Budowa kwiatu, w szczególności zalążni i powstającej z niej owocu w wybranych rodzinach roślin. Typy kwiatostanów

Transkrypt

1 Mechanizmy rozmnażania generatywnego Budowa kwiatu, w szczególności zalążni i powstającej z niej owocu w wybranych rodzinach roślin. Typy kwiatostanów Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

2 Kwiat jako organ rozmnażania u okrytonasiennych

3 zalążnia Dno kwiatowe- silnie skrócona oś kwiatowa, na którym osadzone są boczne części kwiatu (działki kielicha i płatki korony = okwiat), pręciki i owocolistki zrośnięte w słupek Części kwiatu mogą być osadzone na dnie kwiatowym spiralnie lub w formie okółków Układ członów kwiatowych międzyległy lub naprzeciw siebie w następujących po sobie okółkach Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

4 Typy symetrii w kwiatach Symetria promienista aktynomorfizm Symetria bilateralna zygomorfizm - kwiaty grzbieciste S. promienista (2 warunki) płatki tej samej wielkości, kąty między poszczególnymi płatkami takie same S. bilateralna zmiana kątów między płatkami s. bilateralna zmiana wielkości płatków lub inna ich modyfikacja Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

5 Symetria promienista- * Borówka brusznica (Vaccinium vitis-idaea L.) Powojnik Clematis sp. Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin Zawilec gajowy (Anemone nemorosa L.)

6 Symetria grzbiecista - Obuwik (Cypripedium L) Calypso bulbosa Zaraza krwistoczerwona (Orobanche gracilis Sm.) Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin wikipedia

7 Wzór kwiatowy - przedstawienie budowy morfologicznej kwiatu za pomocą symboli, liter i liczb. Informuje o liczbie elementów w poszczególnych okółkach kwiatu oraz o ich zrastaniu się, a także o położeniu dna kwiatowego względem zalążni. P okwiat pojedynczy (niezróżnicowany na kielich i koronę) K kielich C korona (C 5 5 płatków korony) E kieliszek (dodatkowe listki znajdujące się na zewnątrz działek kielicha i zwykle podobne do nich. Występują np. u niektórych przedstawicieli rodzin różowatych (Rosaceae) i ślazowatych (Malvaceae). Ważna cecha diagnostyczna. A pręcikowie (ogół pręcików występujących w kwiecie)a dwa okółki pręcików po 5 w każdym G słupkowie - kreska nad liczbą słupków (lub owocolistków w przypadku słupkowia zrosłego) oznacza, że słupek jest dolny (a tym samym kwiat jest górny), pod tą liczbą oznacza że słupek jest górny (a kwiat dolny). Kreska ta symbolizuje "poziom", na którym znajduje się dno kwiatowe. G ( 5 ) oznacza słupek dolny (=zalążnię dolną) zbudowaną z 5 zrośniętych owocolistków -kwiat o symetrii grzbiecistej * -kwiat o symetrii promienistej -duża liczba elementów w okółku () elementy w okółku zrośnięte rodzaj tulipan (tulipa): *P 3+3 A 3+3 G (3) Narys kwiatowy diagram kwiatowy Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

8 Słupki: górne, pośrednie, półdolne lub dolne w zależności od położenia w stosunku do dna kwiatowego (oś kwiatowa). górny pośredni dolny Słupek górny osadzony jest luźno na wypukłym dnie kwiatowym, a pozostałe elementy kwiatu osadzone są poniżej zalążni słupka jest to tzw. kwiat dolny (hypogyniczny), np. w kwiecie ziemniaka. W przypadku pośrednich form, np. gdy zalążnia osadzona jest swobodnie na płaskim lub wklęsłym dnie kwiatowym, nie zrastając się z nim bokami, mówimy o słupku pośrednim i kwiecie kołozalążniowym (perygynicznym). Jeżeli dno kwiatowe jest wklęsłe i obrasta zalążnię, a pozostałe elementy kwiatu są wyniesione ponad nią, jest to słupek dolny, a kwiat górny (epigyniczny), np. u ogórka. Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

