1 / 94

OPĆA BOTANIKA I

OPĆA BOTANIKA I. Prof. dr.sc. Nada Bezić . LITERATURA. BOTANIKA Morfologija i fiziologija D. Denffer, H. Ziegler BOTANIKA Sistematika, evolucija i geobotanika Anatomija bilja D. Miličić . PODJELA BOTANIKE. OPĆA BOTANIKA

shana
Download Presentation

OPĆA BOTANIKA I

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. OPĆA BOTANIKA I Prof. dr.sc. Nada Bezić

  2. LITERATURA • BOTANIKA Morfologija i fiziologija D. Denffer, H. Ziegler • BOTANIKA • Sistematika, evolucija i geobotanika • Anatomija bilja D. Miličić

  3. PODJELA BOTANIKE • OPĆA BOTANIKA • ANATOMIJA - unutarnja građa (citologija, histologija i organografije) • MORFOLOGIJA - vanjska građa • FIZIOLOGIJA - procesi u biljkama do nivoa molekularne biologije • EKOLOGIJA - odnos građe, funkcije i okoline • SPECIJALNE BOTANIKE • SISTEMATIKA - biljke prema srodstvenim odnosima • GEOBOTANIKA - rasprostranjenost na površini Zemlje • PRIMJENJENA BOTANIKA - šumarska, farmaceutska, prehrambena, fitopatologija

  4. PRVA STANICA • Predhodi kemijska ev. - nastanak organskih molekule (amino kiselina, nukleotidi, šećeri,masne kis.) te naknadna polimeriziraju monomernih jedinica  • Zatim slijedi biološka ev. replikativna RNA • Evolucija stanice kroz različite genetičke informacije (selekcija genetičkog materijala za preživljavanje)

  5. VREMENSKA SKALA EVOLUCIJE • PRVA ŽIVA BIĆA • Prvi život nastaje prije 3,8 milijarde g, oko 750 miljuna g. nakon što se Zemlja formirala • DANAS370 000 biljaka 2 000 000 životinja

  6. OTKRIĆE STANICE • započima nakon otkrića mikroskopa (17. st.) • Robert Hooke (1667) proučavao pluto- naziv STANICA (CELL) • M. Malpighi (1675) i N. Grew (1682) - bile su to mrtve stanične stijenke • Robert Brown (1831)- st. jezgra

  7. OBLIK STANICEkugla (rijetko), elipsoidni, vretenastparenhimski (svi smjerovi isti)- izodijametrični, kubični, poliedričniprozenhimski (krajevi zašiljeni)- prizmatični do vlaknatih oblika VELIČINA - najmanja (bakterije - mikrokoki 0,2 mm)- prosječna vel. (10-100 mm)- najveće (više m - cijevi mlječike s više jezgara)mikroskopsko područje do 400 nmUV mikr. 240 nmsubmikroskopsko ~ 0,2 nmorganske molekule (6,4 nm hemoglobin, 0,1 nm H atom)

  8. NASTANAK VIŠESTANIČNOG OBLIKA • Stanična teorija (organizam izgrađen iz mnogo neovisnih st.) (Schleiden,Schwann i Purkinje otkrio stanično tijelo - protoplazma • Organizmička teorija (pojedine stanice vrše posebnefunkcije u organizmu kao cjelini) • Tangl (1879) postojanje protoplazmatskih niti kao veza pojedinih st. • Strasburger (1876) mitoza • posljedica je razvoj od jednostaničnih do višestaničnih organizama

  9. TIPOVI BILJNIH STANICA

  10. SVOJSTVA PLAZME • netopiva u vodi, bubri, stvaranje niti, dvolom, plastičnost ne prolazi kroz filter • hidrofilni koloid privlačenje zasnovano na dipolnosti molekula (prije svega H2O), pa su svojstva žitkost i elastičnost povezana s veličinom i polarnošću otopljenih molekula • PLAZMOLIZA – STANICA U HIPERTONIČNOJ I HIPOTONIČNOJ OTOPINI (eksperimentalni dokaz promjenjivosti plazme)

