1. Taimede põhitunnused ja iseärasused.

1. 1. Taimede põhitunnused ja iseärasused. Taimeriiki (Plantae)kuuluvad eukarüootsed, liiku-matud, hulkraksed, fotosünteesivõimelised organis-mid, mis on kohastunud eluks maismaal (s.t. mais- maataimed). Aster subintegerrimus

2. Taimi eristavad evolutsioonilises mõttes alamatest autotroofsetest organismidest mitmed olulised tunnused:  isas- ja emasgametangiumite (anteriidid, arhegoonid) eristumine;  hulkrakne embrüo, mille areng toimub emasgametofüüdis embrüofüüdid;  hulkrakse diploidse sporofüüdi olemasolu;  spooride/tolmuterade rakukestad sisaldavad sporopolleniini. Taimede peamiseks toitumisviisiks on fotosüntees - protsess, mille käigus taimed loovad lihtsatest anorgaanilistest ühenditest keerukaid orgaanilisi ühendeid, kasutades selleks Päike-selt saadavat valgusenergiat. Taimedele on iseloomulik eelkõige suguline paljunemine, haploidsete (gametofaas) ja diploidsete (sporofaas) põlvkondade vaheldumisega. Organismide mitmekesisus. Taimed 1

3.  TAIMED - RIIK EUKARÜOOTIDE DOMEENIS ARHEAD (Archaea) EUKARÜOODID (Eukarya) BAKTERID (Bacteria) Organismide mitmekesisus. Taimed 1

4. TAIMED 290000 PUTUKAD 1000000 VETIKAD 27000 ALGLOOMAD 30000 SEENED 70000 PROKARÜOODID 5300  TAIMEDE LIIGIRIKKUS MUUD LOOMAD 280000 Organismide mitmekesisus. Taimed 1 VIIRUSED 1550

5.  TAIMEDE PÕLVNEMINE Lehtsammal- taimed Pärisraigas- taimed Keerdlehik- taimed Tänapäeva rohevetikad Okaspuu- taimed Katteseemne- taimed ca 450-500 milj. a. tagasi Mineviku rohevetikad (Charophyceae) Organismide mitmekesisus. Taimed 1

6.  TAIMEDE JA VETIKATE ERINEVUSED VETIKASTAIM keha moodustab diferentseerumata tallus keha on jagunenud organiteks LEHT fotosünteesib Ümbritsev vesi toes- tab vetikat KUTIIKULA piirab veekadusid ÕHULÕHED võimaldavad gaa- sivahetust KOGU TALLUS fotosünteesib, absor- beerib vett, hapnikku ja mineraalaineid veest VARS toestab taime (võib fotosüntee- sida) KINNITUSPLAAT kinnitab vetika vee- kogu põhja JUUR kinnitab taime mul- da, absorbeerib mullast vett ja mi- neraalaineid Organismide mitmekesisus. Taimed 1

7. PEAMISED ERINEVUSED TAIMEDE NING LOOMADE JA SEENTE VAHEL  Autotroofsus - taimed sünteesivad ise anorgaanilistest ühenditest keerukaid orgaanilisi aineid, kasutades peamiselt valguskiirguse energiat. Prototroofsus - asendamatute orgaaniliste ainete süntees. Liikumatus - taimed (ja seened) saavad keskkonda kasutada üksnes piiratud ruumi ulatuses.  Taimedes on põhiliseks varu-polüsahhariidiks tärklis, loomades ja seentes glükogeen. Taimed (ja loomad) on koeline ehitusega, seenorganismi keha moodustab mütseel.  Taimerakkude ehitus erineb looma- ja seenerakkudest: • - tselluloosne rakukest • - plastiidide olemasolu • - tsentraalvakuooli / vakuolaarsüsteemi olemasolu.  Taimerakkudel on rediferentseerumisvõime.  Taimedel (ja seentel) pole närvisüsteemi, hormonaalseid organeid ega meeleelundeid.  Taimede (ja seente) kasv on tavaliselt piiramatu. Organismide mitmekesisus. Taimed 1