9 Klon sp kwiaty obupłciowe i męskie Słupek górny- w kwiecie.? Kwiaty męskie - pręcikowe Kwiat obupłciowy Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

10 Magnolia sp. słupek górny Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

11 Słupki: górne, pośrednie, półdolne lub dolne w zależności od położenia w stosunku do dna kwiatowego (oś kwiatowa). górny pośredni dolny Osadzony jest luźno na wypukłym dnie kwiatowym, a pozostałe elementy kwiatu osadzone są poniżej zalążni słupka jest to tzw. kwiat dolny (hypogyniczny), np. w kwiecie ziemniaka. W przypadku pośrednich form, np. gdy zalążnia osadzona jest swobodnie na płaskim lub wklęsłym dnie kwiatowym, nie zrastając się z nim bokami, mówimy o słupku pośrednim i kwiecie kołozalążniowym (perygynicznym).- róża Jeżeli dno kwiatowe jest wklęsłe i obrasta zalążnię, a pozostałe elementy kwiatu są wyniesione ponad nią, jest to słupek dolny, a kwiat górny (epigyniczny), np. u ogórka. Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

12 Słupek dolny Cornus sp. - dereń Malus sp.- jabłoń Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

13 Kwiatostan rozgałęzienia pędu, które nie rozwijają się dalej w sposób wegetatywny Typy rozgałęzień pędu Architektura kwiatostanu zależy od: typu rozgałęzienia pędu położenia/osadzenia kwiatów DYCHOTOMICZNE MONOPODIALNE SYMPODIALNE PSEUDODYCHOTOMICZNE -odmiana sympodianego P oś pierwotna, 1,2,3 kolejne rzędy odgałęzień Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

14 Ze względu na sposób rozgałęziania: Proste kwiaty wykształcają się bezpośrednio w obrębie głównej osi pędu GRONO ZMAKNIĘTE GRONO OTWARTE BALDACHOGRONO KŁOS KOLBA KOSZYCZEK BALDACH KOSZYCZEK GŁÓWKA

15 Złożone kwiaty wykształcają się w obrębie odgałęzień wyższych rzędów Kwiatostany złożone odgałęzienia boczne typu monopodialnego grono złożone baldach złożony (z baldaszkami) kłos złożony wiecha Wiecha złożona (odgałęzienia boczne osi kwiatostanu zakończone kłoskami)

16 Kwiatostany złożone odgałęzienia boczne typu sympodialnego otwarty kwiatostan bukietowy zamknięty kwiatostan bukietowy wierzchotka dwuramienna sierpik wierzchotka jednoramienna wachlarzyk

17 Kwiatostany klasyfikacja Zakończenie pędu (pędów) kwiatem terminalnym: niezdetrminowane (-) zdeterminowane (+) Niezdeterminowane: grono (A Arabidopsis th, B Antirrhinum majus), grono złożone (C - trawy). Oś kwiatostanu zachowuje dość długo swój wzrost. Zakwitanie kwiatów postępuje od dołu ku szczytowi, najpóźniej rozwija się kwiat szczytowy.

18 Zdeterminowane: wierzchotka dwuramienna (D Silene latifolia), wierzchotka (E - tytoń), wierzchotka jednoramienna - sierpik (F - pomidor), wiecha (G bez lilak, wiele gatunków traw). Charakteryzują się ograniczonym wzrostem na szczycie osi głównej wyrasta kwiat zamykając jej dalszy wzrost, a pod nim wyrastają boczne odgałęzienia, przedłużające pęd i wydające nowe kwiaty.