  11. SASTAV PLAZME • elementi (C,O,H,N,S,P,K,Ca,Mg,Fe) • molekule H2O 80% proteini 10% • suha tvar informacijske molekule • 1) konstitucione tvari heteropolimeri - nukleinske kis 3,4% • 2) elektroliti homopolimeri - polisaharidi 2% • 3) fizički aktivne tvari informacijski, a obično - lipidi 2% • 4) sekundarne tvari čine skeletne ili - drugi molek. 1,3% rezervne tvari - anorg. sp. 1,3%

  12. BILJNA STANOCA

  13. KEMIJSKO FIZIČKA SVOJSTVA PLAZME • GEL STANJE - rubni dijelovi plazme - TONOPLAST (prema vakuoli) - PLAZMALEMA (uz stijenku) i čitava plazma sjemenki koje često koagulacija • dok je središnja plazma u SOL STANE • smjesa tvari u stalnom pretvaranju • da je tekućina očituje se stalnim strujanjem plazme • PRIMARNO GIBANJE (stalna gibanja bez obzira na vanjski utjecaj – gibanja u dlačnim stanicam) • SEKUNDARNO GIBANJE (nastaju djelovanjem vanjskih faktora) • SIMPLAST - stanice povezane plazmatskim nitima (plazmodezmima) • APOPLAST - mrtve izlučevine (stnična stijenka, kristali, škrob…)

  14. PLAZMODEZMI • predstavljaju vezu protoplasta pojedinih stanica • prolaze kroz st. stjenku i to su živi elementi u mrtvoj (celuloznoj) staničnoj stjenci • predstavlja kontinuitet žive supstance u organizmu • elektronsko mikroskopski utvrđene su pore na stjenci kroz koje prolaze plazmodezmiji tako da st. postaju SIMPLAST • najčešći su na mjestu utanjene stijenke (jažicama) • omogućuju transport hrane i podražaja • JAŽICE • mjesta ne zadebljale sekundarne stjenke ali s nataloženu primarnom stjenku (TORUS) - koja se može pomicati i tako zatvori otvor • posebno su izražene u drvu golosjemenače

  15. MORFOLŠKA GIBANJA • plazma rotacija - strujanje citoplazme uz staničnu vakuolu kod vodenih biljaka (Elodea) je sekundarno strujanje nakon podražaja. U vakuoliziranim stanicama jedna uzlazna i jedna silazna stuja plazme • plazma cirkulacija - strujanje u svim smjerovima, posebno u stanicama koje su bogate plazmatskim nitima. Kod korijenovih dlačica se uočava ritmička usmjerena gibanja u jednom pa u drugom smjeru - primarno gibanje • plazma fluktuacija - povremeno gibanje kod rastućih organa (niti alga i gljiva) je ritmičko gibanje u različitim smjerovima kao i kod ameboidnih oblika

  16. VAKUOLA • odijeljena od citoplazme TONOPLASTOM • najprije (u embrionalnim st.) veliki broj malih vakuola, koje se u toku razvoja st. ujedinjuju • udružuju u jednu veliku vakuolu (u parenhimskim st.) • ima funkciju ekskretornog dijela st. jer se u njoj nakupljaju krajnji produkti tvarne izmjene • kontraktilne vakuole (pulzirajuće) kod jednostaničnih slatkovodnih flagelata • diastolom - usisavaju H2O • sistolom - izbacuju H2O

  17. ERGASTIČNE TVOREVINE • škrob • REZERVNE aleuron • TVARI hemicelulaza • uljne kapi • polisaharidi • celuloza • GRAĐEVNI suberin • MATERIJAL kutin • silicijev dioksid kristali oksalata OTPADNI alkaloidi • PRODUKTI tanini • METABOLIZMA glikozidi

