2018-11-29

1

Kierunek: Biotechnologia

M o r f o l o g i a F u n kc j o n a l n a R o ś l i n

Wykład

LIŚĆ Czesław

Hołdyński

Liść

Powstawanie

Zmienności liści w ontogenezoe

Funkcje liści

Budowa morfologiczna i anatomiczna

Przystosowania do warunków

środowiska, modyfikacje

2018-11-29

2

Cechy charakterystyczne liścia jako

organu bocznego pędu

wyłącznie na wierzchołkach łodyg (głównych lub

bocznych)

rozwój i wzrost odbywa się przy udziale różnych

merystemów

ograniczony wzrost

pochodzenie pierwotne (b. pierwotna)

auksyny (hormony wzrostu) indukują tworzenie

zawiązków liści (podobną rolę pełnią przy tworzeniu

innych organów bocznych pędu)

najczęściej symetria grzbietobrzuszna

WIERZCHOŁEK WZROSTU PĘDU moczarki kanadyjskiej promerystem

zawiązki liści

STREFY MERYSTEMU WIERZCHOŁKOWEGO:

1) PROTOMERYSTEM

2) STREFA ORGANOGENICZNA

3) STREFA PRATKANEK

4) STREFA TKANEK STAŁYCH (STREFA RÓŻNICOWANIA)

2018-11-29

3

LIŚCIENIE w ZARODKACH:

pszenicy fasoli

bielmo

ZMIENNOŚĆ LIŚCI

W ONTOGENEZIE

LIŚCIENIE = LIŚCIE ZARODKOWE

Powstają podczas embriogenezy!

ROLE:

● przekazują substancje odżywcze

z bielma do zarodka

(w nasionach bielmowych)

● gromadzą materiały zapasowe

(w nasionach bezbielmowych)

● chronią pączek

podczas kiełkowania przy kiełkowaniu nadziemnym

● fotosynteza (krótko!)

2018-11-29

4

Liście (rodzaje) w ontogenezie rośliny

liścienie

liście młodociane

liście listowia (właściwe)

liście przykwiatostanowe (podsadki)

liście przykwiatowe (przysadki)

łuskowate

liście zmodyfikowane

Siewka sosny zwyczajnej z liścieniami

ZMIENNOŚĆ LIŚCI W ONTOGENEZIE cd.

LIŚCIE GÓRNE = LIŚCIE PRZYKWIATOWE

● często zredukowane, łuskowate kwiat

● niekiedy okazałe, barwne szypułka

kwiatu

FUNKCJE:

● ochrona mechaniczna PODKWIATEK

● wspieranie osi kwiatostanu

i szypułek kwiatu PRZYSADKA

● powabnia

● zaschnięte przy owocach PODSADKA

wspomagają ich rozsiewanie

2018-11-29

5

PRZYSADKI bougenvilla

poinsecja – gwiazda betlejemska

Liście przykwiatowe

(przysadki)

u słonecznika

2018-11-29

6

czermień błotna słonecznik bulwiasty

marchew

łopian

PODSADKi

anthurium

Liście przykwiatostanowe u baldaszkowatych

marchew

2018-11-29

7

Jednopłciowe kwiaty

turzycy są rozdzielone

na górne męskie i dolne

żeńskie.

W czasie

kwitnienia łuskowate

przysadki tych kwiatów

daleko wystają ponad

pręciki i rozgałęzione

znamię słupka

Liście przykwiatowe przykwiatostanowe u turzycy

ZMIENNOŚĆ LIŚCI W ONTOGENEZIE

LIŚCIE WŁAŚCIWE:

● MŁODOCIANE

● DOJRZAŁE

HETEROFILIA

zmienność budowy morfologicznej i anatomicznej liści

właściwych uzależniona czynnikami siedliskowymi, np. u:

- grążela żółtego

- strzałki wodnej

- włosienicznika wodnego

2018-11-29

8

HETEROFILIA (różnopostaciowość liści)

Występowanie częste u roślin

ziemnowodnych (np. strzałka

wodna, paproć wodna

(Marsilea) ale nie tylko (np.

jaskier różnolistny, dzwonek

różnolistny.

Także ulistnienie drzew (dostęp

do światła)

strzałka wodna

ZMIENNOŚĆ LIŚCI W ONTOGENEZIE cd.

