ELEMENTY BUDOWY UKŁADU POKARMOWEGO I ICH FUNKCJE

 JAMA USTNA

- w jamie ustnej następuje wstępna obróbka mechaniczna i chemiczna

- za pomocą zębów pokarm jest odgryzany, rozdrabniany i miażdżony

- ślinianki wydzielają ślinę nawilżającą pokarm

- amylaza zawarta w ślinie rozkłada skrobię na maltozę i dekstrynę

- język odpowiada za mieszanie pokarmu, formowanie kęsów i umożliwia ssanie mleka, odczuwanie smaków oraz artykułowanie dźwięków

-zawiera komórki żerne chroniące przed drobnoustrojami np. neutrofile

PRZEŁYK

- umięśniona rura pozwalająca na przesuwanie pokarmu do żołądka przez tzw. ruchy robaczkowe, czyli skurcze mięśni gładkich

- na granicy między przełykiem a żołądkiem znajduje się mięsień poprzecznie prążkowany - zwieracz, który zapobiega cofaniu się pokarmu do gardła

- jest zaopatrzony w gruczoły nawilżające śluzem

- średnio twardy kęs dociera do żołądka po 4-8 sekundach, a miękki już po 1 sekundzie

ŻOŁĄDEK

- jest najszerszym odcinkiem przewodu pokarmowego

- przedłuża trawienie amylazą ślinową

- uczestniczy w trawieniu białek

- chroni przed przepełnieniem jelit

- wydziela sok żołądkowy składający się z wody, enzymów trawiennych jak podpuszczka, pepsynogen i lipaza żołądkowa oraz kwasu solnego, śluzu, NaCl, soli mineralnych i czynnika Castle'a (przeciwanemicznego)

- wyjaławia pokarm

TRANSPORT U ROŚLIN

Organizmy autotroficzne, charakteryzujące się prostą budową lub żyjące w środowisku wodnym pobierają wodę całą powierzchnią ciała. Dla roślin lądowych źródłem wody są opady atmosferyczne. Rośliny wodne są w stanie pełnego uwodnienia, dlatego nie wykazują wyraźnej siły ssącej. Większość roślin lądowych pobiera wodę z gleby przez korzenie. W strefie włośnikowej jest znacznie powiększona powierzchnia chłonna.

MECHANIZM BIERNY opiera się na sile ssącej liści powstającej na skutek transpiracji, czyli parowania wody z liści. Wyparowywanie wody z powierzchniowej warstwy komórek liści powoduje zmniejszenie ich potencjału wody i turgoru, a wzrost siły ssącej. Wyparowywanie wody sięga przez łodygę do korzenia na skutek czego woda przechodzi z korzeni do naczyń i cewek, a z gleby do włośników. W ten sposób jest zapewniona możliwość transportu wody do wierzchołka korony najwyższych drzew. W tym wypadku liście są sprawcami pobierania i transportu wody, natomiast korzenie pełnią funkcję jedynie bierną. Mechanizm ten nie wymaga dostarczenia energii (poza energią słoneczną) i to jest plus, jednak wadą jego jest to, że jest skuteczny jedynie w warunkach sprawnej transpiracji (w innym wypadku potrzebny jest transport aktywny np. wiosną, bo pączki są słabo rozwinięte lub nocą)

SIŁA KOHEZJI również ma wpływ na ruch wody w naczyniach. Jeśli zanurzymy w szklance rurkę szklaną, to dzięki sile kohezji woda podniesie się w niej ponad poziom wody w pojemniku. Im cieńsza rurka, tym wyżej się podniesie, a przecież naczynia roślin są bardzo cienkimi rurkami. 

  

Siła kohezji na przykładzie przyciągających się tancerzy,

istnieje siła przyciągających się do siebie na środku, ale również

tych do ściany, dlatego im cieńsza rurka tym bardziej idą w górę

MECHANIZM AKTYWNY 

Opiera się na aktywnym transporcie jonów przez błonę komórkową roślin. Proces ten jest związany ze zużyciem ATP. Woda przenikając z gleby do komórek ryzoderm i dalej, w poprzek korzenia do naczyń i cewek powoduje wzrost ciśnienia w elementach przewodzących (poziom wody się podnosi). To wywierane ciśnienie nazywa się parciem korzeniowym. Jego siła jest niższa od siły ssącej liści.


TRANSPIRACJA

Największą powierzchnię parowania tworzą liście. Wydzielanie wody w postaci pary przez rośliny lądowe nosi nazwę transpiracji.