8. I. SOONTETA TAIMED I. SOONTETA TAIMED - domineerib gametofaas, juhtkoed ei ole arenenud Sammaltaimed  maksasammaltaimed, Hepatophyta (6500)  kõdersammaltaimed, Anthocerophyta (100)  lehtsammaltaimed, Bryophyta (12000) II. SOONTAIMED II. SOONTAIMED - domineerib sporofaas, juhtkoed tugevasti arenenud (juhtkimbud) A. SEEMNETETA TAIMED- paljunevad eostega Sõnajalgtaimed  raagraigastaimed, Psilotophyta (5)  pärisraigastaimed, Lycophyta (1000)  kidataimed, Sphenophyta (15)  keerdlehiktaimed, Pterophyta (12000)  TAIMERIIGI JAOTUS B. SEEMNETAIMED- paljunevad seemnetega Paljasseemnetaimed- katmata seemnealged arenevad seemnesoomustel  palmlehiktaimed, Cycadophyta (140)  hõlmikpuutaimed, Ginkgophyta (1)  okaspuutaimed, Coniferophyta (550)  vastaklehiktaimed, Gnetophyta (70) xxx - hõimkondade rühm zzz - hõimkond Katteseemnetaimed- seemnealged arenevad kaetult sigimikus  õistaimed, Anthophyta (250000) Organismide mitmekesisus. Taimed 1

9. I. SOONTETA TAIMED Sammaltaimed  maksasammaltaimed, Hepatophyta (117)  kõdersammaltaimed, Anthocerophyta (2)  lehtsammaltaimed, Bryophyta (418) II. SOONTAIMED A. SEEMNETETA TAIMED Sõnajalgtaimed  raagraigastaimed, Psilotophyta (0)  pärisraigastaimed, Lycophyta (7)  kidataimed, Sphenophyta (11)  keerdlehiktaimed, Pterophyta (32) B. SEEMNETAIMED Paljasseemnetaimed  palmlehiktaimed, Cycadophyta (0)  hõlmikpuutaimed, Ginkgophyta (0)  okaspuutaimed, Coniferophyta (4)  vastaklehiktaimed, Gnetophyta (0) Katteseemnetaimed  õistaimed, Anthophyta (1387)  TAIMELIIKIDE ARV EESTIS xxx - hõimkondade rühm zzz - hõimkond KÕIK KOKKU 1978 liiki Organismide mitmekesisus. Taimed 1

10.  TAIMEDE SUURESKAALALINE LIIGIRIKKUS SOONTAIMEDE LIIKIDE ARV 10000 km2 KOHTA 4000-5000 >5000 <100 100-200 200-500 500-1000 1000-1500 1500-2000 2000-3000 3000-4000 Organismide mitmekesisus. Taimed 1

11.  SPOROFAASI JA GAMETOFAASI VAHELDUMINE mitoos Sporofüüt (hulkrakne, 2n) Sügoot (2n) MMM VILJASTAMINE MEIOOS Gameedid (1n) Haploidsed spoorid (1n) mitoos Gametofüüt (hulkrakne, 1n) mitoos gametofaas (1n) sporofaas (2n) Organismide mitmekesisus. Taimed 1

12.  SPOROFAASI JA GAMETOFAASI VAHEKORD sporofüüt (2n) gametofüüt (1n) sporofüüt (2n) sporofüüt (2n) gametofüüt (1n) gametofüüt (1n) SÕNAJALGTAIMED suur sporofüüt ja väike, iseseisev gametofüüt SAMMALTAIMED iseseisvusetu sporofüüt gametofüüdi peal SEEMNETAIMED redutseerunud, iseseisvusetu gametofüüt sporofüüdi peal Organismide mitmekesisus. Taimed 1

