Cytologie a anatomie pro pokročilé aneb Úvod do rostlinné embryologie

Podobné dokumenty
Vznik dřeva přednáška

Úvod do biologie rostlin Pletiva Slide 1 ROSTLINNÉ TĚLO. Modelová rostlina suchozemská semenná neukončený růst specializované části

Cytologie a anatomie pro pokročilé aneb rostlinná embryologie úvod. Životní cykly u rostlin Rodozměna Semeno a jeho klíčení Vývoj klíční rostlinky

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

ROSTLINNÁ PLETIVA I. Tělo cévnatých rostlin (kormus) je rozdělené strukturně ifunkčně na orgány: kořen, stonek a list.

Vladimír Vinter

2 PLETIVA 2.1 PLETIVA DĚLIVÁ (MERISTÉMY)

Rostlinná pletiva. Milan Dundr

Vladimír Vinter

Rostlinná pletiva. Rostlinná pletiva se mohou dělit buď podle tloušťky buněčné stěny, nebo podle funkce.

Praktické cvičení č. 8.

= soubor buněk, které jsou podobné nebo úplně stejné svým tvarem a svojí funkcí

Stavba stonku. Stavba stonku

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Vladimír Vinter

VEGETATIVNÍ ORGÁNY ROSTLIN

Biologie - Kvinta, 1. ročník

Stavba kořene. Stavba kořene

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

5. Anatomická a morfologická stavba dřeva

3) Růst a vývoj. a) Embryogeneze a cytokineze b) Meristém a vývoj rostliny c) Vývoj listů a kořenů KFZR 1

Stonek. Stonek příčný řez nahosemenná rostlina borovice (Pinus)

Praktické cvičení č. 9.

Anatomie, histologie a embryologie

Rostlinná pletiva podle tvaru buněk a síly buněčné stěny Úvod - Doplňte chybějící místa v textu:

ontogeneze listu zpočátku všechny buňky mají meristematický charakter, růst všemi směry (bazální, marginální a apikální meristémy listu)

ORGANISMY A SYSTÉM ŘASY A MECHOROSTY

Sešit pro laboratorní práci z biologie

Biologické základy péče o stromy II.

Rostlinné orgány. Kořen (radix)

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 7. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základy obecné botaniky. Materiál je plně funkční pouze s použitím

Vyšší rostliny Embryophyta. Milan Štech, PřF JU

Praktické cvičení č. 5.

Úvod do biologie rostlin Úvod PŘEHLED UČIVA

Růst a vývoj rostlin

Vladimír Vinter

ROSTLINNÁ PLETIVA KRYCÍ

Praktické cvičení č. 10.

Praktické cvičení č. 11.

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Monika Jörková. Tematická oblast. Biologie 22 Pletiva. Ročník 1. Datum tvorby

Systémy pletiv vodivých a zpevňovacích (vaskulární systémy)

Pletiva krycí, vodivá, zpevňovací a základní. 2/27

Autor: Katka Téma: pletiva Ročník: 1.

kvantitativní změna přirůstá hmota, zvětšuje se hmotnost a rozměry rostliny rostou celý život a rychleji než živočichové

Otázka 22 Rozmnožování rostlin

ANATOMIE STONKU. sekundární stavba. kambium. sekundární xylém a floém dvouděložných rostlin a nahosemenných. felogén. sekundární krycí pletivo

Z Buchanan et al. 2000

Transport živin do rostliny. Radiální a xylémový transport. Mimokořenová výživa rostlin.

SOUHRNNÝ PŘEHLED nově vytvořených / inovovaných materiálů v sadě

Název: VNITŘNÍ STAVBA KOŘENE

- oddělení Rhyniofyta (+protracheophyta, zosterophyllophyta, trimerophyta)

Název: VNITŘNÍ STAVBA STONKU

MIKROSKOPICKÁ STAVBA DŘEVA

ANATOMIE ROSTLIN. historie oboru buněčná teorie buněčná stěna pletiva a třídění pletiv dělivá, krycí, základní, vodivá

KAPRAĎOROSTY. pracovní list

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 6. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základní stavbou rostlinné a živočišné buňky.

Číslo a název projektu Číslo a název šablony

Šetlík, Seidlová, Šantrůček 1. ORGANOGENEZE

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Buněčná teorie života:

Anatomie, histologie a embryologie

Název školy: Gymnázium Jana Nerudy, škola hl. města Prahy

Struktura a vývoj embrya krytosemenných rostlin

ÚVOD MECHOROSTY. Ivana Lipnerová

VY_52_INOVACE_PŘ_I/2.34

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Anatomie, histologie a embryologie

M A T U R I T N Í T É M A T A

4) Reprodukce rostlin

Vzdělávací obsah vyučovacího předmětu

2) Reprodukce rostlin

Pohlavní rozmnožování. Gametogeneze u rostlin a živočichů.