Szybkość parowania jest tym większa, im wyższa jest temperatura, im większa jest powierzchnia swobodna cieczy i im mniej jest pary w powietrzu ponad cieczą.

Wyróżnia się transpirację kutikularną, która zachodzi bezpośrednio przez skórkę oraz transpirację szparkową, która odbywa się przez aparaty szparkowe (ta jest bardziej efektywna)

Stopień rozwarcia aparatów szparkowych nie zawsze wpływa na intensywność transpiracji. Główną przyczyną ograniczenia transpiracji może być w nocy brak dopływu do rośliny energii świetlnej zamienianej na ciepło, ponieważ transpiracja zużywa ok. 80% energii świetlnej pochłoniętej przez liść.

U roślin iglastych i jednoliściennych, które mają niewielką powierzchnię liścia, aparaty szparkowe rozmieszczone są na obu stronach liścia. U roślin dwuliściennych są umieszczone na spodniej stronie, co ogranicza nadmierne parowanie i utratę wody. U roślin wodnych aparaty szparkowe umieszczone są po wierzchniej stronie blaszki liściowej.

Aby transpiracja mogła zachodzić aparaty szparkowe muszą być otwarte. Ruch tych aparatów zachodzi przy działaniu różnych mechanizmów. Aktywny transport jonów potasowych do komórek szparkowych powoduje wzrost uwodnienia, a w efekcie wzrost ciśnienia turgorowego, to z kolei prowadzi do otwarcia aparatu szparkowego. W nocy zaś przemiana glukozy w skrobię również wpływa na ciśnienie turgorowe. W dzień na odwrót skrobia jest zamieniana w glukozę.

Dzięki transpiracji powstaje siła ssąca liści umożliwiająca przepływ wody przez roślinę bez wydatkowania energii z ATP. Przyczyniając się jednak do utraty wody, ogranicza wzrost i rozwój rośliny.





TRANSPORT BLISKI - pomiędzy sąsiednimi komórkami, TRANSPORT DALEKI to przepływ wody z solami mineralnymi i asymilatów pomiędzy organami roślin.  Rodzaje transportu dalekiego:

- transport wody z solami mineralnymi odbywa się w cewkach i naczyniach z dołu do góry
- transport związków organicznych odbywa się w komórkach sitowych, w różnych kierunkach, w zależności od potrzeb.

TRANSPORT ASYMILATÓW

Postacią transportową asymilatów (produktów fotosyntezy) u roślin jest sacharoza. Powstaje ona w komórkach donora (ten który dostarcza, dawca), czyli miękiszu asymilacyjnego i jest aktywnie pompowana (z użyciem ATP) do rurek sitowych, co nazywa się załadunkiem floemu. Sacharoza obniża potencjał wodny rurek sitowych powodując napływ wody, następnie komórki akceptora przepompowują sacharozę z floemu do własnych komórek, gdzie jest ona zamieniana w skrobię nieaktywną osmotycznie. To nazywamy rozładunkiem floemu.

INNE WAŻNE INFORMACJE:

- włośniki pobierają wodę z gleby dzięki niższemu potencjałowi wody niż w roztworze glebowym. Do naczyń lub cewek płynie ona kanałem symplastycznym, czyli z komórki do komórki w cytozolu lub kanałem apoplastycznym - w przestworach międzykomórkowych.
- roślina wybiórczo pobiera jony (czyli tylko te, których potrzebuje)


PYTANIE MATURALNE:

Źródło: WSiP

Na schemacie przedstawiono kierunki transportu różnych substancji w organizmie rośliny nasiennej.

a. Wyjaśnij, dlaczego transport asymilatów zachodzi zarówno w górę, jak i w dół rośliny.b. Podaj nazwę procesu, w którego wyniku woda opuszcza organizm rośliny.

RUCHY AUTONOMICZNE ROŚLIN I ICH RODZAJE

RUCHY NUTACYJNE 

np. szukające. Są to ruchy kołowe lub wahadłowe wykonywane przede wszystkim przez młode pędy i liście (nierównomierny rozrost tkanek). Umożliwiają np. wąsom fasoli znalezienie podpory. Najczęściej są lewoskrętne.

ZOBACZ TUTAJ: KLIK

Zapamiętaj: ruchy nutacyjne ---> nuty, taniec z filmiku :)

NYKTYNASTIE 

Są to tzw. ruchy senne, czyli cykliczne, dobowe ruchy autonomiczne, zależne od takich czynników zewnętrznych jak światło, czy temperatura. Ruchy te wywołane są zmianami turgoru, są one odwracalne np. otwieranie i zamykanie kwiatów, czy opuszczanie i podnoszenie liści.

