2019-01-04

1

Botanika leśna

Botanika leśna I, sem. I, 15/30

Botanika leśna II, sem. II, 15/15

Botanika leśna

rok akademicki 2018/20189 semestr zimowy

prof. dr hab. Czesław Hołdyński

2019-01-04

2

W 1

Wiadomości ogólne

1. Biologia – nauka o życiu, co to jest życie?

2. Botanika – nauka o roślinach, co to są rośliny?

3. Dyscypliny botaniczne

4. Budowa komórki, plastydy

zadania przedmiotu

„Botanika leśna”

poznanie struktur od poziomu

• organelli

• komórki

• tkanki

• organu

POWIĄZANIE tych struktur

z FUNKCJAMI i znaczeniem

dla organizmu roślinnego

chloroplast

aparaty szparkowe

wiązka przewodząca

miękisz asymilacyjny

zewnętrzna BŁONA wewnętrzna

grana stroma tylakoid

2019-01-04

3

BIOLOGIA - nauka o życiu

(z greckiego bios – życie, logos – nauka)

Życie, przyroda ożywiona

istota życia !!!

Właściwości (cechy)

przyrody ożywionej

?

• KOMÓRKA podstawowa jednostka strukturalno -

funkcjonalna organizmów żywych.

• WZROST – procesy w wyniku których następuje

zwiększenie ilości żywej substancji organicznej.

• METABOLIZM = przemiana materii. Suma procesów

(reakcji) chemicznych oraz fizykochemicznych,

przebiegających w organizmie (komórce).

• ODŻYWIANIE się jest to zdolność do syntezy związków

organicznych potrzebnych do budowy własnego ciała lub

uzyskania energii biologicznej do bieżących procesów

życiowych.

• RUCH (niekoniecznie lokomocyjny), np.:

– ruch cytoplazmy w komórce;

– ruch liści rośliny owadożernej;

– ruch liści mimozy;

– ruch komórki ameboidalnej;

– ruch eugleniny;

– ruch typowy lokomocyjny zwierząt.

2019-01-04

4

KOMÓRKA

podstawowa jednostka

strukturalno- funkcjonalna

organizmów żywych

TEORIE KOMÓRKOWE

M. Schleiden (1838) - botanik

T. Schwann (1839) - zoolog

Organizmy żywe są skupiskiem

komórek i produktów wytwarzanych

przez te komórki

R. Virchow (1855) – nowe komórki mogą powstawać wyłącznie

przez podział już istniejących

Komórki nabłonka

Komórka roślinna

(parenchymatyczna)

ameba

Komórki

bakterii

Komórka jajowa

i plemniki

Komórka

nerwowa

RODZAJE KOMÓREK

2019-01-04

5

•WZROST – procesy w wyniku których następuje

zwiększenie ilości żywej

substancji organicznej

Zwiększanie rozmiarów komórki (-ek)

Zwiększanie liczby komórek

ROZWÓJ

Całokształt zmian zachodzących w

wyniku wzrostu > histogeneza > organogeneza

Przebieg rozwoju rozgwiazdy Merystem

wierzchołkowy

łodygi

•METABOLIZM = przemiana materii

Suma procesów (reakcji) chemicznych

oraz fizykochemicznych,

przebiegających w organizmie (komórce)

Mechanizmy regulacji

Energia pierwotna, przekształcanie energii

HOMEOSTAZA

Równowaga wewnętrzna

2019-01-04

6

Odżywianie się jest to zdolność do syntezy

związków organicznych potrzebnych do

budowy własnego ciała lub uzyskania energii

biologicznej do bieżących procesów życiowych

AUTOTROFIA

•fotoautotrofy

-różne barwniki

-różne typy chlorofilu

•chemoautotrofy

HETEROTROFY

•saprofityzm

•pasożytnictwo

•drapieżnictwo

•komensalizm

•mutualizm

•RUCH (niekoniecznie lokomocyjny)

Ruch cytoplazmy w komórce

Ruch liści rośliny owadożernej

Ruch cyrkulacyjny Ruch rotacyjny Ruch lokalny

Drosera rotundifolia

2019-01-04

7

Ruch komórki ameboidalnej

Ruch eugleniny

Ruch typowy lokomocyjny zwierząt

Ruch liści mimozy

Mimosa pudica

Strombomonas

conspersa

•REAKCJA NA BODŹCE (pobudliwość)

Receptory bodźców

Czynniki wywołujące reakcje

Mechanizmy reakcji

Dionaea muscipula

2019-01-04

8

•ROZMNAŻANIE SIĘ

Ziemniak wytwarzający

rozłogi podziemne

Rozmnażanie tytoniu w hodowli tkankowej

Rozmnażanie

bezpłciowe

Rozmnażanie płciowe

•EWOLUCJA

zmienianie się i przystosowywanie się

do warunków środowiska

Pradawne

zielenice

Współczesne

zielenice Mszaki Widłaki Paprocie Nagonasienne okrytonasienne

2019-01-04

9

BOTANIKA – nauka o roślinach

z gr. botane = roślina z łac. Plantae = Phytobionta CELE BADAŃ

• rejestracja obserwacji dotyczących roślin - rosnących w warunkach naturalnych - hodowanych w celowo założonych doświadczeniach

• wykrywanie prawidłowości w występowaniu zjawisk i poszukiwanie ich przyczyn Cesarstwo: Procaryota Eucaryota (Monera)

Królestwo: Protozoa Chromista Fungi Animalia Plantae

Podglądanie PRYWATNEGO ŻYCIA ROŚLIN ...

