Rośliny nasienne - charakterystyka, rozmnażanie, budowa, podział

Rośliny nasienne
- Posiadają łodygi i korzenia zdolne do przyrostu wtórnego na grubość
- Posiadają żeński organ rozrodczy jakim jest zalążek który po zapłodnieniu przekształca się w nasiona
- Obejmują grupy: Nagonasiennych i Okrytonasiennych
- Nagonasienne drobnolistne- przyrost łodygi na grubość, tworzenie drobnych igłowatych liści – Szpilkowe, Miłorzębowe, Kordaity.
- Nagonasienne wielkolistne- słabszy przyrost łodygi na grubość, tworzenie większych liści, skupianie sporofili (rozrodcze) w kłosy zarodnionośne tzw. kwiaty lub strobile, tworzenie kwiatów obupłciowych, okrywanie zalążków- Sagowce, Gniotowce, Paprocie nasienne i Benetyty.
- Okrytonasienne- tworzenie owoców

Ewolucyjne powstanie zalążków
➢ Zarodnie na końcach rozwidlonych pędów.
➢ Przesunięcie zarodni do powstających liści zarodnionośnych
➢ Redukcja liczby zarodni i stopniowe otaczanie przez liście
➢ Ukształtowanie zalążka

Korzeń

Roślina nagonasienna - Solidne pnie oraz palowe korzenia zdolne do wtórnego przyrostu na grubość (Działalność kambium- bocznego merystemu tworzącego się między łykiem i drewnem)

Budowa pierwotna korzenia: skórka (epiblema, ryzodermą-chroni), kora pierwotna (ułatwia wymianę gazową), śródskórnia (endoderma, transport wody), okolnica (Perycykl-boczne korzenia), walec osiowy, łyko (przewodzi związki organiczne) od zewnątrz pomiędzy drewnem ( przewodzi wodę i sole mineralne), drewno od wewnątrz.

Przyrost korzenia na grubość
➢ Miazga powstaje między łykiem a drewnem.
➢ Komórki miazgi dzielą się tworząc elementy łyka i drewna.
➢ Walec osiowy pęcznieje i pęka. Łuszczy się skórka wraz z śródskórnią.
➢ Okolnica (perycykl) przekształca się w fellogen- tkankę twórczą która tworzy warstwy perydermy- wtórna tkanka okrywająca= korek
➢ Przyrost drewna jest większy niż łyka.

Modyfikacje korzeni u roślin
➢ Zgrubiałe korzenia wypełnione miękiszem spichrzowym NP. Marchew, Pietruszka
➢ Korzenie oddechowe. Drzewa żyjące na bagnach w klimacie ciepłym – dobrze rozwinięty miękisz powietrzny
➢ Czepne
➢ Podporowe
➢ Powietrzne- zbierają wodę opadową np. storczyki bytujące na gałęziach drzew w wilgotnych lasach

Łodyga

Budowa pierwotna łodygi: skórka, kora pierwotna, walec osiowy, podwójne wiązki łyko-drewno. Drewno od wewnątrz, łyko od zewnątrz.

Przyrost łodygi na grubość:
➢ Powstanie miazgi między łykiem a drewnem.
➢ Komórki miazgi dzielą się. Powstają nowe komórki łyka i drewna.
➢ Kora pierwotna nie złuszcza się. Pod skórką tworzy się nowy merystem- miazga korkotwórcza czyli fellogen.
➢ Fellogen produkuje na zewnątrz komórki korka. Do wewnątrz cienką warstwę fellodermy zwaną korkownicą.

Pędy i ich rodzaje
➢ Nadziemne
• Pędy stojące Np. Pomidor – utrzymanie innych organów
• Pędy wijące Np. Fasola – utrzymanie innych organów
• Pędy czepne Np. Dzikie winorośle – utrzymanie innych organów
• Pędy obronne Np. Dzika róża
• Spichrzowe Np. Kalarepa
➢ Podziemne
• Spichrzowe Np. Bulwa Ziemniaka – Charakteryzują się rozmnażaniem wegetatywnym.
• Rodzaje wiązek przewodzących

Funkcje łodygi
➢ transportuje wodę, sole mineralne i asymilaty
➢ wynosi i utrzymuje kwiaty, owoc ponad poziom podłoża
➢ może pełnić funkcje magazynującą Np. kaktus
➢ może przeprowadzać fotosyntezę
➢ nie skorkowiała skórka młodych pędów prowadzi wymianę gazową

Liście

• Budowa wewnętrzna Liścia (patrz załącznik)
• Budowa zewnętrzna liścia (patrz załącznik)

Funkcje liści
➢ Uczestniczą w fotosyntezie dzięki czemu pełnią funkcje odżywczą w organizmie.
➢ Uczestniczą w transpiracji wody z rośliny przez aparaty szparkowe.
➢ Biorą udział w wymianie gazowej dzięki obecności aparatów szparkowych. W zależności od intensywności fotosyntezy i oddychania przez aparaty szparkowe wydostaje się na zewnątrz tlen a popierany jest CO2 lub odwrotnie.

