tonoplast żywy, sok- martwy. Powstają u młodych, dzielących się kom. przez stopniowe zlewanie się pęcherzyków pochodzących z re. lub aparatu Golgiego. Sok komórkowy zawiera subst. organiczne i nieorg.: H2O,P,K,Mg,Ca,Fe,O2,Co2,N,rozpuszczalne białka, alkoloidy, kwasy organiczne, cierpkie garbniki, barwniki, wydzieliny komórkowe, kryształy szczawianu Ca. enzymy hydrolityczne, cukry rozpuszczalne, aminokwasy

• Funkcje- wypełnienie 50%-szybki wzrost kom. przy dostępnej wodzie, turgor, spichrzowe, trawienne, magazynowanie subst. szkodliwych, gromadzenie Na - utrzymywanie ciśnienia, u motylkowatych ciałka białkowe, gromadzą białka, składniki soku mlecznego.

• 11. Rola i działanie aparatu lizosomalnego komórek roślinnych

• Lizosomy - otoczone pojedynczą błoną, zawierające enzymy hydrolityczne(protazy[białka], milkazy [DNA], lipazy, estry [tłuszcze], sacharozy, glikozydy, fosfolazy), powstają przez odpączkowanie re. lub ap. Golgiego. Trawią wewnątrz komórki, łączą się z pęcherzykami powstającymi przez endocytozę (wodniczki pokarmowe), trawią pokarm pobrany metodą endocytozy, rozkładają zużyte struktury komórkowe, autoliza po śmierci komórki.

• 12. Organizacja i funkcje jądra komórki

Jądro komórkowe- otoczone 2 błoną połączoną z re., w błonie - pory okolone 8 ziarnami białkowymi +1 w środku para, wewnątrz nukleoplazma, która składa się z :

• Sok komórkowy (kariolimfa)- silnie uwodniona, zawiera białka-enzymy: polimeraza DNA, RNA

• Jąderko-część chromatyny odpowiedzialna za syntezę rRNA, suborganella, elementy włókniste i ziarniste

• Chromatyna- utworzona z DNA i białek histonowych, różny stopień zespiralizowania, informacja genetyczna

Funkcje jądra komórkowego- centrum informacyjne komórki, replikuje DNA i transkrypcja RNA, formowanie rybosomów, zaczyna podział, decyduje o budowie białek enzymatycznych i budulcowych

• 13. Budowa i funkcje jąderka.

Jąderko- nie otoczone żadną błoną w jądrze, większa gęstość niż kariolimfa, skład: DNA kodujące rRNA, rRNA białko, elementy włókniste, elementy ziarniste, polimeraza RNA

Funkcje- synteza rRNA, tworzenie rybosomów

• 14. Struktura i funkcje plasmodesm.

• Plasmodesmy- nici cytoplazmatyczne łączące komórki, otoczone błoną plazmatyczną , wewnątrz błona re. (kanalik) i cytoplazma, mogą być rozmieszczone równomiernie lub głównie na pierwotnym polu jamkowym

• Funkcje- łączy komórki w tkance, organie, organiźmie, transport, ujednolicenie funkcji na jednym poziomie (np. metabolizm)

• 15. Cykl życiowy komórki, mitoza, budowa chromosomów w czasie mitozy.

Cykl życiowy składa się z 4 faz:

G1- intensywna synteza białek strukturalnych i enzymatycznych, brak replikacji DNA / in-

S- replikacja DNA, synteza białek histonowych i niehistionowych / ter-

G2- synteza tubuliny (białka wrzeciona podziałowego) i białek dzielących się / faza

M- mitoza (lub mejoza) / podział

Przebieg mitozy:

Profaza- spiralizacja chromatyny w chromosomy, zanik jąderka i błony komórkowej, tworzenie włókien

Metafaza- chromosomy na równiku, włókna podczepiają się do kinetochorów

Anafaza- skręcanie się włókien, rozdzielenie chromosomów, wytworzenie wrzeciona cytokinetycznego

Telofaza- chromatydy siostrzane (chromosomy pokrewne) na biegunach, początek cytokinezy, odbudowa jąderka

Cytokineza- do fragmoplastu (beczółkowate wrzeciono kinetyczne) gromadzą się pęcherzyki ze związkami pektynowymi (wielocukry) ze struktury Golgiego, pęcherzyki łączą się tworząc przegrodę pierwotną i rozchodzą się na boki, później błony pęcherzyków tworzą plazmalemmę, a do środka odkładana jest blaszka środkowa, a później ściana pierwotna

Chromosomy- podziałowa forma chromatyny, zawiera DNA i białka histionowe i niehistionowe, składa się z dwóch chromatyd z przewężeniem pierwotnym (centromerem), a na nim kinetochorem, czasem przewężenie wtórne oddzielające satelitę (trabanta) (w chromosomach jąderkotwórczych)

• 16 Struktura chemiczna i morfologiczna chromatyny.

Chromatyna- interfazowa postać materiału genetycznego zawarta w jądrze, mniejszy stopień spiralizacji niż chromosomy, utworzona z DNA (zasady: adenina guanina cytozyna tymina, cukier dezoksyryboza, reszta kwasu ortofosforowego), białek histonowych i niehistonowych i śladowe ilości RNA

DNA- podwójna helisa, połączone 2 nici za pomocą wiązań wodorowych pomiędzy zasadami purynowymi i pirymidowymi (T=A, C=G), struktura I, II, III, i czasami IV rzędowa

Białka histonowe - białka zasadowe, tworzą nukleosom - eliptyczny twór składający się z 8 histonów (detamerów) czterech rodzajów, nukleosomy łączą się przez piąty rodzaj histonu H1, który podtrzymuje fragment DNA, na nukleosom nawija się 200 par aminokwasów, na H1 ok. 100 par

Białka niehistonowe- białka kwaśne, podtrzymują domeny, działają aktywująco na transkrypcję DNA

Nić DNA nawinięta jest na nukleosomy (zbudowane z histonów) tworząc fibryllę - skręca się spiralnie w rureczkę - solenoid - skręca się w domeny podtrzymywane przez białka niehistonowe

Chromatynę można podzielić na genetycznie aktywną i nieaktywną:

• Euchromatyna- aktywna genetycznie, ulega transkrypcji i replikacji, nie jest zespiralizowana, stanowi tzw. chromatynę luźną

• Heterochromatyna- nieaktywna genetycznie, nie ulega transkrypcji i replikacji, jest silnie zespiralizowana, stanowi tzw. chromatynę zwartą

• 17. Mechanizm regulacji transkrypcji DNA u bakterii.