RUCHY MECHANICZNE (całkowicie niezależne od wrażliwości roślin, wynikające z budowy i właściwości rośliny)

- ruchy kohezyjne - wyrażane są siłami kohezyjnymi wody (PRZYPOMNIJ SOBIE: KLIK), otwierają zarodnie mchów i innych roślin zarodkowych, a także worki pyłkowe roślin nasiennych.

- ruchy higroskopijne - ruchy higroskopijne są to ruchy obumarłych komórek lub ich części. Powodowane są nierównomiernym pęcznieniem lub wysychaniem ścian. Przykład stanowią owoce suche pękające (np. strąki motylkowatych), otwieranie się zarodników grzybów, mszaków czy też paprotników. Ruchy higroskopijne pełnią główną funkcję w otwieraniu się owoców niektórych roślin. Do tych roślin można zaliczyć pierwiosnka, czy sosnę. Ruchy higroskopijne są odwracalne, jeśli tkanka nie zostanie podczas ruchu rozerwana.

- ruchy ekspozycyjne - czyli takie, które powstają w wyniku napięć tkankowych, powodują rozerwanie zawartości organu wraz z wyrzuceniem nasion czy zarodników. Przez to możliwa jest autochoria (samosiewność), czyli aktywne wyrzucanie nasion np. u tryskawca.

REAKCJE RUCHOWE ROŚLIN

TROPIZMY I ICH RODZAJE

Tropizmy to ruchy polegające na wygięciu rośliny, zachodzące pod wpływem działania bodźca, a kierunek wygięcia zależy od kierunku bodźca. Tropizmy mogą być ujemne lub dodatnie. Za dodatnie uważa się takie kiedy organ wychyla się w kierunku działania bodźca, a ujemne gdy w przeciwną stronę (np. w korzeniu czepnym bluszczu). W zależności od charakteru bodźca możemy wyróżnić kilka typów:

FOTOTROPIZM

Polega na wyginaniu organów roślinnych pod wpływem jednostronnego oświetlenia, jako przykład można posłużyć się pędami roślin wyższych. Na obrazku obserwujemy fototropizm dodatni. 

GEOTROPIZM

Polega na reakcji ruchowej pod wpływem pola grawitacyjnego Ziemi. Korzenie rosną zgodnie z kierunkiem siły ciążenia, co nazywamy geotropizmem dodatnim, natomiast pędy kierują się w stronę przeciwną, co nazywamy geotropizmem ujemnym.

TIGMOTROPIZM

To ruchy rośliny wskutek bodźca dotykowego, reakcje takie są charakterystyczne dla wąsów czepnych roślin, a także dla roślin wijących się. Ucisk mechaniczny na łodygę spowodowany np. przez tyczkę zmniejsza jest wzrost od tej strony, która wskutek tego owija się dookoła podpory. 

HYDROTROPIZM 

Jest reakcją ruchową na wodę. Korzenie w pewnych przypadkach ulegają hydrotropizmowi dodatniemu i kierują się w kierunku gleby bardziej wilgotnej. 

CHEMOTROPIZM 

To reakcja ruchowa na czynnik chemiczny np. łagiewka pyłkowa kieruje się poprzez znamię i szyjkę w stronę zalążni. 

TRAUMATOTROPIZM

Gdy zranione fragmenty rośliny reagują zahamowaniem wzrostu po stronie zranionej, a potem przyrostem tkanki przyrannej.

NASTIE I ICH RODZAJE

Nastie to również ruchy organów roślinnych wywołane określonym bodźcem, jednak w tym przypadku nie zależą od kierunku bodźca, ale od budowy organu.

SEJSMONASTIA 

Jest to ruch wywołany wstrząsem lub dotknięciem. Przykładem jest mimoza, której listki składają się nawet po delikatnym dotknięciu:

                           Mimoza

FILMIK: KLIK

FOTONASTIA

Jest reakcją na zmiany oświetlenia. Na przykład niektóre kwiaty otwierają się w świetle (np. szczawik zajęczy), a zamykają w ciemności, także ruchy aparatów szparkowych zaliczamy do tej grupy.

                     Szczawik zajęczy

CHEMONASTIA

Reakcja ruchowa wywołana bodźcami natury chemicznej. Należą do nich np. ruchy aparatów szparkowych przez zmieniające się stężenia CO2 i O2. Chemonastia obserwowana jest także u roślin owadożernych, których liście reagują zarówno na bodźce mechaniczne, jak i chemiczne. 

