Növénytan 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 Botanika (növénytan) résztudományai I. Szervezettani tudományok (infraindividuális szint) .Sejttan (cytológia) .Szövettan (hystológia) .Szervtan (morfológia) .Egyedfejlődéstan (ontogenia) II. Élettani tudományok (infraindividuális szint) .Élettan (physiológia) .Örökléstan (genetika)

III. Rendszertani tud.-ok (szupraindividuális szint) .Törzsfejlődéstan (phylogenetika) .Ősnövénytan (paleophytológia) .Rendszertan (systematika, taxonómia) IV. Szünbiológiai tudományok ("környezettan") (szupraindividuális szint) .Ökológia .Szünfenobiológia társulástan florisztikai növényföldrajz fejlődéstörténeti növényföldrajz

SEJTTAN Víz: Vízinövényekben 98% Levelekben 50–80% Fában 30–60% a növényi sejtek kialakulásával, felépítésével és működésével foglalkozik. Víz: Vízinövényekben 98% Levelekben 50–80% Fában 30–60% Gabonaszemekben 10–14% szárazanyag szén hidrogén nitrogén ásványi anyag Makroelemek: C, O, H, N, S, P, K, Ca, Mg, Fe Mikroelemek: B, Mn, Cu, Zn, Mo, Co Nyomelemek: Si, Cl, Se, Li, Sn, Ti

A sejtelmélet minden élőlény sejtből vagy sejtekből áll. egy sejt mindig más sejtből keletkezik, vagy osztódással, vagy két ivarsejt egyesülése révén Egysejtű Soksejtű eukarióta sejtek: maggal rendelkeznek prokarióta sejtek: nincs mag

Élettelen alkotórészek Élő alkotórészek citoplazma plasztiszok sejtmag A növényi sejt felépítése KLOROPLASZTISZ MITOKONDRIUM VAKUÓLUM SEJTMAG DURVA ER Élettelen alkotórészek sejtnedv zárványok sejtfal SIMA ER SEJTHÁRTYA GOLGI SEJTFAL

másodlagos (szekunder): kötegekbe rendezett cellulóz elsődleges (primer): megnyúlásos növekedésre képes sejtfal pektin–hemicellulóz + kevés, nem rendezett cellulóz

A sejtfal kialakulása

A sejtfal szerkezete 3 fő rétegre tagolódik: 1. Középlemez 2. Elsődleges fal 3. Másodlagos fal 1. Középlemez pektin, Ca, Mg 2. Elsődleges fal pektin, hemicellulóz, cellulóz 3. Másodlagos fal cellulóz átmeneti lamella külső l. centrális l. belső l.

A sejtfal vastagodásai 1. CENTRIFUGÁLIS a. rárakódás - pollenek b. beékelődés 2. CENTRIPETÁLIS a. egyenletes I. minden fal II. csak bizonyos falak b. egyenlőtlen Csapos: csapok vagy kis nyúlványok Léces: lécszerű darabok Létrás: egymással párhuzamos lécek Hálózatos: a lécek szabálytalan hálózatot alkotnak Gyűrűs: párhuzamos gyűrűk mentén Spirális: egy vagy több csavarvonal mentén Gödörkés: a fal nagyobb része megvastagodik, mindössze kis “gödörkék” maradnak Csatornás: a gödörkés vastagodásnál, amikor a fal elér egy bizonyos vastagságot, a “gödörkék” már csatornáknak látszanak.

Centripetális, egyenletes, minden fal Centripetális, egyenlőtlen, gödörkés sarkos Gyűrűs, spirális

A sejtfal másodlagos átalakulásai A sejtfalak a sejt öregedésével nemcsak vastagodhatnak, hanem szerkezetük, összetételük is változhat, például különböző anyagok rakódhatnak beléjük: Hemicellulóz: magvak táplálószövetébe. Lignin: fás növények szállítószövetébe. Fafestő színanyagok (xilokrómok, flobafének): fás növények szállítószövetébe. Para: különböző növények sejtfalaiba. Kutin: bőrszövetek felszínére. Nyálka: szárazságtűrő növények sejtfalába. Viaszok: levelek, termések bőrszövetének felszínére. Kova: moszatok, zsurlók, sások, pázsitfüvek sejtfalába. Mész: csalánfélék, eperfafélék sejtfalába.

A színtestek A növényi sejtek kettős membránnal határolt organellumai. Mindig a citoplazmában helyezkednek el. Szerep: asszimiláló és szintetizáló anyagcsere Szimbiózisban élnek a sejttel, saját DNS-sel rendelkeznek. Típusok: Zöld színtestek (kloroplasztiszok) többnyire zöld színű klorofillokat tartalmaznak és fotoszintetizálnak; Színes színtestek (kromoplasztiszok) sárgás színű karotinoidokat és xantofillt tartalmaznak, nem fotoszintetizálnak; Színtelen színtestek (leukoplasztiszok) színanyag nélküliek és szintén nem fotoszintetizálnak (leggyakrabban keményítőt raktároznak)

A kloroplasztiszok működése keményítőszemcsék klorofillhiány a felvett széndioxidból és vízből bennük képződnek a szerves anyagok, elsősorban a szénhidrátok. csakis napfény hatására a kloroplasztiszok színanyaga, a klorofill végzi, mint katalizátor.

