2019-11-12
1
MORFOLOGIA
FUNKCJONALNA
ROŚLIN
Tkanki przewodzące i układ
przewodzący
Plan wykładu
1. TKANKI PRZEWODZĄCE
KSYLEM (drewno) roślin okrytonasiennych
pochodzenie, powstawanie
elementy strukturalne ksylemu
ontogeneza
różnice protoksylem – metaksylem – ksylem wtórny
FLOEM (łyko) roślin okrytonasiennych
pochodzenie, powstawanie
elementy strukturalne floemu
ontogeneza
różnice protofloem – metafloem – floem wtórny
2. FILOGENEZA ELEMENTÓW PRZEWODZĄCYCH
3. TYPY WIĄZEK PRZEWODZĄCYCH
4. FILOGENEZA UKŁADU TKANEK PRZEWODZĄCYCH
– TEORIA STELARNA
5. UKŁAD TRANSPORTOWY (PRZEWODZĄCY)
2019-11-12
2
TKANKI PRZEWODZĄCE
DREWNO (KSYLEM) TRANSPORTUJE
WODĘ I SOLE MINERALNE
ŁYKO (FLOEM) TRANSPORTUJE
ZWIĄZKI ORGANICZNE - ASYMILATY
TKANKI PRZEWODZĄCE ROŚLIN OKRYTONASIENNYCH
tkanki stałe niejednorodne
elementy strukturalne
KSYLEM (drewno) FLOEM (łyko)
gr. xylos (drewno) gr. floios (kora)
- naczynia (tracheje) - rurki sitowe
- cewki (tracheidy) - komórki towarzyszące
- włókna drzewne - włókna łykowe
- miękisz drzewny - miękisz łykowy
2019-11-12
3
CECHY WSPÓLNE
- wspólne obu tkankom są DWA typy komórek:
1. MIĘKISZOWE 1A. MIĘKISZ ŁYKOWY 1B. MIĘKISZ DRZEWNY - JEDYNY ŻYWY ELEMENT DREWNA! ROLE: PRZEWODZENIE 1. transport promienisty
2. funkcja spichrzowa
2. SKLERENCHYMATYCZNE 2A. WŁÓKNA ŁYKOWE - JEDYNY MARTWY ELEMENT ŁYKA! 2B. WŁÓKNA DRZEWNE ROLA - WZMACNIAJĄCA (układ wzmacniający)
KSYLEM (drewno) roślin okrytonasiennych
ONTOGENEZA
(kolejność w rozwoju osobniczym)
protoksylem (drewno wczesne)
prokambium
metaksylem (drewno późne)
kambium ksylem wtórny
2019-11-12
4
KSYLEM (drewno) roślin okrytonasiennych
POCHODZENIE, POWSTAWANIE
ksylem pierwotny (protoksylem i metaksylem)
- z prokambium w merystemie wierzchołkowym pędu
- z pleromu (= prokambium) w merystemie wierzchołkowym
korzenia
ksylem wtórny
z kambium w łodydze lub korzeniu
Ksylem pierwotny
2019-11-12
5
CZŁON NACZYNIA
zanik poprzecznych ścian komórkowych
↓ szybszy transport przez
POR = OTWÓR !
N A C Z Y N I E
=
z e s p ó ł
k o m ó r e k
BUDOWA NACZYŃ JEDNO NACZYNIE = zespół WIELU
martwych komórek,
tzw. CZŁONÓW NACZYNIA ułożonych w
szeregi,
tworzące długie i cienkie rureczki
Przeciętna długość naczynia – 10 cm,
u Robinia – 1 m,
u Quercus – 2 m,
u lian – 3-5 m
SPRAWNY TRANSPORT w naczyniu →
częściowy lub całkowity zanik ścian
poprzecznych między członami
Kolejne stadia rozwoju
członu rurki naczyniowej
2019-11-12
6
Wybrane elementy
drewna
Pinus Malus Quercus Malus Alnus
Quercus
pierścieniowate spiralne drabiniasto
jamkowate
jamkowane
parenchyma
Typy naczyń
2019-11-12
7
spiralne drabiniasto jamkowate
jamkowane
parenchyma
TYPY NACZYŃ
WYRÓŻNIANE NA PODSTAWIE RODZAJU ZGRUBIEŃ
ŚCIANY WTÓRNEJ → skorelowane ze średnicą naczynia
•Zgrubienia
przeciwdziałają zapadaniu
się naczyń, gdy przy silnej
transpiracji spada w nich
ciśnienie.
