Rośliny pierwotnie wodne i lądowe, tkanki, korzeń - Biologia na czasie 2 (ZR)

1.Rośliny pierwotnie wodne

Grupa roślin, do której należą m.in. zielenice i krasnorosty. Żyją w wodach słodkich i słonych lub w miejscach stale wilgotnych, np. na korze drzew. Zalicza się je także do glonów - sztucznej grupy organizmów, do której należą też sinice (bakterie) oraz okrzemki i brunatnice (protisty).

2.Cechy roślin pierwotnie wodnych

Są autotrofami przeprowadzającymi fotosyntezę oksygeniczną. Mają chloroplasty otoczone dwiema błonami białkowo-lipidowymi, powstałe prawdopodobnie w wyniku endosymbiozy pierwotnej (pochłonięcia sinic przez heterotroficzne komórki eukariotyczne - przodków roślin), celulozową ścianę komórkową, duże wakuole i materiał zapasowy w postaci ziaren skrobi.

3.Formy morfologiczne roślin pierwotnie wodnych

Formy jednokomórkowe: nieruchliwe kokoidalne (np. chlorella) i ruchliwe wiciowe (np. zawłotnia). Formy kolonijne: organizmy jednokomórkowe połączone np. galaretowatą otoczką lub zrośniętymi ścianami komórkowymi (np. toczek). Formy wielokomórkowe o budowie plechowej: plechy nitkowate, komórczakowe i nibytkankowe.

4.Plecha nitkowata, komórczakowa i nibytkankowa

Plecha nitkowata składa się z luźnych nici zbudowanych z wielu komórek (np. skrętnica). Plecha komórczakowa jest zwykle zbudowana z licznych wielojądrowych komórek i może być zróżnicowana na część łodygokształtną, liściokształtną i chwytniki (np. pełzatki). Plecha nibytkankowa jest zbudowana z nibytkanki - wielokomórkowych nici sklejonych ścianami komórkowymi (np. krasnorosty z rodzaju Asparagopsis).

5.Zielenice

Żyją głównie w wodzie, rzadziej na lądzie (np. na korze drzew, śniegu i lodzie); z grzybami tworzą porosty. Mają formy jednokomórkowe, kolonijne i wielokomórkowe plechowe - osiadłe, pływające za pomocą wici lub biernie unoszące się w wodzie. Barwniki: chlorofile a i b (jak u roślin lądowych) oraz karotenoidy - pomarańczowe karoteny i żółte ksantofile. Mają celulozową ścianę komórkową i skrobię jako materiał zapasowy.

6.Krasnorosty

Żyją głównie w przybrzeżnych strefach ciepłych mórz (nieliczne w wodach słodkich). Mają wielokomórkowe plechy, zwykle nibytkankowe, z częścią łodygokształtną, liściokształtną i chwytnikami; części te nie są organami, bo ich budowa wewnętrzna różni się od budowy organów innych roślin. Barwniki: chlorofile a i d, karotenoidy oraz fikobiliny - niebieska fikocyjanina i czerwona fikoerytryna. Pochłaniają światło niebieskie i zielone, więc rosną głębiej (do ok. 50 m) niż zielenice (do ok. 10 m) i brunatnice (do ok. 20 m).

7.Przemiana pokoleń u roślin pierwotnie wodnych

Regularne następowanie po sobie gametofitu (1n), rozmnażającego się za pomocą gamet, i sporofitu (2n), rozmnażającego się za pomocą zarodników. Zarodniki to mejospory - powstają w mejozie pośredniej komórek macierzystych zarodników i kiełkują w gametofity. U ulwy sałatowej przemiana pokoleń jest izomorficzna: gametofit i sporofit są podobne pod względem budowy, kształtu, rozmiaru i długości życia.

8.Znaczenie roślin pierwotnie wodnych

Są pokarmem wielu zwierząt (m.in. ryb), a w niektórych krajach także ludzi (np. pełzatka - zielony kawior); uwalniają tlen z fotosyntezy. Ich plechy tworzą siedliska dla zwierząt (pławikonik australijski upodabnia się do nich). Zielenice z grzybami tworzą porosty. Krasnorosty dostarczają substancji żelujących - karagenu i agaru (przemysł kosmetyczny, farmaceutyczny, spożywczy; agar także w podłożach do hodowli bakterii).

