Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Růst a vývoj rostlin Daša Bastlová. Fotoautotrofní organismy Zdroj energie, stavebních látek, vitamínů, minerálů pro heterotrofní organismy –základní.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Růst a vývoj rostlin Daša Bastlová. Fotoautotrofní organismy Zdroj energie, stavebních látek, vitamínů, minerálů pro heterotrofní organismy –základní."— Transkript prezentace:

1 Růst a vývoj rostlin Daša Bastlová

2 Fotoautotrofní organismy Zdroj energie, stavebních látek, vitamínů, minerálů pro heterotrofní organismy –základní článek potravního řetězce Fosilní zdroje energie (uhlí, ropa, zemní plyn, pohonné látky) Přeměna na jiné formy energie (mechanickou, elektrickou, energii chemických vazeb) Suroviny (dřevo-papír, stavby), vlákna-tkaniny, lana Sekundární metabolity-léky barviva, vonné látky-parfémy koření, pochutiny Klimatický a půdní význam

3 rostliny – mnohobuněčné eukaryotické organizmy celulóza v buněčné stěně plastidy s dvěma obalovými membránami vakuoly meristémy – celoživotní přítomnost fotoautotrofní heterotrofní sekundárně saprofytické (+ symbióza s houbami) – hnilák (Monotropa) hlístník (Neottia) parazitické – kokotice (Cuscuta) přisedlé – pohyb (taxe) omezen jen na některá vývojová stadia pohyb orgánů (nastie a tropizmy) adaptované k životu na souši některé obojživelné nebo sekundárně žijí ve vodě rodozměna – střídání gametofytu - generace pohlavní (n) sporofytu – generace nepohlavní (2n) v životním cyklu

4 Růst rostlin -změna velikosti a tvaru v průběhu celého života - nepohyblivost  plasticita (schopnost zadržet růst)  systémy příjmu a zpracování vnějších signálů růst vývoj Má diskontinuální charakter -aktivita-klid- v průběhu celého života rostliny Klidové období-adaptace na nepříznivé podmínky, rozšiřování druhu, přetrvávání druhu Kvantitativní změny Kvalitativní změny změna suché hmotnosti výšky rostliny délky kořenů listové plochy objemu plodů (kladná/záporná) změny exprese genů diferenciace buněk nové struktury nové schopnosti Ontogeneze - časový sled růstových a diferenciačních změn mezi počátkem jedince a jeho smrtí (koordinované v čase prostoru podle genetické výbavy) ontogeneze

5 Generativní etapa Senescence Embryonální etapa Vegetativní etapa smrt Ontogeneze - fáze Od vzniku zygoty do zformování embrya (zárodku) Nemožný přechod do reproduktivní fáze – nezávislé na signálech z prostř. Přechod k vytvoření květních orgánů (gametofytu) až do oplození a vzniku nové zygoty- maxim. závislost na sign. prostř. -byliny Zakládání a zrání semen a zánik mateř. rostliny- autonom. regul. Juvenilní obdobíObdobí dospělosti

6 rodozměna (metageneze) – střídání generací v životním cyklu rostlin ♀ gameta spora gametofyt zygota sporofyt spora ♂ gameta generace pohlavní (gametofyt) generace nepohlavní (sporofyt) R! haploidní stav (n) diploidní stav (2n) rodozměna u rostlin je heteromorfní gametofyt je stélka stélka nemá pravé cévní elementy, může však být velmi členitá Výtrusné rostliny (přesličky, kapradiny) – samostatný autotrofní jedinec Krytosemenné rostliny – redukován na 8 až 3 buňky U výtrusných rostlin žije i několik let sporofyt cévnatých rostlin je kormus (tělo) – má cévní svazky tělo tvoří orgány – kořen, prýt - stonek, listy, květy, semena, plody Růst teoreticky neomezený (až 4000 let) Život nevzniká ani nezaniká, život trvá.