13.  GAMETOFAASI JA SPOROFAASI VAHEKORRA MUUTUMINE EVOLUTSIOONIS DIPLOIDNE (2n) Sporofaas Gametofaas HAPLOIDNE (1n) Niitrohe- Sammal Raagraigas Sõnajalg Okaspuu Õistaim vetikas EVOLUTSIOON Organismide mitmekesisus. Taimed 1

14. TALLOFÜÜDID • Rakis e. tallus - primitiivsematel taimedel esinev vähediferentseerunud hulkrakne taimekeha. • Rakistaimed e. tallofüüdid - taimed, mille keha esineb rakisena (maksasammaltaimed, Hepa- tophyta; kõdersammaltaimed, Anthocerophyta). Lehetaolisi talluseosi nimet. fülloidideks, varretaolisi - kauloidideks ja juuretaolisi kinnitusvahendeid - risoidideks. h. pellia (Pellia epiphylla)

15. KORMOFÜÜDID e. TÜVENDTAIMED - kõrgemad taimed, mille rakud on diferentseerunud kudedeks ja mille keha on liigendatud erineva üles- andega organiteks (sõnajalgtaimed, paljasseemne- taimed, katteseemnetaimed). ladvapung epiderm õis külgpung sõlm leht sõlmevahe sõlm juhtkoed seeme vili • Vegetatiivsed organid: juur • vars • leht • Generatiivsed e. paljunemisorganid: • õied • viljad • anteriidid ja arhegoonid (sammal- ja sõnajalgtaimed) • käbid (paljasseemnetaimed) põhikude VÕSUSTIK juurekael JUURESTIK peajuur külgjuur juurekarv juuretipp

16.  LEHTSAMBLAD - moodustavad ehituslikult tallofüütide ja kormofüütide vahepealse rühma:  eristunud vars ja primitiivsed lehed (mikrofüllid), risoidid on mitmerakulised  esinevad õhulõhed  primitiivsed juhtkoed (hüdroidid, leptoidid) eoskupar tanu SPOROFÜÜT harjas GAMETOFÜÜT eos karusammal (Polytrichym sp.) hüdroidid eelniit risoid leptoidid VARRE KESKOSA RISTLÕIK parenhüüm

17.  TAIMEKOED Ühesuguse ehitusega ja ühise talitlusega rakud koonduvad rühmadeks, mida nimet. kudedeks. Lihtkoed (näit. parenhüüm, nurkkollenhüüm) koosnevad vaid üht tüüpi rakkudest, liitkoed (näit. ksüleem, floeem, epiderm) koosnevad eri tüüpi rakkudest.  Arenemisvõime ja rakkude diferentseerumise alusel jaotatakse koed 2 suurde rühma: A. Algkoed e. meristeemid - diferentseerumata, pidevalt pooldumisvõimelistest rakkudest koosnevad koed. Algkudedest tekivad kõik püsikoed. B. Püsikoed - diferentseerunud rakkudest koosnevad, spetsiifilise ehituse ja talitlusega koed. Peamised koed, mis esinevad nii juurtes, vartes kui lehtedes, grupeeritakse suuremateks üksus- teks - koesüsteemideks - vastavalt nende pidevusele läbi kogu taimekeha. kattekudede süsteem (epiderm, epibleem, periderm) põhikudede süsteem (parenhüüm, kollenhüüm, sklerenhüüm) juhtkudede süsteem (ksüleem, floeem) Organismide mitmekesisus. Taimed 1

18.  PÜSIKOED TEKIVAD ALGKUDEDEST apikaalsed m. primaarsed koed lateraalsed m. sekundaarsed koed varre apikaalne meristeem protoderm põhimeristeem prokambium epiderm säsi esikoor esipuit esiniin felleem felloderm teispuit teisniin korgikambium kimbukambium epibleem esikoor steeli koed protoderm põhimeristeem prokambium felleem felloderm teispuit teisniin korgikambium kimbukambium peritsükkel esipuit esiniin juure apikaalne meristeem Organismide mitmekesisus. Taimed 1