U prokariontów istnieją operony- jest to kilka genów strukturalnych powiązanych ze sobą funkcjonalnie, mających wspólny gen: operator, regulator, promotor. Ustawienie: promotor, operator, później regulator.

Operator - ułatwia lub utrudnia połączenie tego fragmentu DNA z polimerazą, regulator- koduje białko-represor, który łączy się z operatorem i umożliwia lub uniemożliwia transkrypcję. Są dwa rodzaje operatorów:

• Laktozowy (indywidualny) - gdy brak laktozy, to brak transkrypcji, represor podłącza się do operatora i zatrzymuje transkrypcję - pojawienie się laktozy w środowisku odblokowuje proces transkrypcji

• Tryptofonowy(reprymalny)- gdy brak tryptofamu to jest transkrypcja, jego pojawienie hamuje ją

Istnieje też kontrola nadrzędna-regulatory- kilka operatorów powiązanych funkcjonalnie, mają wpisany gen regulatorowy, zasada działania jest podobna do operatora laktozowego.

18. Mechanizm syntezy białka i rola kwasów nukleinowych w tym procesie.

Synteza białka jest wieloetapowa: transkrypcja, dojrzewanie mRNA, translacja, obróbka posttranslacyjna.

Transkrypcja - tworzenie matrycy do syntezy białek, czyli mRNA. Przebieg: topnienie - lokalne rozplatanie nici helisy DNA, enzym helikaza rozpoznaje miejsce inicjacji (promotor) i tu zaczyna się synteza RNA (3'  5' starej nici DNA) i trwa aż do miejsca terminalnego. Transkrypcji ulegają zarówno egzony (decydują o budowie białek) jak i introny (nonsensowne - nic nie kodują).

Obróbka posttranskrypcyjna (dojrzewanie RNA) - obejmuje wycięcie intronów i składanie egzonów oraz zabezpieczenie końców 5' (czapeczka guanylowa (1 zmodyfikowany nukleotyd guaninowy) i 3' (ogonek adenylowy - kilkanaście nukleotydów adeninowych), po obróbce mRNA opuszcza jądro.

Translacja - przepisywanie sekwencji nukleotydów na kolejność aminokwasów w tworzonym białku. Przebieg: inicjacja - podłączenie się mRNA z rybosomem (najpierw z dolną podjednostką i tRNA, a później z górną podjednostką); elongacja - wydłużanie się łańcucha białkowego. (Dokładny opis w pyt. 6.)

Obróbka posttranslacyjna - łańcuch białkowy zawsze zaczyna się od metioniny, więc w obróbce jest ona często wycinana przez proteazy.

Rola kwasów nukleinowych - matryca. DNA jest matrycą dla mRNA, a mRNA jest matrycą na podst. której powstają białka. Także tRNA zbudowane jest z kw. nukleinowych (rybonukleinowych), a transportuje ono aminokwasy potrzebne do łańcucha białkowego. Na mRNA są triplety (trójki nukleotydów), które kodują poszczególne aminokwasy. 1 triplet = 1 aminokwas.

19. Cytokineza i powstawanie przegrody pierwotnej oraz pierwotnej ściany komórkowej

Cytokineza - podział cytoplazmy, zazwyczaj po podziale jądra (mitozie, mejozie lub amitozie). Rozdziela powstałe jądra w oddzielne komórki, organelle przechodzą do kom. potomnych losowo („jak leci”), a później rozmnażają się (mitochondria przez wpuklenia lub wzrost jednego z grzebieni i podział, rzadko pączkowanie) lub są odtwarzane dzięki informacji genetycznej zawartej w jądrze (synteza białek strukturalnych, z których powstają organelle). Cytokineza zaczyna się przez wytworzenie przegrody pierwotnej przy udziale aparatu Golgiego. (dokładny opis w pyt. 15)

20. Struktura i powstawanie wtórnej ściany komórkowej.

Wtórna ściana komórkowa - pokład tworzony na powierzchni ściany pierwotnej po zakończeniu wzrostu komórki, więcej celulozy i regularniejszy układ mikrofibrylli niż w śc. pierwotnej, wykazuje budowę warstwową (S₁ - zew., S₂ - środ., S₃ - wew.), zwykle nierównomiernie wykształcona, są w niej jamki, często protoplast obumiera przy grubej ścianie wtórnej

struktura: wielowarstwowa, warstwy zbudowane z równoległych fibrylli ułożonych mniej lub bardziej skośnie

powstawanie: związki wbudowywane w ścianę, przynoszone przez pęcherzyki aparatu Golgiego, błona pęcherzyka włącza się w plazmolemmę, a zawartość wbudowywana w ścianę

- inkrustacja - dołączenie od wewnątrz: lignifikacja, drewnienie (lignina); suberynizacja, korkowacenie (suberyną); mineralizacja (CaCO₃, SiO₂)

- adkrustacja - dołączanie od zewnątrz: kutynizacja, woskowacenie (powstaje kutikula z kutyny i wosku); śluzowacenie (śluzy).

21. Rodzaje, struktura i funkcje jamek w ścianie komórkowej u roślin.

Funkcje jamek: pośredniczenie pomiędzy sąsiednimi komórkami, u kom. żywych przez jamki przenika cytoplazma z kanalikami retikulum, co powoduje tworzenie plazmatycznej całości organizmu wielokomórkowego, u komórek martwych jamki umożliwiają np. przepływ wody w cewkach.

Jamki proste - łączą dwie żywe kom., ściana w miejscu jamki nie odkłada się, przez jamkę przenika plazmodesma (pasmo cytoplazmy z kanalikiem re.)

Jamki lejkowate - łączą dwie martwe komórki, mają szerszy przekrój od strony komórki

Jamki półproste - łączą kom. żywą z martwą, występują np. w miejscu przecięcia się cewki z promieniem (z żywym miękiszem)

22. Organizacja strukturalna celulozy w ścianie komórkowej.

Celuloza stanowi włóknisty szkielet ściany komórkowej.