LIŚCIE DOLNE

● łuskowate

→ rozwinięta nasada,

ogonek i blaszka

zredukowane

● zwykle u siewek

oraz na rozłogach

i kłączach, np.

u szczawiku

FUNKCJA:

chronią łodygę przed uszkodzeniami

mechanicznymi lub termicznymi

2018-11-29

9

Morwa - heterofilia, wielkość

i kształt liści bardzo zmienne

Liście młode, o blaszce nie podzielonej Liście starsze, o blaszce powcinanej

Formy pośrednie

Mozaika liściowa

lipa

grab

2018-11-29

10

Merystemy zawiązka liściowego a jego rozwój

merystem

szczytowy

merystem

interkalarny

merystem

brzeżny

merystem

doosiowy

merystem

odosiowy

Merystem

płytowy

Merystemy zawiązka liściowego a jego rozwój

Merystem szczytowy i interkalarny

Merystem szczytowy – podziały

peryklinalne i antyklinalne; szybko traci

charakter merystematyczny i zanika.

Dalszy podłużny wzrost zawiązka

osi liścia jest interkalarny (szczególnie

u jednoliściennych – długi, równowąski

liść; u niektórych dwuliściennych rozwój

długiego ogonka liściowego).

U traw zawiązek liściowy jest wykształcony w

postaci kołnierza, który w dalszym ciągu

rozrasta się interkalarnie – wykształcają się

dwie strefy wzrostu; jedna na poziomie

pachwiny, która wytwarza pochwę liściową, druga u nasady górnej części,

która wytwarza blaszkę liściową.

blaszka

pochwa liściowa

języczek

ostrogi

2018-11-29

11

Merystemy zawiązka liściowego a jego rozwój

Merystem doosiowy i odosiowy

Pogrubianie i zaokrąglanie przyszłego ogonka oraz żyłki

głównej; powstawanie struktury spłaszczonej liścia, a

także liście tarczowe, np. u nasturcji

Merystemy zawiązka liściowego a jego rozwój

Merystem brzeżny

Stanowi najpierw listwowate uwypuklenie po bokach osi

liścia – jego aktywność ma szczególne znaczenie w

rozwoju liści złożonych, o blaszkach szerokich i o

zróżnicowanej grubości

Merystem płytowy

Aktywny, gdy blaszka rozwija się wzdłuż i wszerz – jest w

stanie wytworzyć prawie całą blaszkę liściową

2018-11-29

12

PODSTAWOWE FUNKCJE LIŚCIA

1. FOTOSYNTEZA

- głównie miękisz asymilacyjny = m. zieleniowy

= chlorenchyma, także:

● kolenchyma

● epiderma ( liście podwodne )

Floem – odprowadzanie produktów fotosyntezy!

2. WYMIANA SUBSTANCJI ZE ŚRODOWISKIEM

- GAZOWA, W TYM TRANSPIRACJA → u roślin lądowych

● epiderma z aparatami szparkowymi

● miękisz, zwłaszcza gąbczasty

● ksylem ( doprowadzanie wody !)

- POBIERANIE WODY I SOLI MINERALNYCH

→ u roślin wodnych ( głównie liście podwodne )

● epiderma pokryta śluzem

UKŁAD FOTOSYNTETYZUJĄCY

Chlorenchyma liści

Chlorenchyma kory pierwotnej łodyg

(warstwy subepidermalne)

kolenchyma z chloroplastami (dwuliścienne)

kompromis pomiędzy sklerenchymą a komórkami

miękiszu asymilacyjnego (jednoliścienne)

Miękisz łyka w okolicach KAMBIUM, organy

kwiatowe, owoce (nawet tkanki gdzie dostęp światła

jest znikomy)

dlaczego?

tlen potrzebny do intensywnego metabolizmu

2018-11-29

13

Liście typu C3 – dąb, czarny bez

CO2 wiązany bezpośrednio w cyklu Calvina-Bensona

Liście typu C4 – kukurydza, sorgo, trzcina cukrowa

Wiązanie CO2 oddzielone przestrzennie od syntezy

cukrów

Liście typu CAM – rośliny gruboszowate, sukulenty

Wiązanie CO2 oddzielone czasowo (w nocy) od syntezy

cukrów

Sprawniejsze wiązanie CO2 przy słabiej otwartych szparkach – mniejsze straty wody