membránnal határolt üregek folyékony, olykor szilárd, ritkábban gáznemű anyagcseretermékeket tartalmaznak átmenetileg vagy tartósan, esetleg véglegesen

pillanatnyilag felesleges, de a későbbiekben felhasználásra kerülő tartalék anyagok (például szénhidrátok, oldható fehérjék) és a védő anyagok (szerves savak, alkaloidok stb.). közömbös vagy ártalmas termékeknek is gyűjtő és közömbösítő helye. A sejtnedv a benne oldott anyagok következtében a talajoldatoknál töményebb, ezáltal közreműködik a talajoldatok ozmotikus felvételében és a turgor létrehozásában.

A vakuólumok által tartalmazott anyagok: sók szénhidrátok szerves savak aminosavak fehérjék glikozidok, festékek alkaloidok (koffein, kinin) éterek tejnedv

További sejtalkotók

A sejtmag Szerepe az örökítőanyag (DNS) tárolása, sejtosztódáskor annak megkettőzése de itt történik a fehérjeszintézis első lépése, a kódolt információ mRNS-re történő átírása a riboszómák egyes alkotórészeinek szintézise Alakja: Gömb, ellipszoid vagy lencse Száma: általában egy sejtmag nélküli, specializált sejtek sokmagvú (polienergidás) sejtek

kettős membrán kromatin állomány, kromoszómák sejtmagvacska (nukleólusz) RNS DNS fehérjét pórusok endoplazmatikus retikulumhoz kapcsolódik, sokszor riboszómák is találhatók rajta

A sejtmag állapotai Interfázisos: két osztódás között kromatin állomány DNS-állomány megkettőződése nukleólusz látszik Osztódó: megkettőződött DNS kromoszómák maghártya felbomlik Már nem osztódó

A pórus szerkezete

Durva (DER): a külső oldalán riboszómák Szerepe: fehérjeszintézisben Az endoplazmatikus hálózat (endoplazmatikus retikulum, ER) Kettős membránú, szabálytalan alakú ciszternarendszer. Durva (DER): a külső oldalán riboszómák Szerepe: fehérjeszintézisben ER legnagyobb részét DER alkotja.

Sima (SER): elágazó csövecskék (tubulusok) Szerep: zsíroldékony anyagok vízoldékonnyá tétele, zsírsavak, koleszterin és szteroid hormonok bioszintézise, lipidtranszport

A Golgi-készülék Változó nagyságú és számú Szerep: poliszacharidok és más anyagok szintézise Megjelölés, szállítás és tárolás lapos ciszternák hólyagocskák (vezikulumok)

A mitokondrium Változó számú, szerkezetű és méretű Szerep: légzés és a biológiai oxidáció (energiafelszabadítás) Kettős membrán perimitokondriális tér lemezes csöves

A mitokondrium működése

A sejtmembránok Lipoproteid: foszfolipid és galaktolipid bipolárisak +fehérjék +glikoproteinek Markerek Receptorok

Membránfehérjék

A sejt és a sejtalkotók anyagfelvétele A hártyákon keresztül történő anyagmozgatás: transzport Passzív szállításról beszélünk akkor, ha az anyagmozgás koncentráció, nyomás vagy töltéskülönbség hatására jön létre Aktív szállítás történik akkor, ha a mozgatásban közvetlenül részt vesz az anyagcsere. Például kisebb koncentráció felől a nagyobb koncentráció felé

A passzív szállítás mechanizmusai A közönséges vagy szabad diffúzió pórusain hatolnak át, Sodródás A könnyített vagy katalizált diffúzió Szállítók Uniporter: egyetlen anyagot juttat át a hártya egyik oldaláról a másikra. Az antiporterek töltetlen állapotban nem tudnak mozogni a hártyában, tehát ahhoz, hogy a kiindulási oldalra visszalépjenek valamit visszafelé is szállítaniuk kell. A szimporterek egyszerre két anyagot juttatnak át a hártya egyik oldaláról a másikra, például H+ iont és valamilyen cukrot, Na+ iont és cukrot, stb.

Az aktív anyagfelvétel Az aktív felvételi folyamatokat két nagy csoportra lehet osztani: A felvett anyag a hártyán való átjutás közben kémiailag nem változik meg. Az átjutás közben az anyag kémiailag átalakul.

A citoplazma A protoplazma azon része, amely nem sejtmag és nem színtest. A benne lévő organellumok a riboszómák, a mitokondriumok, az endoplazmás retikulum és a Golgi-készülék. Fő alkotóelemei: Fehérjék: plazmastruktúrák, enzimek Lipidek: főleg foszfatidok, lipoproteid alkotórészek Nukleinsavak: elsősorban RNS, kevés DNS Víz: mintegy 90% Szerepe: teret biztosít a különböző kémiai folyamatok elkülönüléséhez, építőanyagot szolgáltat ezekhez, azon kívül benne található a legtöbb sejtalkotó. Jellegzetes mikrostruktúrával rendelkezik: vannak benne mikrotestek, mikrotubulusok, mikrofilamentumok, centriólumok.