Funkcje liści zmodyfikowanych
➢ Liścienne- gromadzą substancje odżywcze, które wytworzą w procesie fotosyntezy.
➢ Łuskowate- okrywają i ochraniają delikatne części pędów.
➢ Przykwiatowe- ochraniają kwiaty, mogą służyć do zbawiania owadów.
➢ Pułapki- Służą do łapania Np. Owadów.
➢ Wąsy czepne- umożliwiają się czepianie podpór.
➢ Spichrzowe- gromadzą substancje zapasowe. Np. cebula
• Rodzaje liści (patrz załącznik)
• Rodzaje ulistnienia (patrz załącznik)

Porównanie liści rośliny nago i okrytonasiennej

Organy generatywne i cykle rozwojowe roślin

Nagonasiennych na przykładzie sosny
➢ Szyszka mikrosporofilowa i ziarno pyłku – Szyszki tworzone są przez mikrosporofile (sporofile z mikrosporangiami (tzw. zarodnie męskie). Każdy liść zarodnionośny zwany pręcikiem ma przyczepione po dwa mikrosporangia czyli worki pyłkowe w którym tworzą się mikrospory czyli ziarna pyłku. W każdym ziarnie pyłku rozwija się haploidalny gametofit męski (przedrośle) w którym znajduje się komórka generatywna i wegetatywna. Wytwarzane są dwie puste komory powietrzne przez osłonkę mikrospory. (Przystosowanie do przenoszenia przez wiatr)
➢ Szyszka makrosporofilowa – żeńska. – Każde makrosporangium zwane ośrodkiem okryte jest osłonką. Ośrodek wraz z osłonką tworzą zalążek. Osłonki nie zrastają się całkowicie, na szczycie pozostaje niewielki otwór-okienko. Na szyszce żeńskiej znajdują się dwa zalążki. Makrosporangium wytwarza cztery haploidalne makrospory, z których trzy zanikają- rozwija się tylko jedna makrospora która wypełnia prawie całe wnętrze ośrodka. W jej wnętrzu tworzy się wielokomórkowy gametofit żeński zwany bielmem pierwotnym. Bielmo wytwarza dwie rodnie, a w każdej z nich po jednej komórce jajowej. Reszta gametofitu magazynuje substancje odżywcze – Przyjmuje charakter tkanki spichrzowej.
➢ Proces zapłodnienia i powstawania nasion u sosny. – Nasiennym nie jest potrzebna woda do zapłodnienia. Niektóre ziarna pyłku- komórki męskie, niesione wiatrem, trafiają na okienko zalążka. Jest to proces zapylenia. Komórka generatywna gametofitu męskiego wytwarza wyrostek zwany łagiewką pyłkową zawierającą w swym wnętrzu dwie gamety męskie który wrasta w ośrodek aż do chwili dotarcia jednej z dwóch komórek jajowych. Łagiewka wrasta do wnętrza zalążka. Jedna z gamet dociera do gamety żeńskiej i następuje zapłodnienie. Powstała zygota dzieli się wielokrotnie, co prowadzi do uformowania zarodka. Równocześnie rozrasta się bielmo pierwotne, gromadzi substancje zapasowe i staje się tkanką spichrzową. Osłonka zalążka twardnieje i przekształca się w łupinę nasienną.

Organy rozrodcze okrytonasiennych są zazwyczaj obupłciowe. Składają się zarówno z pręcików-mikrosporofile jak i z zalążków- Makrosporofile.
➢ Pręciki składają się z nitki pręcikowej (pozostałość liścia zarodnionośnego) i z główki zbudowanej z czterech worków pyłkowych (Mikrosporangia). Gametofit rozwijający się w mikrosporach czyli ziarnach pyłku składa się z dwóch komórek: wegetatywnej i generatywnej.
➢ Słupek składa się ze znamienia, szyjki i zalążni. W jej wnętrzu znajdują się zalążki wyróżniające się dwiema osłonkami i szczeliną. W zalążni tworzą się cztery makrospory, z czego 3 zanikają a czwarta rozwija się w gametofit żeński.- woreczek zalążkowy. Jądro dzieląc się tworzy osiem komórek. Komórka jajowa zlokalizowana jest w pobliżu okienka i towarzyszą jej dwie synergidy (pozostałości po rodni) oraz trzy antypody leżące po przeciwnej stronie woreczka niż komórka. Dwa pozostałe jądra zlewają się ze sobą tworząc diploidalne jądro centralne- wtórne jądro woreczka zalążkowego.
➢ Proces zapłodnienia – Pierwotnie pyłek był przenoszony przez owady. Później powstało wiele grup tych roślin które powróciły do zapylania przez wiatr. W obu przypadkach pyłek jest przenoszony na znamię słupa, a nie bezpośrednio na okienko zalążka. Tutaj ziarno pyłku kiełkuje czyli komórka wegetatywna zaczyna tworzyć łagiewkę pyłkową wrastającą w słupek i kierującą się w stronę okienka w zalążku. Komórka generatywna dzieląc się tworzy dwie pozbawione ruchu komórki plemnikowe które wędrując przez łagiewkę pyłkową docierają do woreczka zalążkowego. Jedna z komórek plemnikowych łączy się z komórką jajową natomiast druga z diploidalnym jądrem centralnym tworząc jądro triploidalne (3n). Z zygoty po wielokrotnej mitozie tworzy się zarodek. Natomiast jądro triploidalne dzieląc się tworzy wiele nowych komórek (tez 3n) które nabierają charakter tkanki spichrzowej stanowiącej materiał zapasowy dla zarodka.