Celuloza (błonnik) - polisacharyd zbudowany z reszt glukozy (3000 - 10000 reszt), w formie łańcucha, łańcuchy ułożone równolegle (mikrofibrylle), obszary krystaliczne z siatką molekularną (micele)

Ściana pierwotna - cienkie mikrofibrylle, równolegle do powierzchni, poza mikrofibryllami ukł. rozproszony, nieregularna sieć, celuloza 20% suchej masy ściany

Ściana wtórna - grube mikrofibrylle, ukł. regularny, helisy o określonym kącie nachylenia względem osi kom., w kolejnych warstwach kąt ten jest różny, zawartość celulozy 60% (do 90% we włoskach nasion bawełny)

23. Budowa chemiczna głównych związków organicznych wchodzących w skład ściany komórkowej.

Ściana pierwotna:

Celuloza (błonnik) - polisacharyd o wzorze (C₆H₁₀O₅)_n, gdzie n = kilkaset do kilkudziesięciu tysięcy. Stanowi ok. 20% suchej masy, w ścianie wtórnej do 60%.

Hemicelulozy - wielocukrowce nierozpuszczalne w wodzie, najczęściej zbudowane z jednego rodzaju monosacharydu, np. mannany z mannozy, galaktany z galaktozy; grupa niejednorodna

Pektyny - polisacharydy (wielocukrowce) zbudowane z kw. galakturonowego związanego wiązaniem alfa - 1 - 4 glikozydowym, przy czym reszty kwasowe są w znacznym stopniu zestryfikowane metanolem, łatwo tworzą żele.

Ściana wtórna:

Lignina (drzewnik) - mieszanina polimerów różnych pochodnych fenylopropanu (np. alkoholu koniferylowego) o silnie rozgałęzionej cząsteczce

Suberyna - spolimeryzowane substancje tłuszczowe

Kutyna - polimer kw. tłuszczowych, impregnat

24. Struktura i pierwotna funkcja genu.

Gen - odcinek DNA o specyficznej liniowej sekwencji nukleotydów, stanowi informację genetyczną, jeden gen koduje jeden polipeptyd (białko) lub rRNA, geny ułożone są w chromosomie liniowo i mają własne locus - miejsce w chromosomie, gen składa się z egzonów - odcinków kodujących oraz z intronów - odcinków nonsensownych, niekodujących, geny mogą być połączone w operony (opis w pyt. 17)

- gen chromosowy - znajduje się w chromosomie w jądrze

- gen pozachromosowy - znajduje się w cytoplaźmie (chloroplasty, mitochondria)

Funkcja genu: kodowanie białek i rRNA, tRNA; przechowywanie i dziedziczenie informacji genetycznej ze względu na kodowane białko wyróżniamy:

- gen strukturalny - koduje białka budulcowe

- gen regulatorowy - koduje enzymy białkowe, regulatory

25. Przebieg mejozy i jej znaczenie dla dziedziczenia.

Profaza:

- leptoten - chromosomy homologiczne (podobne) ustawiają się parami tworząc biwalenty

- zygoten - chromosomy łączą się (jak suwak)

- pachyten - chromosomy spiralizują się i grubieją, następuje crossing over: na dwóch spośród niesiostrzanych chromatyd pojawiają się poprzeczne pęknięcia (na identycznym poziomie), chromatydy wymieniają te odcinki tworząc chiazmy (miejsca skrzyżowania i połączenia chromatyd). Crossing over może zajść wielokrotnie.

- diploten - chromosomy homologiczne odpychają się, będąc połączone przez chiazmy.

- diakineza - zanik jąderka i błony jądrowej, terminalizacja chiazm (przesuwanie się połączenia ku końcowi)

Metafaza: skoniugowane chromosomy (biwalenty) ustawiają się na równiku

Anafaza: rozdzielenie homologicznych chromosomów

Telofaza: biegunowe rozchodzenie się chromosomów, odtworzenie jąderka i otoczki jądrowej, ta faza może zostać pominięta i następuje podział mitotyczny.

Znaczenie mejozy dla dziedziczenia:

Mejoza zachodzi w czasie wytwarzania gamet lub mejospor. Rekombinacja genetyczna, która zachodzi w crossing over, powoduje zróżnicowanie osobników potomnych.

32. Organizacja tkankowa w budowie pierwotnej i wtórnej korzenia i łodygi.

Skórka: korzeń - ryzoderma, łodyga - epiderma

Fellem - korek

Fellogen - miazga korkotwórcza

Miazga - kambium

Komórki przepustowe - brak zgrubień takich jak u pozostałych kom. endodermy, ułożone przy wiązkach drewna

Wiązki przewodzące:

33. Związek struktury z funkcją korzenia, modyfikacje korzenia.

Funkcje korzenia - pobieranie wody z podłoża wraz z solami mineralnymi, przytwierdzenie rośliny do podłoża, również czasem mikoryza i funkcje wynikające z modyfikacji.

Przystosowanie do pobierania wody:

1) Włośniki - wydłużone kom. skórki, cienkościenne, łatwo wnika w nie woda, silnie zwakualizowana, jądro kom. na końcu włośnika, jeden włośnik to pojedyncza kom. skórki.

2) Kom. przepustowe - w endodermie, ułożone przy wiązkach drewna, woda przez nie swobodnie przedostaje się do naczyń i dalej w górę, przez inne kom. endodermy posiadające silne zgrubienia (pasemka Caspary'ego) woda nie przedostaje się, więc nie ma strat wody nie trafiającej w naczynia

Przystosowania do pobierania soli mineralnych - korzenie (włośniki) naładowane dodatnio (H⁺), gleba zawiera ujemnie naładowane zw. ilaste przyciągające kationy (Mg²⁺, Ca²⁺), pobieranie tych jonów na zasadzie wymiany, przy czym następuje zakwaszanie gleby.

Przystosowania do utrzymania rośliny w podłożu - system korzeniowy palowy (sięga głęboko w ziemię), lub wiązkowy (słabszy, bardzo rozgałęziony we wszystkich kierunkach). Nieaktywne naczynia (nie przewodzące już wody) przekształcają się w elementy wzmacniające korzenia. Liczne rozgałęzienia (system korzeniowy) utrudniają wyrwanie rośliny z podłoża.

Modyfikacje korzenia:

Spichrzowe - w tworzeniu bierze udział górna część korzenia i hypokotyl, miękisz spichrzowy wykształca się w korze pierwotnej, łyku lub drewnie, czasem powstają z korzeni bocznych lub przybyszowych (bulwy korzeniowe) np. dalie.