Trichomy Trichomy (chlupy) vytvářejí odění rostliny (indumentum). Chrání rostliny před nadměrnou radiací a přehřátím, snižují transpiraci, omezují

pletiva dělivá = meristémy

Mléčnice ve stonku pryšce (Euphorbia) obsahují jedovaté mléko latex. Žlaznaté emergence (tentakule) listu masožravé rosnatky (Drosera).

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

LABORATORNÍ PRÁCE Č.

4) Reprodukce rostlin

= primitivní vyšší rostliny, primárně suchozemské. pravděpodobně se vyvinuly z řas řádu Charales nemají pravé cévní svazky

- význam: ochranná funkce, dodává buňce tvar. jádro = karyon, je vyplněné karyoplazmou ( polotekutá tekutina )

Název: Kapraďorosty. Autor: Paed.Dr. Ludmila Pipková. Název školy: Gymnázium Jana Nerudy, škola hl. města Prahy. Předmět: biologie

Vývoj stélé. parenchym. floém. xylém

Anatomie, histologie a embryologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

BUNĚČNÁ STĚNA - struktura a role v rostlinné buňce

BOTANIKA - 1.ročník. Krytosemenné rostliny (26)

Faktory ovlivňující strukturu dřeva

Mikroskopická stavba dřeva jehličnatých dřevin cvičení

Anatomie, histologie a embryologie

Vodivá pletiva tvoří souvislý systém prostupující celé rostlinné tělo; jsou specializována na transport látek na dlouhé vzdálenosti, který je

RŮST = nevratné přibývání hmoty či velikosti rostliny spojené s fyziologickými pochody v buňkách

Bi8240 GENETIKA ROSTLIN

10. Juvenilní období jedinec není schopen dát vznik další generaci generativ- ně se rozmnožovat novému jedinci stejné generace fázi embryonální

5. Rostlinná buňka jako celek

11. Morfologie - stonek

Transkript:

Cytologie a anatomie pro pokročilé aneb Úvod do rostlinné embryologie Jaroslava Dubová Životní cykly u rostlin Rodozměna Semeno a jeho klíčení Vývoj klíční rostlinky

OBORY ANATOMIE ROSTLIN popisná - nejstarší, základní popis struktur systematická - struktura pletiv pro jednotlivé taxony rostlin srovnávací - odlišnosti anatomické stavby mezi různými taxony vývojová - histogeneze jednotlivých pletiv a orgánů fyziologická - vztah struktury k její funkci ekologická -vliv vnějších podmínek na utváření vnitřních struktur experimentální -reakce na změny vnějšího i vnitřního prostředí patologická -vliv predátorů a patogenů na uspořádání pletiv Speciální obory anatomie: farmakognozie, anatomie dřeva, anatomie krmiv, studium morfogeneze a regenerace in vitro,

Rozmnožování u rostlin ( amixis ) vegetativní rozmnožování fragmentace cibulky, hlízky rhizomy generativní rozmnožování (amfimixis) - specializované struktury - vývoj pohlavních buněk + mechanismus zajišťující jejich fůzi apomixis - zvláštní varianty rozmnožování- vegetativní množení z generativních orgánů - semena jsou tvořena z různých pletiv vajíčka bez oplození

Ontogeneze rostlin gametofyty spory samčí gameta samičí gameta zygota zygota meiosis smrt embryonální fáze vegetativní fáze přechodné období generativní fáze senescence

Fáze rodozměny u rostlin sporofyt - 2n = diploidní generace produkující spory gametofyt - 1n = haploidní generace produkující samčí nebo samičí pohlavníbuňky (gamety), jejichž splynutím vzniká zygota životní cyklus = střídánífází= rodozměna

Rodozměna u mechorostů Meiosis embryo i zralý sporofyt jsou závislé na fotosyntéze gametofytu S Gametofyt oplození

Rodozměna ukapradin sporofyt i gametofyt je schopný fotosyntézy Meiosis S G oplození prokel

Rodozměna u krytosemenných rostlin gametofyty jsou velmi redukované a závislé na fotosyntéze sporofytu Meiosis G Sporofyt oplození

Plody a semena Clematis Seventh Place, 2006 Competition Viktor Sykora Daucus Honorable Mention, 2006 Competition Viktor Sykora Epilobium Ninteenth Place, 2007 Nicon Competition Viktor Sykora

Klíčení semen a růst klíčních rostlin Semena mají: mnohobuněčné embryo se založenými meristematickými pletivy pro stonek a kořeny tuky pro zásobu energie a na ochranu proti hnilobě osemení pro zabránění vysychání a jako mechanickou ochranu škrob vendospermu nebo dělohách a hypokotylu, který po rozštěpení poskytuje energii nutnou pro rychlý příjem vody při klíčení Rostliny mají vyvinuté efektivní evoluční adaptace, které jim umožňují přežít nepříznivé podmínky počasí.