  18. REZERVNE TVARI • UGLJIKOHIDRATI • - u obliku monosaharida, disaharida i polisaharida • - daju slatkoću plodova (jabuke, trešnje, ...) • korijena (šećerna repa, mrkva, ...) • stabljike • grožđani šećer (glukoza) C6H12O6 • MONOSAHARIDI • voćni šećer (fruktoza) C6H12O6 • najčešći u citoplazmi • saharoza (glukoza + fruktoza) C12H22O11 DISAHARIDI • maltoza (glukoza + glukoza) C12H22O11

  19. REZERVNE TVARI • glikogen (α-D-glukoza vezana sa više 1-6 veza) • POLISAHARIDI inulin (u sasatavu dominiraju D-fruktoze) • škrob (polimer velikog broja α-glukoze) • PROTEINSKI KRISTALI • aleuronska zrnca - rezervne tvari u čvrstom stanju koje se javlja u zrelim sjemenkama (ricinus, orah...) ili u posebnom sloju (pšeno endosperm samo vanjski dio) čine ga globoid, albumin i globulin • MASNE KAPLJICE • nastaju u citoplazmi kao ergastične tvorevine u obliku masnih vakuola u sjemenkama (soje, pamuka, orašac, maslina) • kod dijatomea ulje produkt fotosinteze

  20. EKSKRETORNE TVARI • ANORGANSKE SOLI - K, Mg, Ca soli (kod algi u moru konc. soli KNO3 i do 100X veća) ORGANSKE KISELINE • - jabučna, vinska, limunska, oksalna • - ove kiseline dolaze u obliku soli • KALIJEV OKSALAT (KOOC - COOH) • - je topiv u H2O i izaziva kiselost (Rumex i Oxalis) • KALCIJEV OKSALAT - Ca(COO)2. 2H2O, Ca(COO)2. H2O • - netopivi u vodi • - topivi u solnoj kiseli (kukanci, druze…

  21. EKSKRETORNE TVARI ALKALOIDI • prstenasti spojevi s N, kemijski različiti, gorka okusa i alkalične reakcije • (koriste se u farmaciji, a u većim koncentracijama često otrovni) • ATROPIN (velebilju), • MORFIN + KODEIN + NARKOTIN +... (pitomi mak), • KININ (kininovac), • STRIHNIN (strihninovac), • NIKOTIN (duhan), • KOFEIN (kava), • TEOFILIN (čaju - ima i kofein), • TEOBROMIN (kakao - ima i kofein), • KOLHICIN (u mrazovcu netipičan alkaloid - sprjčava mitozu) • MEKSIČKA OPOJNA GLJIVA (LSD = dietilamid = lizergana kiselina)

  22. EKSKRETORNE TVARI GLIKOZIDI I TANINI • GLIKOZIDI koriste se u ljekarstvu, a sastoje se od šećernog (glukona) + nešećernog (aglukona) • GLIKOZID GORUŠIĆINOG ULJA glukoza + gorušićino ulje • (dolazi kod križarica) MIROZIN (enzim) • AMIGDALIN glukoza + cijanovodična kis. + benzaldehid (dolazi u sjemenkama bajama, šljive, marelice) EMULZIN (enzim) • TANINI (treslovine) - ako su u plodovima u čvrstom stanju -INKLUZIJE spojevi bez dušika, štave životinjsku kožu (uništavaju mikroorganizme) • GLIKOZIDNI TANINI - glukoza + galna kiselina • KATEHINSKI TANINI (katehini prelaze u FLOBAFENE nakon ugibanja st. i ulaze u stijenku bojeći je smeđe) • na isti način osim listova boju mijenjaju plodovi, sjemenke, drvo - gdje sprečavaju truljenje, ako nema flobafena nastaju duplje (lipa)

  23. EKSKRETORNE TVARI TERPENSKI DERIVATI • polimeri izoprena C5H8, koji se sintetiziraju u plastidu i onda u st. dijelove nastaje politerpen (izoprena u biljaka nema) • eterična ulja u žljezdanim dlakama, u stanicama ili u lizigenim šupljinama (izlučine epiderme - cvjetni mirisi), u podancima (đumbir), u kori (cimet), u listovima (lovor), u sjemenkama (papar) • smole - sadrže i eterična ulja (smole četinjača) ili u mliječnom soku - kaučuk (Havea brasiliensis) smole bora - terpentinsko ulje + kolofonja • balzam - polutekuće smole