9.Rośliny lądowe i rośliny wtórnie wodne

Rośliny lądowe to autotroficzne organizmy tkankowe, których ciało jest zwykle zróżnicowane na organy; dziś dominują wśród roślin na Ziemi. Należą do nich mszaki, paprotniki, rośliny nagonasienne i rośliny okrytonasienne. Rośliny wtórnie wodne to rośliny lądowe, które w toku ewolucji na nowo zasiedliły zbiorniki wodne.

10.Cechy roślin lądowych i wtórnie wodnych wspólne z zielenicami

Chlorofile a i b jako główne barwniki fotosyntetyczne, skrobia jako materiał zapasowy i ściany komórkowe zbudowane przede wszystkim z celulozy. Cykl rozwojowy roślin lądowych, podobnie jak roślin pierwotnie wodnych, cechuje przemiana pokoleń - gametofitu (1n) i sporofitu (2n). Te cechy świadczą o bliskim pokrewieństwie roślin lądowych i zielenic.

11.Heteromorficzna przemiana pokoleń

Przemiana pokoleń, w której gametofit znacznie różni się od sporofitu; występuje u wszystkich współczesnych roślin lądowych. Widać w niej tendencję do redukcji gametofitu: tylko u mszaków gametofit jest pokoleniem dominującym, a u paprotników oraz roślin nagonasiennych i okrytonasiennych dominuje sporofit.

12.Organy wegetatywne i generatywne (organowce)

Organy to części sporofitu odpowiedzialne za określone funkcje. Organy wegetatywne - korzenie, łodygi i liście - zapewniają wzrost i rozwój, a organy generatywne - kwiaty - rozmnażanie. Rośliny o sporoficie zróżnicowanym na organy to organowce: paprotniki, nagonasienne i okrytonasienne (u okrytonasiennych z kwiatów powstają też owoce). Mszaki nie są organowcami - ich gametofit składa się z łodyżki, listków i chwytników.

13.Środowisko lądowe a środowisko wodne

Na lądzie: duża dostępność światła, ograniczona dostępność wody, mała gęstość powietrza (ok. $0{,}0012~\mathrm{g/cm^3}$) z silnym wiatrem oraz bardzo duże dobowe i sezonowe wahania temperatury. W wodzie: mała dostępność światła, nieograniczona dostępność wody, duża gęstość (ok. $1~\mathrm{g/cm^3}$) i z reguły niewielkie wahania temperatury.

14.Tkanki, które umożliwiły roślinom opanowanie lądu

Większość roślin lądowych wykształciła tkanki niespotykane u roślin pierwotnie wodnych: okrywające (chronią m.in. przed utratą wody), wzmacniające (utrzymują roślinę w rzadkim powietrzu i na wietrze) i przewodzące (transportują wodę i związki organiczne). Zespoły tkanek tworzą układy tkankowe, m.in. przewodzący. Rośliny z układem przewodzącym, w którym jest drewno, to rośliny naczyniowe: paprotniki, nagonasienne i okrytonasienne.

15.Rozmnażanie roślin a opanowanie lądu

U mszaków i paprotników zapłodnienie nadal odbywa się w obecności wody, ale ich zarodniki zyskały charakter przetrwalnikowy - dzięki sporopoleninie (substancji lipidowej) w ścianach są odporne na wysuszenie. Rośliny nagonasienne i okrytonasienne wytworzyły organy generatywne - kwiaty - i uniezależniły zapłodnienie od wody.

16.Formy ekologiczne roślin

Wyróżnia się je według dostępności wody. Hydrofity - rośliny wodne; pobierają wodę całą powierzchnią (wiele nie ma korzeni), mają cienkie, elastyczne łodygi i słabe tkanki przewodzące i wzmacniające. Higrofity - stanowiska wilgotne, nie przetrwają suszy; słaby system korzeniowy, duże, cienkie liście. Mezofity - umiarkowanie wilgotne, przetrwają krótką suszę; silny system korzeniowy, dobrze wykształcone tkanki. Kserofity - stanowiska suche, odporne na suszę wywołaną także niską temperaturą lub zasoleniem: sukulenty magazynują wodę, sklerofity ograniczają transpirację.

17.Tkanka i podział tkanek roślinnych

Tkanki to zespoły komórek o wspólnym pochodzeniu i podobnej budowie, które pełnią w organizmie określone funkcje. Tkanki roślinne dzieli się: ze względu na zdolność komórek do podziału - na twórcze i stałe (okrywające, miękiszowe, wzmacniające, przewodzące); ze względu na obecność żywych komórek - na żywe i martwe; ze względu na poziom zróżnicowania komórek - na jednorodne (jeden typ komórek, np. skórka) i niejednorodne (kilka typów, np. korkowica).

