Növénytan 2 Készült 2010-2011 években a Marcali, Barcs, Kadarkút, Nagyatád Szakképzés Szervezési Társulás részére a TÁMOP-2.2.3-09/1-2009-0016 azonosítószámú projekt keretében

A testszerveződés és a szövet Szövettan A testszerveződés és a szövet Az egysejtűek: életműködés összességét (anyag-, energia és információáramlás, növekedés, környezethez való alkalmazkodás, szaporodás) egyetlen sejt végzi.

A soksejtű szerveződés típusai: sejttársulás (aggregatio) : A sejtcsalád: az anyasejt üregében osztódással keletkezett utódsejteket az anyasejt később elnyálkásodó fala tartja össze (Gloeocapsa). A plazmódium: csupasz, sejtfal nélküli sejtek plazmájának összeolvadásával keletkezik (Fuligo). A zooglöa: a prokarióta baktériumok jellemző sejttársulása, melyben az egyes sejteket az általuk kiválasztott nyálkatok tartja össze. A kolónia: az egyes sejtek szintén közös nyálkaburokban helyezkednek el, ez azonban a sejtmaggal rendelkező eukariótákra (például a kovamoszatokra) jellemző. A cönóbium: a közös származátú sejteket már plazmahidak kötik össze, itt már bizonyos munkamegosztás is megfigyelhető (ilyen például a hálómoszat, Hydrodyction). A sejtállam: az egyes sejtek között már differenciálódás (munkamegosztás) is megfigyelhető, egyes sejtek csak táplálkoznak, mások csak szaporodnak (Volvox).

A soksejtű szerveződés típusai: A telepes szerveződés a csúcssejt osztódása egy, két vagy három irányban zajlik, első esetben fonal (pl. zöldmoszatok) második esetben sejtlemez (például számos barnamoszat), harmadik esetben teleptest (pl csillárkamoszatok, mohák). A differenciálódás: az alapi sejtek rögzítik a növényt, a csúcssejt pedig osztódik. A legfejlettebbek: gyökérszerű, szárszerű és levélszerű képződmények (rhizoid, kauloid és filloid) is kialakulnak.

A soksejtű szerveződés típusai: szövetes szerveződés: A testszerveződés legfejlettebb szintje szövet: közös eredetű, strukturálisan hasonló azonos működésű sejtek csoportja már egyes telepes növények bizonyos sejtcsoportjai is szövetnek minősülnek, a hajtásos növények (harasztok, nyitva- és zárvatermők) pedig abban különböznek tőlük, hogy szövetei szövetrendszereket alkotnak.

A szövettan (hisztológia) a szöveteket morfológiai szempontból vizsgálja a szervek mikroszkópos anatómiája Az első szövettani kutatások: leíró jellegűek Később: a funkcionális és az összehasonlító szemléletmód

Szövetek csoportosítása Osztódó szövetek (merisztémák) Állandósult szövetek (érett szövetek) Ősmerisztéma: totipotens osztódószövet, elsődleges merisztémákat hozza létre. Elsődleges merisztéma: ősmerisztémából jön létre egész életben működő elsődleges osztódószövet. Kambium vagy másodlagos merisztéma: állandósult szövetekből az osztódóképesség visszanyerésével visszaalakuló másodlagos osztódószövet.

Osztódószövetek és differenciálódás totipotens sejtek: totális potencia (zigóta) A differenciálódás: egymással párhuzamosan zajló kémiai, fizikai és morfológiai folyamatok összessége végeredménye: a sejtek specializálódása reverzibilisen irreverzibilisen Morfogenezis: a szövetek szerkezeti, működési, növekedési változásainak összegzése

Merisztémák Növény: folyamatosan növekedő élőlény az osztódások az embriónak egyes helyeire korlátozódnak egyes sejtek és sejtzónák az osztódóképességüket a növény életének egész tartamára megőrzik. Szerep: a növény testének gyarapítása, a növekedés. Növény: folyamatosan növekedő élőlény

Kambiumok Az osztódóképesség egyes esetekben újra jelentkezhet: Dedifferenciálódás: pl. sebzéskor, amikor zárószövetek alakulnak ki. Redifferenciálódás: az eredeti szövet működésétől eltérő szövetek jelennek meg Az így létrejött osztódószövetek a másodlagos merisztémák vagy kambiumok

A merisztémák csoportosítása elhelyezkedésük alapján Csúcsmerisztémák: a hajtás és gyökércsúcsok merisztémáit nevezzük, ezek az elsődleges merisztémával azonosak. Oldalmerisztémák: a növényi szervek oldalával párhuzamosan kialakuló osztódó szövetek. Közbeiktatott (interkaláris) merisztémák: a csúcsmerisztémákkal nem érintkező osztódószövetek

Csúcsmerisztémák: hajtáscsúcs dermatogén peribléma pleróma

Csúcsmerisztémák: gyökércsúcs kaliptrogén dermatogén peribléma pleróma

Oldalmerisztémák A növény szárában és gyökerében, a hossztengellyel párhuzamosan elhelyezkedő, hosszú sejtek.