  24. VAKUOLNE BOJE • kemijski su FLAVONI i ANTOCIJANI u vodi topivi glikozidi • žuti cvjetovi (pamučika - crveni, modri i ljubičasti cvjetovi (pelargonija, plućnjak) • jaglaca) listovi - plodovi (Prunus) antocijanofori - tjelešca u vakuoli • uz koje je vezan antocijan • - H2 • ANTOCIJANIDIN FLAVONOL • (živo obojeni) +H2 (blijedi do bijeli) • promjenu boje uvjetuje promjena pH • crveno violetno modro • i temperature (Erodium) - više od 200 C • i starenjem (Pulmonata) - mladi i stari • i šećeri (povećavaju nivo antocijana - listovi loze u jesen) • totalna refleksija (latice) • - bijela boja • je boje pigmenta BETULINA (breze)

  25. GRAĐA I FUNKCIJA ORGANELA • JEZGRA (nukleus) nukleoplazma s prevladavajučim kromatinskim skeletom – hetero i eukromatin u interfazi, a kromosomi u diobi st. • JEZGRICA (nukleolus) geni za ribosomnu RNA te organizacija jezgrice u formiranju rRNA i ribosomalnih podjedinica • Dvostruka jezgrinaovojnica, jezgrina lamina, kompleks jezgrine pore

  26. KLOROPLASTI • fotosintetski organel (generator metaboličke energije) • u stanici sami jedan pa i do 100 • endosimbioza (bakterije i modrozelene alge) • sastav: bjelančevina, lipidi, klorofil (5-10%), drugi pigmenti • vlastiti genetski sustav DNA i RNA (1%) • replicira se diobom • veličina 5-10 µm dvostruka membrana • sinteza glukoze

  27. STRUKTURA • plastidi su organeli s različitom ulogom kod biljaka • vanjska (porin- restriktivna veza s citosolom) i unutrašnja membrana (nepropusna za ione i nije uključena u fotosintezu) između kojih je intermembranski prostor • unutrašnjosti je stroma (matriks) koja sadrži genom i u njoj se odvija Calvin ciklus • tilakoidna membrana - transport elektrona, a čine ga tilakoidne grane (diskovi) s lumenom (transport protona)

  28. FOTOSINTEZA • I svjetlo: tilakoidi - ATP, NADPH, O2 (H2O) (aktivacija pigmenata - sunč. E - elektroni - mol. akceptori) ciklične reakcije ADP, ATP neciklične reakcije • II tama : stroma - Calvinov ciklus (pohranjen ATP) • drugi plastidi - nastaju iz proplastida mogu prelaziti iz jednog oblika u drugi - formiranje • KROMOPLASTI • LEUKOPLASTI • AMILOPLASTI

  29. FOTOSINTETSKI AKTIVNI KROMATOFORI • najčešće u listovima • otapa se (u alkoholu, acetonu i benzolu) • apsorbira u crvenom i modrom dijelu spektra • - KLOROPLAST klorofil • - FEOPLASTI klorofil + fukoksantin • - RODOPLASTI klorofil + fikoeritrin + fikocijan • klorofil a C34H33O3N4MgCOOC20H39 (modrozeleni) • klorofil b C34H31O4N4MgCOOC20H39 (žutozeleni) • klorofil c (smeđe alge, dinoflagelate i dijatomeje) • klorofil d (crvene alge)

  30. FOTOSINTETSKI NEAKTIVNI KROMATOFORI • KROMOPLASTI - najčešći u plodovima i cvjetovima • (mrkva, naranča, limun, rajčica, žabnjak, mak) • - mogu nastati iz kloroplasta • - nose karotinoidne boje (70 različitih) • - KAROTEN -  i  karoten - mrkva • - likopen - rajčica • - KSANTOFIL srodnici fukoksantinu • - lutein • - zeksantin • - kemizam karotinoidnih boja • IZOPREN (C5H8) - TERPEN (C10H16) - TETRATERPEN • C40H56 C40H54(OH)2 • karoten ksantofil • - lipofilne boje topive u mastima • - apsorpcija u modrom i violentnom dijelu spektra

