BOTANIKA ANATOMIJA

predmet

BOTANIKA anatomija

botanika n

botanika - znanost o biljkama ¨

n

dio biologije - znanosti o životu

morfologija - proučava građu biljaka 1)

citologija - znanost o stanici stanica - temeljna građevna i funkcionalna jedinica

2)

histologija - znanost o staničju staničje ili tkivo – skup istovrsnih stanica koje obavljaju jednu ili više funkcija

3)

organografija - znanost o organima organ – više staničja koje obavljaju jednu ili više funkcija

¨

anatomija - proučava unutrašnju građu biljaka (unutrašnja morfologija)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

2

temelj botaničkim disciplinama

botanika discipline (područja rada) unutar botanike Ø Ø Ø Ø Ø Ø

morfologija i anatomija sistematika geobotanika fiziologija bilja ekologija bilja floristika i dr.

su fundamentalne znanosti § kemija § biokemija § fizika § genetika § molekularna biologija § geologija § geografija § klimatologija § pedologija i dr.

botanika je temelj srodnim znanostima, kao što su • • • • • •

mikrobiologija uzgoj bilja (npr. voćarstvo, vinogradarstvo, povrćarstvo) genetičko inženjerstvo fitopatologija šumarstvo farmakognozija i dr. BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

3

citologija povijest Ø

17. stoljeće - prvi put se spominje riječ stanica q

Ø Ø

Robert Hooke - knjiga “Micrographia” (1665. god.)

18. stoljeće 19. stoljeće q q q

1810. – bolji mikroskop 1831. – otkriće jezgre (Robert Brown) 1838./39. – biljna i životinjska staničja su građena od stanica s jezgrom q q

q

Ø

(Mathias Schleiden) (Theodor Schwann)

1855. – svaka stanica nastaje iz stanice - omnis cellula e cellula (Rudolf Virchow)

20. stoljeće q

1932. – otkriće elektronskog mikroskopa (Ernst Ruska)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

4

citologija stanica n

stanica - temeljna građevna i funkcionalna jedinica svih živih organizama ¨

n

lat. cellula – stanica

veličina biljnih stanica: prosječno između 10 i 100 μm minimalno – oko 0.2 μm ¨ maksimalno – oko 50-70 mm ¨

NAPOMENA: ¨ 1 mikrometar (μm) – 10-3 mm (tisućina!), odnosno 10-6 m (milijuntina!)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

5

oblici biljnih stanica n

različiti i ovise o ulozi stanice

n

prevladavaju mnogokutni oblici ¨

unutar mnogokutnih oblika razlikujemo: a) IZODIJAMETRIČNE stanice - sve dimenzije su im približno jednake

b) PROZENHIMSKE stanice - jedna dimenzija je više izražena

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

6

struktura biljne stanice 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

jezgra mitohondriji plastidi ribosomi stanična stijenka vakuole citoplazma biomembrane plazmalema endoplazmatski retikulum diktiosomi (Golgijev aparat) peroksisomi i glioksisomi

Ø

protoplast §

živi dio stanice § sadržaj stanice unutar stanične stijenke Ø

kompartimenti §

Ø

prostori reakcije unutar stanice

organeli §

nositelji životnih funkcija (“organi” stanice)

§

posebnim biomembranama odjeljeni od ostalog staničnog sadržaja

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

7

jezgra n

lat. nucleus

Ø

PROKARIOTSKE STANICE - PROTOCITE ¨

Ø

nemaju diferenciranu jezgru

EUKARIOTSKE STANICE - EUCITE ¨

imaju jezgru (jednu ili više)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

8

jezgra oblik, veličina, funkcija n

oblik ¨

n

većinom kuglast ili ovalan

veličina ¨

promjer od 5 - 25 µm n

n

ovisi o veličini i funkciji stanice

funkcija ¨

sadrži nasljedna svojstva

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

9

jezgra struktura 1. 2. 3. 4.

jezgrina opna jezgrin sok jezgrica kromatin

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

10

jezgra jezgrina opna 1. n

jezgrina opna (karioteka) struktura: dvije biomembrane Ø vanjska membrana n n

n

Ø

prelazi u membrane endoplazmatskog retikuluma sadrži pore – omogućuju izmjenu tvari između jezgrinog soka i citoplazme sadrži ribosome

unutarnja membrana

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

11

jezgra jezgrin sok, jezgrica, kromatin 2.

jezgrin sok (nukleoplazma, kariolimfa, karioplazma) Ø

želatinozne konzistencije Ø sastoji se od različitih proteina Ø nema membrana 3.

jezgrica (lat. nucleolus) Ø

broj: jedna ili više Ø funkcija: sinteza RNA 4.

kromatin Ø

predstavlja sve što se tijekom diobe jezgre nalazi u kromosomima koji sadrže gene, odnosno nasljedna svojstva BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

12

mitoza P

mitoza (kariokineza) n

indirektna dioba jezgre

n

karakteristična dioba eukariotskih stanica

n

nastaju dvije jezgre, odnosno stanice novonastale jezgre su genetski identične ishodišnoj nakon diobe isti (diploidan) broj kromosoma kao i prije diobe 2n (2x) ® 2n (2x)

n n

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

13

mejoza n n

svojstvena spolnom, generativnom razmnožavanju mejoza - način postanka spolnih stanica

n

pri spolnom razmnožavanju postoje spolne stanice (gamete) s haploidnim (reduciranim, dvostruko manjim) brojem kromosoma: 2n (2x) ® n (x)

n

mejoza - redukcijska dioba

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

14

mejoza n n

nastaju četiri jezgre, odnosno stanice novonastale jezgre su genetski različite u usporedbi s ishodišnom

n nakon diobe haploidan broj kromosoma

2n (2x) ® n (x)

n

veliko biološko značenje mejoze ogleda se u rekombinaciji (crossing-over) genetskog materijala ¨

rekombinacija (miješanje genetskog materijala) zbiva se između i unutar kromosoma