•Dzięki takiej budowie
z łatwością oddają i
przyjmują wodę w
kierunku bocznym
Naczynia = tracheje w mikroskopie skaningowym
2019-11-12
8
2019-11-12
9
JAMKA
cewka jamkowana
BUDOWA CEWEK JEDNA CEWKA = JEDNA MARTWA, WYDŁUŻONA
KOMÓRKA
TRANSPORT z cewki do cewki odbywa się WYŁĄCZNIE przez
JAMKI W ŚCIANIE KOMÓRKOWEJ
2019-11-12
10
CEWKI NACZYNIA
ściana końcowa rurki naczynia
przekrój podłużny
jamki
tracheidy (Pinus sp.)
2019-11-12
11
Drewno sosny
cewka
jamki lejkowate
miękiszowy promień rdzeniowy
OGRÓD BOTANICZNY W KEW
2019-11-12
12
OGRÓD BOTANICZNY W KEW
Dlaczego woda w roślinie porusza się z różną szybkością?
• Pnącza 100-150 m/godz.
• Rośliny zielne 10-60 m/godz.
• Drzewa i krzewy liściaste 4-44 m/godz.
• Dąb 20-45 m/godz.
• Drzewa iglaste 1-1,4 m/godz.
2019-11-12
13
porównanie struktury
PROTOKSYLEM METAKSYLEM KSYLEM WTÓRNY ...............................................................................................................................................................................................
CEWKI I NACZYNIA
o małych średnicach duże średnice duże średnice
pierścieniowate siatkowate jamkowate
spiralne jamkowate
(drabinkowate) .............................................................................................................................................................................................
MIĘKISZ DRZEWNY
liczny nieliczny nieliczny
(przenośnikowy) ...............................................................................................................................................................................................
WŁÓKNA DRZEWNE
brak liczne bardzo liczne
2019-11-12
14
FLOEM (łyko) roślin okrytonasiennych
ONTOGENEZA
(kolejność w rozwoju osobniczym)
protofloem (łyko wczesne)
prokambium
metafloem (łyko późne)
kambium floem wtórny
FLOEM (łyko) roślin okrytonasiennych
POCHODZENIE, POWSTAWANIE
• floem pierwotny (protofloem i metafloem)
- z prokambium w merystemie wierzchołkowym pędu
- z pleromu (= prokambium) w merystemie wierzchołkowym
korzenia
• floem wtórny
z kambium w łodydze lub korzeniu
2019-11-12
15
ELEMENTY FLOEMU
OKRYTOZALĄŻKOWYCH pozostałych grup
● rurki sitowe (z członów) ● komórki sitowe
● komórki przyrurkowe
● miękisz łykowy ● miękisz łykowy
● włókna łykowe (składnik martwy)
FUNKCJE FLOEMU
1.PRZEWODZĄCA (asymil.) →rurki sitowe + kom. przyrurkowe (ALBO komórki sitowe), miękisz łykowy 2. SPICHRZOWA → miękisz łykowy 3. MECHANICZNA → głównie włókna łykowe 4. Możliwość tworzenia FELLOGENU - miękisz łykowy
2019-11-12
16
BUDOWA RUREK
SITOWYCH
Jedna RURKA SITOWA =
zespół wielu żywych
komórek,
tzw. CZŁONÓW RURKI
SITOWEJ, tworzących rurę
FLOEM
Paprotniki
Nagonasienne
Dwuliścienne
drzewiaste
Dwuliścienne zielne
Jednoliścienne
komórka sitowa
człony rurek sitowych
2019-11-12
17
FLOEM
pola sitowe
komórki
przyrurkowe
rurki sitowe
Vitis sp. floem
przekrój poprzeczny
Vitis sp. floem
przekrój podłużny
2019-11-12
18
Cucurbita sp. floem
przekrój poprzeczny
Cucurbita sp. floem
przekrój podłużny
KOMÓRKI PRZYRURKOWE =
= KOMÓRKI TOWARZYSZĄCE
Mają:
● mniejsze rozmiary
● ściany pierwotne,
niezmodyfikowane
● typowy protoplast, m.in. jądro
komórkowe
● wspólne pochodzenie z członem
rurki sitowej
ROLA:
wspomagają funkcje życiowe
CZŁONÓW RUREK SITOWYCH
2019-11-12
19
porównanie struktury
PROTOFLOEM METAFLOEM FLOEM WTÓRNY ...............................................................................................................................................................................................
