Download
op a botanika i n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
OPĆA BOTANIKA I PowerPoint Presentation
Download Presentation
OPĆA BOTANIKA I

OPĆA BOTANIKA I

813 Views Download Presentation
Download Presentation

OPĆA BOTANIKA I

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 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