Kurczliwe - mają zdolność skracania górnych części i wciągania rośliny głebiej w glebę (skracanie się kom. kory pierwotnej, powierzchnia korzenia może ulec zmarszczeniu) - roślinność wydmowa

Podporowe - dodatkowo wzmacniają roślinę w podłożu, wyrastają z nadziemnej części łodygi i wrastają w ziemię np. pandan, monstera

Czepne - głównie u pnączy i epifitów, pnącza - korzenie przybyszowe, epifity - nie, korzenie te owijają się dookoła podpory lub w nią wnikają np. bluszcz.

Powietrzne - głównie u epifitów, zwisają swobodnie w dół i służą do pobierania wody deszczowej, wielowarstwowa skórka złożona z martwych, celulozowych porowatych kom., chłonie wodę jak gąbka.

Oddechowe - głównie u roślin rosnących na terenach bagnistych, pobierają tlen z powietrza, są to boczne odgałęzienia poziomych korzeni podziemnych wyrastające pionowo w górę np. cypryśnik błotny.

Pasożytów - ssawki wrastające w żywą roślinę, pobierane są przez nie zw. pokarmowe i woda, zaopatrzone w kompleks enzymów trawiących tkanki żywiciela np. jemioła.

34. Powstawanie i budowa typowego liścia i jego modyfikacje.

Powstawanie liścia - powstaje z zawiązka liścia bezpośrednio z merystemu wierzchołkowego. Młode, nie wykształcone jeszcze liście ochraniają wierzchołek wzrostu. Rozwój zarodka zapoczątkowują podziały peryklinarne w zewn. warstwach strefy organogetycznej merystemu. Wzrost liścia początkowo jest wierzchołkowy, później boczny i wstawowy, następnie wzrost tylko przez powiększanie się kom. a nie podziały, aż wreszcie ustaje i liść już nie rośnie

Budowa typowego liścia - blaszka liścia - budowa grzbietobrzuszna, silnie spłaszczony, może występować ogonek liściowy. Wiązka przewodząca przebiega dolną stroną liścia tworząc tzw. nerw.

Modyfikacje liścia:

Spichrzowe - tzw. cebule, łodyga silnie skrócona, liście duże, mięsiste z dużą ilością materiałów zapasowych, liczne

Ciernie - funkcje obronne, u kaktusów tylko ciernie, sztywne, szydlaste, silnie zdrewniałe, tylko w węzłach liściowych

Wąsy - funkcje czepne, cienkie, wrażliwe na dotyk, owijają się dookoła podpory, rozgałęzione lub nie

Pułapki - funkcje łowne i trawienne, wydzielają charakterystyczny zapach, pokryte licznymi włoskami czuciowymi, wydzielniczymi lub wykształcone w kielich np. dzbanecznik

35. Związek struktury z funkcją liścia.

Funkcje liścia:

a) wytworzenie związków organicznych (asymilatów), czyli fotosynteza - przystosowanie: duża powierzchnia przy małej objętości; przeźroczysta przepuszczająca promienie świetlne skórka (jednorzędowa); miękisz palisadowy z dużą ilością chloroplastów, ściśle ustawiony w gornej nasłonecznionej części liścia; nerwacja liścia jako system odprowadzania asymilatów

b) transpiracja i wymiana gazowa - przystosowanie: miękisz gąbczasty z dużymi komorami powietrznymi; aparaty szparkowe regulujące intensywność transpiracji poprzez zamykanie i otwieranie się; nerwacja liścia jako system odprowadzania wody (transpiracja jest bardzo istotnym procesem, ponieważ wytwarza się siła ssąca w naczyniach, poprzez niedobór wyparowanej z liści wody, co umożliwi transport wody w roślinie);umiejscowienie szparek i miękiszu gąbczastego po spodniej stronie liścia - mniejsze (wolniejsze) parowanie wody (transpiracja również chłodzi roślinę). Jako związek struktury z funkją liścia można też omówić różne modyfikacje liścia, które opisane są w punkcie 34), można również wspomnieć o liścieniach - pierwsze liście z dużą ilością tkanki odżywczej oraz o okwiacie (płatki korony i działki kielicha) i liście przykwiatkowe powstałe z liści w drodze ewolucji

36. Budowa typowego pędu rośliny, modyfikacje pędów podziemnych i nadziemnych, przekształcenie pędow w związku z trybem życia rośliny i przystosowaniem do warunków środowiska.

Pęd sklada się z łodygi i liści na szczycie wierzchołka wzrostu, jest to nadziemna część rośliny (częściowo może się znajdować pod ziemią). Przekrój poprzeczny przez łodygę opisany w punkcie 32)

Modyfikacje pędów podziemnych:

kłącza - wyglądem przypominają korzenie, ale są na nich łuskowate liście lub blizny liściowe oraz pąki pachwinowe, zawierają substancje zapasowe, jest organem przetrwalnikowym, nadziemna część rośliny obumiera jesienią, stanowią też organ rozmnażania wegetatywnego (paproć, kosaciec, perz), wytwarza korzenie przybyszowe w węzłach

bulwy pędowe: - ograniczony wzrost, zwykle nie wytwarza korzeni przybyszowych, skrócona i silnie zgrubiała łodyga zawiera substancje zapasowe, funkcje spichrzowe (ziemniak)

Modyfikacje pędów nadziemnych:

rozłogi - odgałęzienie dolnej części pędu, płożące się, służą do rozmnażania wegetatywnego, na końcu rozłogi z pąka pachwinowego rozwija się nowy pęd i korzenie przybyszowe, rozłoga obumiera i nowa roślina samodzielnie rośnie

gałęziaki - silnie splaszczone łodygi, zielone i fotosyntetyzujące, liście z reguły zredukowane (ciernie), często przechowują w sobie wodę (sukulenty), przejmują funkcje liści

ciernie - powstałe z przekształcenia pędów bocznych, silnie zdrewniałe, w kątach liści

Przekształcenia pędów w związku z trybem życia i środowiskiem:

a) kaktusy i sukulenty - liście - funkcja obronna i ochronna, obrona przed utratą wody; łodyga - funkcja asymilacyjna - przechowywanie w swych tkankach wody

b) igły - jako przekształcenie części pędu tj. liści w związku z przystosowaniem do warunków środowiska

37. Sposoby rozgałęziania pędów roślinnych, typy wzrostu osi pędów, podstawy podziału roślin na zielne i drzewiaste oraz ich rodzaje.

