Fizjologia roślin dla studentów biotechnologii

Fizjologia roślin dla
studentów biotechnologii
dr hab. Jacek Kęsy
http://www.umk.pl/~kesy
Wprowadzenie, podstawowe pojęcia
Czym będziemy się zajmować?
Roślina – organizm eukariotyczny wykorzystujący energię promieniowania słonecznego do
podtrzymywania przebiegu procesów życiowych
Nauka o roślinach - botanika
- Taksonomia – charakterystyka, nazewnictwo, klasyfikacja
- Anatomia – budowa wewnętrzna
- Biologia komórki (cytologia)
- Fizjologia – funkcjonowanie
- Geografia roślin – bada występowanie gatunków
- Ekologia roślin – bada wzajemne oddziaływania roślin
Materiały do nauki przedmiotu:
Kopcewicz J, Lewak S: Fizjologia roślin. Wprowadzenie. PWN 2009.
Kopcewicz J, Lewak S: Fizjologia roślin. Wydanie III. PWN 2013.
Alicja Szweykowska: Fizjologia roślin. Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań 1999.
Kozłowska M, Bandurska H: Fizjologia roślin. PWRiL, Poznań 2007.
Plant Physiology on line, Fifth Edition by Lincoln Taiz and Eduardo Zeiger:
http://5e.plantphys.net/chapter.php?ch=1
Umiejscowienie roślin (Archaeplastida) na drzewie
filogenetycznym organizmów żywych
Drzewo filogenetyczne roślin
współczesnych - naturalny
podział roślin
Podstawową jednostką systematycznego podziału roślin jest gatunek. Gatunki
łączone są ze względu na kryterium pokrewieństwa w system kategorii
systematycznych. Nazwy naukowe ustalane są dla wszystkich taksonów z
wszystkich kategorii systematycznych. Kolejne kategorie od najwyższej do
najniższej to (w nawiasach podana jest typowa końcówka nazwy naukowej):
- królestwo, gromada (-phyta), klasa (-opsida, -atae), rząd (-ales), rodzina
(-aceae), rodzaj, gatunek.
- w obrębie gatunku wyróżniamy podgatunek, odmianę i formę
- w klasyfikacji roślin uprawnych stosuje się także odrębny od taksonomicznego podział na kultywary.
Znanych jest przeszło 300 tysięcy gatunków roślin, z czego:
- okrytonasienne ~ 259 tys. gatunków
- paprotniki ~ 20 tys. gatunków
- mszaki ~ 15 tys. gatunków
- krasnorosty ~ 5 tys. gatunków
- zielenice ~ 2 tys. gatunków
- widłakowe ~ 1,2 tys. gatunków
- nagonasienne ~ 0,7 tys. gatunków
JEDNOSTKI SYSTEMATYCZNE
- Królestwo - regnum
Podkrólestwo - subregnum
Typ - phylum
Podtyp - subphylum
Klasa - classis
Rząd - ordo
Rodzina - familia
Rodzaj - genus
Podrodzaj - subgenus
Sekcja (dla żabienic) Grupa ( dla zwartek)
Gatunek - species
Podgatunek - subspecies
Odmiana - varietas
Forma - forma
Mieszaniec - hybryda
Kultywar - cultivar
Nazwa polska: Nawłoć kanadyjska
Nazwa łacińska: Solidago canadiensis
NadKrólestwo: Eukaryota (jądrowe)
Królestwo: Vegetabilia (rośliny)
PodKrólestwo: Embryobionta (rośliny zarodkowe)
Gromada: Magnoliophyta (okrytonasienne)
Klasa: Magnoliopsida (dwuliścienne)
PodKlasa: Asteridae (astrowe)
Rząd: Asterales (astrowce)
Rodzina: Asteraceae (astrowate [złożone])
PodRodzina: Asteroideae (astrowe [rurkokwiatowe])
Gatunek: Solidago canadiensis
Morfologia:
Łodyga. Wysokość do 1,5 m, wzniesiona, sztywna, pojedyncza, naga lub rzadko owłosiona, cienka. Wewnątrz jest pusta.
Liście. Podługowatolancetowate albo lancetowate, o zaostrzonych końcach, brzegi ostro piłkowane. Wszystkie liście z
rzadka owłosione, zmniejszające się ku wierzchołkowi łodygi.
Kwiaty. Drobne, żółte, zebrane w koszyczki (od 5 do 14 kwiatków w jednym koszyczku), a te w wiechowate kwiatostany na
szczycie łodygi. Listki okrywy kwiatostanu stępione, bardzo
nierówne, lancetowatego kształtu.
Owoc. Niełupki z puchem kielichowym.
Kłącze. Silnie rozgałęzione.
Sztuczne podziały roślin
Podziały ze względu na budowę i sposób rozwoju
Ze względu na wielokrotność występowania okresu rozmnażania generatywnego, rośliny dzielą się na:
- rośliny monokarpiczne – zakwitają i wydają nasiona tylko raz w swym życiu
(rośliny jednoroczne, dwuletnie)
- rośliny polikarpiczne – cykl rozwoju generatywnego występuje wielokrotnie (większość roślin wieloletnich)
W zależności od typu budowy i trwałości łodygi, a także cyklu rozwojowego
rośliny dzielą się na:
- rośliny drzewiaste (drzewa, krzewy, krzewinki)
- rośliny zielne (rośliny jednoroczne jare i ozime, rośliny dwuletnie, byliny)
Podziały ze względu na kryteria środowiskowe
Ze względu na zapotrzebowanie na wodę wyróżnia się następujące grupy
roślin:
- hydrofity – rośliny wodolubne
- higrofity – rośliny bagienne, wilgociolubne
- mezofity – rośliny mające średnie lub zmienne zapotrzebowanie na wodę
- tropofity – rośliny klimatu zmiennego, pojawiające się cyklicznie
- halofity – słonorośla, lubią tereny o dużym zasoleniu, np. nad morzami
(np. mikołajek nadmorski)
- kserofity – rośliny sucholubne
- sukulenty – rośliny gruboszowate
- suchorośla – suchorosty, sklerofity.
W zależności od wymagań w stosunku do światła rośliny dzielą się na:
- heliofity – rośliny światłolubne
- skiofity – rośliny cieniolubne
Podział ze względu na kryterium użytkowe
- rośliny oleiste
- rośliny owocowe
- rośliny warzywne
- rośliny zbożowe
- rośliny lecznicze (ziołowe)
- rośliny energetyczne
- rośliny pastewne – dostarczające pokarm dla zwierząt
- rośliny ozdobne
Fizjologia roślin – zajmuje się mechanizmami kierującymi
procesami życiowymi w roślinach:
- podstawy funkcjonalne, metaboliczne i molekularne procesów za-
chodzących w komórkach roślinnych (ściana komórkowa, błona
komórkowa, transport, odżywianie mineralne)
- regulacja procesów fizjologicznych przez czynniki endogenne i środowiskowe (odbiór i przekazywanie sygnałów, fitohormony)
- przemiana energii i związków organicznych (fotosynteza, oddychanie)
- mechanizmy wzrostu, rozwoju i spoczynku, starzenia się i ruchów
roślin
- adaptacje roślin do warunków środowiskowych
- fizjologiczne podstawy produktywności roślin