19. PÜSIKUDEDE LIIGITUS KATTEKOED KATTEKOED VÄLIMISED:  epiderm  hüpoderm  epibleem  eksoderm  juurenahk  periderm SISEMISED:  endoderm  epiteel PÕHIKOED  assimilatsiooni- parenhüüm - mesofüll  säilitusparenhüüm - veesäilituskude  aerenhüüm TUGIKOED TUGIKOED KOLLENHÜÜM  nurkkollenhüüm  plaatkollenhüüm  kobekollenhüüm SKLERENHÜÜM  niinekiud  puidukiud  kivisrakud JUHTKOED PÕHIKOED JUHTKOED KSÜLEEM  trahheiidid - rõngastrahheiid - spiraaltrahheiid - astmiktrahheiid - poortrahheiid  trahheed - rõngastrahhee - spiraaltrahhee - võrktrahhee - astmiktrahhee - poortrahhee FLOEEM  sõeltorud  saaterakud PIIMASOONED  lülilised p.  lülitud p. ERITUSKOED ERITUSKOED  epiteem  soolanääre  sekreedi- ja ekskreedimahutid  epiteel  nektaarium IMIKOED  epibleem IMIKOED Organismide mitmekesisus. Taimed 1

20.  TAIMEKUDEDE TÜÜPE EPIDERMPARENHÜÜMPARENHÜÜMSKLERENHÜÜM õhulõhetrihhoomkivisrakk KOLLENHÜÜMniinekiud trahhee sõeltoru trahheiid saate- rakk FLOEEMKSÜLEEM

21. TAIMERAKU PÕHILISED KOMPONENDID Organismide mitmekesisus. Taimed 1

22. TAIMERAKU OLULISEMAD ISEÄRASUSED • (1) Tselluloosne rakukest - taimerakke ümbritseb tugev tselluloosne kest, mida läbivad • arvukad plasmodesmide kanalid. • (2) Vakuolaarsüsteem - suurema osa täiskasvanud taimerakust moodustab suur tsentraal- • vakuool või protoplasmaväätidest läbistatud vakuolaarsüsteem. • (3) Plastiidid - ainult taimerakule omased spet- • siifilised organoidid, milles toimub orgaanilise ai- • ne esmane süntees.

23. RAKUKESTAD (ESIKEST + TEISKEST)- taimerakku ümbritsev jäik tselluloosne kate, mille areng algab kesklamelli kujunemisega tütarrakkude vahele. Funktsioonid:  vastupidavus tsentraalvakuooli osmootsele rõhule •  raku toes  raku kuju •  kaitsevad kahjulike välismõjude (abiootilised + patogeenid) eest •  signaalide vastuvõtmine väliskeskkonnast ja edastamine protoplasmasse •  osalevad mitmesuguste ainete transpordis ja sekretsioonis • KESK- e. VAHELAMELL seob omavahel naaberrakke. • Koostis: •  pektiinaine •  hemitselluloosid • + tselluloos • ESI- e. PRIMAARKESTA koostis: •  tselluloos •  hemitselluloosid • + pektiinaine, glükoproteiidid • TEIS- e. SEKUNDAARKEST esineb tugi- ja juhtkoe rakkudel • (3-kihiline: välis-, kesk- ja sisekiht): •  tselluloos •  ligniin • + hemitselluloosid • Rakukestades võivad ladestuda veel: kutiin, suberiin e. korkaine, vahad, limaained, mineraalained (CaCO3, SiO2). Organismide mitmekesisus. Taimed 1