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

15

16

mitohondriji n n

mitohondriji (hondriosomi) djelomično autonomne organele Ø

n n n n

razmnožavaju se vlastitom diobom (genom!)

veličina: promjer 5-10 µm oblik: jajast (rijetko nitast) tip: vrećast, cjevast i dr. funkcija:

proces staničnog disanja, odnosno oslobađanje kemijske energije u obliku adenozintrifosfata (ATP–a) Ø obavlja se na unutrašnjoj membrani i u hondrioplazmi Ø

n

kemijski sastav: ü

visok sadržaj lipida!

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

17

struktura mitohondrija 1. a.

dvije biomembrane vanjska ¨

b.

ravna, glatka, povezana s membranama citoplazme

unutarnja ¨

naborana, “pregrađuje” hondrioplazmu i tako tvori nabore, tzv. CRISTAE (lat. crista - kresta)

2. hondrioplazma (matrix) - sitnozrnate građe ● ● ●

ribosomi DNA magnezijevi i kalcijevi ioni

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

18

plastidi 1. 2. 3.

KLOROPLASTI KROMOPLASTI LEUKOPLASTI

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

19

proplastidi n

prethodnici plastida

n

iz njih mogu nastati druge vrste plastida bez pigmenata (bezbojni) nalaze se u tvornim staničjima

n n

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

20

kloroplasti n

djelomično autonomne organele ¨

razmnožavaju se vlastitom diobom (genom!)

n

nastaju iz proplastida, leukoplasta ili kromoplasta

n n

veličina: promjer od 4 do 8 µm oblik: većinom lećast

n

funkcija: fotosinteza

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

21

struktura kloroplasta dvije biomembrane stroma (osnovna tvar) tilakoidi

1. 2. 3.

●

pojedinačne membrane (“membranski štapići”)

grana (jed. granum)

4.

¨

skupine tilakoida, zrnate strukture

pigmenti

5.

ü

većinom klorofil: klorofil a (plavozeleni), klorofil b (žutozeleni) ü karotenoidi: karoten i ksantofil

ribosomi škrobovi plastoglobuli

6. 7. 8. ●

masne kapljice BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

22

kromoplasti n n n n

nastaju iz proplastida, leukoplasta ili kloroplasta većinom se nalaze u laticama cvijetova, plodovima obojeni plastidi (nijanse žute, narančaste i crvene boje) uglavnom sadrže karotenoide: karoten i ksantofil

n

funkcija: daju biljnim organima boju ¨ fotosintetski neaktivni!

n

struktura: više ili manje slična građi kloroplasta BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

23

leukoplasti n

bezbojni plastidi ¨

fotosintetski neaktivni!

n

nalaze se u korijenu, stabljici i sl.

n

tipični za trajna staničja

n n

oblik: često okruglast funkcija: spremišna ¨

sadrže spremišne (rezervne) tvari: n n n

škrobove (amiloplasti) ulja (elaioplasti) proteine (proteinoplasti)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

24

etioplasti n n n

plastidi koji se razvijaju u nedostatku svijetla forma inhibiranih kloroplasta blijedožućkaste boje

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

25

ribosomi Ø kompleksi makromolekula proteina i RNA Ø najsitniji organeli, promjera: 15-35 nm (!) Ø često skupljeni u poliribosome

Ø oblik: kuglast n

funkcija: sinteza proteina

n

smještaj unutar stanice: Ø Ø

pričvršćeni - za membrane endoplazmatske mreže (ER) slobodni - u citoplazmi, karioplazmi, hondrioplazmi i stromi

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

26

stanična stijenka q q q

protoplast gotovo svih biljnih stanica okružen je čvrstom staničnom stijenkom stanična stijenka je produkt protoplasta funkcija: štiti protoplast

P •

P P

važna uloga u izmjeni tvari

daje protoplastu potrebnu čvrstoću (oblik) djeluje kao spremnik tlaka — turgori protoplasta i stanične stijenke su u mehaničkoosmotskoj ravnoteži — TURGOR - unutarnji tlak

kemijski sastav:

q ü

različiti polisaharidi i proteini

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

27

struktura stanične stijenke fibrili

a.

—

celuloza

matrix (osnovna tvar)

b.

