Botanika leśna

Botanika leśna I, sem. I, 15/30

Botanika leśna II, sem. II, 10/15

Botanika leśna

rok akademicki 2020/21 semestr zimowy

prof. dr hab. Czesław Hołdyński

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

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.

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

•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

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

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

•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

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

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

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)

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

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

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

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

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.

ETIOPLAST

CIAŁO PROLAMELLARNE

Dziękuję