• Przegląd i znaczenie
➢ Nagonasienne drobnolistne
• Miłorzębowe – drzewa o pokaźnym pniu i koronie- Miłorząb dwuklapowy
• Kordaitowe – duże drzewa (30m), jednopłciowe kwiaty.
• Szpilkowe- 600 gatunków, liście w postaci Igiel które nie opadają na zimę- Modrzew, Sosna, Świerk, Cis pospolity, Kosodrzewina, Sosna Błotna
➢ Nagonasienne wielkolistne
• Paprocie nasienne
• Benetyty – krótki gruby pień, kwiaty obupłciowe.
• Sagowce- rośliny drzewiaste o krótkim pniu. Szyszki są jednopłciowe. – Kwiaty ozdobne- sagowiec obwinięty
• Gniotowe – skrócony gruby pień – Welwiczia Cudowna
➢ Okrytonasienne dwuliścienne- mają zarodek z dwoma liścieniami, łodygi zdrętwiałe zdolne do wtórnego przyrostu na grubość, system korzeniowy palowy,
• Magnoliowe- rośliny tropikalne, krzewy lub niewielkie drzewa- Magnolie, Grzybienie białe, grążel żółty.
• Jaskrowe – klimat chłodny i umiarkowany,- jaskier ostry, ziarnopłon wiosenny, mak, zawilec, kaczeniec
• Oczarowe –leszczyna, buk, dąb
• Goździkowe – rośliny zielne lub magazynujące wodę w liściach lub łodygach (sukulenty)goździk kartuzek , kaktus, kąkol
• Uklęślowe- 35 tyś gatunków zróżnicowanych roślin. – Fiołki, topola, wierzba, dynia, arbuz.
• Astrowe – wyspecjalizowana grupa roślin. Dzwonek, Mniszek lekarski, rumianek, Łopian, Słonecznik, sałata, Cykoria.
• Jasnotowce – rośliny zielne o kwiatach obupłciowych. Ziemniak, Pomidor, Szałwia, Melisa, Tymianek, Bazylia
➢ Okrytonasienne jednoliścienne- zarodek z jednym liścieniem, system korzeniowy wiązkowy, kwiaty trójdzielne
• Żabieńcowe- rośliny wodne lub błotne - Strzałka wodna
• Liliowe- tulipany, irysy, śnieżynkę przebiśnieg, storczyki, turzyce
• Arekowe- rośliny tropikalne – Palmy kokosowe, tatarak, rzęsa.

Znaczenie

Rośliny są fundamentalną częścią życia na Ziemi, bez nich nie mogłaby istnieć większość innych form życia (w tym człowiek). Proces fotosyntezy jest podstawowym źródłem energii i materii organicznej w niemal wszystkich typach ekosystemów. Proces ten radykalnie zmienił skład chemiczny atmosfery, czego efektem jest 21% stężenie w niej tlenu. Zwierzęta i większość pozostałych organizmów żyjących na Ziemi są aerobami zależnymi od tlenu. Rośliny są pierwotnymi producentami w większości lądowych ekosystemów i stanowią podstawowe ogniwo łańcucha pokarmowego. Dla wielu organizmów rośliny stanowią źródło pokarmu, są schronieniem i podstawowym komponentem kształtującym siedlisko

Rośliny dostarczają nam: tlenu, pożywienia, włókien, drewna, papieru, paliw, leków, barwników, żywic, olejków eterycznych, kauczuku. Kształtują nasze środowisko życia (ekosystem) oddziałując na warunki klimatyczne, zmniejszając zanieczyszczenia powietrza i hałas. Rośliny wiążą dwutlenek węgla (ważny gaz cieplarniany). Wpływają także na nasze środowisko kulturowe ze względu na walory estetyczne, krajobrazowe, znaczenie religijne.