19 Elementy kwiatostanu, typy liści podkwiatek kwiat szypułka przysadka profil podsadka P

20 Owoc typowy powstaje z zalążni słupka Rozrośnięta ściana zalążni owocnia (perykarp) Owocnia 3 warstwy zewnętrzny egzokarp środkowy mezokarp wewnętrzny endokarp Egzo-, endokarp zwykle z jednej warstwy komórek; egzokarp tworzy zwykle skórkę owocu endokarp czasem kilkuwarstowy, może drewnieć tworząc pestkę z nasieniem mezokarp w pewnych owocach rozwija się jako mięsista tkanka o znacznej grubości Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

21 kwiat kwiatostan owoc owocostan pojedyncze zbiorowe jagodostan ananasa owocostan pestkowcowy figi owocostan orzeszkowy morwy suche mięsiste owoc wielopestkowcowy, owoc wieloorzeszkowy pękające niepękające jagoda, pestkowiec mieszek, strąk, torebka, łuszczyna orzech, ziarniak, niełupka, rozłupnia Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

22 pękające Mieszek - tojad Strąk - groch pojedynczy mieszek Strąk pęka wzdłuż szwu brzusznego (miejsca zrośnięcia owocolistkó) oraz wzdłuż żyłki środkowej owocolistka - nasiona ułożone wzdłuż szwu brzusznego Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin Orlik - pęknięcie mieszków wzdłuż szwu brzusznego. Renee Comet (photographer) AV Number: AV

23 pękające Dziurawiec torebka pęka wzdłuż linii zrośnięcia owocolistków, a torebka rozpada się wówczas na poszczególne owocolistki Mak pod zdrewniałym znamieniem słupka torebka otwiera się klapami Tulipan torebka pęka komorowo wzdłuż nerwu środkowego owocolistka Owoc typu torebka powstaje ze zrośnięcia dwu lub więcej owocolistków (jednokomorowa, jednokomorowa z przegrodami, wielokomorowa) Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

24 Łuszczyna - rzepak pękające Powstaje z dwóch owocolistków, pęka dwiema klapami. Między klapami występuje fałszywa przegroda, na której są nasiona. Przegroda fałszywa powstaje w wyniku wtórnego wrastania tkanki owocolistka do pojedynczej komory zalążniowej Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

25 niepękające Orzech - owocnia zdrewniała, jedno nasionie niezrośnięte z owocnią Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

26 Ziarniak skórzasta owocnia zrastająca się z łupiną nasienną pojedynczego nasienia pszenica, kukurydza niepękające Niełupka skórzasta owocnia niezrastająca się z pojedynczym nasieniem - słonecznik Często z urządzeniami ułatwiającymi rozsiewanie przez wiatr np. resztkami kielicha mniszek lekarski Skrzydlak klonu odmiana niełupki, w której owocnia wykształca skrzydlaste wyrostki Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

27 niepękające Rozłupnia wielonasienny owoc, który rozpada się przy dojrzewaniu na suche niepękające owocki rozłupki które odpowiadają poszczególnym owocolistkom i zawierają po jednym nasieniu Rozłupki kminku każda z jednym nasioniem Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

28 Owoce pojedyncze mięsiste (jagoda, pestkowiec) owoce niepękające o soczystej owocni. Jagoda - owocnia zbudowana z zewnętrznego egzokarpu oraz zmięśniałego mezokarpu, wypełniającego całe wnętrze owocu. Cechą charakterystyczną jagody jest brak endokarpu. Bezpośrednio w mezokarpie znajdują się liczne (rzadko jedno) nasiona: arbuz awokado bażyna czarna berberys borówka hurma szaron kaki pomidor winogrono żurawina. Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

29 Pestkowiec - egzokarp tworzy skórkę, mezokarp mięśnieje, a część wewnętrzna (endokarp) twardnieje i drewnieje. Twarda, wewnętrzna część owocni nazywana jest pestką i różni ten typ owocu od jagody (zmięśniała w całości) - czereśnia, tarnina, oliwka U niektórych pestkowców mezokarp pozostaje zielony i jest niejadalny (np. orzech włoski i migdałowiec pospolity), u których jadalną częścią jest nasiono wewnątrz pestki) Zewnętrzna warstwa owocni stanowi mięsistą, zieloną okrywę, wewnętrzna część owocni, czyli endokarp, tworzy zdrewniałą skorupę. Jadalne jest nasiono Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