— — —

• • •

pektini hemiceluloza proteini

5-100 molekula celuloze gradi elementarni fibril (promjera do 5 nm) 5-20 elementarnih fibrila čini mikrofibril (promjera 10-30 nm) mikrofibrili grade makrofibrile (promjera do 500 nm ili 0.5 µm)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

28

slojevi stanične stijenke 1.

središnja lamela Ø

2.

pektin

primarna stanična stijenka Ø Ø Ø Ø

celuloza hemiceluloza pektini proteini ü

3.

nepravilna tekstura

sekundarna stanična stijenka Ø Ø

celuloza hemiceluloza ü ü

pravilna tekstura formira se kad je stanica završila sa rastom

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

29

stanična stijenka sekundarne promjene n

stanična stijenka može doživjeti tijekom života stanice određene promjene, odnosno može poprimiti nova kemijska i fizikalna svojstva

n

promjene sekundarne stanične stijenke:

a)

lignifikacija suberinizacija kutinizacija mineralizacija

b) c) d)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

30

stanična stijenka jažice n

JAŽICE → tanki (neodebljali) slojevi stanične stijenke, tj. slojevi središnje lamele i tanki slojevi primarne stanične stijenke

31

stanična stijenka jažice, plazmodezme

n

n n

kroz jažice se protežu fine plazmatske niti → PLAZMODEZME ¨ jedna jažica može sadržavati nekoliko stotina tisuća plazmodezma plazmodezme omogućuju izmjenu tvari između protoplasta susjednih stanica plazmodezme povezuju protoplaste susjednih stanica u jednu cjelinu → SIMPLAST

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

32

vakuole —

stanične šupljine ispunjene staničnim sokom —

lat. vacuus - prazan

—

obavijene jednom biomembranom -TONOPLASTOM

—

broj vakuola: sa starošću stanice broj vakuola se smanjuje, a povećavaju njihovi volumeni — u odrasloj, staroj stanici – često jedna centralna vakuola —

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

33

vakuole — — —

vakuole sadrže stanični sok ¯ vodena otopina organskih i anorganskih tvari u sastavu staničnog soka mogu se nalaziti: P P P P

—

funkcija vakuole: ¨

održavanje turgora ¨ spremište vode ¨ sadrži rezervne, otpadne i otrovne tvari ¨ zaštitna i obrambena uloga i dr.

stanični sok je većinom kisele reakcije •

—

rezervne (spremišne) tvari boje otpadni produkti otrovi i dr.

n

citoplazma je alkalna ® turgor!

sastav staničnog soka ovisi o biljnoj vrsti, starosti biljke i sl. BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

34

citoplazma citosol, citoskelet n n a) b) a) n n

citoplazma - osnovna struktura koja ispunjava stanicu razlikujemo: CITOSOL CITOSKELET citosol - amorfna masa tekuće do želatinozne konzistencije funkcija: izmjena tvari kemijski sastav: Ø Ø Ø Ø

voda (do 70%) proteini (do 30%) ioni (K+) makromolekule BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

35

citoplazma citosol, citoskelet b)

citoskelet čine proteini Ø mikrotubuli •

Ø

mikrofilamenti (aktinski filamenti) •

•

lat. tubulus - cijevčica lat. filum – nit

funkcija: ü

daje oblik stanici ü osigurava mehaničku stabilnost stanice ü omogućuje „kretanje” cijele stanice, te transporte i „kretanja” unutar stanice

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

36

biomembrane struktura, funkcija •

biomembrane se sastoje od: a) proteina b) dvostrukog sloja lipida

•

debljine 6–11 nm •

ribosomi promjera 15-35 nm

•

selektivno propusne

•

funkcija: ü

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

transport molekula

37

plazmalema n

protoplast obavija stanična membrana ili plazmalema ¨

deblja i gušća od biomembrana

¨

n

selektivno propusna ¨ funkcija: prvenstveno štiti stanicu vakuole obavija biomembrana ili tonoplast

38

endoplazmatski retikulum struktura, funkcija n

endoplazmatska mreža (ER) ¨

lat. reticulum – mrežica

n

endoplazmatski retikulum se proteže kao razgranati membranski sistem kroz citoplazmu

n

razlikujemo dvije forme: a) hrapavi ER - vanjske membrane sadrže poliribosome •

b)

funkcija: sinteza proteina

glatki ER •

funkcija: sinteza lipida, flavonoida, terpenoida

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

39

diktiosomi (Golgijev aparat) struktura, funkcija n n n n

mala (4 - 10) skupina cisterni obavijenih membranom promjera oko 1 µm Golgijev aparat – svi diktiosomi jedne stanice (do preko tisuću) funkcija: stvaranje izlučina (sekreta)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

40

peroksisomi i glioksisomi struktura, funkcija n n

peroksisom – mali (Æ 1 µm) mjehurić, odnosno vezikula obavijen membranom sadrži enzime n

također i enzime potrebne za metabolizam vodikovog peroksida (H2O2) – otuda ime peroksisom!

n

funkcija: izmjena tvari (djeluje kao detoksifikator)

n

glioksisom – specifičan peroksisom sadrži enzime

n

n

n

također i enzime glioksilatnog ciklusa – otuda ime glioksisom!

funkcija: izmjena tvari

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

41

staničje ili tkivo § staničje ili tkivo – skup istovrsnih stanica koje obavljaju

jednu ili više funkcija u organizmu morfološki i uglavnom fiziološki istovrsne

n

staničja se razlikuju po: ü

obliku stanica ü svojstvima staničnih stijenki ü staničnom sadržaju i dr. • 1. 2.

glavna staničja su: TVORNA staničja TRAJNA staničja BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

42

tvorna staničja n

tvorna staničja ili meristemi

n

značajke meristemskih stanica: ü ü ü ü ü

male stanice uvijek sposobne za diobu stanice nisu diferencirane, tj. među njima nema velikih razlika tankih staničnih stijenaka (primarna stanična stijenka!) protoplast ispunjava gotovo cijelu stanicu ü

u pravilu ne sadrže vakuole

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

43

tvorna staničja n

prema porijeklu se razlikuju:

Ø Ø

PRIMARNI meristemi SEKUNDARNI meristemi

n

primarni meristemi su dio vršnih dijelova biljaka, a to su:

1. 2.

vegetacijski vrh izdanka vegetacijski vrh korijena

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

44

tvorna staničja primarni meristemi q primarni meristemi se nalaze u vršnim dijelovima biljaka i veličine su oko 3 mm q iz primarnih meristema nastaju primarna tkiva i organi

vegetacijski vrh izdanka

vegetacijski vrh korijena

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

45

tvorna staničja sekundarni meristemi n

nastaju iz trajnog staničja (tu se i nalaze !) •

●

naime, trajna staničja nastavljaju prije ili poslije opet svoju diobenu aktivnost

iz sekundarnih meristema nastaju sekundarna tkiva i organi

sekundarni meristemi su: 1.