TYPY FOTOSYNTEZY wiązanie CO2 → synteza cukru

bezpośrednio w cyklu

Calvina-Bensona (C–B)

(w stromie chloroplastu)

FOTOSYNTEZA typu C3

pośrednio w cyklu

Hatcha-Slacka (H–S) I etap - poza chloroplastem, włączenie

CO2 do kwasów czterowęglowych

II etap - w stromie chloroplastu,

w cyklu C–B

rozdzielenie przestrzenne cyklów H–S i C–B

(w różnych komórkach)

FOTOSYNTEZA typu C4

w tej samej komórce, ale

rozdzielenie czasowe cyklów:

H–S – noc; C–B – dzień

FOTOSYNTEZA typu CAM

DEKARBOKSYLACJA

Adaptacja do siedlisk b. suchych; w nocy wilgotność powietrza większa

→ szparki otwarte i jest wiązany CO2

Adaptacja do:

• dużego natężenia światła

• niskiej wilgotności

• wysokiej temperatury

2018-11-29

14

Budowa morfologiczna Pojedynczy, złożony

Kształt blaszki liściowej

Kształt wierzchołka i nasady blaszki liściowej

Brzeg blaszki liściowej

Ogonek liściowy

Zabarwienie wierzchu i spodu blaszki liściowej

Układ liści na łodydze

Unerwienie

Sposób wyrastania z węzła

Przylistki

Trichomy (wydzielnicze, mechaniczne itd.)

Hydatody, nektarniki

Heterofilia

Zróżnicowanie budowy liścia

Typy liści (blaszki liściowej)

liście pojedyncze

• o blaszce

niepodzielonej

• o blaszce podzielonej

liście złożone

• pierzaste

• dłoniaste

wrębne sieczne klapowane

2018-11-29

15

Ulistnienie i osadzenie liści

ulistnienie

skrętoległe

ulistnienie

naprzeciwległe

ulistnienie

okółkowe

ulistnienie

naprzemianległe

różyczkowe

(rozetowe)

Zróżnicowanie budowy liścia

Sposoby osadzenia liścia na łodydze

ogonkowe

siedzące

zbiegająco obejmujące łodygę, itp.

2018-11-29

16

Zróżnicowanie budowy liścia

Nasady liścia

pochwiasta z przylistkami z poduszeczkami

• rodzina baldaszkowatych

• rodzina rdestowatych

• u traw

• rodzina motylkowatych

• rodzina różowatych

• rodzina fiołkowych

III. Nasada blaszki liściowej

IV. Brzeg blaszki liściowej

Cewki protoksylemowe

w drobnych nerwach liściowych

Nerwacja liścia

2018-11-29

17

TYPY NERWACJI LIŚCIA

JEDNOŻYŁKOWA WIELOŻYŁKOWA

niektóre nagozalążkowe

OTWARTA ZAMKNIĘTA

niektóre paprocie większość

miłorząb okrytozalążkowych

rzadko dwuliścienne

RÓWNOLEGŁA SIATKOWA

gł. jednoliścienne gł. dwuliścienne

PIERZASTA DŁONIASTA

Nerwacja liścia:

a. pierzasta, b. siatkowata, c. równoległa, d. dłoniasta, e. wachlarzowata

2018-11-29

18

BUDOWA ANATOMICZNA I FUNKCJE BLASZKI LIŚCIA TYPOWEJ LĄDOWEJ ROŚLINY DWULIŚCIENNEJ

Liść hypostomatyczny

Schemat budowy anatomicznej liścia

2018-11-29

19

WIĄZKI PRZEWODZĄCE I TKANKI WZMACNIAJĄCE LIŚCIA ROŚLIN DWULIŚCIENNYCH

wiązka kolateralna OTWARTA

miękiszowa pochwa wokółwiązkowa

ksylem floem

kolenchyma (czasem sklerenchyma)

wiązka kolateralna ZAMKNIĘTA

u niektórych - wiązki bikolateralne (zamknięte, otwarte)