30 Budowa pestkowca (Perykarp) brzoskwinia nektarynka czereśnia źródło wikipedia

31 kwiat kwiatostan owoc owocostan pojedyncze zbiorowe jagodosta n ananasa owocostan pestkowcowy owocostan orzeszkowy suche mięsiste owoc wielopestkowcowy, owoc wieloorzeszkowy pękające niepękające jagoda, pestkowiec mieszek, strąk, torebka, łuszczyna orzech, ziarniak, niełupka, rozłupnia Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

32 Owoce zbiorowe - powstają z wielu zalążni jednego wielosłupkowego kwiatu. Ponieważ w procesie tworzenia owocu bierze udział nie tylko zalążnia, ale także oś kwiatowa, owoce zbiorowe zaliczane są jednocześnie do owoców rzekomych (pozornych). Copyright foodlexicon.org Owoc pozorny (rzekomy, szupinkowy, łac. pseudofructus) organ roślin okrytonasiennych zawierający nasiona, który w odróżnieniu od owoców właściwych nie powstaje wyłącznie ze ścian zalążni słupka, lecz także innej części kwiatu. Najczęściej wykształca się z rozrośniętego mięsistego dna kwiatowego, rzadziej okwiatu lub przysadki. Jeden owoc pozorny wywodzi się z jednego wielozalążniowego kwiatu. Owoce pozorne występują najczęściej u przedstawicieli rodziny różowatych: u truskawki lub poziomki jest to jagoda pozorna, wieloorzeszkowiec zawierający liczne i drobne owoce właściwe (orzeszki) osadzone na wypukłym soczystym dnie kwiatowym; u maliny owocem rzekomym jest wielopestkowiec powstały przez zrośnięcie się licznych drobnych pestkowców osadzonych na wspólnym, również zmięśniałym dnie kwiatowym; u jabłoni, gruszy i jarząbu są to owoce jabłkowate o ścianie zalążni zrośniętej ze zmięśniałym hypancjum; owoce pozorne wykształcają też róże: liczne owoce właściwe orzeszki, objęte są zmięśniałym czerwonym hypancjum; Katedra Biofizyki i Morfogenezy Roślin

33 rodz. różowate Rosaceae z reguły owadopylne kwiaty promieniste kielich i korona 5-krotne zwykle liczne pręciki podrodz. tawułowe Spiraeoideae śliwowe Prunoideae różowe Rosoideae jabłkowe Pomoideae *K 5 C 5 A G 5 *K 5 C 5 A G 1 *(E 5 )K 5 C 5 A G *K 5 C 5 A 10 G (2-5)

34 Podrodzina: tawułowe Spiraeoideae Rodzaj: 1. Spiraea tawuła 2. Aruncus parzydło *K 5 C 5 A G 5 Aruncus sylvestris (parzydło leśne) A. dioicus pod ochroną Spiraea media tawuła średnia (Bieszczady, Pieniny, pod ochroną) dno kwiatowe płaskie lub wklęsłe owoc: wielonasienne mieszki

35 Podrodzina: śliwowe Prunoideae Rodzaj: 1. Prunus śliwa 2. Cerasus wiśnia 3. Armeniaca morela 4. Padus czeremcha *K 5 C 5 A G 1 Śliwa tarnina (tarnina, tarka) Prunus spinosa owoc: pestkowiec