Rozgałęzienia pędów:

a) brak rozgałęzień - wzrost jednoosiowy zakończony kwiatem np. tulipan, bez wzrostu pędów bocznych

b) dychotomiczne (widlaste) - stożek wzrostu poszerza się i tworzy dwa nowe stożki

- dychotomiczne - wzrost obu stożków równy

- pseudodychotomiczne - wzrost obu stożków różny, jedno odgałęzienie przesunięte na bok (pozornie boczne)

- boczne - jednoosiowe z rozgałęzieniami z pąków pachwinowych

Typy wzrostu osi pędu:

a) dychotomiczne

- izotomia

- anizotomia

b) boczne

- monopodialny (jednoosiowy)

- sympodialny (wieloosiowy)

Typ wzrostu dychotomiczny charakteryzuje widłaki, natomiast wzrost mono i sympodialny charakteryzuje pozostałe rośliny naczyniowe.

Podstawy podziału roślin:

zielne - delikatne, słabo zdrewniałe i okryte skórką łodygi, pączki nagie (bez łusek), części nadziemne jednoroczne

- jednoroczne - cały cykl życiowy w ciągu jednego okresu wegetacyjnego

- dwuletnie - pierwszy rok - wytworzenie substancji zapasowych w bulwach, kłączach; drugi rok- kwitnienie, owocowanie

- wieloletnie (byliny) - zdolne do zakwitnienia i owocowania wielokrotnie, odnawiają się z pączków wyrastających z pędów, substancje zapasowe gromadzą w kłączach, bulwach, cebulach

drzewiaste - formy wieloletnie o silnie zdrewniałych łodygach, pąki z reguły okryte łuskami, wielokrotnie owocują

- drzewa - silnie zgrubiały, zdrewniały pień rozgałęziający się na pewnej wysokości w koronę, dorastają do kilkudziesięciu metrów

- krzewy - krótki pęd główny lub jego brak, dużo rozgałęzionych pędów bocznych, z reguły niższe niż drzewa

- krzewinki - do wysokości 0.5 metra, pokrój krzaczasty (jak krzewy) np. borówka, wrzos

38. Związek między budową i funkcją pączka, typy ulistnienia, układ pączków na pędzie.

Pąk - merystem wierzchołkowy (stożek wzrostu + zawiązki liści i pędów bocznych) okryty starszymi zawiązkami liści lub liśćmi przekształconymi w łuski

Funkcje pąka - stan spoczynku w okresie zimy

pąk pokryty jest łuskami (przekształcone liście), dodatkowo też substancjami kleistymi np. kasztanowiec, lub żywicą np jodła syberyjska, czasem występuje owłosienie całkowite lub częściowe, elementy te chronią merystem wierzchołkowy, zawiązki liści i pędów bocznych przed wpływem zimna

Typy ulistnienia:

- okółkowe - więcej niż dwa liście z danego węzła

- różyczkowe - liście tworzą różyczkę w przyziemnej części

- skrętoległe - liście ułożone spiralnie, jeden liść w węźle

- naprzeciwległe - z węzła dwa liście

- nibyokółkowe - z węzła oprócz jednego liścia kilka przylistków liściopodobnych

Układ pączków na pędzie:

a) dwa pąki w węźle (okółkowy)

- nakrzyżległy

- naprzeciwległy

b) skrętoległy (helikalny)

- dywergencja 1/2 (Carpinus betulus)

- dywergencja 1/3 (Alnus glutinosa)

- dywergencja 2/5 (Salix, populus)

- dywergencja zmienna (Corylus)

39. Rodzaje i funkcje tkanek merystematycznych roślin naziemnych.

Merystemy:

a) pierwotne - wywodzą się z komórek embrionalnych zarodka i zachowują przez cały okres istnienia charakter tkanki twórczej

- merystemy wierzchołkowe - w wierzchołku wzrostu, powodują wzrost organów na długość i przyrost na grubość

- merystemy interkalarne - z merystemu wierzchołkowego, oddzielona od niego pasmami tkanek stałych, u podstawy międzywęźli u traw, powoduje wzrost wydłużeniowy

- merystemoidy - pojedyncze komórki w tkankach stałych, które nie utraciły aktywności mitotycznej (komórki macierzyste aparatów szparkowych)

b) wtórne - odróżnicowują się z tkanek stałych (miękiszu, kolenchymy, łyka niefunkcjonującego)

- merystemy boczne - równoległe do powierzchni organu, powodują przyrost wtórny na grubość

* miazga - odkłada łyko i drewno (kambium)

* miazga korkotwórcza (fellogen) - odkłada fellem i fellodermę

Dzieląc się wytwarzają komórki, które różnicują się w komórki tkanek stałych, umożliwiają stały wzrost roślin (organów) na długość i grubość.

40. Organizacja komórek wierzchołka pędu i korzenia.

Wierzchołek pędu:

Tunika - ochrania korpus, złożona z jednej lub kilku warstw, kom. dzielą się antyklinarnie, każda warstwa ma własną kom. inicjalną.

Korpus - wzrost objętościowy

Z tuniki tworzy się praskórka i tk. peryferyczne. Z korpusu różicuje się pramiękisz i prokambium.

Wierzchołek korzenia:

Czapeczka - osłania merystem wierzchołkowy, w cz. centralnej zawiera amyloplasty

Protomerystem - kom. inicjalne i ich najbliższe pochodne, zawiera „centrum spoczynkowe” - kom. inicjalne dzielące się 10 * wolniej i stanowiące rezerwę materiału genetycznego, są odporne na uszkodzenie (napromieniowanie)

Strefa wzrostu na długość - wzrost wydłużeniowy i intensywne podziały komórek, wzrost objętościowy

Strefa różnicowania - różnicowanie na tk. stałe

41. Organizacja komórek kambium roślin drzewiastych.

Inicjały wrzecionowate - kształt tafelkowaty, wrzecionowaty, silnie wydłużone, odkładają drewno (do wew.) i łyko (na zew.), dzielą się głównie peryklinarnie, czasem, aby zwiększyć obwód kambium dzieli się antyklinarnie. Kambium tworzy promieniowe rzędy komórek drewna i łyka. Inicjały wrzecionowate tworzą system pionowy.