Budowa anatomiczna liścia roślin dwuliściennych

2018-11-29

20

Sposoby zwiększania powierzchni aktywnej miękiszu asymilacyjnego

komórki palczaste u bzu czarnego komórki palczaste u piwonii

listwowate wyrosty ściany u bambusa i u sosny

Przekrój poprzeczny przez blaszkę liścia skleromorficznego oleandra

kutikula

skórka wielowarstwowa

miękisz palisadowy

miękisz gąbczasty

szparki powietrzne we

wgłębieniach z licznymi włoskami

2018-11-29

21

Liście roślin

jednoliściennych - TRAW

blaszka liściowa

pochwa liściowa

część dolna - KOLANKO

OSTROGI u traw

2018-11-29

22

JĘZYCZEK BŁONIASTY zamiast JĘZYCZKA

pasmo WŁOSKÓW

Zamykanie, zwijanie się liści

komórki zawiasowe

2018-11-29

23

Komórki zawiasowe

= pęcherzykowe

= ruchowe

= wodne

W LIŚCIACH TRAW

pasma komórek

zawiasowych

Budowa liścia roślin jednoliściennych

2018-11-29

24

U roślin z fotosyntezą typu C4 występuje przestrzenne

rozdzielenie wiązania CO2 i syntezy cukru na dwa rodzaje

mezofilu: mezofil C4 i mezofil C3.

Ten ostatni tworzy ciemnozielone pochwy wokół drobnych

nerwów - mezofil wieńcowy – komórki zawierają

liczniejsze i większe chloroplasty z ziarnami skrobi –

przystosowanie do sprawnego odprowadzania cukrów

Schemat przekroju poprzecznego

przez liść kukurydzy

fotografia z mikroskopu elektronowego

skórka

przestwór powietrzny

mezofil C4

mezofil wieńcowy

tkanka waskularna

2018-11-29

25

U niektórych traw i turzyc z fotosyntezą typu C4 pod

miękiszową pochwą wiązkową występuje pochwa komórek

grubościennych zwana pochwą mestomową.

Ma ona charakter endodermy w trzecim stadium

rozwojowym zaopatrzonej w lamelę suberynową i

zdrewniały pokład wtórny. Komórki są żywe, lamele

suberynowe perforowane są przez plasmodesmy.

U turzyc z fotosyntezą typu C4 mezofil wieńcowy

wykształca się wewnątrz pochwy mestomowej (na miejscu

komórek miękiszowych w typie C3).

Nerw liściowy bez mezofilu wieńcowego

i z mezofilem wieńcowym

2018-11-29

26

Budowa igły sosny

Budowa

igły sosny

2018-11-29

27

Budowa igły sosny

Budowa igły sosny – kanał żywiczny

2018-11-29

28

Budowa igły sosny

Ochrona liści przed nadmiernym oświetleniem (i transpiracją)

Ustawienie liści do kierunku padającego światła (powszechnie) np. robinia (w cyklu dnia)

sałata kompasowa

Układ chloroplastów w komórce

Czerwona barwa liści, np. gryka

Odbicie promieni świetlnych – gładka lśniąca skórka

Owłosienie – kutner np. kocanki, starzec, dziewanna

Liście z „okienkami” sukulenty z liśćmi zagłębionymi w podłożu

Zamykanie, zwijanie się liści, np. trawy

2018-11-29

29

robinia

Sałata kompasowa

Ustawienie liści do kierunku

padającego światła

Ustawienie chloroplastów

w komórkach rzęsy

Układ chloroplastów w komórce

2018-11-29

30

Odbicie promieni świetlnych – gładka lśniąca skórka

dziewanna drobnokwiatowa

kocanki Owłosienie - kutner

starzec

2018-11-29

31

A B

Mesembryantheum rhopalophyllum

A - pokrój rośliny, B - przekrój przez liść

Liście z okienkami

Komórki zawiasowe

= pęcherzykowe

= ruchowe

= wodne

W LIŚCIACH TRAW

pasma komórek

zawiasowych

2018-11-29

32

Opadanie liści - etapy

wytwarzanie warstwy odcinającej

pęcznienie i rozpuszczanie blaszki środkowej w komórkach warstwy odcinającej

wytwarzanie warstwy zabliźniającej drewnienie, korkowacenie komórek

miękiszowych (pierwotne)

wytwarzanie fellodermy fellemu (korka) (z reguły

w drugim roku)

opadnięcie liści (ciężar, mróz)