36 Prunus domestica subsp. Italica śliwa domowa (węgierka) subsp. insititia - śliwa lubaszka

37 Armeniaca vulgaris (Prunus armeniaca) - morela Cerasus vulgaris - wiśnia pospolita kwiaty siedzące, białe

38 Podrodzina: różowe Rosoideae Geum coccineum Kuklik szkarłatny Rodzaj: Rosa Róża Rubus Malina (Jeżyna) Fragaria Poziomka Comarum Siedmiopalecznik Potentilla Pięciornik Alchemilla Przywrotnik Geum Kuklik *(E 5 )K 5 C 5 A G dno kwiatowe w kształcie dzbana lub wydłużone i wypukłe owoc: jednonasienne niełupki (orzeszki) lub drobne pestkowce, owoce rzekome, owoce zbiorowe Rosa canina Róża dzika

39 Rosa canina róża dzika Hypancjum (łac. hypanthium) dno kwiatowe o specyficznej budowie, silnie wgłębione, lub posiadające wąską gardziel, na szczycie którego osadzone są listki kieliszka, działki kielicha i pręciki, na dnie zaś słupki. Z czasem może przekształcać się w zmięśniałą okrywę owocu rzekomego

40 Rubus idaeus malina właściwa owoc zbiorowy złożony z małych pestkowców Rubus chamaemorus malina moroszka (zagrożony) roślina dwupienna

41 Fragaria vesca poziomka pospolita diploid Fragaria ananassa truskawka Na wypukłym dnie kwiatowym znajduje się ok. 20 słupków i pręcików. Po zapyleniu kwiatu dno kwiatowe rozrasta się stożkowato, tworząc jadalny owoc zbiorowy będący jagodą pozorną. Na jej powierzchni zawiązują się liczne orzeszki, będące właściwymi owocami. oktoploid i mieszaniec Mieszaniec ten został uzyskany przez skrzyżowanie pochodzącej ze wschodniej Ameryki Północnej poziomki wirginijskiej (F. virginiana Duch.) z chilijską (F. chiloensis Ehrh.), którego dokonał Duchesne w 1712 roku.

42 Podrodzina: jabłkowe Pomoideae Rodzaj: Pyrus grusza Malus jabłoń Cotoneaster irga Crataegus głóg Sorbus jarząb Cydonia pigwa Cotoneaster sp. *K 5 C 5 A 10 G (2-5) Sorbus aucuparia owoc rzekomy, szupinkowy Owoc rzekomy (szupinkowy): rozrośnięte dno kwiatowe zrastające się z zalążnią; właściwym owocem są powstające z rozrośniętych ścian słupka skórzaste komory nasienne wraz z otaczającą tkanką Cydonia sp.

43 Malus jabłoń *K 5 C 5 A G (2-5) Przekrój jabłka: 1- szypułka, 2 - nasiono, 3 - łuski gniazda nasiennego, 4 - komora nasienna, 5 - kielich i zagłębienie kielichowe, 6 - miąższ, 7 - skórka Owoc rzekomy (szupinkowy): rozrośnięte dno kwiatowe zrastające się z zalążnią; właściwym owocem są powstające z rozrośniętych ścian słupka skórzaste komory nasienne wraz z otaczającą tkanką

44 Pyrus Malus kolor kwiatów liście jajowate lub szpiczastojajowate, skórzaste, o długości równej ogonkom liściowym liście jajowate lub owalne, brzeg piłkowany, dwa razy dłuższe od ogonków

45 rodz. bobowate (motylkowate) Fabaceae (Papilionaceae) K (5) C 5 A (10) G 1 K (5) C 5 A (9)+1 G 1 kielich korona z reguły owadopylne grzbiecista symetria kwiatów kwiaty 5-krotne 10 pręcików zrośniętych nitkami (lub 9 zrośniętych i 1 wolny) słupek pojedynczy (1 owocolistek) zalążnia jednokomorowa nektar wydzielany u nasady wolnego pręcika owoc: strąk owoc skrzydełko pręcikowie i słupek