Inicjały promieniowe - izodiametryczne, z nich powstają promienie łykowe i drzewne, tworzą się przez podział inicjału wrzecionowatego na kom. izodiametralne, mniejsze. Inicjały promieniowe tworzą system poziomy (promienie).

Strefa kambialna składa się z kom.macierzystych drewna i łyka oraz kom. inicjalnych, szerokość różna u różnych gatunków, zwykle ok. 7 - 8 kom., z których tylko jedna jest inicjałem. Strefa ta tworzy pierścień. Na przekroju stycznym można wyróżnić kambium:

- piętrowe - gdy podziały antyklinarne są pionowe (Tilia, Robinia)

- niepiętrowe - gdy antyklinarne podziały inicjałów są skośne

42. Struktura komórek drewna drzew leśnych.

Elementy drewna nagozalążkowych:

Cewki - el. trachealne (trachearne) - przewodzące wodę, długie, włókniste, martwe, o ścianach zdrewniałych, występują w nich jamki lejkowate (najwięcej przy końcach cewki). W miejscu styku z promieniem jamki okienkowe. Cewki tworzą pasma przewodzące wodę i pełnią funkcję wzmacniającą. Ustawione są rzędami w kierunku promieniowym. Stanowią 90% masy drzewnej. Cewki dzielimy na kom. drewna wczesnego (cieńsze ściany, większy wymiar promieniowy) i późnego (grubsze ściany i mniejszy wymiar promieniowy). Zwykle cewki są poprzeczne, ale niekiedy w promieniach drzewnych występują cewki podłużne.

Promienie drzewne - występuje w nich żywy miękisz promieniowy, czasem też kom. epitelu promieniowych przewodów żywicznych (też żywy miękisz) i cewki promieniowe. Promienie służą do przewodzenia w kierunku promieniowym. Mogą być:

- jednorodne - tylko miękisz promieniowy

- niejednorodne - zawierają również cewki promieniowe lub przewody żywiczne

Przewody żywiczne - otoczone wydzielniczymi kom. epitelu i czasem innym miękiszem, mogą być zarówno pionowe jak i poziome. Nie występują u jodły, cisa i jałowca (chyba że traumatyczne - po zranieniu).

Elementy drewna okrytozalążkowych:

Naczynia (człony naczyń) - ustawione w pionowe szeregi, na ścianach poprzecznych perforacja prosta (zanik ściany) lub złożona (drabinkowa, siateczkowata). Kom. martwe, o ścianach nierównomiernie zgrubiałych. Przewodzą wodę, praktycznie nie pełnią f. wzmacniającej. Filogenetycznie młodsze i bardziej wyspecjalizowne niż cewki. Na podst. ugrupowania, wielkości i rozkładu naczyń wyróżniamy drewno:

- pierścieniowonaczyniowe - w drewnie wczesnym naczynia duże, układające się w charakterystyczny pierścień, w drewnie późnym mniejsze.

- rozpierzchłonaczyniowe - naczynia mniej więcej jednakowej wielkości, rozmieszczone równomiernie na całej szerokości przyrostu rocznego

Cewki - o zróżnicowanych głównych funkcjach:

- naczyniowe - przewodzą

- włókniste - wzmacniają

- wokółnaczyniowe - wspomagają przewodzenie

Włókna drzewne - grubościenne, zaostrzone, małe światło komórek, martwe, f. wzmacniająca, stanowią główną część masy drzewnej.

Miękisz drzewny - kom. cienkościenne, żywe, zaw. materiał zapasowy - skrobię, dzielimy ze względu na występowanie na:

- m. paratrachealny - przynaczyniowy, w postaci pierścieni, smug itp.

- m. apotrachealny - nie przylega do naczyń, tworzy pasma lub grupy kom., może być terminalny (pas na końcu słoja) lub inicjalny (pas na początku słoja).

Promienie drzewne - tylko z kom. miękiszu, można wyróżnić promienie:

- jednakokomórkowe - tylko komórki „leżące”

- różnokomórkowe - kom. „leżące” i „stojące”

43. Różnicowanie elementów przewodzących i wzmacniających drewna.

Elementy przewodzące:

Różnicują się z kom. macierzystych drewna i łyka odkładanych przez inicjał wrzecionowaty.

Drewno:

Cewki - u iglastych: tworzą regularne szeregi promieniowe (brak czynników zakłócających pierwotny układ), brak wzrostu intruzywnego i poprzecznego jednych kom. kosztem miejsca zajmowanego przez kom. sąsiednie. W czasie różnicowania się cewek protoplast powoli zamiera, jednocześnie powstają nierównomierne zgrubienia ściany wtórnej (pierścieniowate, spiralne, siatkowate, jamkowate)

- u dwuliściennych: cewki naczyniowe - brak wzrostu intruzywnego; cewki włókniste - wzrost intruzywny, silnie zgrubiała ściana.

Naczynia - brak wzrostu intruzywnego, na obu końcach młodej kom. (góra i dół) blaszka środkowa pęcznieje, na śc. podłużnej odkłada się śc. wtórna (zgrubienia, lignifikacja), protoplast obumiera, pierwotna ściana poprzeczna wraz z blaszką ulegają rozpuszczeniu i powstaje ciągła rura naczyniowa.

Łyko:

Kom. sitowe (nagozalążkowe) - brak wzrostu intruzywnego, jedynie wzrost promieniowy. Z kom. macierzystej łyka wytwarzają się też kom. białkowe (albuminowe - przy promieniach) poprzez podział poprzeczny na szereg takich komórek.

Człony rurek sitowych (okrytozalążkowe) - brak wzrostu intruzywnego, czasem człon jest krótszy niż kom. kambium z której powstał, ponieważ kom. macierzysta łyka dzieli się skośnie lub poprzecznie na człon i kom. towarzyszącą.

Elementy wzmacniające:

Włókna drzewne i łykowe - znaczny wzrost intruzywny, powstają z kambium i są znacznie od niego dłuższe, ściana silnie zgrubiała, małe światło kom., z reguły martwe

Włókna sklerotyczne - wydłużone kom. miękiszowe łyka niefunkcjonującego powstałe na drodze różnicowania wtórnego po wzroście intruzywnym.