18.Tkanki żywe i tkanki martwe

Tkanki żywe składają się z komórek z protoplastem i celulozowo-pektynową ścianą komórkową (np. skórka, tkanki miękiszowe, kolenchyma, łyko). Komórki tkanek martwych w wyniku specjalizacji utraciły protoplasty i mają tylko ścianę, która oprócz celulozy i pektyn zawiera głównie ligninę lub suberynę (np. korek, drewno - cewki i naczynia, sklerenchyma).

19.Tkanki twórcze (merystemy)

Tkanki z żywych, regularnie dzielących się komórek o cienkich pierwotnych ścianach, dużych jądrach i kilku małych wakuolach. Z ich komórek potomnych po specjalizacji powstają tkanki stałe. Dzięki merystemom rosną organy - przez całe życie rośliny (wzrost nieograniczony, np. korzenie i łodygi) albo do osiągnięcia odpowiedniej wielkości (wzrost ograniczony, np. liście, kwiaty, owoce). Dzieli się je na merystemy pierwotne i wtórne.

20.Merystemy pierwotne

Merystemy aktywne już od stadium zarodkowego. Merystemy wierzchołkowe (stożki wzrostu) na szczytach łodyg i korzeni powodują ich wydłużanie i pierwotny przyrost na grubość - organy uzyskują pierwotną budowę anatomiczną. Stożek łodygi z zawiązkami liści tworzy pąk wierzchołkowy, a stożek korzenia okrywa czapeczka. Merystemy wstawowe (interkalarne) leżą u podstaw międzywęźli, np. u traw i goździków; dają szybki wzrost łodygi, także po zgryzieniu jej szczytu.

21.Merystemy wtórne

Powstają z tkanek stałych, które odzyskały zdolność do podziału. Należą do nich: merystemy boczne - miazga (kambium), która wytwarza nowe komórki tkanki przewodzącej (wtórny przyrost na grubość), i miazga korkotwórcza (felogen), która wytwarza korkowicę; nadają one korzeniom i łodygom wtórną budowę anatomiczną. Ponadto tkanka przyranna (kalus), zasklepiająca uszkodzenia, i tkanka zarodnikotwórcza (archesporialna) w zarodniach.

22.Tkanki okrywające

Występują na powierzchni wszystkich organów. Izolują wnętrze rośliny od środowiska, chronią przed zmianami składu chemicznego, urazami mechanicznymi i drobnoustrojami chorobotwórczymi, a jednocześnie umożliwiają wymianę substancji ze środowiskiem. Należą do nich skórka - pierwotna, żywa tkanka okrywająca organy o budowie pierwotnej (skórka pędu to epiderma, skórka korzenia - ryzoderma) - oraz korkowica, wtórna tkanka okrywająca organy o budowie wtórnej.

23.Epiderma

Skórka pędu - zwykle jedna warstwa żywych, ściśle przylegających komórek. U większości roślin lądowych nie ma chloroplastów, a jej przezroczyste komórki przepuszczają światło do miękiszu asymilacyjnego. Zewnętrzne ściany są grubsze i pokryte kutykulą z kutyny (substancji hydrofobowej), chroniącą przed utratą wody, drobnoustrojami i urazami. U niektórych roślin na epidermie jest warstwa wosków, które odbijają światło i chronią przed przegrzaniem.

24.Ryzoderma

Skórka korzenia - jedna warstwa żywych, ściśle przylegających komórek. Chroni wewnętrzne tkanki korzenia i pobiera wodę z solami mineralnymi z roztworu glebowego. Jej komórki mają bardzo cienkie celulozowo-pektynowe ściany bez kutykuli, duże wakuole i nie mają chloroplastów. Wytwarzają włośniki - długie wyrostki, które wielokrotnie zwiększają powierzchnię chłonną korzenia.

25.Wytwory epidermy (w tym aparaty szparkowe)

Aparat szparkowy - zwykle dwie komórki szparkowe rozdzielone szparką, która otwiera się lub zamyka, regulując transpirację i wymianę tlenu ($\ce{O2}$) i tlenku węgla(IV) ($\ce{CO2}$). Żywe włoski czepne z haczykami (chmiel) - owijanie się wokół podpory. Kolce epidermy i miękiszu (róża) oraz żywe włoski parzące (pokrzywa) - ochrona przed roślinożercami. Martwe włoski kutnerowate tworzące kutner (dziewanna) - ochrona przed parowaniem wody i zmianami temperatury.