RURKI SITOWE
o małych średnicach duże średnice duże średnice .............................................................................................................................................................................................
KOM.TOWARZYSZĄCE
brak występują występują ..............................................................................................................................................................................................
MIĘKISZ ŁYKOWY
liczny nieliczny nieliczny
(przenośnikowy) ...............................................................................................................................................................................................
WŁÓKNA ŁYKOWE
nieliczne z prokambium, dość liczne dość liczne
lub z przekształcenia
miękiszu protofloemu
Użyłkowanie blaszki liściowej
= nerwacja liścia
= wiązki przewodzące
2019-11-12
20
FILOGENEZA (rozwój rodowy, ewolucja) ELEMENTÓW
PRZEWODZĄCYCH
rośliny niższe – brunatnice pierwsze oznaki specjalizacji funkcjonalnej
w obrębie tkanek rzekomych – „nibysita”
mszaki – wyspecjalizowany tylko gametofit - hydroidy; leptoidy
widłaki, paprocie, skrzypy
– floem niezróżnicowany,
– ksylemie tylko cewki; wyjątkowo naczynia
- np. u widliczki (Selaginella), orlicy (Pteridium aquilinum)
nagonasienne
– ksylem - tylko cewki + miękisz
wyjątkowo + naczynia (gniotowe - Gnethinae, przęśl – Ephedra) –
floem - długie komórki sitowe + komórki albuminowe+ miękisz
okrytonasienne – wyspecjalizowanie funkcjonalne elementów strukturalnych ksylemu i floemu
ELEMENTY PRZEWODZĄCE U PŁONNIKA
2019-11-12
21
HYDROIDY I LEPTOIDY U PLONNIKA
TYPY WIĄZEK PRZEWODZĄCYCH
radialna
łyko zewnętrzne
łyko wewnętrzne
kolateralna zamknięta kolateralna otwarta bikolateralna otwarta
koncentryczna - hadrocentryczna
koncentryczna - leptocentryczna
łyko kambium wiązkowe
drewno
drewno
łyko
2019-11-12
22
wiązka KOLATERALNA ZAMKNIĘTA
PĘD WIELU ROŚLIN JEDNOLIŚCIENNYCH
floem ksylem
wiązka KOLATERALNA OTWARTA
PĘD WIELU ROŚLIN DWULIŚCIENNYCH
floem KAMBIUM WIĄZKOWE ksylem
2019-11-12
23
Wiązka kolateralna
otwarta
wiązka BIKOLATERALNA OTWARTA
pęd niektórych roślin dwuliściennych,
np. dyniowate, psiankowate
floem zewnętrzny
KAMBIUM
WIĄZKOWE
ksylem
floem wewnętrzny
2019-11-12
24
Wiązka bikolateralna w łodydze Cucumis sp.
wiązka RADIALNA = PROMIENISTA W KORZENIU
floem
ksylem
2019-11-12
25
floem ksylem floem ksylem
fragment wiązki wiązka
HADROCENTRYCZNEJ LEPTOCENTRYCZNA
( u paproci ) ( u konwalii )
wiązki KONCENTRYCZNE PĘDU niektórych roślin
ksylem (drewno)
floem (łyko)
Wiązka hadrocentryczna w ogonku liściowym orlicy pospolitej
2019-11-12
26
Wiązka koncentryczna - leptocentryczna
floem (łyko)
ksylem (drewno)
Konwalia majowa
łyko drewno
Zmiana układu tkanek przewodzących w strefie przejściowej
pomiędzy korzeniem a łodygą
2019-11-12
27
Układ tkanek przewodzących
oraz ślady i luki liściowe w łodygach
syfonostela
typ I
syfonostela
typ II eustela ataktostela
Jakie typy wiązek przewodzących występują w
poszczególnych organach ?
RADIALNA =PROMIENISTA
KOLATERALNA OTWARTA
KOLATERALNA ZAMKNIĘTA
BIKOLATERALNA , np.
dynia,
ziemniak
2019-11-12
28
STELA = WALEC OSIOWY
Zespół tkanek przewodzących wraz z towarzyszącymi im
tkankami miękiszowymi i wzmacniającymi, tworzący pewną
całość położoną w centralnej części łodygi lub korzenia.