 

         Rosiczka tylko czeka by złapać jakiegoś owada

TERMONASTIA 

To ruchy wywołane zmianami temperatur, dotyczą przede wszystkim otwierania i zamykania kwiatów. Np. podniesienie temperatury o 0,2 st. Celsjusza powoduje otwarcie się krokusa. 

 

                           Krokusy

TAKSJE I ICH RODZAJE

• Fototaksja - termin ten dotyczy głównie chloroplastów, które przemieszczają się w kierunku światła, ale przy zbyt dużym natężeniu wykazują ruch odwrotny (wtedy nazywamy to fototaksją ujemną)
• Chemotaksja - ten termin dotyczy komórek rozrodczych, które dzięki substancjom czynnym chemotaktycznie odnajdują partnerów.

POBUDLIWOŚĆ I KOORDYNACJA FUNKCJI ŻYCIOWYCH U ROŚLIN

Zasadniczą rolę we wpływaniu na wzrost u rozwój roślin mają fitohormony. Dzielimy je na dwie podstawowe grupy:

*aktywatory (auksyny, cytokininy, gibereliny)

*inhibitory (etylen, kwas abscysynowy) 

AKTYWATORY

*AUKSYNY (IAA) mają wpływ na:

 - wydłużanie się komórek w strefie wzrostu, auksyny rozluźniają bowiem strukturę ściany komórkowej, czyniąc ją bardziej podatną na rozciąganie, a równocześnie zwiększają przenikanie wody do komórki. W ten sposób następuje wzrost wakuoli oraz wywołane tym rozciąganie ścian komórkowych. Procesy te przebiegają jedynie w obecności tlenu co świadczy o tym, że związane są z oddychaniem.

- podziały komórkowe (zwłaszcza w kambium, przyrost korzenia na długość, dlatego np. pnie bardziej przyrastają na wiosnę, to jest główna przyczyna tworzenia się pierścieni rocznych w drewnie)-  zrzucanie liści i owoców

- uśpienie pąków (dominacja wierzchołkowa, ponieważ przesuwająca się w dół fala auksyn wprowadza pąki w stan uśpienia)

- u niektórych gatunków można wywołać wytwarzanie owoców partenokarpicznych, czyli bezpestkowych, powstających bez wcześniejszego zapylenia i zapłodnienia

- fototropizm

FILMIK Z WYTŁUMACZENIEM: KLIK

Najpospolitszą i najprawdopodobniej jedyną naturalną auksyną wszystkich roślin wyższych jest kwas ildolilo-3-octowy.

Auksyny transportowane są w stronę korzenia.

GIBERELINY

-mają wpływ na karłowate rośliny - jeżeli na wierzchołek wzrostu odmiany karłowatej wprowadzilibyśmy kilka kropel rozcieńczonego roztworu gibereliny, to roślina wydłuży się wtedy do normalnych rozmiarów rośliny wysokopiennej

-powodują zakwitanie niektórych roślin 

-partenokarpia (u niektórych roślin partenokarpie powodują auksyny u innych gibereliny)

-kiełkowanie nasion i przerwanie stanu spoczynku (przeciwnie w stosunku do auksyn)

- stymulują podziały komórkowe

- zwiększają produkcję amylazy

Do tej pory odkryto ponad 100 giberelin, które stanowią bardzo liczną i wciąż powiększającą się grupę związków hormonalnych. W roślinach gibereliny (GA) produkowane są w częściach wierzchołkowych korzeni i najmłodszych liściach pędów. Źródłem GA są również węzły traw i pędów roślin dwuliściennych oraz części kwiatów (pręciki), a także rozwijające się nasiona.

CYTOKININY

- najbardziej charakterystycznym dla nich jest stymulowanie podziałów komórek

- nie mają charakteru kwasu w przeciwieństwie do auksyn i giberelin

- występują w glonach, mchach paprociach oraz w częściach gdzie występują intensywne podziały u roślin wyższych jak nasiona, młode liście i owoce

- powodują wydłużanie komórek (a dokładnie łańcuchów polipeptydowych podczas biosyntezy białek w rybosomach), czyli elongację. 