26.Korkowica (peryderma)

Wtórna tkanka okrywająca roślin wieloletnich, niejednorodna. Felogen (miazga korkotwórcza) wytwarza do wewnątrz miękisz - felodermę, a na zewnątrz korek - felem z martwych, ściśle przylegających komórek, których ściany pokrywa suberyna (substancja lipidowa) nieprzepuszczająca wody i powietrza. Korek chroni przed utratą wody, urazami i zbyt wysoką lub niską temperaturą. Wymianę gazową umożliwiają przetchlinki - miejsca z luźno ułożonymi komórkami i dużymi przestworami.

27.Tkanki miękiszowe

Żywe, cienkościenne komórki z dużymi wakuolami; tworzą główną część organów i często dają początek merystemom wtórnym. Miękisz asymilacyjny ma liczne chloroplasty i przeprowadza fotosyntezę (np. palisadowy, gąbczasty, wieloramienny). Spichrzowy magazynuje substancje zapasowe, głównie skrobię (bulwy ziemniaka, korzenie marchwi); jego odmianą jest miękisz wodny sukulentów. Zasadniczy wypełnia przestrzenie między tkankami. Powietrzny (aerenchyma) roślin wodnych ma duże przestwory z gazami.

28.Kolenchyma (zwarcica)

Tkanka wzmacniająca z żywych, wydłużonych, ściśle przylegających komórek o nierównomiernie zgrubiałych ścianach z celulozy i pektyn, zawierających ok. 75% wody. Uwodnienie pozwala włóknom celulozy przesuwać się względem siebie, więc tkanka jest elastyczna i odporna na rozerwanie. Występuje głównie w rosnących pędach, a u roślin dojrzałych w obwodowych częściach łodyg i w ogonkach liściowych (np. pasma w ogonkach selera, warstwa pod epidermą traw).

29.Sklerenchyma (twardzica)

Tkanka wzmacniająca zwykle z martwych komórek bez protoplastu, o grubych, najczęściej zdrewniałych (wysyconych ligniną) ścianach wtórnych; zwiększa odporność organów na rozciąganie, ściskanie, zginanie i skręcanie. Tworzą ją włókna sklerenchymatyczne (np. drzewne i łykowe; długie włókna lnu, konopi i juty służą do wyrobu tkanin) oraz sklereidy (np. komórki kamienne w gruszce, łupiny nasion, twarda owocnia orzecha włoskiego). Występuje zwykle w dojrzałych korzeniach i łodygach.

30.Drewno (ksylem)

Tkanka niejednorodna, która przewodzi wodę z solami mineralnymi od korzeni do pędów. Elementy przewodzące to martwe cewki (paprotniki, nagonasienne) i naczynia - długie rury z członów naczyń, często bez ścian poprzecznych (okrytonasienne), więc transportują wodę wydajniej niż cewki. Ich ściany wysyca lignina, a wodę przepuszczają jamki. Drewno zawiera też martwe włókna drzewne (wzmacniające) i żywy miękisz drzewny (spichrzowy).

31.Łyko (floem)

Tkanka niejednorodna, która przewodzi związki organiczne (głównie wtórne produkty fotosyntezy) między organami. Elementy przewodzące są żywe, mają celulozowo-pektynowe ściany z polami sitowymi: komórki sitowe (paprotniki, nagonasienne) i rurki sitowe z członów (okrytonasienne). Tracą m.in. jądro, aparat Golgiego i tonoplast. Członami rurek sitowych sterują komórki przyrurkowe, które dostarczają im ATP. Łyko ma też martwe włókna łykowe i żywy miękisz łykowy.

32.Wiązki przewodzące

Pasma drewna i łyka w organach roślinnych. Wiązki proste zawierają tylko jeden rodzaj tkanki (łyko lub drewno). Wiązki złożone są zbudowane z drewna i łyka: koncentryczne - pasmo jednej tkanki otacza pasmo drugiej; naprzeciwległe zamknięte - między drewnem a łykiem nie ma kambium; naprzeciwległe otwarte - między drewnem a łykiem jest kambium.