Oldalmerisztémák

Oldalmerisztémák

Interkaláris merisztémák Hely: pázsitfüvek szártagjai levélhüvely

A differenciálódás típusai Endomitotikus poliploidia: a mag osztódását (kariokinézis) nem követi a sejtosztódás. Így az utódsejt poliploid lesz, vagyis a kromoszómaállománya megsokszorozódik. Vakuolizálódás: egyre több és nagyobb vakuólum jelenik meg. A vakuolizálódás a differenciálódás mérésére is használható. Az egyes sejtek növekedése: minden irányba- parenchimatikus; egyik irányba erősebben: prozenchimatikus. Sejtfalvastagodásos differenciálódás: Sejtfalak eltűnése: pl. a tracheák (vízszállító csövek), rostacsövek, tejcsövek esetében figyelhető meg. Az eredmény több sejtből kialakuló, haránt válaszfal nélküli cső.

Intercellulárisok differenciálódása: —hasadásos (schizogén). —oldódásos (lizigén). —hasadásos (rexigén). Idioblasztok differenciálódása: a környezetétől eltérő alakú, nagyságú vagy tartalmú sejtek. pl. a füge levelében lévő kristálytartó sejtek, de idioblasztnak tekinthetők az elsődleges bőrszövet (epidermisz) gázcserenyílásainak sejtjei is.

Állandósult szövetek csoportosítása: Bőrszövet: a növény védelme a környezettel történő anyag- energia- és információáramlás biztosítása lehet elsődleges és másodlagos Szállítószövet: a víz és a benne oldott sók a növény által létrehozott szerves anyagok szállítására lehet elsődleges és másodlagos. Alapszövet: minden olyan szövet, ami nem bőr- vagy szállítószövet. sokféle feladat ellátására specializálódhat: raktározás, fotoszintézis, átszellőztetés, szilárdítás, kiválasztás, váladéktartás.

A bőrszövetrendszer Elsődleges bőrszövetek: epidermisz (exokarpium) rizorermisz Másodlagos bőrszövet: periderma Harmadlagos bőrszövet: héjkéreg

Az epidermisz funkció: mechanikus védelem párologtatás gázcsere fotoszintézis szekréció jellemzői: egy réteg szoros illeszkedés sejtek alakja többféle lehet

epidermisz

A növényi szőrök vagy trichomák Holt szőrípusok: Fedőszőrök: a párologtatás, hideg vagy besugárzás ellen védeik a növényi részeket (pl. kökörcsinfajok, havasi gyopár). Lehet egysejtű vagy többsestű emeletes elágazó (pl. levendula). Csillagszőr és pikkelyszőr: pikkelyszerű, pajzsszerű képződmények, melyek a szőr ágainak összetapadásával jönnek létre. Ezek, ha kevés ágúak, akkor csillagszőrök, ha sokágúak, akkor pikkelyszőrök (pl. ezüstfa levelein). Serteszőr: állatok ellen védi a növényt, merev, hegyes (pl. érdeslevelűek családja).

Kapaszkodószőr: egyes növények (pl Kapaszkodószőr: egyes növények (pl. komló) hajtását rögzítik, visszagörbülő, horgas szőrök. Repítőszőr: egyes növények (pl. gyapot) magjait szállítják a szél segítségével. A mag epidermiszéből fejlődnek ki, korán elhalnak, üregüket levegő tölti ki.

Élő szőrtípusok : Papillák: a legegyszerűbb, felületnagyobbító kitűrődések, melyek az epidermisz bársonyos tapintását okozzák. Ilyen található a színes virágok virágszirmain. Mirigyszőr: erősen specializált, aktív szőrök, amelyeknek a növényi kiválasztásban van szerepük. Lehetnek egysejtűek és soksejtűek, egyszerű és bonyolultabb felépítésűek. Az egyszerű soksejtű mirigyszőr nyélből és egysejtű vagy soksejtű fejecskéből áll. Ez utóbbi(ak) a szőr kiválasztó sejtje(i). Kutikula borítja, a váladék ennek pórusain, illetve sérülésein át jut a szabadba. Csalánszőr: védelemre specializált szőr a csalán levelein. A szőrsejt talpi részét az epidermisz sejtjei körbeveszik, ebből emelkedik ki a merev falú, tömlőszerű szőrsejt, elvéknyodó nyaki részén ferdén álló gömbszerű fejecskével. Fala mész-, a csúcsi részén kovatartalmú, így érintésre könnyen letörik. Ekkor a merev szőrcsonk beszúródik a bőrbe, a benne lévő acetilkolin, hisztamin és toxikus anyagok bejutnak a sebbe. Ez okozza az égető fájdalmat.

