Botanika leśna Wykłady rok akademicki 2011/2012, semestr zimowy prof. dr hab. Czesław Hołdyński

BIOLOGIA - nauka o życiu (z gr. bios – życie, logos – słowo, nauka) BOTANIKA – nauka o roślinach z gr. botane = roślina Cesarstwo: Procaryota Eucaryota (Monera) Królestwo: Protozoa Chromista Fungi Animalia Plantae

zadania przedmiotu „BOTANIKA LEŚNA” poznanie struktur na różnych miękisz asymilacyjny zadania przedmiotu „BOTANIKA LEŚNA” poznanie struktur na różnych poziomach organizacji morfologicznej: organelle komórki tkanki organy W POWIĄZANIU Z ICH FUNKCJAMI I ZNACZENIEM DLA OSOBNIKA BLOKI WIADOMOŚCI: wybrane zagadnienia z morfologii roślin wprowadzenie do systematyki roślin charakterystyka wybranych grup systematycznych wiązka przewodząca aparaty szparkowe chloroplast zewnętrzna BŁONA wewnętrzna grana stroma tylakoid

Podglądanie PRYWATNEGO ŻYCIA ROŚLIN ... NIEMOWLĘCTWO WABIENIE PROBLEMY APROWIZACYJNE NAMAWIANIE DO WSPÓŁPRACY WIARA W DOBRY LOS

Właściwości (cechy) przyrody ożywionej ? BIOLOGIA - nauka o życiu (z greckiego bios – życie, logos – nauka) Życie, przyroda ożywiona istota życia !!! Właściwości (cechy) przyrody ożywionej ?

RUCH (niekoniecznie lokomocyjny), np.: 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.

REAKCJA NA BODŹCE (pobudliwość) Receptory bodźców Czynniki wywołujące reakcje Mechanizmy reakcji ROZMNAŻANIE SIĘ Rozmnażanie bezpłciowe Rozmnażanie płciowe Ziemniak wytwarzający rozłogi podziemne Rozmnażanie tytoniu w hodowli tkankowej EWOLUCJA zmienianie się i przystosowywanie się do warunków środowiska

BOTANIKA – nauka o roślinach Z gr. Botanae = roślina Z łac. Plantae = Phytobionta 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

DYSCYPLINY BOTANICZNE 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

Paleobotanika Taksonomia (klasyfikowanie, badania filogenezy, konstrukcja systemu) - taksonomia roślin naczyniowych - fykologia - briologia - dendrologia - mikologia - lichenologia - bakteriologia 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 Blaszka środkowa Ściana pierwotna Ściana wtórna Ściana komórkowa Błona jądrowa z porami jądrowymi Chromatyna (DNA + białka) chromosomy=skondensowana, upakowana chromatyna) Jąderko (synteza rRNA) Kariolimfa (enzymy) Cytoplazma podstawowa (cytozol = hialoplazma) Wakuola Jądro komórkowe Plastydy Mitochondria Membrany cytoplazmatyczne Aparat Golgiego Peroksysomy, glioksysomy, (lizosomy), sferosomy > tzw.MIKROCIAŁA Mikrotubule, mikrofilamenty, (centriole) > CYTOSZKIELET Rybosomy Komórka roślinna Proplastydy Leukoplasty Chloroplasty Chromoplasty Plazmalemma Tonoplast Retikulum endoplazmatyczne Protoplast

ONTOGENEZA PLASTYDÓW proplastyd etioplast leukoplast chloroplast chromoplast

CHLOROPLAST stroma tylakoid granum podwójna membrana wewnętrzna zewnętrzna membrana

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 jarzębiny ściana komórkowa chromoplasty Chromoplasty w owocu róży Chromoplasty w owocu papryki

(z łac. vacuum - próżnia) WAKUOLA (z łac. vacuum - próżnia) Powstają najczęściej z ER - z rozszerzonych kanalików gładkiego ER - z pęcherzyków aparatu Golgiego - przez fragmentację dużej wakuoli 2) Wakuole w trakcie różnicowania się komórek wzrost dojrzewanie komórek bielma miękiszowych H2O - + mniej < wakuole > rozpad

FUNKCJE WAKUOLI Utrzymywanie komórki w turgorze Regulacja gospodarki wodnej w roślinie Akumulacja cukrów, białek zapasowych (czasowa lub trwała) Detoksykacja cytoplazmy (alkaloidy, sole wapnia)

} BARWNIKI są glikozydami, tj. cukier prosty + aglikon (alkohol o charakterze niewęglowym) są dobrze rozpuszczalne w wodzie Flawonowe (żółte) FLAWONOIDY heksozy (glukoza, galaktoza) lub +aglikon (flawon, hydroksyflawon) pentozy (ramnoza, arabinoza) Kwercetyna łuski cebuli, zielone części gryki Kemferol jaskrowate, różowate, motylkowate Mirycetyna } Antocyjanowe ANTOCYJANINY cukry + aglikon (antocyjanidyna) Cyjanidyna róża, mak Delfinidyna ostróżeczka Pelargonidyna pelargonia, dalia, chaber 3 czerwona niebieska 7 -8 pH Antocjany + Flawony (pH 7) niebieski + żółty = ZIELONY

Betacyjany Antocyjany + N w cząsteczce < pH 2 liliowy pH 2 – 8 fioletowo-czerwony > pH 8 żółty

GARBNIKI – roztwory koloidalne - hamują wzrost i kiełkowanie nasion - hamują rozkład białka Są to heterozydy, tj. glukoza połączona estrowo z: Kwasem galusowym garbniki hydrolizujące np. TANINY (liście dębu, wiśni, herbaty) Kwasem protokatechinowym garbniki niehydrolizujące np. FLOBAFENY (kora drzew, łupiny nasienne, drewno o ciemnym zabarwieniu) Z białkiem skóry tworzą nierozpuszczalne kompleksy GARBOWANIE SKÓRY

Grabniki w komórkach parenchymy Sosna wejmutka Pinus strobus

Okrętnica różowa Clusia rosea Okrętnica różowa Clusia rosea Garbniki w komórkach Okrętnica różowa Clusia rosea Okrętnica różowa Clusia rosea

ALKALOIDY – występują w postaci koloidów Są to związki aromatyczne zawierające w pierścieniu AZOT Nie są powszechnie gromadzone Charakterystyczne tylko dla niektórych rodzajów Charakterystyczne tylko dla pewnych części roślin Synteza i gromadzenie ma miejsce tylko w określonym stadium ontogenezy Przykłady alkaloidów: NIKOTYNA; pochodna pirydyny i pirolidyny KOFEINA; pochodna puryny CHININA; pochodna chinoliny – kora chinowca MORFINA (opium); pochodna izocholiny – mak LUPININA, SPARTEINA – nasiona łubinu KOLCHICYNA – zimowit (zaburzenia w mitozie) PIPERYNA – pieprz KOKAINA – liście krasnodrzewu TRYGONELINA - konopie

ALKALOIDY KRYSZTAŁY Występują w postaci soli z kwasami: Szczawiowym Bursztynowym Cytrynowym Taninowym KRYSZTAŁY Szczawianu wapnia - piasek krystaliczny - proste - zrosty (druzy) - rafidy – 1 cz. H2O Węglanu wapnia CYSTOLIT – wyrostek ściany + CaCO3(morwa 3. Siarczan wapnia pokrzywa, figowiec)

CYSTOLIT w skórce figowca – wyrostek ściany + CaCO3

Dziękuję za uwagę