Sklereidy - z miękiszu łyka niefunkcjonującego (z krótkich kom.), brak wzrostu intruzywnego

63. Jednostki taksonomiczne w botanice i ich znaczenie.

Gatunek - Pinus sylvestris

Rodzaj - Pinus

Rodzina - Pinaceae

Rząd - Pinales

Klasa - Pinopsida

Gromada - Pinophyta

Dawniej gromada = typ

System utworzony w celu pogrupowania, tworzy język (porozumiewanie się), odzwierciedla pokrewieństwa, mało wyraźne granice, ale mimo wszystko są.

Główne znaczenie: porozumiewanie się, międzynarodowy (łacina) system nazewnictwa - powtarzalność badań, można bez omyłki się dogadać , o jaki gatunek chodzi.

64. Systemy taksonomiczne roślin.

Pierwsze systemy - Teofrag

System sztuczny - oparty na cechach rzucjących się w oczy, pomijając cechy świadczące o pokrewieństwie, niekiedy oparte tylko na jednej, wybranej subiektywnie cesze, takie systemy powstawały na początku, często błędne (np. ryby z delfinami do jednej grupy), później powstawały systemy oparte na więcej niż jednej cesze, bardziej zbliżone do naturalnego.

System filogenetyczny (naturalny) - po ogłoszeniu teorii ewolucji Darwina, system obrazuje rozwój od form najprostszych do najbardziej skomplikowanych, odzwierciedla pokrewieństwa.

Obecny system - oparty na filogenezie, biologii molekularnej, pokrewieństwie.

65. Charakterystyka taksonomiczna gromady Lichenes i poznanych gatunków.

Porosty (lichenes) - grzyb + glon , mutualizm - ścisła symbioza, gonidia - kom. glonów, głównie sinice, zielenice; grzyby - podst. masa plechy, workowce, rzadko podstawczaki.

Warstwa rdzeniowa - luźne strzępki

Warstwa korowa - nibytkanka, zbite, ściśle upakowane

Glony mogą być rozpraszane lub w warstwie gonidialnej

Rozmnażanie - wegetatywne - kruszenie się plechy (regeneracja), urwistki (oba komponenty), przez zarodniki - tylko grzyby

Grzyb - zaopatruje w wodę i sole mineralne, zapobiega wysychaniu

Glon - fotosyntezuje, daje subst. organiczne

Nadrzewne:

Liszajec zwyczajny (Lepraria incana)

Złotorost ścienny (Xantoria parietina)

Pustułka pęcherzykowata (Hypogymnia physodes)

Odnożyca jesionowa (Ramalina fraxinea)

Mąkla tarniowa (Evernia prunastri)

Brodaczka (Usnea sp.)

Granicznik płucnik (Lobaria pulmonaria)

Naziemne:

Pawężnica (Peltigera sp.)

Płucnica islandzka (Cetraria islandica)

Chrobotek reniferowy (Cladonia rangiferina)

Chrobotek leśny (Cladonia sylvatica)

Chrobotek łagodny (Cladonia mitis)

Naskalne:

Wzorzec geograficzny (Rhyzocarpon geographicum)

66. Charakterystyka taksonomiczna gromady Bryophyta, klas Hepaticopsida i Musci oraz poznanych gat.

• Bryophyta - sporofit - nierozgałęziona oś zakończona pojedynczą zarodnią, przemiana pokoleń: gametofit zielony, samożywny, żyje dłużej, wytwarza gamety, sporofit - odżywia się gametofitem, żyje krótko, wytwarza zarodniki, dominacja pokolenia płciowego (gametofitu)

• Hepaticopsida (Wątrobowce) - budowa plechowata, postać wstęgowata płaska lub zróżnicowana na łodygę i liście, zapłodnienie w obecności wody, plemniki ruchome, zarodnia kulista, zarodniki haploidalne, wyrzucane przez sprzężyce.

Porostnica wielokształtna (Marchantia polymorpha) - plemnie i rodnie parasolowate, plemnie od spodu, rodnie od góry (na osobnych „parasolach”), plechwate, płaskie

Skosatka zanokcicowata (Plagiochila asplenioides) - „łodyga” grzbietobrzusznie ulistniona, „listki” bez nerwu

Musci = Bryopsida (Mchy) - zarodnik  splątek  gametofit (ulistnione łodyżki)  plemnie i rodnie  sporofit  zarodniki

Bryales (Prątnikowce) - oprócz tk. miękiszowej jest grubościenna tk. mechaniczna i prymitywna tk. przewodząca, oraz tk. okrywająca. Posiada chwytniki (ryzoidy)

Płonnik pospolity, strojny, jałowcowaty, włosisty (Polytrichum commune, formosum, juniperinum, piliferum)

Żurawiec fałdowany (Atrichum undulatum)

Merzyk fałdowany, pokrewny (Mnium undulatum, affine)

Widłoząb miotłowy, falisty (Dicranum scoparium, undulatum)

Modrzaczek siny (Leucobryum glaucum)

Drabik drzewkowaty (Climacium dendroides)

Gajnik lśniący (Hylocomium splendens)

Fałdownik trzyrzędowy (Rhytidiadelphus triquetrus)

Piórosz pierzasty (Ptilium crista-castrensis)

Rokietnik pospolity (Pleurozium schreberi)

Sphagnales (Torfowce) - pionowy pęd główny z rozgałęzieniami, na szczytach tworzą „główkę”, liście pokryte martwymi kom. zbierającymi wodę, brak chwytników

Sphagnum sp. (Torfowiec)

67. Charakterystyka taksonomiczna klasy Sphenopsida.

Sphenopsida (skrzypy) - dominacja pokolenia bezpłciowego (sporofitu), trwałe, wieloletnie byliny, odnawiające się z kłączy podziemnych, wytwarzają nadziemne pędy, łodyga i korzenie mają budowę członowaną (węzły, międzywęźla), łuskowate liście w okółkach, f. asymilacyjne pełnią liście i łodygi, tkanki: twórcze interkalarne, okrywająca, przewodząca (wiązki), wzmacniająca, występują w łodydze kanały powietrzne, zarodnie w kłosach na tarczkach, przedrośle dwupienne, różnią się wielkością, plechowate, autotroficzne, po zapłodnieniu wyrasta na nim sporofit.

Skrzyp polny - Equisetum arvense

łąkowy pratense

sylvaticum leśny

palustre błotny

fluviatile bagienny

hyemale zimowy

telmateia olbrzymi

68. Charakterystyka taksonomiczna klasy Lycopsida.

Lycopsida (widłaki) - rozgałęzienia dychotomiczne (widlaste), łodyga, drobne liście, korzenie przybyszowe, zarodnie na sporofilach skupionych w kłosy zarodnionośne, bulwiaste, nieduże gametofity, symbioza z grzybami, ich rozwój przez wiele lat.