Klasifikace pletiv podle původu: (Nägeli 1858) 1. dělivá 2. trvalá pletiva dělivá (meristémy) parenchym (buňky izodiametrické, protáhlé, destičkovité) nebo prosenchym (buňky protáhlé na koncích zašpičatělé) buňky malých rozměrů s velkým jádrem, tenkou buněčnou stěnou a s hustou cytoplazmou bez intercelulár difúzní (v rané fázi vývoje celá rostlinná embrya = protomeristém iniciály apikálních meristémů, dává vznik 3 primárním meristémům) lokální (jen malá část pletiv, specifická poloha v rostlině) primární meristém - [dermatogen, periblem, plerom] protoderm, základní meristém, prokambium sekundární meristém dediferenciace buněk trvalých pletiv (kambium, felogen) latentní meristém přetrvávající meristém (pericykl/perikambium)

Klasifikace meristémů podle polohy apikální meristém (vzrostný vrchol stonku) subapikální meristém (vzrostný vrchol kořene) laterální meristém (kambium, felogen) interkalární meristém (meristém kořenové čepičky, báze listů, kolénka trav, přesličky)

Embryo nahosemenných rostlin podélný řez semenem modřínu Larix dexidua (L.)MILL. dělohy SAM hypokotyl embryo zbytek nucelu RAM haploidní megagametofyt ( endosperm (primární kořenová čepička parafínový řez, barveno Heidenheinovým železitým hematoxylinem ( procedurou (osemení odstraněno před

Příklad semene krytosemenných rostlin s endospermem v době zralosti embrya Schéma stavby semene Nicotiana rustica

Nicotiana tabacum L.- embryo v semeni endosperm dělohy osemení radikula hypokotyl

Příklad semene s endospermem v době zralosti embrya Papaver somniferum L.

Příklad semene bez endospermu v době zralosti embrya http://www.lvdayschool.com/whatshappening2/sprin g/arabidopsis-4.gif Schéma podélného řezu semenem Arabidopsis thaliana Schéma podélného řezu semenem Capsella bursa-pastoris

Primární meristémy založeny již v embryu http://botit.botany.wisc.edu embryonální osa = hypokotyl SAM dělohy RAM starší torpédovité embryo zralé embryo

quiescence dormance Požadavky pro klíčení Dormance může být překonána za podmínek vhodných pro růst. všechna semena potřebují: přiměřenou zásobu vody vhodnou teplotu přítomnost kyslíku Speciální požadavky pro klíčení : zmrznutí přispívá k otevření osemení horko nebo kouř z ohně abrasivní působení písku hydrolyzační působení v zažívacím traktu živočichů

Klíční rostlina x semenáček (seedling) kořen se vždy vyvíjí jako první a roste směrem dolů do půdy pak vyrůstá ze semene stonek (hypokotyl) a vynáší nad povrch půdy děložní listy, které hledají světlo chloroplasty v buňkách stonku a listů rychle dozrávají - zelenají Epigeické klíčení Hypogeické klíčení pukání osemení pukání endospermu prodlužování embryonální osy autotrofní rostlinka tvorba kořenového vlášení růst kořene a hypokotylu zelenání rozložení děloh

Lokalizace primárních meristémů podélný řez apexem stonku Coleus

Stonkový apikální meristém Coleus

3základnítypySAM jedna apikální buňka = nejprimitivnější řasy, Equisetum cyto-histologická zonace - Pinus, Ginkgo povrchové apikální iniciály centrální mateřské buňky přechodná zóna žebrový meristém tunika-korpus - u všech krytosemenných a nejpokročilejších nahosemenných rostlin - četné apikální iniciály ve vrstvách - jedna nebo více vrstev povrchových iniciál = tunika (antiklinální dělení buněk), korpus = spodní vrstvy meristému ( buněk (antiklinální i periklinální dělení

Jednobuněčné apikální meristémy meristém červené řasy tvořený jedinou apikální buňkou (AC). www.els.net jedna iniciála stonkový apikální meristém Equisetum

Podélný řez apexem stonku Elodea canadensis

3 primární pletiva produkty dělení buněk apikálních meristémů diferencují na 3 typy primárních pletiv, která dalším buněčným dělením a diferenciací tvoří vlastní rostlinné orgány * protoderm *základnímeristém * prokambium

