A növények egyedfejlődésének oktatása

Fogalmi tisztázás Fejlődés: minőségi változások sorozata, melynek eredményeként új szervek, szövetek alakulnak ki a sejtek működésbeli elkülönülése (differenciá- lódása) következtében. A folyamata szakaszos, egyúttal ritmusos. Szakaszai: – embrionális – posztembrionális fejlődési szakasz. A szakaszok nem hagyhatók ki és nem cserélhetők fel, de lerövidíthetők és megnyújthatók.

Nemzedékváltakozás A (nemzedékváltakozás= kétszakaszos fejlődés): az egyedfejlődés azon típusa, amely során az ivaros és az ivartalan fejlődési szakasz szabályosan váltja egymást. Előfordul: Mohák Harasztok

A nemzedékváltakozás ivaros szakasza A fejlődés végén lehetőség nyílik az ivaros szaporodásra. A testi sejtek egyszeres genetikai állománnyal rendelkeznek [haploid (jele: n)]. Számtartó osztódások zajlanak le (mitózis). Spóra → előtelep ⇒ ivarszerv → ivarsejt.

A páfrányok szaporodása

A nemzedékváltakozás ivartalan szakasza A fejlődés végén lehetőség nyílik az ivartalan szaporodásra. A testi sejtek kétszeres genetikai állománnyal rendelkeznek [diploid (jele: 2n)]. Számtartó osztódások után a folyamat végén számfelező osztódás következik be (meiózis). Zigóta ⇒ spóra-anyasejt (2n) → spóra (n).

A magvas növények nemzedékváltakozása A magvas növények is nemzedékváltakozással fejlődnek, Az ivaros szakasz nagyon lerövidül, és a virágok ivarleveleiben zajlik. Spóra természetesen nem alakul ki, de az annak megfelelő képződmények igen. Ezek az embriózsák- és a virágporszem-kezdemény.

A virágos növények egyedfejlődésének szakaszai Embrionális szakasz 1.Megtermékenyítés, csíraképzés 2.Magnyugalmi állapot Külső tényezők (hiánya a kényszernyugalom): víz, oxigén, hőmérséklet. Belső tényezők (hiánya a mélynyugalom): hormonok, enzimek, tartalék tápanyag. Posztembrionális szakasz 3.Csírázás 4.Vegetatív szervek kialakulása Külső tényezők: oxigén, víz, szén-dioxid, ionok, hőmérséklet, fény. Belső tényezők: enzimek, hormonok. 5.Reproduktív szervek kialakulása 6.Termésképzés, magképzés 7.Az egyed halála

A zárvatermők termőlevele A termőlevélben az embriózsák-kezdemény mitózissal háromszor osztódva 8 sejtet hoz létre, Ezek együtt alkotják az embriózsákot („csírazsák”). A petesejt mellett két kísérősejt, velük ellentétes oldalon a három ellenlábas sejt helyezkedik el. Középen két egyszeres genetikai állományú sejtből olvad össze a központi sejt. Egy termőlevélben – fajra jellemzően – egy vagy több embriózsák alakul ki. Minden embriózsákot egy burok, a magkezdemény burka veszi körül. Így alakul ki a magkezdemény. A folyamat a termőlevélen belül játszódik le.

A zárvatermők termője

A porzó A porzó portokjában az egyszeres genetikai állományú virágporszem-kezdemény felel meg a hajdani mikrospórának. Ez mitózissal osztódva kialakítja a vegetatív és a generatív (reproduktív) sejtet. A két sejt az őket körülvevő vastag sejtfallal együtt alkotja a pollent (virágporszem). A vegetatív sejt a megporzás után a pollentömlőt alakítja ki, A generatív sejt egy újabb számtartó osztódással hímivarsejteket hoz létre. Ezzel lezárul az ivaros fejlődési szakasz.

Megporzás A megtermékenyítést megelőzi a megporzás, amikor egy „beérett” virág pollenje egy (általában) másik virág bibéjére kerül. A bibe és a pollen kapcsolata megindítja a vegetatív sejt mozgását, ami létrehozza a bibeszálban a pollentömlőt. Benne a kialakuló hímivarsejtek a magkezdeményhez jutnak.

Megtermékenyítés A zárvatermőkben a központi sejt is összeolvad egy hímivarsejttel, kialakul a táplálószövet. Ennek sejtjei így háromszoros (triploid) genetikai állományúak. A magkezdemény burkából kialakul a maghéj. A csíra, a táplálószövet és a maghéj alkotja a magot.

Megtermékenyítés 2. A zárvatermőkben a magkezdemény petesejtje és a központi magja is egyesül egy-egy hímivarsejttel. A nyitvatermőknél azonban nincs kettős megtermékenyítés, hiszen csak a magkezdemény petesejtje egyesül a hímivarsejttel. Így a fenyőmag táplálószövete csak kétszeres genetikai állományú, ami a tartalékolt tápanyag –felhalmo- zás szempontjából hátrányos. A fenyők sok sziklevéllel csírázó magja nincs termésbe zárva, hiszen nincs zárt magházuk.

Kettős megtermékenyítés A zárvatermőkre jellemző folyamat, amely során a magkezdemény petesejtje és központi sejtje is összeolvad egy-egy hímivarsejttel. Mag: a magvas növények többsejtű szaporító szerve, amely a megtermékenyített magkezdeményből alakul ki. Részei: – Csíra (rügyecske + gyököcske), – Táplálószövet, – Maghéj.

Az ivartalan fejlődési szakasz A megtermékenyítés eredményeként kialakuló zigótából indul. Ezután a csíra- és magképzés következik, ami az anyanövényen, a termő magházában zajlik le. A zigóta osztódik, létrejövő sejtjei differenciálódnak, kialakul a csíra. Részei – Sziklevél: a csíra táplálásáért felelős, – Gyököcske: a gyökér kezdeménye, – Rügyecske: hajtáskezdemény.