7 rostliny jsou velmi heterogenní skupina organizmů mechorosty gametofyt i sporofyt jsou stélka (thallus) převažuje gametofyt nemají pravé cévní elementy (vodivá pletiva mají!) rozmnožují a rozšiřují se sporami (výtrusy ) rostliny cévnaté gametofyt – stélka sporofyt – tělo (kormus) semenné rostliny –gametofyt silně redukován a závislý na sporofytu převazuje sporofyt mají pravé cévní elementy (lignifikované cévice, cévy) rozmnožují a rozšiřují se sporami (výtrusy) – r. výtrusné rozmnožují se sporami a rozšiřují se semeny – r. semenn é –nahosemenné –krytosemenné

8 Plonik obecný (Polytrichum commune) 1 spora (n) 2 prvoklíček s pupenem 2a dospělý gametofyt nesoucí gametangia 3 pelatka (samčí) 4 zárodečník s oosférou (samičí) 5 spermatozoid 6 štět s tobolkou (2n) Sporofyt barevné, gametofyt černobíle; R redukční dělení Schéma životního cyklu mechu

9 samčí gametofyt se zralými pelatkami (antheridii) sporofyt = štět s tobolkou

10 Schéma životníhocyklu kapradiny Schéma životního cyklu kapradiny Kapraď samec (Dryopteris filix-mas) 1 výtrusy, 2 prokel (n) s rhizoidy, 3 pelatky (antheridium), 4 zárodečníky (archegonium), 5 sporofyt, 6 výtrusnice

11

12 Schéma životního u Equisetum (Raven P.H., Evert R.F., Eichhorn S.E.: Biology of Plants.- W.H. Freeman and CompanyWorth Publishers, NY USA Upraveno.) gametofyt sporofyt

13

14 Životnícyklus semenných rostlin Životní cyklus semenných rostlin Krytosemenné sporofyt Nahosemenné sporofyt Podpůrná šupina semenná šupina intergument pylové zrno se vzdušnými vaky

15 koruna nitka tyčinka pestík prašník mikrospory soubor tyčinek v květu androeceum kalich blizna čnělka semeník soubor pestíků v květu gynoeceum megaspora vajíčko květ Květy – jednopohlavné, oboupohlavné, sterilní ( Asteraceae ) Rostliny-jednodomé ( kukuřice ), dvoudomé ( vrba )

16 Opylení a oplození vyšších krytosemenných rostlin. Samičí gametofyt Samčí gametofyt Primární zár. vak Sekundární (zralý) zár. vak antipody synergidy Centrální jádra Prašný váček Buňka láčková (vegetativní) Buňka rozmnožovací (generativní)

17 Entomofilie - hmyzem Anamofilie -větrem Autogamie – vlastním pylem Alogamie – pyl jiné rostliny dichogamie (časově oddělené dozrávání blizen a prašníků) heterostýlie Kleistogamie – květ se neotevře Opylení

18 embryogeneze – vývoj embrya, probíhá ve vajíčku na mateřském sporofytu definice embrya – původní: základ rostliny obsažený v semeni embryo – vzniká ze zygoty oplození – jednoduché – cévnaté výtrusné a nahosemenné rostliny dvojité – krytosemenné rostliny buňka vaječná = oosféra splynutí gamet buňka spermatická suspenzor embryo zygota buňka bazální buňka apikální Vývoji embrya předchází vývoj endospermu

19 embryogeneze zygota buňka apikální buňka bazální

20 embryogeneze zygota buňka apikální buňka bazální proembryo suspenzor

21 embryogeneze zygota buňka apikální buňka bazální proembryo suspenzor protoderm globulární stádium epifýza hypofýza centrální meristém

22 embryogeneze zygota buňka apikální buňka bazální proembryo suspenzor protoderm globulární stádium epifýza hypofýza protoderm epifýza hypofýza centrální meristém prokambium základní meristém srdčité stadium

23 embryogeneze zygota buňka apikální buňka bazální proembryo suspenzor protoderm globulární stádium epifýza hypofýza protoderm epifýza hypofýza centrální meristém prokambium základní meristém srdčité stadium zralé embryo Pazourek J., Votrubová O.: Atlas of Plant Anatomy. – Peres Publ., Prague, Upraveno.