TEORIA STELARNA
Różne typy walca osiowego (typy stel), które różnią się
układem wiązek przewodzących, wykształciły się w toku
ewolucji pędu roślin naczyniowych.
TYPY STEL - EWOLUCJA
2019-11-12
29
TYPY STEL
PROTOSTELA
AKTYNOSTELA S. amfifloiczna
SYFONOSTELA
S.Ektofloiczna
S. wielocykliczna
PLEKTOSTELA (POLISTELA)
DIKTIOSTELA
EUSTELA
ATAKTOSTELA
Różne typy stel
jednoliścienne
nagonasienne
dwuliścienne
paprocie paprocie
psylofity
paprocie
2019-11-12
30
drewno
łyko
AKTYNOSTELA U WIDŁAKÓW
(także wymarłe widłaki)
AKTYNOSTELA
AKTYNOSTELA W WALCU OSIOWYM KORZENIA
(budowa pierwotna)
floem (łyko)
ksylem (drewno)
2019-11-12
31
Przekrój poprzeczny przez
łodygę widłaka z plektostelą
PLEKTOSTELA
Płytkowate pasma drewna
są poprzedzielane i
otoczone łykiem
Syfonostela wielocykliczna
(polistela) w kłączu orlicy
pospolitej
skórka pasmo komórek o
zgrubiałych ścianach
ksylem
floem
endoderma
merystele
pasmo sklerenchymy
Syfonostela
amfifloiczna
Syfonostela
ektofloiczna
SYFONOSTELA
2019-11-12
32
Walec osiowy typu eustela
w łodydze rośliny zielnej
Walec osiowy typu eustela
w łodydze rośliny zdrewniałej
EUSTELA
Występowanie:
skrzypowe, rośliny
nagozalążkowe,
okrytonasienne (tylko
dwuliścienne)
ATAKTOSTELA
Występowanie: okrytonasienne (tylko jednoliścienne)
2019-11-12
33
Dzięki gradientowi potencjału wodnego, począwszy
od gleby, poprzez roślinę powstaje SIŁA SSĄCA
TRANSPIRACJI
Rodzaje transportu
SYMPLASTOWY
na bazie ciągłości protoplastu komórek
APOPLASTOWY
na bazie ciągłości wody (dzięki siłom spójności wody - kohezji
cząsteczek H2O - wiązanie wodorowe) w ścianach
komórkowych, przestworach komórkowych i w martwych
komórkach w tym przede wszystkim w naczyniach i cewkach
MEMBRANOWY
przez plazmalemmę, między symplastem a apoplastem
transport membranowy występuje w każdej TKANCE - jest on
jednak wolny (mało wydajny)
Szybki transport membranowy występuje tylko w wymianie między elementami
przewodzącymi a innymi tkankami uczestniczą w nim wyspecjalizowane
KOMÓRKI PRZENOŚNIKOWE
2019-11-12
34
W ewolucji roślin lądowych wykształcił się
DLUGODYSTANSOWY transport
a) symplastowy - poprzez ciągi elementów sitowych.
Transportowanymi substancjami są: SACHAROZA,
pochodne cukrów: D-mannitol, sorbil, specyficzne białka,
mRNA, hormony roślinne
b) apoplastowy (superapoplastowy)- poprzez ciągi elementów
trachealnych (cewki, naczynia)
SYMPLAST I
APOPLAST
wakuola
jądro
cytoplazma
jamki z plazmodesmami
wnętrze martwej komórki
ściana wtórna
ściana pierwotna
2019-11-12
35
Schemat wzajemnego
przenikania się symplastu i
apoplastu wodnego we fragmencie korzenia
Drogi przepływu wody z kory
pierwotnej do elementu trachealnego w korzeniu
2019-11-12
36
miękisz asymilacyjny
„załadunek” cukrów
do floemu w liściu
Mechanizm
transportu w
komórkach
floemu
ŹRÓDŁO
(komórki liścia)
komórki
towarzyszące
rurka
sitowa
biegnąca
przez całą
długość
rośliny
ODPŁYW
(komórki korzenia)
sacharoza
woda
2019-11-12
37
Biel i twardziel
Wcistki w naczyniach
Tworzenie twardzieli
2019-11-12
38
Tkanki przewodzące w łodydze zielnej
Recommended