A termés és részei A megtermékenyítés után a zárt magházból termés fejlődik. A zárvatermőknél a termésfalat kialakító magház fala körülveszi a magkezdeményeket, így a kialakuló magokat is. A termésfal védi az utódot, segít az elterjedésében stb., biztosítja az utód fennmaradását. A termésfal típusai: – lédúsos (húsos termés), – kiszáradt (száraz termés).

Termés és áltermés Termés: a zárvatermők termőjének magházából a megtermékenyítés után létrejövő képződmény, mely egy vagy több magot tartalmaz. Áltermés: a termőlevélen kívül más virágrész is szerepet játszik kialakulásában, pl. vacok, murvalevelek stb.

A termés részei

Az embrionális fejlődés vége A mag és a termés képződése után hosszabb- rövidebb magnyugalmi állapot következik. Eközben ugyan látszólag nem történik lényeges változás, de a nyugalmi szakasz nélkül nem folytatódik a növény fejlődése. A nyugalmi szakasz során átrendeződési folyamatok zajlanak le, a növény felkészül a csírázásra. Ezzel az élőlény egyedfejlődésének első nagy része, az embrionális fejlődése lezárul.

A csírázás A növény posztembrionális fejlődésének első, egyben az egyik legintenzívebb szakasza. Szakaszai: Vízfelvétel. Duzzadás. A száraz részek térfogata megnő. Csírakapu felrepedése. Embrió fejlődése. Először a gyököcske rögzíti a magot, majd a rügyecske is fejlődésnek indul.

A csírázás feltételei Megfelelő hőmérséklet. A mag sziklevelében és a táplálószövetében felhalmozott anyagok felhasználásához szükséges. Fajra jellemző mennyiség szükséges. Oxigén. A tárolt anyagok oxidációjához, lebontásához szükséges. Víz. A felvett víz az aktiválódó enzimekkel együtt reakcióközegként és reakciópartnerként is részt vesz a meginduló anyaglebontó és anyagfelépítő folyamatokban.

A csírázás módjai föld feletti csírázás: a sziklevél alatti szárrész nyúlik meg, amely a szikleveles szárrészt kitolja a földből. föld alatti csírázás: a sziklevél a földfelszín alatt marad, csak a sziklevél feletti szárrész jut a felszínre („”).

A növényfejlődés szakaszai Vegetatív szakasz. Az első (vagy első két) lomblevél megjelenése utáni életszakasz. A fotoszintézis és a légzés egymás melletti működése miatt a fejlődést befolyásoló külső tényezői: a víz, a szén-dioxid, az ásványi sók ionjai, a fény, az oxigén és a minden szakaszban fontos a megfelelő hőmérséklet. A belső tényezői: az enzimek és a hormonok. Reproduktív szakasz: A fotoszintézis által felhalmozott anyagok felhasználásával a növény megnő, és megfelelő hatásokra képessé válik a virág képzésére.

Növényfejlődés szakaszai A növény növekedését, a szár és a levelek képződését a vegetatív csúcsi osztódószövet (hajtáscsúcs) működése eredményezi. Bizonyos hatásokra (megvilágítás hossza) a hajtáscsúcsi osztódószövet virágzási osztódószövetté alakul át, amely virágrügyeket alakít ki. A virágrügyből fejlődik ki a virág.

Ivarlevelek A virágrügyben kialakulnak az ivarlevelek. Termőlevél: benne egy vagy több kétszeres genetikai állománnyal rendelkező sejt, az embriózsák-anyasejt jön létre. Minden egyes anyasejt meiózissal osztódik, de a létrejövő négy sejtből csak egy alakul a makrospórának megfelelő embriózsák-kezdeménnyé, a többi elpusztul. Porzó: páros portokjában a kétszeres génállományú virágporszem-anyasejtek alakulnak ki. Ezek is meiózissal hozzák létre az egyszeres genetikai állományú – a hajdani mikrospórának megfelelő – virágporszem-kezdeményeket. Az egyedfejlődés utolsó szakasza az egyed pusztulása, halála.

A fény hatása a növények fejlődésére A növények virágzási osztódószövetének kialakulását a megvilágítás időtartama (fotoperiodizmus) befolyásolja. A megfelelő fotoperiódus hatását a növény levelei érzékelik. Az ingerre termelődik a virágzási hormon, amely elszállítódik a hajtáscsúcsba. Ennek a hatására indul meg a virágrügy szöveteinek kialakulása. Hosszúnappalos növények: a virágzásukhoz napi 14–16 óra megvilágítás szükséges (rövid a sötét periódus). Általában a szubtrópusi, mérsékelt vagy a hideg övből származnak. Pl. fejes saláta, búza, vöröshagyma. Rövidnappalos növények: a virágzásukhoz napi 8–12 óra megvilágítás és azt követően 16–12 óra folyamatos sötétség szükséges. Általában a trópusi területekről származnak. Pl. dohány, paprika, rizs, kukorica, őszirózsa.

A virágos növények egyedfejlődésének szakaszai Embrionális szakasz 1.Megtermékenyítés, csíraképzés 2.Magnyugalmi állapot Külső tényezők (hiánya a kényszernyugalom): víz, oxigén, hőmérséklet. Belső tényezők (hiánya a mélynyugalom): hormonok, enzimek, tartalék tápanyag. Posztembrionális szakasz 3.Csírázás 4.Vegetatív szervek kialakulása Külső tényezők: oxigén, víz, szén-dioxid, ionok, hőmérséklet, fény. Belső tényezők: enzimek, hormonok. 5.Reproduktív szervek kialakulása 6.Termésképzés, magképzés 7.Az egyed halála