Mirigypikkely és mirigygomoly: bonyolult felépítésű mirigyszőrök, amelyekben a kiválasztó sejteket mirigyepitél alkotja. Ilyenek pl. a komló keserűanyagát kiválasztó mirigypikkelyek vagy a vadgesztenye gyantát kiválasztó mirigygomolyai. Abszorpciós szőrök: a felszívás funkcióját látják el. Ilyenek a gyökér rizodermiszének felszívási zónájában elhelyezkedő gyökérszőrök (lásd ott). Hasonló abszorpciós funkciót látnak el a ligulák és a felszívó pikkelyszőrök, de felszívó szőrök alakulnak ki a rovarfogó növények levelein is, amelyek emésztőenzimjeikkel az áldozat fehérjeanyagát előzőleg lebontják.

Emergencia: nem kimondottan növényi szőr, de itt említendő a szőrnél bonyolultabb felépítésű képződmény kialakításában az epidermiszen kívül az alatta lévő alapszövet, esetleg a szállítószövet is részt vesz. pl. a rózsa tüskéje pl. a harmatfű rovarfogó tentákuluma. Mézfejtők: kiválasztó funkciót végző epidermiszsejtek Nektáriumok: méztartó funkció Hidatódák: vízkiválasztó képződmények

A rizodermisz a gyökér bőrszövete soha nem tartalmaz sztómákat jellemzői a gyökérszőrök nincs kutikula Pl. rozs: 14 milliárd szőr 400 m2

Rhizoszféra

A másodlagos bőrszövet: periderma fellom+ fellogén+ felloderma=periderma vastagodás periderma, lenticella fellogén epidermisz szétszakad sebzési hormonok kialakul a fellogén (parakambium) kifelé: fellom (védőszövet) befelé: felloderma (paraalapszövet)

Héjkéreg (rhytidoma) periderma elszakadozik. újabb peridermák képződnek az elsődleges kéreg elfogy para + kéregalapszövet + háncsrostok = ritidóma szövettanilag heterogén, holt állomány évről évre vastagodik Hétköznapi értelemben: fakéreg

Sebpara mechanikai károsodások hatására sebek ezek befedésére való a sebpara. sebzés a sebbel határos sejtek osztódnak hegszövet (kallusz) alakul ki

A szállítószövet-rendszer diffúzió szállítósejt- köteg szállítószövet-rendszer edénnyalábok fatest háncstest farész (xylem) háncsrész (phloëm)

A farész (xilém) A xilém elemei vízszállító sejtek (tracheidák), vízszállító csövek (tracheák), alapszöveti sejtek (faparenchima) szilárdító sejtek (farost)

A tracheidák megnyúlt, hengeres vagy szögletes keresztmetszet ferde és gödörkés végfal elhalt sejtek gyűrűs, spirális, hálózatos, gödörkés, vastagodás szerepük (a tracheákkal együtt): a víz és a benne oldott ásványi anyagok szállítása a gyökérből a növény többi szerve felé. A harasztokban és nyitvatermők többségénél az egyetlen vízszállító sejttípust képviselik

A tracheák trachea-tagok tracheidákból fejlődtek ki, a harántfalak perforálódásával vagy teljes felszívódásával csőszerű képződmények sokkal hatékonyabb a vízszállítás gyűrűs, spirális, hálózatos vagy gödörkés vastagodás néhány cm-től több méterig.

A faparenchima egyetlen élő sejttípus xilém tápanyagainak raktározása A farostok elhalt, elfásodott fal szövettanilag szklereidák, szilárdítás

A xilém felépítése Az elsődleges xilém egyszikűekben másodlagosan nem vastagodó kétszikűekben A protoxilém sejtjeinek fala vékonyabb elszakad vagy összenyomódik. A metaxilém nem szakad szét. A másodlagos xilém fákban, cserjékben másodlagosan vastagodó kétszikűekben ki zárt szövet (fatest) másodlagos osztódószövetből, kambiumból

A háncsrész (floém) A floém elemei rostasejtek rostacsövek kísérősejtek háncsparenchima háncsrostok

A rostasejtek harasztok és nyitvatermők megnyúlt, hengeres, ferde harántfalú gödörkésen vagy hálózatosan vastagodott élő Szerepük (a rostacsövekkel együtt) a képződött szerves anyagok (asszimilátumok) szállítása a levélből a növény többi szerve felé. egyes szervetlen tápanyagok, például a kálium- és foszfátionok szállítása

A rostacsövek zárvatermőkre fúzióból keletkeznek tágabb üreg perforált végfal: rostalemeznek A kísérősejtek zárvatermők rostacsőtagjait kísérik élő sejtek rostacsőtaggal közös anyasejtből raktározó sejtek

A háncsparenchima élő tápanyagokat raktározó esetleg olajat, gyantát kiválasztó sejtfaluk vékony A háncsrostok elhalt vastag falú szilárdító gazdaságilag hasznosított rostok (például len, kender)

A floém felépítése Az elsődleges háncs egyszikűekben másodlagosan nem vastagodó lágyszárú kétszikűekben protofloém: a legelőször kialakuló háncs rövid ideig működik szétszakad vagy összenyomódik metafloém: legtöbb egyszikűben és sok edényes virágtalan növényben másodlagosan vastagodó növények esetében összenyomódnak A másodlagos háncs kambiumból egységes háncstest