Widłak goździsty, jałowcowaty (Lycopodium clavatum, annotinum)

Widlicz spłaszczony (Diphasiastrum complanatum)

Wroniec widlasty (Huperzia selago)

69. Charakterystyka taksonomiczna klasy Pteropsida.

Pteropsida (paprocie) - podziemne kłącze, korzenie przybyszowe, pastorałowate liście, gametofit - przedrośle plechowate, małe; sporofit - cała roślina, zarodnie często z zawijkami okrywającymi (pomagają rozrzucać zarodniki - rozmnażanie bez wody, procesy płciowe wymagają wody.

109. Przejawy hierarchiczności układów w świecie roślin.

Układ tkankowy - zespoły różnych morfologicznie typów tkanek wykazujące ciągłość topograficzną w organach roślinnych (ukł. morfologiczne) lub podobieństwa funkcji (układy funkcjonalne)

Układy morfologiczne:

- okrywający - osłania i ochrania (epiderma, peryderma)

- przewodzący - drewno, łyko, miękisz drzewny i łykowy, włókna

- podstawowy - „wypełniacz”, miękisz, kolenchyma, sklerenchyma, kom. tkanki wydzielniczej

Układy funkcjonalne:

- twórczy - merystemy

- okrywający - epiderma, ryzoderma, peryderma

- chłonny - ryzoderma z włośnikami, korzenie powietrzne epifitów, ssawki pasożytów

- fotosyntetyzujący - miękisz zieleniowy (chlorenchyma) w liściach i innych zielonych organach

- wzmacniający - głównie kolenchyma i sklerenchyma, ale też cały system ścian komórkowych zdrewniałych lub usztywnionych przez turgor

- przewodzący - ksylem i floem

- spichrzowy - miękisz spichrzowy (głównie w korzeniu)

- przewietrzający (wentylacyjny) - miękisz powietrzny, szparki, przestwory międzykomórkowe, przetchlinki

- wydzielniczy - kom. wydzielnicze - włoski gruczołowe, gruczoły powierzchniowe i wew., miodniki, hydratody, rurki mleczne

- ruchowy - różnego typu elementy umożliwiające ruch rośliny (np. korzenie kurczliwe)

Hierarchiczność układów (pod względem ewolucji):

ze wzgl. na wyjście roślin na ląd - ukł. okrywający, chłonny, przewodzący

ze wzgl. na zwiększenie rozmiarów - ukł. wzmacniający, przewodzący

ze wzgl. na sezonowość - układ spichrzowy

Prymitywne ukł. tkankowe są już u mszaków (wcześniej pseudotkanki u zielenic): przewodząca wodę (hydroidy) i przew. subst. org. (leptoidy), paprotniki i po nich rośliny nasienne wykazują dalszą specjalizację tkanek.

110. Rola specjalizacji funkcjonalnej w ewolucji ciała roślin.

Specjalizacja funkcjonalna dąży do usprawnienia tkanki w wykazywaniu jej funkcji, i tak np. tk. przewodząca od martwych, niezdrewniałych kom. u mszaków do wydłużonych członów naczyń z perforacją prostą u okrytozalążkowych (Quercus). Specjalizacja umożliwia przejście od organizmów jednokom. do wielokom., w których różne kom. pełnią różne funkcje.

Początki specjalizacji funkcjonalnej można zauważyć u glonów, np. toczek (Volvox) ma kom. zewn. opatrzone wiciami umożliwiającymi ruch, przednia część wewnętrzna spełnia funkcje wegetatywne, a tylna generatywne. Bez podziału funkcji taka kolonia nie byłaby możliwa. U mszaków są już zaczątki tkanek - kom. o podobnej budowie i pełnionych funkcjach. Tkanki podlegając specjalizacji usprawniają swoje działanie, umożliwiają roślinie zdobycie nowych środowisk, osiągnięcie większych rozmiarów. Specjalizacja funkcjonalna pociąga za sobą zmiany morfologiczne. Wadą specjalizacji jest to, że wysoko wyspecjalizowane tkanki trudno się odróżnicowywują, co ma znaczenie przy zranieniach i wszelkich uszkodzeniach roślin.

111. Rola polarności układu czynników środowiska w ewolucji roślin.

Polarność (biegunowość) - właściwość ogromnej większości organizmów żywych polegająca na zróżnicowaniu ciała na dwa przeciwstawne bieguny połączone osią główną o różnym przeznaczeniu fizjologicznym, a często również wyglądzie (morfologii) np.: roślina naczyniowa z wierzchołkiem wzrostu korzenia i pędu. Polarności podporządkowane są wszystkie el. składowe ciała , uporządkowanie narządów wzdłuż określonej osi, w określonych miejscach.

112. Organizacja i ogólne kierunki rozwoju ciała plechowców.

Plecha - wielokomórkowe ciało roślin niższych o różnym stopniu specjalizacji morfologicznej i anatomicznej, może być komórczak lub wielokomórkowiec. Plecha jest słabo zróżnicowania, brak wyodrębnionych organów: łodyg, liści i korzeni, niskie zróżnicowanie tkanek.

- kolonie - zespół komórek, które po podziale nie rozdzieliły się, duża niezależność, jest pomiędzy formą jednokom. a plechą, zależności wewnątrz kolonii mogą być większe lub mniejsze.

- plechy komórczakowe - komórki wielojądrowe, podział jądra bez cytokinezy (grzyby niższe, niektóre glony), u grzybów tworzą grzybnie ze strzępkami

- plechy nitkowate - kom. dzielą się tylko w jednym kierunku tworząc nitkę, dzieli się tylko kom. szczytowa lub wszystkie w szczytowej cz. nitki, może rozgałęziać się widlasto.

- plechy plektenchymatyczne - skomplikowane systemy plechy nitkowatej niekiedy ze śluzowaciejącymi śc. kom., tworzą pozornie tkankę (plektenchymę) - owocniki grzybów.

- plechy tkankowe - na wierzchołku jest tk. twórcza, wypełnia miękisz (asymilacyjny, spichrzowy, przewodzący, wzmacniający), tworzy pseudoorgany podobne morfologicznie do liścia (fylloid), łodygi (kauloid), korzenia (ryzoid).

6

6

---