KAMBIJ: a) b) c)

žilni kambij (FASCIKULARNI) međužilni kambij (INTERFASCIKULARNI) vanžilni kambij (EKSTRAFASCIKULARNI)

2.

PERIKAMBIJ (pericikl)

3.

PLUTNI KAMBIJ (felogen) BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

46

trajna staničja intercelulari n

značajke trajnih stanica: ü ü ü ü ü

Ø ü

stanice se međusobno znatno razlikuju veće od tvornih stanica većinom izgubile sposobnost diobe velikih vakuola sadrže intercelulare

intercelulari - međustanični prostori koji sadrže zrak postanak: razvojem tkiva nakon diobe stanica

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

47

trajna staničja n

prema porijeklu se razlikuju:

Ø

PRIMARNA trajna staničja ¨

Ø

nastaju iz primarnih meristema

SEKUNDARNA trajna staničja ¨

nastaju iz sekundarnih meristema: kambija, perikambija, plutnog kambija

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

48

trajna staničja n

1. 2. 3. 4. 5.

razlikuju se sljedeća trajna staničja:

temeljno staničje kožno staničje mehaničko staničje provodno ili žilno staničje žljezdaste stanice i žljezdasto staničje

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

49

trajna staničja temeljno staničje n n n n

temeljno staničje - parenhim zauzima veći dio biljnog organizma najmanje specijalizirano staničje sastoji se od parenhimskih stanica n velike, izodijametrične stanice, tankih staničnih stijenaka

50

trajna staničja temeljno staničje n

funkcija parenhima: različita, često se i preklapa

n

prema funkciji se razlikuju:

1)

KLORENHIM AERENHIM HIDRENHIM SPREMIŠNI parenhim

2) 3) 4)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

51

trajna staničja temeljno staničje 1) Ø Ø

KLORENHIM sadrži kloroplaste razlikuje se: a)

asimilacijski parenhim ili palisadni (stupasti) ü ü

b)

stanice okomite na površinu lista sadrže puno kloroplasta

transpiracijski ili spužvasti parenhim ü ü

sadrži puno intercelulara nepravilne stanice s malo kloroplasta

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

52

trajna staničja temeljno staničje AERENHIM

2) Ø

parenhim za prozračivanje Ø

Ø Ø

3) Ø Ø Ø

4) Ø Ø

grč. aerios - zračni

sadrži do 70% intercelulara često kod vodenih biljaka

HIDRENHIM

parenhim za čuvanje vode velike stanice (Æ 0.5 mm) koje sadrže ekstremno velike vakuole (voda!) često kod biljaka suhih staništa i sukulenata

SPREMIŠNI parenhim sadrži mnogo spremišnih (rezervnih) tvari: škrobove, proteine, ulja i sl. često u gomoljima, lukovicama, sjemenkama BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

53

trajna staničja kožno staničje Ø

1) 2)

1)

2)

prema porijeklu se razlikuje:

primarno kožno staničje ●

nastaje iz primarnih meristema

n

nastaje iz sekundarnog meristema, tj. plutnog kambija

sekundarno kožno staničje primarno kožno staničje: a) EPIDERMA b) RIZODERMA sekundarno kožno staničje: a) PERIDERMA

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

54

trajna staničja primarno kožno staničje

1.a) EPIDERMA n kožno staničje nadzemnih organa grč. epi - na, derma - koža

● funkcija: prvenstveno zaštita unutarnjih tkiva i organa ●

u pravilu jedan sloj stanica na površini organa

●

značajke epidermskih stanica:

ü

mnogokutne stanice tankih staničnih stijenki (osim vanjske) nema intercelulara većinom sadrži leukoplaste i kromoplaste (bez kloroplasta!) vakuole često sadrže boje

ü ü ü ü

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

55

trajna staničja primarno kožno staničje 1.a) EPIDERMA Ø

kutikula lat. cutis - koža

ü

na vanjsku staničnu stijenku se taloži kutin – kutinizacija ü

kutinizacija - sekundarna promjena stanične stijenke

ü

funkcija kutikule: sprečavanje prolaska vode

ü

ponekad je kutikula naborana, a ponekad su stanice epiderme ispupčene u tzv. papile (npr. latice maćuhice)

ü

funkcija: indirektno privlačenje insekata

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

56

trajna staničja primarno kožno staničje 1.a) EPIDERMA Ø n

neke biljke još preko kutikule izlučuju vosak u obliku tanke voštane prevlake ¨

ü

epikutikularni vosak

npr. plod šljive, list kupusa

funkcija: čišćenje površine

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

57

trajna staničja primarno kožno staničje 1.a) EPIDERMA Ø

mineralizacija vanjske stanične stijenke

ü kod nekih je biljaka vanjska stanična stijenka mineralizirana 1. taloži se silicijev dioksid (SiO2) ü npr. listovi trava (por. Poaceae) ili šaševa (por. Cyperaceae)