33.Utwory wydzielnicze

Zespoły komórek, które wytwarzają i wydzielają związki organiczne. Zewnętrzne wydzielają substancje na zewnątrz rośliny: komórki wydzielnicze epidermy (olejki eteryczne odstraszające roślinożerców), miodniki (nektar przywabiający zapylaczy), hydatody (wydzielanie nadmiaru wody - gutacja) i włoski trawienno-chłonne roślin mięsożernych. Wewnętrzne gromadzą substancje w roślinie, np. kanały żywiczne - żywica chroni przed drobnoustrojami chorobotwórczymi.

34.Korzeń i jego budowa pierwotna i wtórna

Organ wegetatywny większości roślin lądowych i wtórnie wodnych, zwykle podziemny; utrzymuje roślinę w podłożu i pobiera wodę z solami mineralnymi. Pierwotna budowa anatomiczna to układ tkanek powstały w wyniku działania stożka wzrostu korzenia, a wtórna - w wyniku działania kambium i felogenu. U większości roślin zielnych i u wszystkich drzewiastych budowa pierwotna występuje tylko na wczesnych etapach rozwoju.

35.System palowy i system wiązkowy

System palowy (np. nagonasienne, marchew) tworzy gruby, długi korzeń główny z krótszymi i cieńszymi korzeniami bocznymi; u drzew może sięgać do poziomu wód gruntowych. W systemie wiązkowym (np. paprotniki, trawy) korzeń główny wcześnie przestaje rosnąć lub zanika, a jego funkcje przejmują liczne korzenie przybyszowe o podobnej długości, wyrastające u podstawy pędu; pozwalają one wydajnie pobierać wodę z małej objętości gleby.

36.Strefy korzenia

Strefa wyrośnięta (korzeni bocznych) - najmasywniejsza, nie pobiera wody, wyrastają z niej korzenie boczne. Strefa włośnikowa (różnicowania się komórek) - komórki specjalizują się, a włośniki zapewniają najwydajniejsze wchłanianie wody. Strefa wydłużania - komórki szybko się powiększają, co daje szybki wzrost korzenia. Strefa podziałów komórkowych (stożek wzrostu) - podziały mitotyczne; chroni ją miękiszowa czapeczka.

37.Pierwotna budowa korzenia

Od zewnątrz: ryzoderma z włośnikami; kora pierwotna z tkanki miękiszowej, która przewodzi wodę z solami mineralnymi do walca osiowego (czasem spichrzowa), a jej najbardziej wewnętrzna warstwa - śródskórnia (endoderma) - reguluje przepływ substancji do walca osiowego; walec osiowy, którego zewnętrzną warstwę tworzy okolnica (perycykl) wytwarzająca korzenie boczne, a wnętrze - miękisz i naprzemianległe wiązki łyka i drewna.

38.Wtórna budowa korzenia

Powstaje dzięki merystemom bocznym. Kambium tworzy się z miękiszu między wiązkami drewna i łyka pierwotnego oraz częściowo z okolnicy i łączy się w pierścień; felogen powstaje zwykle z okolnicy. Kambium wytwarza do wewnątrz drewno wtórne, a na zewnątrz łyko wtórne, więc obwód rośnie, a ryzoderma i kora pierwotna pękają i odpadają. Okrywa go korkowica z felogenu. U roślin dwuletnich (np. rzodkiewki) przyrasta tylko krótki odcinek przy łodydze.

39.Korzenie przybyszowe

Korzenie wyrastające z korzenia głównego (w strefie budowy wtórnej) albo z łodyg lub liści. Te z korzenia głównego umocowują roślinę i dzięki strefom włośnikowym zwiększają powierzchnię chłonną. Korzenie pochodzenia pędowego wyrastają u roślin zielnych zwykle z węzłów łodygi, a u drzewiastych - z przetchlinek korkowicy. Dzięki nim możliwe jest rozmnażanie wegetatywne, np. z sadzonek pędowych.

40.Modyfikacje korzeni

Korzenie powietrzne epifitów (np. storczyki), pokryte welamenem, wchłaniają wodę deszczową i parę wodną. Korzenie podporowe (figowce, kukurydza, namorzyny) chronią przed utratą równowagi. Korzenie spichrzowe roślin dwuletnich (burak, marchew, rzodkiewka) magazynują głównie skrobię. Korzenie czepne (pnącza, np. bluszcz) mocują roślinę do podpory. Ssawki (haustoria) półpasożytów (jemioła) pobierają z żywiciela wodę i sole mineralne, a pasożytów - także substancje organiczne. Korzenie oddechowe (cypryśnik błotny) dostarczają tlen.