Botanika leśna. Botanika leśna Botanika leśna I, sem. I, 15/30 Botanika leśna II, sem. II, 15/15

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 1

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 miękisz asymilacyjny chloroplast aparaty szparkowe wiązka przewodząca zewnętrzna BŁONA wewnętrzna grana stroma tylakoid 2

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. 3

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 RODZAJE KOMÓREK Komórki nabłonka Komórki bakterii Komórka jajowa i plemniki Komórka roślinna (parenchymatyczna) Komórka nerwowa ameba 4

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 5

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 cyrkulacyjny Ruch rotacyjny Ruch lokalny Ruch liści rośliny owadożernej Drosera rotundifolia 6

Ruch liści mimozy Mimosa pudica Ruch komórki ameboidalnej Ruch eugleniny Strombomonas conspersa Ruch typowy lokomocyjny zwierząt REAKCJA NA BODŹCE (pobudliwość) Receptory bodźców Czynniki wywołujące reakcje Mechanizmy reakcji Dionaea muscipula 7

ROZMNAŻANIE SIĘ Rozmnażanie bezpłciowe Rozmnażanie płciowe Ziemniak wytwarzający rozłogi podziemne Rozmnażanie tytoniu w hodowli tkankowej EWOLUCJA zmienianie się i przystosowywanie się do warunków środowiska Współczesne zielenice Mszaki Widłaki Paprocie Nagonasienne okrytonasienne Pradawne zielenice 8

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 (Monera) Eucaryota Królestwo: Protozoa Chromista Fungi Animalia Plantae Podglądanie PRYWATNEGO ŻYCIA ROŚLIN... NIEMOWLĘCTWO WABIENIE PROBLEMY APROWIZACYJNE NAMAWIANIE DO WSPÓŁPRACY WIARA W DOBRY LOS 9

BOTANIKA nauka o roślinach CECHY WYRÓŻNIAJĄCE: plastydy jako jednostka strukturalna komórki skrobia jako podstawowy materiał zapasowy w komórce Cechy wyróżniające Komórka posiada ścianę komórkową Brak ruchu w rozumieniu aktywnej lokomocji W zasadzie nieograniczony wzrost organizmu 10

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) 11

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 Ściana komórkowa Komórka roślinna Protoplast Blaszka środkowa Ściana pierwotna Ściana wtórna Cytoplazma podstawowa (cytozol = hialoplazma) Wakuola Jądro komórkowe Plastydy Mitochondria Błona jądrowa z porami jądrowymi Chromatyna (DNA + białka) chromosomy=skondensowana, upakowana chromatyna) Jąderko (synteza rrna) Kariolimfa (enzymy) Proplastydy Leukoplasty Chloroplasty Chromoplasty Plazmalemma Membrany cytoplazmatyczne Tonoplast Retikulum endoplazmatyczne Aparat Golgiego Peroksysomy, glioksysomy, (lizosomy), sferosomy > tzw.mikrociała Mikrotubule, mikrofilamenty, (centriole) > CYTOSZKIELET Rybosomy 12

ONTOGENEZA PLASTYDÓW proplastyd etioplast leukoplast chloroplast 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 13

CHLOROPLAST stroma tylakoid granum podwójna membrana 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 14

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 15

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. 16

ETIOPLAST CIAŁO PROLAMELLARNE Dziękuję 17