24. intertsellulaar tonoplast mitokonder tsentraalvakuool tuumakate kromatiin- aine mikrotoruke rakutuum tuumake  TAIMERAKU EHITUS aktiini filament karepinnaline endoplasmaatiline retiikulum kloroplast silepinnaline endoplasmaatiline retiikulum plasmodesm peroksisoom ribosoom rakukest Golgi kompleks plasmalemm Organismide mitmekesisus. Taimed 1 xxx - kaksikmembraaniga struktuurid

25. MEMBRAANSTRUKTUURID  Plasmalemm e. rakumembraan - elementaarmembraan. Funktsioonid:  piiritleb rakku väljast ja kontrollib ainevahetust keskkonnaga  võtab vastu ning edastab hormonaalseid ja keskkonna signaale  tselluloosi süntees  Tonoplast - vakuooli ümbritsev elementaarmembraan.  Tsütoplasmavõrgustik e. endoplasmaatiline retiikulum  võrkjas membraansüsteem, mis läbib kogu tsütoplasmat  funktsioonid:  ainete pasiivne ja aktiivne transport  karepinnaline ER  valkude süntees; silepinnaline ER  lipiidide süntees  Golgi kompleks e. diktüosoomid - koosneb 4-8 lamedast ketasjast membraankotikesest  funktsioonid  sekretsioon  hemitselluloosi ja teiste polüsahhariidide süntees (v.a. tselluloos)  vesiikulid on hemitselluloosi- ja pektiinkomponentide transportijad  raku jagunemisel moodustub vesiikulitest uus rakumembraan silepinnaline karepinnaline (ribosoomidest) Organismide mitmekesisus. Taimed 1

26. ORGANELLID •  Plastiidid - taimedele spetsiifilised kaksikmembraaniga organellid, mis tekivad embrüonaalstes • taimekudedes esinevatest proplastiididest; sisaldavad oma DNA-d ja ribosoome. • Kloroplastid: •  esinevad lehtedes, varte välimistes kudedes, noortes viljades •  pigmendid - klorofüllid (roheline), karotiinid (rohekas oranž), ksantofüllid (kollane) •  funktsioonid •  fotosüntees •  osalevad amino- ja rasvhapete sünteesil •  ajutine tärklise reserv • Leukoplastid: •  esinevad maa-alustes organites, seemnetes, epidermis, säsis •  funktsioon - varuainete (tärklis, valgud, lipiidid) säilitamine • Kromoplastid: •  esinevad õiekattelehtedes, viljades, sügisestes lehtedes •  funktsioon - ereda värvuse andmine õitele ja viljadele kaksikmembraan graanitülakoid stroomatülakoid Organismide mitmekesisus. Taimed 1

27.  Mitokondrid - ellipsoidsed kuni niitjad kaksikmembraaniga organellid.  sisaldavad oma DNA-d ja ribosoome  tuumast sõltumatu RNA ja valgu süntees  funktsioonid  org. ühendite aeroobne oksüdatsioon  ATP süntees (hingamine)  rasvhapete süntees  Ribosoomid - ümarad ribonukleproteiidpartiklid, mille komponendid toodetakse tuumakeses.  paiknevad tsütoplasmavõrgustikul või vabalt tsütoplasmas, noortes rakkudes ka tuumas, mitokondrites ja kloroplastides  ülesanne - valkude süntees  Lüsosoomid e. lüsosomaalsed vakuoolid - ümmargused, elementaarmembraaniga ümbrit- setud organellid.  tekivad Golgi vesiikulitetest või tsütoplasmavõrgustiku põiekestest  rohkesti esineb seemnekestade, endospermi ja algkudede rakkudes  ülesanne - org. ainete katabolism Organismide mitmekesisus. Taimed 1

28.  Peroksisoomid e. mikrokehakesed - väikesed ümarad, elementaarmembraaniga organellid.  funktsioonid:  vesikiperoksiidi lagundamine (katalaas)  valgushingamine (glükolaadi oksüdaas)  lipiidide konversioon sahhariidideks  Viburid - sammal-, sõnajalg- ja mõnede paljasseemnetaimede sugurakkudel esinev liikumis- organoid  arv 1 või mitu   2 µm, pikkus kuni 150 µm Organismide mitmekesisus. Taimed 1