2.

taloži se kalcijev karborat (CaCO3)

mineralizacija ü sekundarna promjena stanične stijenke

ü funkcija: dodatna čvrstoća

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

58

trajna staničja primarno kožno staničje 1.a) EPIDERMA Ø Ø

dlaka (trihoma)

dlake - epidermske stanice različitih oblika i veličina ü ü

jednostanične ili višestanične razgranjene ili nerazgranjene

ü funkcija: različita

ü može poprimiti ulogu apsorpcije i sekrecije

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

59

trajna staničja primarno kožno staničje 1.a) EPIDERMA Ø

dlaka (trihoma)

ü često su dlake svojstvene određenoj skupini biljaka ü

primjer: dlaka koprive (žaoka)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

60

trajna staničja primarno kožno staničje 1.a) EPIDERMA

puč (stoma)

Ø •

n

grč. stoma – usta, otvor

većinom na površini listova ¨

također i na površini stabljika, cvjetova, plodova

n

funkcija: regulacija izmjene plinova

n

broj: oko 100 - 500 puči/mm2 lista površina: samo 0.5 - 2 % ukupne površine lista

n

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

61

trajna staničja primarno kožno staničje 1.a) EPIDERMA Ø

Ø

ü

puč (stoma)

STOMATALNI aparat a) otvor (porus) b) stanice zapornice c) stanice pomoćnice kloroplasti u stanicama zapornicama važni u funkcioniranju puči

62

trajna staničja primarno kožno staničje 1.a) EPIDERMA Ø n Ø

prema obliku stanica zapornica razlikuje se: Poaceae (Gramineae) tip puči ¨

Ø

puč (stoma)

žitarice i trave

Amaryllis (Helleborus) tip puči ¨

većina kopnenih biljaka, npr. Zebrina pendula

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

63

trajna staničja primarno kožno staničje 1.a) EPIDERMA Ø

hidatoda (puč vodenica)

Ø

hidatode - homologne pučima

Ø

funkcija: izlučivanje vode u obliku kapljica (gutacija)

ü

primjer: vrkuta (Alchemilla)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

64

trajna staničja primarno kožno staničje

1.b) RIZODERMA (epiblem) ● kožno staničje korijena ●

značajke rizodermskih stanica:

ü

nemaju kutikulu ne sadrže puči sadrže korijenove dlačice

ü ü

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

65

trajna staničja primarno kožno staničje

1.b) RIZODERMA (epiblem) Ø n n

korjenove dlačice

rastu u zoni korijenovih dlačica (1-2 cm) značajke korijenovih dlačica: ¨

n

dužina: nekoliko mm ¨ trajanje: 3 – 9 dana ¨ broj: preko 10 milijardi po biljci ¨ ukupna dužina: 10000 km funkcija: ¨ učvršćivanje biljke u tlu ¨ primanje vode i mineralnih tvari

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

66

trajna staničja

sekundarno kožno staničje - periderma 1. PERIDERMA - sekundarno kožno staničje n

na površini organa koji odrvenjavaju (sekundarna građa!) uobičajeno se zove kora, osobito kod stabljika

n

nastaje diobom plutnog kambija – felogena

n

periderma: pluto

n

a)

¨

b)

plutni kambij – felogen (sekundarni meristem) ●

c)

nekoliko slojeva stanica većinom jedan sloj stanica

feloderm ¨

većinom jedan sloj stanica

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

67

trajna staničja

sekundarno kožno staničje 2. PERIDERMA n

značajke periderme: Ø pluto n n n n

Ø

feloderm n

n

stanične stijenke pluta suberiniziraju suberinizirane stanice - nepropusne za vodu i zrak s vremenom postaje neživo staničje čije su stanice ispunjene zrakom lagano, elastično tkivo parenhimske stanice, često sadrže kloroplaste

funkcija: ¨ ¨

izolator (toplina, osvjetljenje) zaštita (od gubitka vode, ali i od insekata, gljiva) BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

68

trajna staničja

sekundarno kožno staničje 2. PERIDERMA Ø

lenticela lat. lenticula – mala leća

lećasti otvor na peridermi stabljika, korijena, gomolja ü plutni kambij ne stvara pluto već okruglaste, žive stanice s mnogo intercelulara ü funkcija: analogna pučima ü

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

69

trajna staničja mehaničko staničje

mehaničko staničje: 1) KOLENHIM 2) SKLERENHIM ü

funkcija: učvršćuje pojedine dijelove biljnih organa

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

70

trajna staničja mehaničko staničje 1)

KOLENHIM ¨

n

2)

živo mehaničko staničje rastućih i zeljastih biljnih dijelova

značajke kolenhimskih stanica: ¨ celulozne stanične stijenke ¨ stanične stijenke su nejednoliko odebljale

SKLERENHIM neživo mehaničko staničje ¨ karakteristično za biljne dijelove koji su završili sa rastom ¨

n

značajke sklerenhimskih stanica: ¨ stanične stijenke su jednoliko i jako odebljale BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

71

trajna staničja mehaničko staničje Ø a) b)

a)

razlikuju se dvije forme sklerenhima: SKLEREIDE SKLERENHIMSKA VLAKNA SKLEREIDE učvršćuju i zaštićuju biljne dijelove ¨ npr. u tvrdim dijelovima mnogih plodova, u kori drvenastih biljaka ¨

n

značajke sklereida: jako lignificiranih (odrvenjelih) staničnih stijenaka ¨ sekundarna stanična stijenka izrazito slojevita ¨ izodijametrične stanice ¨