- znoszą wpływ auksyn na pąki podobnie do giberelin

INHIBITORY

ETYLEN przyspiesza:

- dojrzewanie owoców, starzenie się roślin oraz opadanie liści

-   przekształcanie się skrobi w cukry, przez co owoce stają się słodkie

- zmianę barwy z zielonej na żółtą, pomarańczową lub czerwoną

- rozkład ścian komórkowych powodując w ten sposób mięknięcie owocu

oraz

- hamuje wydłużanie łodygi, a w zamian zwiększa grubość ścian komórkowych np. w kolenchymie i sklerenchymie

KWAS ABSCYSYNOWY (ABA)

- przyspiesza starzenie się roślin

- przerywa stan spoczynku w pąkach i nasionach

- stymuluje rozwój tkanki odcinającej, która powoduje opadanie liści

- w przypadku braku wody powoduje zamknięcie aparatów szparkowych i pobieranie jej przez korzenie

- odpowiedź rośliny na stres

RÓŻNICE I PODOBIEŃSTWA HORMONÓW ROŚLINNYCH I ZWIERZĘCYCH

- u zwierząt reakcje są szybkie i różnorodne, a u roślin procesy przebiegają znacznie wolniej 

- fitohormony tak jak w przypadku hormonów zwierzęcych działają w niskich stężeniach

- u zwierząt mamy specyficzność działania, u roślin brak specyficzności

- roślinne regulatory wzrostu powstają w komórkach niewyspecjalizowanych, natomiast zwierzęce przeciwnie

- zarówno hormony roślinne i zwierzęce działają w innych miejscach niż zachodzi ich synteza

- jedne i drugie mają podobne działanie, bo wiążą się ze specyficznymi receptorami białkowymi znajdującymi się na powierzchni błony komórkowej lub komórkach docelowych. 

BUDOWA ROŚLINY W OBRAZKACH

KORZEŃ


 


                            PRZEKRÓJ POPRZECZNY MŁODEGO KORZENIA

BUDOWA LIŚCIA






RODZAJE KWIATOSTANÓW



ZIARNO PYŁKU

TKANKI STAŁE - TKANKA PRZEWODZĄCA I WYDZIELNICZA

TKANKA PRZEWODZĄCA

Służy do transportu substancji w obrębie ciała rośliny. Tkanki przewodzące rozprowadzają w roślinie wodę wraz z rozpuszczonymi w niej składnikami.  Tkanka przewodząca dzieli się na dwa odrębne rodzaje: drewno oraz łyko.

DREWNO

Inaczej ksylem, służy do transportu wody, jest zbudowane z komórek martwych. Cewki to komórki martwe, wydłużone o zdrewniałych ścianach. Woda przemieszcza się z jednej cewki do drugiej przez perforacje w ścianach zwane jamkami. Pośrodku jamki znajduje się krążek - torus, pełni funkcję regulatora przepływu wody między cewkami. Bardziej zaawansowaną formę drewna tworzą naczynia umożliwiające przepływ wody do góry rośliny. Cewki są podstawowym elementem budującym drewno u paprotników i nagonasiennych, natomiast u okrytonasiennych przejmują rolę naczynia.

ŁYKO 

Inaczej floem przewodzi produkty fotosyntezy z uwagi na mechanizm tego przewodzenia musi być zbudowane z komórek żywych. Bardziej zaawansowaną formą komórek są rurki sitowe, ułożone podobnie jak rurki naczyniowe, czyli jedna na drugiej. Wnętrze komórek wypełnia duża wakuola otoczona cienką warstwą cytoplazmy. W dojrzałych komórkach łyka na ogół zanika jądro komórkowe. Komórki sitowe (czuli pierwotniejsza wersja rurek sitowych) charakterystyczne są dla paprotników i nagonasiennych, a rurki sitowe dla okrytonasiennych. Zarówno drewno jak i łyko oprócz cewek, naczyń i rurek sitowych mają dodatkowo włókna drzewne i łykowe pełniące funkcje wzmacniające, a także komórki miękiszowe - miękisz drzewny i łykowy, pełniące funkcje odżywcze.

TKANKA WYDZIELNICZA

Nie zawsze tworzy wielokomórkowe struktury i właściwie to na tyle co byłoby ważne dla jej opisu. Oprócz tego warto zapamiętać jej wytwory zewnętrzne jak:

- włoski gruczołowe


- miodniki wydzielające nektar



- potniki, czyli szparki wodne lub hydatody wydzielające wodę



Do wytworów wewnętrznych zaliczamy rury mleczne i kanały żywiczne (występują najczęściej u roślin iglastych, a żywica zabezpiecza roślinę przed infekcjami i chroni rany). Natomiast to jak pachnie pomarańcza zawdzięczamy rozpadowi komórek wydzielniczych.

                                                
             rura mleczna                                                                               żywica