  31. FOTOSINTETSKI NEAKTIVNI LEUKOPLASTI • bezbojni plastidi - nema asimilacije • dolaze kod: - heterotrofnih saprofita • - u panaširanim listovima • (bijela boja posljedica loma svjetla) • - u bezbojnim organima • (u podzemnim dijelovima stabljike ili korijena) • mogu prelaziti kloroplaste (gomolj krumpira ili u epidermi zakržljali kloroplasti) • u njima nastaje i taloži se škrob

  32. ŠKROB • nastaje u stromi kloroplasta (leukoplasta) a dokazuje se otopinom J-K-J (Lugolova otopina) • polisaharid je α - glukoze, a dolazi u listu, stabljici (nadzemnoj i podzemnoj) i korijen • šećeri u biljci nastaju nakon asimilacije CO2 s tim da su sunčevu energiju pretvorili u kemijsku veze • β - glukoza i α - glukoza su dva stereoizomera a razlikuju se po položaju OH skupina na 1 i 4 C atomu • zbog pohranjene kem. energije to je energetski vrlo bogat spoj

  33. ŠKROB • sinteza škroba procesom POLIMERIZACIJA • n C6H12O6 n H2O + (C6H10O5) n glukoza škrob • AMILOZA forma lančastog škroba s glikozidnim vezom 1 i 4 C atoma glukoze s J-KJ daju modru boju • AMILOPEKTIN forma razgranjenog škroba s dvije vrste glikozidnog veza 1 i 4 te 1 i 6 C s J-KJ daje violetnu boju škrobno ljepilo

  34. ŠKROB • ASIMILACIJSKI ŠKROB (primarni) • - nastaje u kloroplastima još u toku asimilacije • REZERVNI ŠKROB (pričuvni) • - nakuplja se u leukoplastima kao rezervna hrana • - nastaje na sljedeći način: • 1. glukoza • 2. polimerizacija u asimilacijski škrob (mali listići škrobnih • zrnaca) • 3. hidroliza (noću provodni putevi za asimilate slobodni) • 4. ponovna polimerizacija u leukoplastima (znatno veća zrnca • od asimilacijskog) • - različite veličine • - različiti oblici karakteristični za pojedine vrste • - različiti oblici unutar jedne vrste • (pojedinačna, polusastavljena i sastavljena) • - slojanja posljedica pakovanja škrobnih zrnaca radijalno u • odnosu na početak slojanja SFEROKRISTAL (DVOLOM)

  35. HIDROLIZA (razgradnja škroba) • C6H10O5n + H2O n C6H12O6 • postrane ogranke amilopektina razlaže R-ferment • veće dijelove škroba do 10 jedinica (dekstrina) kida • DIJASTAZA α - amilaza - cijepa svaku desetu vezu β - amilaza - cijepa svaku drugu vezu • maltaza otkida maltozu (disaharid) do krajnjeg produkta GLUKOZE

  36. STANIČNA STIJENKA • gole st. kod biljaka su rijetke (spolne st.) • gotovo sve st. biljaka imaju st. stijenku • sve tvari st. stijenke su nežive osim plazmodezmija koji predstavljaju živi protoplast u st. stijenci

  37. KEMIJSKA GRAĐA • uglavnom građena iz celuloze • celuloza – polisaharid β– glukoze • (C6H10O5)n n = 500 - 3000 • to su nerazgranjene niti • razgradnja uz pomoć fermenata • celulaza - celulozu u celobiozu (disaharid) • celobiaza - celobiozu u β- glukozu (2) • teško se otapa, ali se otapa u H2SO4 • otapalo specifično za celulozu SCHWEIZEROV reagens (otopina Cu hidroksida) • boji se jodom modro, ako se predhodno otopi NH3 s H2SO4 • pored celuloze u stijenkama dolaze: • a) PEKTIN • b) HEMICELULOZA • c) HITIN