Ww. zmiany anatomiczne mogą zachodzić u różnych gatunków w nieco innej kolejności

warstwa

odcinająca

wiązka

przewodząca

ogonek

liściowy łodyga

Modyfikacje funkcjonalne liści (przekształcenia)

liściaki (fyllodia) – spłaszczenia, rozszerzenia ogonka liściowego, redukcja blaszki liściowej, np. akacja, dzbanecznik

wąsy pochodzenia liściowego, np. groch, winorośl

ciernie pochodzenia liściowego, np. berberys, opuncja, kaktusy

liście silnie zredukowane, szczątkowe, łuskowate, np. na pędach podziemnych roślin kserotermicznych, np. Ruscus sp., żarnowiec

liście spichrzowe, np. cebula

liście magazynujące wodę, np. rozchodnik, rojnik, grubosz

liście w postaci łusek ochronnych, pąki łodyg zdrewniałych, cebula

liście roślin owadożernych

2018-11-29

33

Acaccia sp. (akacja)-

liściaki i ich rozwój

redukcja blaszki liściowej

A

B

B

Glorioza Groszek pachnący

przekształcony wierzchołek przekształcone końcowe

liścia pojedynczego listki liścia złożonego

WĄSY LIŚCIOWE

2018-11-29

34

Różne modyfikacje liści

Liście zredukowane w postaci kolców

CIERŃ LIŚCIOWY

Porzeczka agrest ( Agrest )

2018-11-29

35

CIERNIE PRZYLISTKOWE

Robinia akacjowa

↑

liścioślad

pąk boczny

↓

CIERNISTE brzegi liści

Ostrożeń lancetowaty

2018-11-29

36

LIŚCIE SPICHRZOWE

występują w zmodyfikowanych pędach - CEBULACH

Hipeastrum

łuski okrywające

łuski spichrzowe

pąk wierzchołkowy

skrócona łodyga

Liście w postaci URN GROMADZĄCYCH WODĘ

A – przekrój podłużny liścia

( do urn wrastają korzenie przybyszowe)

Opięta ( EPIFIT )

←A ←A

2018-11-29

37

LIŚĆ CHŁONNY

Liść podwodny - silnie podzielona blaszka

i wielokomórkowe proste włoski epidermalne

Salwinia pływająca

PAPROĆ PŁYWAJĄCA PO POWIERZCHNI WODY

Owadożerność – liście roślin owadożernych

Przystosowania:

rośliny z pułapkami wydzielającymi śluz, działającymi biernie, np. rosolnik (Portugalia)

rośliny z pułapkami wydzielającymi śluz, działającymi czynnie, np. rosiczka

rośliny z liśćmi typu „wilcze doły”, np. dzbanecznik (wyspy Australii, Azja), kapturnica

rośliny z zamykającymi się klapkami, np. muchołówka

rośliny z pułapkami zapadkowymi, np. pływacz

2018-11-29

38

Rosiczka okrągłolistna

LIŚCIE PUŁAPKOWE

z gruczołami

trawienno-chłonnymi

LIŚCIE PUŁAPKOWE

ROŚLINA MIĘSOŻERNA - Muchołówka amerykańska

gruczoły

trawienno-

-chłonne

2018-11-29

39

LIŚCIE PUŁAPKOWE

ROŚLINA MIĘSOŻERNA

Muchołówka amerykańska

blaszka liściowa → PUŁAPKA

nasada liścia → LIŚCIAK

ogonek liścia → funkcja CZEPNA

Dzbanecznik

LIŚCIE PUŁAPKOWE

ROŚLIN MIĘSOŻERNYCH

2018-11-29

40

Morfologia liści

pułapkowych:

A) darlingtonii

B) kapturnicy

Strefy:

I. zwabiania

II. ześlizgu

III. trawienia

i wchłaniania

kapturnica

Dischidia rafflesiana

liść w formie głębokiej urny, gromadzi wodę

korzeń przybyszowy wrasta do urny

liście asymilacyjne

2018-11-29

41

Pływacz Utricularia sp.

Owadożerny pływacz

Utricularia sp.

2018-11-29

42

Dziękuję