NIEMOWLĘCTWO WABIENIE

NAMAWIANIE

DO WSPÓŁPRACY

WIARA W DOBRY LOS

PROBLEMY APROWIZACYJNE

2019-01-04

10

BOTANIKA – nauka o roślinach

CECHY WYRÓŻNIAJĄCE:

plastydy jako jednostka strukturalna

komórki

skrobia jako podstawowy materiał

zapasowy w komórce

Komórka posiada ścianę komórkową

Brak ruchu w rozumieniu aktywnej lokomocji

W zasadzie nieograniczony wzrost organizmu

Cechy wyróżniające

2019-01-04

11

DYSCYPLINY BOTANICZNE

1. Morfologia roślin

• w węższym ujęciu - opis zewnętrzny organów

• w szerszym znaczeniu:

- cytologia roślin - budowa komórek

- histologia - budowa i rozwój tkanek

- anatomia - wewnętrzna struktura organów

- organografia - organizacja tkanek w organach

- embriologia - rozwój zarodkowy

2. Paleobotanika

3. Taksonomia (klasyfikowanie, badania filogenezy, konstrukcja systemu)

- taksonomia roślin naczyniowych

- fykologia

- briologia

- dendrologia

- mikologia

- lichenologia

- bakteriologia

4. Geobotanika – rozmieszczenie i życie roślin na ZIEMI

- florystyka

- geografia roślin

- ekologia roślin (ekologia gatunku, populacji, fitocenoz)

2019-01-04

12

Współczesne dyscypliny laboratoryjne,

wywodzące się z tradycyjnej botaniki

• cytologia, cytofizjologia

• biologia komórki

• biologia molekularna

• fizjologia roślin

• biochemia roślin

• genetyka roślin inżynieria genetyczna

BOTANIKA STOSOWANA

• botanika leśna

• agrobotanika

• botanika farmaceutyczna

• biomonitoring środowiska z użyciem roślin

SKŁAD KOMÓRKI ROŚLINNEJ

Komórka

roślinna

Ściana

komórkowa

Protoplast

Blaszka środkowa

Ściana pierwotna

Ściana wtórna

Cytoplazma podstawowa

(cytozol = hialoplazma)

Wakuola

Jądro komórkowe

Plastydy

Mitochondria

Membrany cytoplazmatyczne

Aparat Golgiego

Peroksysomy, glioksysomy, (lizosomy), sferosomy > tzw.MIKROCIAŁA

Mikrotubule, mikrofilamenty, (centriole) > CYTOSZKIELET

Rybosomy

Błona jądrowa z porami jądrowymi

Chromatyna (DNA + białka)

chromosomy=skondensowana,

upakowana chromatyna)

Jąderko (synteza rRNA)

Kariolimfa (enzymy)

Proplastydy

Leukoplasty

Chloroplasty

Chromoplasty

Plazmalemma

Tonoplast

Retikulum endoplazmatyczne

2019-01-04

13

ONTOGENEZA PLASTYDÓW

leukoplast

proplastyd

chloroplast

etioplast

chromoplast

CHLOROPLASTY 1. Struktura (budowa)

Stroma zawiera: DNA, RNA, rybosomy, enzymy

Układ błon- grana, intergrana

Zgodnie z teorią

SERIALNEJ ENDOSYMBIOZY

Chloroplast rozwinął się z pochłoniętej

przez komórkę bakterii (chlorobakterii)

dowód – własne koliste DNA, rybosomy 70 S

2. Funkcje

a) reakcje fotosyntetycznego transportu elektronów

(tylakoidy) GRANA

- systemy zbierające energię świetlną; CHLOROFIL

- łańcuchy transportu elektronów

- synteza ATP

2019-01-04

14

CHLOROPLAST

tylakoid

podwójna

membrana

stroma

granum

wewnętrzna

membrana

zewnętrzna

membrana

b) Cykl Calvina - reakcje wiązania węgla - STROMA

ATP - energia

NADPH - siła redukcyjna } z fazy

jasnej

Pierścień porfirynowy Mg

CHLOROFIL JEST AMFIPATYCZNY

2019-01-04

15

CHROMOPLASTY

1) powstawanie z proplastydów

z leukoplastów

z chloroplastów

2) struktura

- zawierające lipidowe globule (karotenoidy rozpuszczone) np. płatki jaskra

- zawierające włókniste struktury i lipidowe globule np. dojrzewające owoce, starzejące się liście

- zawierające barwniki w postaci kryształów np. korzeń marchwi

3) Funkcje

NA POZIOMIE OSOBNICZYM - POWABNIA!!!

BARWNIKI KAROTENOIDOWE

•Karoteny - czerwone, pomarańczowe

•Hydroksykaroteny (ksantofile) - żółte

FUNKCJE w liściach – DODATKOWE ANTENY POCHŁANIAJĄCE

FOTONY (światło o innej długości fali niż

chlorofil)

- OCHRONA CHLOROFILU w PSI i PSII PRZED

FOTOOKSYDACJĄ

Marchew: 50% karoten

5-10% ksantofile

2019-01-04

16

Chromoplasty w owocu róży – Rosa sp. Chromoplasty w owocu papryki

– Capsicum annuum

LEUKOPLASTY

Ontogeneza - z proplastydów

chloroplastów

Funkcje

• Gromadzenie materiałów zapasowych

Typy

• amyloplasty

• oleoplasty

• proteinoplasty

amarylkowate, jaskrowate,

storczykowate, szorstkolistne

leukoplast z miodnika Abuliton sp.

2019-01-04

17

ETIOPLAST

CIAŁO PROLAMELLARNE

Dziękuję