29. MITTEMEMBRAANSED STRUKTUURID Tsütoskelett - keerukas valgufilamentide võrgustik, mis läbib kogu tsütoplasmat. •  Mikrotorukesed - pikad torukujulised ja väga dünaamilised struktuurid: •  kontrollivad tselluloosfibrillide paigutust rakukestade moodustumisel  määravad raku • kasvu iseloomu •  juhivad Golgi vesiikulite liikumist •  moodustavad kääviniidistiku  kromatiidide/kromosoomide liikumine •  rakuplaadikese moodustumine •  viburite ja ripsmete liikumine •  Aktiini filamendid - koosnevad 2 lineaarsest, helikaalselt keerdunud aktiinimolekulide ahelast: •  esinevad tsütoplasmas üksikult, harvem kimpudena •  osalevad mitmetes protsessides •  tsütoplasma liikumine •  rakukestade moodustumine •  tolmutoru kasv •  rakutuumas ja tsütoplasmas toimuv liikumine Organismide mitmekesisus. Taimed 1

30. Õlikehakesed e. sferosoomid - ümarad, hästi nähtavad, lipiididest koosnevad tilgakesed tsüto- plasmas.  peaaegu kõigis taimerakkudes, eriti arvukalt viljades ja seemnetes  funktsioon - energeetiline ja süsiniku reserv Kristallid - peamiselt vakuoolis, vähem tsütoplasmas ja rakukestades kristalsel kujul esinevad soolad. Koosnevad peamiselt kaltsiumoksalaadist, harvem CaCO3 või SiO2-st. Õlikehakesi ja kristalle kokku nimet. paraplasmaks - ajutised ja mitte kõikidel eluperioodidel esi- nevad sisaldised, milles ei toimu elusainele omast pidevat eneseuuendumist. Organismide mitmekesisus. Taimed 1

31. RAKUTUUM koosneb tihedama konsistentsiga nukleo- e. karüoplasmast, mida ümbritseb topeltmembraan - tuumakate. Ülesanded: •  geneetilise info säilitamine •  gen. info edastamine tütarakkudele DNA replikatsiooni teel •  rakus toimuvate protsesside kontroll RNA (transkriptsioon) ja valkude sünteesi kaudu •  Kromatiinaine - DNA kompleksis valkudega, mille koostisesse kuuluvad nukleotiidide järjes- • tused moodustavad geene. Mitoosi profaasis toimub kromatiinaine spiraliseerumine ja konden- • seerumine kromosoomid muutuvad nähtavaks. Kromosoomide arv soontaimede somaati- • listes rakkudes on väga varieeruv: •  üheaastasel kõrbetaimel Haplopappus gracilis 2n=4 •  maokeelel(Ophioglossum sp.) 2n=1250 Organismide mitmekesisus. Taimed 1

32. VAKUOOL • Vakuoolid on elementaarmembraaniga (tonoplastiga) ümbritsetud piirkonnad rakus, mis on täi- • detud vee ja vees lahustunud ühenditega - rakumahlaga. Embrüonaalsetes taimerakkudes on • submikroskoopilised vakuoolid, mis tekivad Golgi kompleksi vesiikulitest või tsütoplasmavõrgus- • tiku tsisternidest. Venimiskasvu faasis nad ühinevad vee intensiivse imamise tõttu üksteisega ja • moodustavad vakuolaarsüsteemi, mida liigendavad protoplasmaväädid. • Funktsioonid: •  varuainete ja ekskreetide reservuaar •  raku osmootne ruum  turgor •  alkaloidid on kaitseks parasiitide ja herbivooride vastu Organismide mitmekesisus. Taimed 1