24 zrání embrya – ukládání zásobních látek dehydratace a tvorba ochranných proteinů (LEA = late embryo abundant) zvýšená koncentrace inhibičních látek – příprava na dormanci přeměna vajíčka a integumentů v semeno přeměna pestíku (nebo jen jeho části) v plod –začíná už při opylení Vývoj plodu korelován s vývojem embrya a semena

25 Dvouděložné rostliny Stavba semene semeno - embryo zásobní pletivo – endosperm perisperm nepřítomna – zásobní látky v embryu testa (osemení) – ochrana embrya (endospermu) ukládání pektinů – sliz event. struktury sloužící rozšiřování semen Jednoděložné rostliny

26 Klíčení Obnovení metabolické aktivity (dýchání, enzymatická a hormonální aktivita) nezbytné pro mobilizaci rezervních látek vedoucí k dalšímu vývoji embrya (prodlužování buněk radikuly a hypokotylu). Růst radikuly (viditelný projev klíčení) voda – bobtnání, hydratace b. stěn a membrán (strukturní změny), hydrolýza zás. látek (např. škrobu, bílkovin), vyplavení inhib. látek kyslík (vzduch) –respirace (získání ATP ze zásob. látek) teplota -optima tvorba semen a klid semen – důležitá adaptace na život na souši, na sezónní klima a na rozšiřování areálu

27 Klíčení - biochemické změny Klíčení - biochemické změny Působení giberelinu na klíčení obilek. 1 GA-zdrojem embryo (uvolnění vázaných GA) 2 Transport do aleuronové vrstvy 3 Produkce  -amylázy 4 Hydrolýza škrobu v endospermu Několik hodin

28 obnovení růstu embrya – zvětšování buněk – buněčná stěna – syntéza strukturních polysacharidů – zvětšování počtu buněk – dělení buněk v meristémech – orientace v prostoru – gravitropizmus, fototropizmus klíčící semeno Arabidopsis thaliana Raven P.H., Everet R.F., Eichhorn S.E.: Biology of Plants. – W. H. Freeman and Comp. Publ., 2005

29 Epigeické Hypogeické Dvouděložné rostliny Jednoděložné rostliny

30

31 Exogénne (vnější) Voda (bobtnání-fyzikální; začátek metabolické a růstové aktivity v embryu) Teplota (bobtnání, růst, kolísání, kardinální teploty, vysoká-požáry) Kyslík (energie-fosforylace, bažinné rostliny-glykolýza; hloubka setby) Světlo (urychluje) Příčiny klidu semen Endogénne (vnitřní) Nepropustnost povrchových vrstev –pro plyny (Fraxinus, Helianthus) - pro vodu (Fabaceae, Malvaceae, Convolvulaceae, Cuscutaceae) Mechanická pevnost testy- Amaranthus Nevyvinutost embrya – Ginko-oplození u semen odpadlých ze stromu, Corydalis-vývoj embrya 10 měsíců po odpadnutí z rostliny – dormance embryonálního typu Obsah inhibičních látek a hormonální regulace – často v dužnině plodů či osemení (rajče, petržel); vliv hustoty výsevu na klíčení, v osemení u druhů z aridních oblastí Vliv mateřské rostliny – význam výživy, pozice semene, stářím rostliny, vnější podmínky (stres) Dormance obalového typu ekodormance – Stratifikace – požadavek dlouhodobého působení snížených teplot –vlhká semena, teploty lehce nad nulou

32 Skladba osemení dormancí obalového typu Skarifikace – mechanické narušení osemení (leptání kys. Sírovou, broušení) u semen s dormancí obalového typu (bobovité, slézovité, cukrovka, jetel, líska)

33 Pozitivně fotoblastické Adonis vernalis Bellis perennis Fagus sylvatica Rumex crispus Negativně fotoblastické Forsythia suspensa Hedera helix Lamium amplexicaule Daucus carota kladně fotoblastické - světlem stimulované, absence aktivního fytochromu negativně fotoblastické – dostatek zásobních látek, nevhodné podmínky pro klíčení (např. aridní oblasti) Klíčení -světlo Semena, jejichž klíčení je řízeno světlem-fotoblastická Světelný signál zprostředkován fytochromem, hydratace