  38. PEKTIN • obično izgrađuje središnju lamelu (time su povezane susjedne st.) • može se oksidirati (i tako odstrani) pa dolazi do odvajanja st. (maceracije) • polimer je galakturonske kiseline • PEKTINATI su soli koje prave divovske protopektinske lamele u koje se mogu ulagati i metali (Ca2+, Mg2+) pa prelaze u oblik soli (kalcijev pektinat ili magnezijev) • dokazuje se rutenijskim crvenilom

  39. HEMICELULOZA I HITIN • HEMICELULOZA • "rezervna celuloza" (u stijenkama sjemenki datulje, strihninovca) - koristi je kod klijanja • sastoji se od heksoza ili pentoza (HEKSOZANI- glukani, galaktani i manani, fruktani ILI PENTOZANI - ksilani) • koji se J-K-J modro bez H2SO4 (sličnost s škrobom) • HITIN • izgrađuje stijenke gljiva • polimer acetilglukozamina • gljive (heterotrofi) imaju dosta N pa je ušao u sastav stijenke

  40. GRAĐA STIJENKE • nitaste, nerazgranjene celulozne molekule (po 100) udružene su u MICELE. Između su intermicelarni prostori (ispunjeni H2O ili drugim tvarima) • celulozne niti nisu vezane samo za jedan micel nego prelaze iz jednog u drugi i tako čine kontinuiranost micelarnog sistema. • po 20-tak micela udruženo je u MIKROFIBRILE. I mikrofibrili imaju međuprostore ispunjene H2O ili nekom drugom tvari. • ova kristalinična građa stijenke dokazana je ogibom rentgenskih zraka, svjetljenjem u unakriženim polarizacijskim prizmama i uz pomoć elektronskog mikroskopa • orjentacija micela i mikrofibrila može u jednoj stanici biti različita, ali je ta orjentacija uvijek u plohama • Forme rasporeda su: • VLAKNASTA - miceli paralelni s glavnom osi • PRSTENASTA - miceli tangencijalni u odnosu na glavnu os • SPIRALNA - miceli su koso postavljeni u odnosu na glavnu os

  41. FORMIRANJE STIJENKE • 1. SREDIŠNJA LAMELA – pektinska • 2. PRIMARNA STIJENKA - pektin + celuloza • (1 + 2 - sastavljena središnja lamela) • 3. SEKUNDARNA STIJENKA - više prislonjenih apozicijskih slojeva sastavljena iz prijelaznog i centralnog sloja

  42. KEMIJSKE PROMJENE U CELULOZNOJ STIJENCI • u toku života stijenka može doživjeti promjene: • a) LIGNIZIRANJE • b) SUBERINIZIRANJE • c) KUTINIZIRANJE • d) MINERALIZIRANJE

  43. LIGNIZIRANJE • lignin se umeće među celulozne čestice i prati ih - INKRUSTA (armirani beton) • lignin je polimerizirani produkt FENILPROPANSKOG DERIVATA - u razgranjenom obliku (celuloza u jednom smjeru) • usporedba s armiranim betonom (celuloza - željezo, lignin - beton) • mjenjaju se svojstva stijenke od elastične u čvrste (odrvenjele) • svojstva ligniziranja (odrvljavanja) imaju samo više biljke od papratnjača • drvene biljke koriste se za dobivanje papira tako da se stijenke otope u JAVELLEOVOM lužini, kuha pod pritiskom u otopini Ca - hidrogensulfita • dokazuje se smjesom alkohol + floroglucin + konc. HCl kao i safraninom kada lignin pocrveni

  44. SUBERINIZIRANJE • dolazi u PLUTU (kožno tkivo) koje štiti starije dijelove biljke od isušenja (ne propušta vodu) • suberin je polimer masnih kis. pa je to masna tvar koja se dokazuje sudanom III - crveno se boji • zaštićuje st. (ne propušta vodu), te stanice ugibaju • razlikuje se od lignina jer on nije inkrusta već suberin čini zasebne membranske lamele

More Related