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

72

trajna staničja mehaničko staničje b) ●

SKLERENHIMSKA VLAKNA značajke sklerenhimskih vlakana: ¨ prozenhimske stanice dugačke 1-2 mm n

¨

lan do 70 mm (7 cm!)

stanične stijenke mogu biti lignificirane ili ne

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

73

trajna staničja provodno ili žilno staničje n n

specijalizirano staničje za provodnju tipično za vaskularne biljke ¨

vaskularne biljke: papratnjače i sjemenjače

lat. vascularis – vaskularan, provodni, žilni n

funkcija: transport vode te organskih i anorganski tvari

provodno ili žilno staničje: 1. KSILEM 2. FLOEM

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

74

trajna staničja provodno ili žilno staničje provodno ili žilno staničje: 1.

KSILEM

grč. xylou – drvo

Ø

2.

traheje i traheide obavljaju transport vode i anorganskih spojeva: • nežive stanice • debelih, lignificiranih staničnih stijenaka

FLOEM

grč. floios – kora

Ø

sitaste cijevi i stanice pratilice obavljaju transport vode i organskih spojeva: • žive stanice • tankih, celuloznih staničnih stijenaka BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

75

trajna staničja provodno ili žilno staničje 1.

KSILEM

a)

traheje traheide

b) n n n n

ubrzo po postanku postaju nežive stanice stanične stijenke odrvenjele poprečne stanične stijenke više ili manje razgrađene uzdužne stanične stijenke sadrže jažice i različita lignificirana odebljanja ¨ ¨

jažice omogućuju transport između stanica odebljanja sprečavaju kolaps stanica

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

76

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

§77

trajna staničja provodno ili žilno staničje 1.

KSILEM

a)

traheja

n n

b) n n

velika stanica – zapravo fuzija više stanica promjera od 10 do preko 400 µm

traheida u usporedbi s trahejom manjeg promjera - oko 30 µm produžena stanica, pri vrhovima ušiljena

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

78

trajna staničja provodno ili žilno staničje 2.

FLOEM

a)

sitaste cijevi stanice pratilice

b) n

sitaste cijevi nemaju jezgru ¨

n

poprečne stanične stijenke sitastih cijevi su “probušene” ¨

n n

sadrže malo mitohondrija

zapravo su to povećane plazmodezme

stanice pratilice su male stanice uz sitaste cijevi sadrže jezgru i puno mitohondrija

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

79

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

80

trajna staničja

provodna ili žilna staničja ® žile n

provodna ili žilna staničja koncentrirana su u korijenu, stabljici i listovima u žilama ¨ ¨

n 1) 2) 3) 4)

u stabljici i listovima žile čine mrežu korijen ima samo jednu - radijalnu žilu

prema rasporedu floema i ksilema razlikuju se sljedeći tipovi žila: koncentrična žila kolateralna žila bikolateralna žila radijalna žila

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

81

trajna staničja

a)

žile 1)

koncentrična žila b)

a)

ksilem u sredini žile, floem okolo ksilema Ø

b)

npr. paprati

floem u sredini žile, ksilem okolo floema Ø

npr. jednosupnice

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

82

trajna staničja žile 2) n n

kolateralna žila najčešći tip sastoji se od ksilema i floema koji se dotiču jednom stranom lat. collateralis – bočni, kolateralan, onaj koji je sa strane ¨ ¨

a) b)

u stabljikama - ksilem prema unutrašnjosti stabljike u listovima - ksilem prema gornjoj strani lista

zatvorena kolateralna žila otvorena kolateralna žila

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

83

trajna staničja žile q

zatvorena kolateralna žila

q

otvorena kolateralna žila

n

sastoji se od ksilema i floema

n

sastoji se od ksilema, floema i žilnog kambija

¨

n

sklerenhim obavija floem i ksilem

karakteristična za jednosupnice ¨

također i u listovima dvosupnica

¨

n

sklerenhim obavija floem i ksilem

karakteristična za dvosupnice i golosjemenjače

84

trajna staničja žile 2) a) n n

kolateralna žila

2)

zatvorena kolateralna žila sastoji se od ksilema i floema karakteristična za jednosupnice Ø

mikrofotografija - Zea mays

b) n n

kolateralna žila otvorena kolateralna žila sastoji se od ksilema, floema i žilnog kambija karakteristična za dvosupnice i golosjemenjače Ø

mikrofotografija – Ranunculus repens

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

85

trajna staničja žile 3)

bikolateralna žila

n

sastoje se od dva floema između kojih je ksilem i žilni kambij

n

npr. fam. Solanaceae (pomoćnice), Cucurbitaceae (tikve)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

86

trajna staničja žile 4) n n

radijalna žila karakteristična za korijen sastoji se od više odvojenih ksilema i floema koji su zrakasto poredani lat. radialis - zrakast ¨

uvijek isti broj ksilema i floema!

n

ksilem i floem su odvojeni jednoslojnim ili višeslojnim parenhimom

n

radijalna žile može sadržavati dva ili više ksilema i floema veći broj ksilema i floema → jednosupnice ¨ manji broj ksilema i floema → dvosupnice ¨

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

87

trajna staničja

žljezdaste stanice i žljezdasto staničje Ø

žljezdaste stanice sadrže produkte metabolizma stanice (sekrete, odnosno ekskrete)

n

funkcija ekskreta/sekreta: ¨ ¨ ¨ ¨

zaštita biljke (npr. alkaloidi, glikozidi) privlačenje životinja (npr. eterična ulja) izlučivanje viška (npr. soli) izlučivanje u svrhu daljnjeg transporta

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

88

trajna staničja

žljezdaste stanice i žljezdasto staničje u biljkama većinom dolaze žljezdaste stanice

Ø Ø

rijetko više žljezdanih stanica tvori žljezdasto staničje

tipovi žljezdastih stanica:

n a) b) c) d) e)

mliječne cijevi smolenice uljenice glavičaste dlake nektariji i dr.

