Anatomie rostlin s využitím následujících literárních zdrojů: Votrubová O. (1997): Anatomie rostlin. Karolinum, Praha. Kincl L. et al. (1997): Biologie rostlin. Fortuna, Praha. Další doporučená literatura: Kubát a kol. (2003): Botanika. Scientia, Praha

Anatomie rostlin zabývá se tvarem a skladbou jednotlivých rostlinných orgánů. přímo propojena s rostlinou fyziologii, která studuje probíhající biologické procesy od rostlinné morfologie se liší pouze měřítkem studia (tzn. zde potřebujeme mikroskop).

Buňka základní stavební a funkční jednotka živých organismů nejmenší systém schopný sám o sobě života a rozmnožování organismy mohou být jednobuněčné nebo mnohobuněčné buňky vznikají buď dělením nebo splýváním

Eukaryotní rostlinná buňka A) protoplazma – „živá“ část buňky B) neprotoplazmatické součásti – „neživá“ část buňky A) buněčná stěna B) cytoplazmatická membrána (plazmalema) C) protoplast (vnitřní část buňky)

Protoplast a) protoplazma - cytoplazma - nehomogenní systém zahrnuje útvary různého typu: endoplazmatické retikulum Golgiho aparát ribozómy cytoskelet - karyoplazma (jaderná hmota) - plastidoplazma (plastidy) – symbiotický původ - chondrioplazma (mitochondrie) – symbiotický původ

Protoplast b) neprotoplazmatické součásti („neživé“) - vakuola, buněčná stěna, různé krystaly, zásobní látky (škrobová zrna, tukové krůpěje, bílkovinové globule), vnitřní prostory organel a buněčné stěny

Endomembránové systémy buněk Plazmalema (cytoplazmatická membrána) důležitá pro regulaci transportu látek mezi vnějším a vnitřním prostředím Endoplazmatické retikulum a) hladké (bez připojených ribozómů) – syntéza lipidů b) drsné (s připojenými ribozómy) – syntéza bílkovin (zejména určených pro export z buňky – např. exoenzymy, bílkoviny buněčné stěny) - zásobárna Ca+2 (četné regulační funkce v buňce)

Endomembránové systémy buněk Golgiho aparát tvořen sloupci membránových vaků (dyktiozómy) slouží k distribuci lipidů a bílkovin z ER po buňce sekrece bílkovin z buňky (exocytóza) (zejména exoenzymy, bílkoviny buněčné stěny) tvorba a exocytóza polysacharidů (zejména polysacharidy buněčné stěny – pektiny, hemicelulóza nebo polysacharidové slizy – kořenová čepička, lapací slizy masožravek) zřejmě hraje důležitou roli i při transportu látek do vakuoly – intracelulární sekrece

Endomembránové systémy buněk Blána jaderná = karyotéka zajišťuje oddělení karyoplazmy od cytoplazmy je perforovaná = jaderné póry - transport bílkovin (histonů, enzymů pro tvorbu DNA a RNA) z cytoplazmy do karyoplazmy a opačně transport RNA mizí při jaderném dělení Tonoplast - hranice mezi cytoplazmou a obsahem vakuoly (buněčnou šťávou) Oleozómy - slouží k vnitrobuněčnému ukládání rezervních tuků

Vakuola dutina v protoplastu, která je vůči cytoplazmě ohraničena membránou zvanou tonoplast obsahuje buněčnou šťávu (neprotoplazmatická fáze) – vodný roztok roztok rozmanitých látek funkce vakuoly: - udržuje stabilní podmínky v cytoplazmě (pH, koncentraci iontů a metabolitů) - zásobní látky (organické i anorganické) - detoxikační (ukládání zplodin buněčného metabolismu) - komunikace s vnějším světem (barvy, chuť) - regulace vodního režimu a růstu buněk