46 rodz. bobowate (motylkowate) Fabaceae (Papilionaceae) Przykładowe rodzaje z rodz. Fabaceae o dużym znaczeniu użytkowym: Sarothamnus żarnowiec Laburnum złotokap Wisteria glicynia Lupinus łubin Medicago lucerna Trigonella kozieradka Trifolium koniczyna Robinia robinia Coronilla cieciorka Vicia wyka Lens soczewica Lathyrus groszek Pisum groch Phaseolus fasola Glycine - soja

47 gatunek miododajny Robinia robinia

48 Trifolium pratense koniczyna łąkowa gatunki pastewne nawóz zielony Trifolium repens koniczyna biała gatunek miododajny U Trifolium wszystkie płatki są zrośnięte ze sobą. Nitki wszystkich pręcików zrastają się ze sobą i tworzą rynienkę, do której ścieka nektar.

49 Gatunki o jadalnych owocach groch, bób, soczewica, cieciorka, fasola, soja

50 południowoamerykański gatunek jadalny i olejodajny Arachis hypogaea L - orzacha podziemna kwiaty samopylne, górne na ogół bezpłodne Owoc to strąk szybko dojrzewające owoce (24h) GYNOFOR (karpofor) fragment dna kwiatowego i szypułki kwiatowej u podstawy słupka, osiągający do 20cm i wykazujący geotropizm dodatni

51 rodz. psiankowate Solanaceae *K (5) [C (5) A 5 ]G (2) przeważają kwiaty o symetrii promienistej, często okazałe i efektownie wybarwione, korona zrosłopłatkowa, zwykle pięciokrotna kwiaty zebrane zwykle w kwiatostany typu wierzchotek nitki pięciu pręcików przyrastają do rurki korony, słupek dwukrotny górny. owoc: jagoda lub torebka Narys kwiatu Petunia rodzaj: Solanum psianka Capsicum papryka Lycopersicon pomidor Nicotiana L. tytoń Petunia petunia Mandragora mandragora Datura bieluń Physalis miechunka

52 Solanum tuberosum

53 Lycopersicon esculentum

54 Capsicum annum papryka roczna alkaloid kapsaicyna - działa na receptory bólu (nocyceptory), powodując uczucie pieczenia i ostrości w jamie ustnej

55 Nicotiana tabacum tytoń szlachetny Pękająca torebka z nasionami

56 Gatunki ozdobne Petunia ogrodowa (zwyczajna) Petunia atkinsiana bieluń Datura sp.

57 rodz. kapustowate (krzyżowe) Brasssicaceae rośliny roczne lub kilkuletnie, kwiatostan typowo groniasty pręcikowie czterosilne (4 dłuższe) owoc: łuszczyna lub łuszczynka *K 2+2 C 4 A 4+2 G (2)

58 Brassica oleracea - kapusta warzywna - różne odmiany; var. capitata kapusta warzywna głowiasta; var. gemmifera -brukselka; var. botrytis kalafior; var. sabauda włoska; var. italica - brokuł var. sabellica jarmuż; var. gongylodes kalarepa

59 Brassica napus - rzepak Sinapis alba - gorczyca biała Cardamine pratensis - rzeżucha łąkowa Armoracia lapathifolia - chrzan pospolity Lunaria annua - miesiącznica roczna Capsella bursa-pastoris - tasznik pospolity

60 rodz. ślazowate Malvaceae kwiaty zwykle 5-krotne, ze skręconą w pąku koroną, posiadają kieliszek (epicalyx) nitki pręcików zrastają się w rurkę wokół zalążni i szyjki słupka owoc: torebka lub rozłupnia *E 3-12 K (5) C 5 A G (5- ) kieliszek

61 rodz. ślazowate Malvaceae Hibiscus rosa-sinensis ketmia róża chińska Gossypium hirsutum bawełna zwyczajna roślina włóknodajna (włoski łupiny nasiennej)

62 rodz. ślazowate Malvaceae Malva sylvestris ślaz dziki gatunek leczniczy Althaea officinalis prawoślaz lekarski gatunek leczniczy Alcea rosea malwa różowa gatunek ozdobny