Zonace meristémů 137,5 dělení meristému do zón dělení meristému do vrstev Traas et Vernoux 2002 fylotaxe v meristému květenství

Podélný řez vegetativním SAM Arabidopsis vrstvy: L 1,L 2,L 3 zóny: centrální zóna (CZ), periferální zóna (PZ) ( RZ žebrový meristém (rib zone The CZ is identified by its relatively weak cytoplasmic staining and low rate of cell division. Laux and Schoof (1997)

Begonia rex SAM listová primordia kmenové buňky tunika periferní meristém korpus žebrový meristém

Primární apikální meristémy Princip zachování embryonálního charakteru meristému: část buněk nenastoupí cestu diferenciace, ale zachovává si dělivou schopnost po celou dobu existence vegetativního meristému ( cells Kmenové buňky (stem Nediferencované buňky; dříve iniciály Po rozdělení si jedna dceřinná buňka zachová charakter buňky kmenové a druhá nastoupí diferenciační dráhu

Orientace buněčného dělení a morfogeneze endodermáln lní buňka dceřin iná buňka korová buňka uvnitř orgánu antiklinální dělení periklinální dělení vně orgánu kmenová buňka kmenová buňka kmenová buňka povrch orgánu

Srovnání SAM a RAM Arabidopsis gen WUSCHEL udržuje pluripotenci kmenových buněk CLAVATA3 omezuje vznik nadměrného počtu kmenových buněk a řídí jejich přechod do organogenních zón gen WUS je negativně regulován proteinem CLAVATA. Laux 2003

Arabidopsis SAM a listová primordia

Vliv cytokininů na vývoj SAM Arabidopsis kontrola 35S:AtCKX1 Werner et al. 2003 snížení obsahu cytokininů ( kontroly na 30-40%

Vliv cytokininů na vývoj SAM Arabidopsis po 15 DC a c b d a) netransformovaná kontrola WT Columbia 0 b) linie 2H2 x 14/1-C s aktivovanou expresí ipt zvýšení obsahu cytokininů c) aktivátor 35S::LhG4 14/1-C d) neaktivovaný pop::ipt reportérová rostlina 2H2 DP H. Kratochvílová úsečka = 50 μm

Protoderm a krycí pletiva protoderm dozrává v epidermis = zploštěná vrstva pokrývající všechny rostlinné orgány některé epidermální buňky se specializují: svěrací buňky průduchů (guard cells) (vždy v párech) - výměna plynů kořenové vlásky (root hairs) emergence ze specializovaných epidermálních buněk (trichoblastů) zóna v blízkosti kořenové špičky, zvětšení absorpční plochy kořene trichomy epidermis listů produkuje vosk kutin - kutikula epidermis stonků a kořenů vytváří při sekundárním tloustnutí suberin

Základní meristém diferencuje ve tři typy pletiva parenchym buňky většinou sférické nebo mírně nepravidelného tvaru (prozenchym, s tenkými stěnami a velkými intercelulárami) výplňové, asimilační, zásobní i ránové pletivo kolenchym nerovnoměrně ztloustlé buněčné stěny pevný, ale pružný = podpůrné pletivo neomezující růst, lignin chybí. sklerenchym schopnost vytvářet masivní sekundární buněčnou stěnu obsahující lignin, dospělé buňky jsou mrtvé vytváří buď dřevní elementy (tracheidy a tracheje), pevná podpůrná vlákna (fibers), kamenné buňky (sklereidy) běžné v osemení

Prokambium produkuje: primární xylém (protoxylém, metaxylém) primární floém kambium (sekundární meristém důležitý pro sekundární ( růst produkuje: sekundární xylém (deuteroxylém) sekundární floém

Primární xylém v době zralosti mrtvé tracheidy a cévní elementy tvoří dutý, kontinuální systém vedoucí vodu z kořenů k listům všechny cévnaté rostliny vytvářejí tracheidy, dlouhé, štíhlé buňky se zkosenými konci ztenčeniny (tečky) po stranách a na konci buněk umožňují proudění vody z buňky do buňky cévní elementy vytvářejí pouze rostliny krytosemenné kratší a širší buňky se spojují svými konci a tvoří trubice, přepážky mezi buňkami většinou chybí, tečky umožňují laterální pohyb vody

Primární floém živé pletivo - aktivní transport a hromadný tok cukrů a jiných živin složité pletivo s dvěma hlavními komponentami: sítkové elementy vlastní vodivá funkce doprovodné buňky zajišťují energii a metabolické potřeby pro sítkové buňky, mají tedy svůj podíl na vedení živin

Stavba hypokotylu přechod od radiálního uspořádání CS v kořeni ke kolaterálním CS ve stonku a listech stadia klíčení semene Essau 1966