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

89

trajna staničja

žljezdaste stanice i žljezdasto staničje ü a)

tipovi žljezdastih stanica: mliječne cijevi ü

sadrže mliječni sok ü

b)

smolenice ü

intercelular okružen stanicama koje sadrže smolu ü

c)

biljke kod kojih se često pojavljuje mliječni sok pripadaju porodicama: Euphorbiaceae (mlječike), Asteraceae (glavočike), Papaveraceae (makovi), Moraceae (dudovi) i dr.

najčešće kod igličastih golosjemenjača, npr. bor, smreka

uljenice ü

sadrže eterična ulja ü

npr. Hypericum perforatum (gospina trava, trava sv. Ivana)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

90

organografija Ø

biljni organ - dio biljnog organizma koji u pravilu obuhvaća više staničja i obavlja jednu ili više funkcija Ø

VEGETATIVNI biljni organi:

korijen ü stabljika ü list ü

Ø

GENERATIVNI biljni organi:

cvijet/cvat ü plod/sjemenka ü

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

91

anatomija lista list se razvija iz zametaka listova vegetacijskog vrha izdanka

92

anatomija lista ü

1. 2.

anatomija plojke

DORZIVENTRALAN tip lista KONCENTRIČAN tip lista

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

93

anatomija lista 1. dorziventralan tip —

ubraja se u bifacijalne listove lat. dorsum – hrbat, leđa — lat. venter – trbuh —

lat. bis – dvaput — lat. facies – lice, oblik —

—

gornja i donja strana lista razlikuju se po građi i funkciji

—

prevladava u kontinetalnoj klimi voćne, povrtne i ratarske kulture, vinova loza, listopadno drveće i grmlje i dr.

—

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

94

anatomija lista 1. dorziventralan tip Ø Ø

EPIDERMA (gornja) MEZOFIL

klorenhim - asimilacijski parenhim (palisadni, stupasti) — asimilacijski parenhim okrenut prema gonjoj strani lista — prozenhimske stanice okomite na površinu lista (poput stupova!) — ponekad 2 - 3 sloja (ovisi o položaju na biljci) b) klorenhim - transpiracijski parenhim (spužvasti) — stanice nepravilnog oblika — mnogo velikih intercelulara — manje kloroplasta u usporedbi s asimilacijskim parenhimom c) zatvorene kolateralne žile — ksilem prema gornjoj, a floem prema donjoj strani lista Ø EPIDERMA (donja) a)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

95

anatomija lista 2. koncentričan tip —

ubraja se u ekvifacijalne listove lat. aequalis – jednak, jednolik — lat. facies – lice, oblik —

— nema razlike u gornjoj i donjoj strani lista — asimilacijski parenhim je okrenut prema svim stranama lista — igličasti listovi golosjemenjača (npr. bor)

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

96

anatomija lista 2. koncentričan tip

Ø

EPIDERMA ●

Ø

HIPODERMA ●

Ø

neživi sklerenhim neživi sklerenhim s utonulim pučima

MEZOFIL a)

asimilacijski parenhim (naborani) n

b) c)

smolenice mehanički tok n n

d) e)

stanične stijenke s odebljanjima

regulira provodnju u vodoravnom smjeru između asimilacijskog i transfuzijskog parenhima

transfuzijski parenhim zatvorene kolateralne žile (1 - 2!) BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

97

anatomija lista 2. koncentričan tip Ø

EPIDERMA ●

Ø

HIPODERMA ●

Ø

neživi sklerenhim neživi sklerenhim s utonulim pučima

MEZOFIL a)

asimilacijski parenhim (naborani) n

b) c)

smolenice mehanički tok n n

d) e)

stanične stijenke s odebljanjima

regulira provodnju u vodoravnom smjeru između asimilacijskog i transfuzijskog parenhima

transfuzijski parenhim zatvorene kolateralne žile (1 - 2!) BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

98

anatomija stabljike —

— Ø

Ø

stabljika morfološki i funkcionalno povezuje korijen i listove

anatomska građa ovisi o: sistematskoj pripadnosti 1. stabljike jednosupnica 2. stabljike dvosupnica starosti a) primarna građa stabljike b) sekundarna građa stabljike

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

99

anatomija stabljike 1. a) jednosupnice, primarna građa Ø

EPIDERMA ¨ ¨ ¨

Ø

jednoslojna kutikula dobro razvijena ponekad puči, dlake i dr.