Cytoplazma hlavní složkou jsou bílkoviny (40 – 50% sušiny) 70 – 80% hm. tvoří voda (v semenech méně – okolo 10%) funkce:a) zajišťuje průběh mnohých metabolických reakcí (glykolýza, tvorba sacharózy, redukce dusičnanů na dusitany atd.) b) vnitřní kostra buňky (vysoká viskozita) – trojrozměrná síť bílkovinových vláken zvaná cytoskelet: - určuje vnitřní uspořádání buňky a zajišťuje transport organel a membrán - je nezbytný při jaderném a buněčném dělení a pro formování konečného tvaru buněk

Semiautonomní organely původně samostatnými prokaryotními organismy a vstoupily do symbiózy s buňkou eukaryotní dvě membrány (vnitřní s tendencí se vchlipovat) - alespoň potenciálně schopné tvorby ATP částečná autonomie - nevznikají de novo, ale dělí se - vlastní genetický aparát (DNA, ribozómy – obdobné jako u prokaryot) - pouze 5 – 10 % bílkovin je v nich syntetizováno = částečná autonomie

Semiautonomní organely Mitochondrie - mitochondriální krysty - buněčné dýchání (Krebsův cyklus) spojené s tvorbou ATP (adenosintrifosfát) Plastidy - v prvé řadě organelami fotosyntézy (přeměna energie světelné na energii chemickou), některé typy plastidů však tuto schopnost druhotně ztratily a) chloroplasty - obsahují soubor pigmentů schopných zachytit světelné záření = chlorofyl a, b, c, d + karotenoidy – karoteny, xantofyly (napomáhají při fotosyntéze a slouží k ochraně fotosyntetického aparátu)

Semiautonomní organely Chloroplasty - vnitřní membrána vytváří složitý systém nazývaný tylakoidy (ty jsou již od vnitřní membrány odděleny) - v tylakoidech probíhají primární děje fotosyntézy - ve stromatu (prostor mezi vnitřní membránou a tylakoidy) probíhají sekundární děje fotosyntézy

Plastidy kromě chloroplastů existují ještě další typy plastidů – vzájemně se mohou přeměňovat a) proplastidy – výskyt v zygotě - diferencují se podle lokalizace v buňce, vývojového stádia rostliny a působením faktorů vnějších (světlo) a vnitřních (fytohormony) b) chloroplasty - pro jejich vznik je zapotřebí světlo c) etioplasty - vznikají pokud chybí světlo (např. klíční rostliny)

Plastidy d) chromoplasty - žlutě, oranžově, červeně zbarvené plastidy - nacházejí se především v generativních orgánech (květy, plody) - zbarvení je způsobeno karotenoidy - funkce signální, tvorba škrobu, mastných kyselin e) leukoplasty -neobsahují barviva, rezervní funkce (hlízy, oddenky, plody, semena) - především ukládání škrobu – škrobová zrna

Buněčné jádro - řídící centrum eukaryotní buňky, uchovává genetické informace formou DNA

Buněčná stěna - hlavní složkou buněčné stěny je celulóza (tvoří mikrofibrily, které zajišťují odolnost buněčné stěny) - střední lamela, primární buněčná stěna, sekundární buněčná stěna

Růst a vývoj rostlinných buněk neukončený růst rostlin po celý život dělivá pletiva = meristémy buněčný cyklus rostlinné buňky dělení – jaderné – karyokyneze - buněčné – cytokyneze

Jaderné dělení Mitóza profáze – spiralizace chromozómů, tvorba achormatického vřeténka metafáze – fragmentace jaderné blány, chromozómy jsou přesunuty do ekvatoriální polohy, a začínají se štěpit na dvě poloviny anafáze – dokončení rozdělení chromozómů, taženy k pólům achromatického vřeténka telofáze – despiralizace a vznik nové karyotéky

Buněčné dělení Po skončení jaderného dělení nastupuje interfáze, která se dále dělí na tři úseky – fázi G1, S a G2. Při fázi S dochází k replikaci DNA. Buňka roste tvoří novou buněčnou stěnu. Meioza - probíhá ve specializovaných pletivech určených k tvorbě gamet