34 Záření Viditelné záření (světlo) nm - fotosyntéza - fototropizmus (odezva na gradient světla) -fotoperiodizmus (reakce na cyklické děje) -Fotomorfogeneze (sled růstových a vývojových změn indukovaných zářením, reakce na kvalitu světla) Dopadající záření rostlinou: -odraženo -pohlcováno Rostliny -,,pasti na světlo’’ Akční spektra Červené záření ( nm) Modré záření (370, 450, 480nm) UV-B ( nm) receptory

35 Klíčení salátu -pokusy, které vedly k objevu fytochrómu Lewis Flint-klíčení semen salátu Fytochrom Receptor červeného záření, jediný dobře prostudovaný

36 PrPfr R (červené světlo) FR (dlouhovlnné červené světlo) Absorpční spektra obou forem fytochromu biologicky aktivní

37 125 kDa pigment protein Přirozeně syntetizovaná forma v rostlinách rostoucích ve tmě Absorpce v modré oblasti Fytochrom Rozpustný protein,250 kDa, dimer,chromofor-molekula pigmentu absorbující světlo phytochromobilin (lineármí tetrapyrrol)a apoprotein- polypeptidický retězec (125 kDa-monomer=holoprotein

38 Temnotní reverze Pasivní transport Autokatalytický proces Univerzální fotoreceptor (mechy, řasy, vyšší rostliny) Vazba na receptor Syntéza fytochromu

39 Obsah fytochromu v jednotlivých částech klíčící rostlinky. Etiolovaný hrách Kendrick, Frankland 1983)

40 Ekologický význam poměru R/Fr Závislost klíčení na hloubce setby Klíčení v podrostu

41

42 Fytohormony Růstové regulátory -Rostlinné hormony (fytohormony) auxiny, cytokininy, gibereliny, kys. abscisová, etylén -Látky s regulační aktivitou brassinosteroidy, polyamidy, kys. jasmonová, oligosacharidy, fenolické látky Syntéza na více místech Koncentrační závislost –stimulace –inhibice Méně specifické než živočišné hormony

43 Mechanizmus účinku rostlinných hormonů místo(a) syntézy hormonu transport místo(a) účinku (cílové pletivo) degradace podnět z prostředí (např. nedostatek vody, světlo) syntéza nebo změna citlivosti vazba na receptor účinek (např. inhibice růstu) degradace

44 Gibereliny 30-té roky choroba rýže bacane -výrazný dlouživý růst Původce choroby Gibberella fujikuroi

45 Struktura Gibereliny 30-té roky choroba rýže bacane -výrazný dlouživý růst Původce choroby Gibberella fujikuroi

46 syntéza v místech aktivního růstu, mladé rostoucí orgány M, nezralá semena M, kořeny Trasport xylémem i floémem Vnější signály-světlo, fotoperioda, teplota

47 Funkce giberelinů v rostlině - prodlužovací růst stonku - buněčné dělení v subapikální části stonku u růžicovytých rostlin -přechod z vegetativní do reproduktivní fáze -klíčení semen – mobilizace zásobních látek, ruší dormanci semen - nahrazení stratifikace a jarovizace

48 Generativní etapa Senescence Embryonální etapa Vegetativní etapa smrt Ontogeneze - fáze Od vzniku zygoty do zformování embrya (zárodku) Nemožný přechod do reproduktivní fáze – nezávislé na signálech z prostř. Přechod k vytvoření květních orgánů (gametofytu) až do oplození a vzniku nové zygoty- maxim. závislost na sign. prostř. -byliny Zakládání a zrání semen a zánik mateř. rostliny- autonom. regul. Juvenilní obdobíObdobí dospělosti

49 Generativní etapa Senescence Embryonální etapa Vegetativní etapa smrt Ontogeneze - fáze Od vzniku zygoty do zformování embrya (zárodku) Nemožný přechod do reproduktivní fáze – nezávislé na signálech z prostř. Přechod k vytvoření květních orgánů (gametofytu) až do oplození a vzniku nové zygoty- maxim. závislost na sign. prostř. -byliny Zakládání a zrání semen a zánik mateř. rostliny- autonom. regul. Juvenilní obdobíObdobí dospělosti

50 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Růst a vývoj rostlin Daša Bastlová. Fotoautotrofní organismy Zdroj energie, stavebních látek, vitamínů, minerálů pro heterotrofní organismy –základní."

Podobné prezentace


Reklamy Google