PRIMARNA KORA ü

parenhim n

ü

Ø

može sadržavati kloroplaste (kod mladih biljaka)

sklerenhim

CENTRALNI CILINDAR ü ü

parenhim zatvorene kolateralne žile n n

floem prema periferiji, a ksilem prema centru stabljike bez reda “razbacane” u parenhimskom staničju ¨

¨

veće i rjeđe prema središtu stabljike, odnosno manje i gušće prema periferiji stabljike

središte stabljike često šuplje → zbog puknuća ili odvajanja stanica n

npr. pšenica, raž, ječam, zob i brojne trave

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

100

anatomija stabljike 1. b) jednosupnice, sekundarna građa ●

stabljike jednosupnica rijetko imaju sekundarnu građu ¨

n

npr. Dracaena, Yucca imaju sekundarnu građu stabljike

postanak - diobom vanžilnog kambija ¨

nastaje iz parenhimskih stanica koje se nalaze izvan zone žila, između primarne kore i centralnog cilindra

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

101

anatomija stabljike 2. a) dvosupnice, primarna građa Ø Ø

EPIDERMA PRIMARNA KORA kolenhim b) parenhim a)

Ø

CENTRALNI CILINDAR a) b)

sklerenhim parenhim ü

ü

c)

zrake srčike - između žila

otvorene kolateralne žile n

d)

srčika – u središtu stabljike

kružno poredane (slike!)

međužilni kambij n

nastaje iz zraka srčike ¨

može nedostajati

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

102

anatomija stabljike 2. b) dvosupnice, sekundarna građa ●

stabljike dvosupnica su često u sekundarnoj građi također i golosjemenjače

●

n

postanak – diobom žilnog, odnosno međužilnog kambija ¨

nastaje kambijski prsten

n

rezultat:

Ø

drvo —

sekundarno staničje stabljike nastalo diobom kambija prema unutrašnjosti stabljike — —

Ø

većinom sekundarni ksilem zrake srčike

kora —

sekundarno staničje stabljike nastalo diobom kambija prema periferji stabljike —

sekundarni floem

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

103

anatomija stabljike 2. b) dvosupnice, sekundarna građa Ø

drvo a)ranosezonsko (proljetno) drvo ¢

velike stanice

b)kasnosezonsko ¢

P

manje stanice s relativno debljim staničnim stijenkama

god ¨

P

(jesensko) drvo

masa drva nastala tijekom jedne vegetacijske sezone

granica goda ¨

granica između jedne i druge vegetacijske sezone n

razlika u građi između jedne i druge vegetacijske sezone

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

104

anatomija stabljike golosjemenjače, sekundarna građa Ø

drvo golosjemenjača —

slične građe kao drvo dvosupnica — —

nema traheja sadrži smolenice

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

105

anatomija korijena primarna građa 1. 2.

RIZODERMA (epiblem) PRIMARNA KORA egzoderma

a)

jedan ili više slojeva parenhimskih stanica koje postupno suberiniziraju funkcija: zaštita (sprečavanje gubitka vode i min. tvari)

n n

mezoderma

b)

parenhim

n

¨ ¨

c)

3.

brojni intercelulari može sadržavati škrobna zrnca

endoderma

CENTRALNI CILINDAR c) d)

perikambij (pericikl) radijalna žila BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

106

anatomija korijena primarna građa 1. 2.

RIZODERMA (epiblem) PRIMARNA KORA egzoderma mezoderma endoderma

a) b) c)

stanične stijenke većinom odebljale i suberinizirane

n

¨ n n

n

CASPARYjeve točke – nejednolika (valovita) suberinizacija staničnih stijenaka endoderme

suberinizirana endoderma - nepropusna za vodu i zrak funkcija: reguliranje provodnje u vodoravnom smjeru (od korjenovih dlačica do ksilema) stanice propusnice su stanice endoderme koje imaju celulozne stanične stijenke i većinom se nalaze iznad ksilema

CENTRALNI CILINDAR

3. c) d)

perikambij (pericikl) radijalna žila

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

107

anatomija korijena primarna građa 1. 2.

RIZODERMA (epiblem) PRIMARNA KORA egzoderma mezoderma endoderma

a) b) c)

3.

CENTRALNI CILINDAR perikambij (pericikl)

c) n n

d)

većinom jedan sloj stanica može poprimiti meristemski karakter → nastaje bočno korijenje i sekundarna građa

radijalna žila

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

108

anatomija korijena sekundarna građa n

većinom kod dvosupnica i golosjemenjača

n

postanak – diobom perikambija i žilnog kambija (žilni kambij nastaje iz parenhima radijalne žile) ¨ perikambij i žilni kambij tvore kambijski prsten

n

periderma (nastaje diobom perikambija!) istovremeno zamjenjuje rizodermu

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

109

anatomija korijena sekundarna građa n

većinom kod dvosupnica i golosjemenjača

n

postanak – diobom perikambija i žilnog kambija (žilni kambij nastaje iz parenhima radijalne žile) ¨ perikambij i žilni kambij tvore kambijski prsten

n

periderma (nastaje diobom perikambija!) istovremeno zamjenjuje rizodermu

n

sek. građa korijena vrlo slična sek. građi stabljike

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

110

anatomija generativnih organa Ø

GENERATIVNI ORGANI ¨ ¨

Ø Ø

Ø

cvijet/cvat plod sa sjemenkom

cvijet cvat ¨ skup cvjetova poredanih na kraju duže ili kraće cvatne osi, odnosno razgranjenja plod a) usplođe (perikarp) b) sjemenka (-e)

ü

unutarnja građa generativnih organa jako ovisi o biljnoj vrsti ü ü

manje mehaničkih elemenata manje provodnih elemenata

BOTANIKA Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

111