Różnorodność roślin
Nasiona, owoce i sposoby rozsiewania
Rozmnażanie i regulacja rozwoju roślin
W przemianie pokoleń haploidalny gametofit wytwarza gamety mitotycznie, a diploidalny sporofit — zarodniki mejotycznie. W ewolucji roślin lądowych rośnie dominacja i samodzielność sporofitu, a gametofit ulega redukcji.
U okrytonasiennych pyłek przenosi gametofit męski. Podwójne zapłodnienie daje zygotę 2n oraz bielmo zwykle 3n; zalążek przekształca się w nasienie, a zalążnia najczęściej w owoc.
Auksyny regulują wydłużanie komórek i dominację wierzchołkową, a etylen m.in. dojrzewanie owoców i opadanie organów. Tropizm jest kierunkową reakcją wzrostową zależną od kierunku bodźca, a nastia nie zależy od jego kierunku.
- Mszaki mają dominujący gametofit; u roślin naczyniowych dominuje sporofit.
- Łagiewka pyłkowa uniezależnia zapłodnienie roślin nasiennych od wody środowiskowej.
- Liścienie mogą magazynować lub przekazywać substancje odżywcze siewce.
- Nierównomierny rozkład auksyn może powodować wygięcie organu.
Schemat: Rozmnażanie i regulacja rozwoju roślin
Kolejne etapy procesu wraz z kierunkiem zmian.
Podstawa programowa: IX.5.5
Aparat ruchu, skurcz mięśnia i skóra
Kości stanowią dźwignie, stawy punkty ruchu, a mięśnie generują siłę. Mięśnie antagonistyczne działają przeciwstawnie, ponieważ włókno mięśniowe aktywnie się skraca, ale nie potrafi aktywnie się wydłużać.
W sarkomerze filamenty aktynowe przesuwają się względem miozynowych. Ca²⁺ wiąże troponinę, odsłania miejsca na aktynie, a głowy miozyny wykonują cykl mostków poprzecznych wykorzystujący ATP.
Skóra tworzy barierę, odbiera bodźce i uczestniczy w termoregulacji. Rozszerzenie naczyń i pocenie zwiększają oddawanie ciepła, a zwężenie naczyń ogranicza straty.
- Podczas skurczu długość filamentów nie zmienia się — skraca się sarkomer.
- ATP jest potrzebne do odłączenia głowy miozyny od aktyny.
- Ścięgno łączy mięsień z kością, więzadło stabilizuje połączenie kości.
- UVB umożliwia syntezę witaminy D, ale nadmiar uszkadza DNA.
Schemat: Aparat ruchu, skurcz mięśnia i skóra
Kolejne etapy procesu wraz z kierunkiem zmian.
Podstawa programowa: IX.5.5
Ekologia populacji, ekosystemów i ochrona różnorodności
Siedlisko oznacza miejsce życia, a nisza obejmuje wymagania, tolerancję, zasoby i rolę gatunku. Zakres tolerancji ma minimum, maksimum i optimum; czynnik najbliższy granicy może ograniczać występowanie.
Dynamika populacji zależy od rozrodczości, śmiertelności, imigracji i emigracji. Wzrost logistyczny zwalnia przy zbliżaniu do pojemności środowiska z powodu konkurencji i ograniczenia zasobów.
Energia przepływa przez poziomy troficzne i jest tracona jako ciepło, natomiast pierwiastki krążą. Produkcja pierwotna stanowi podstawę sieci pokarmowej, a zmiana liczebności jednego gatunku może wywołać kaskadę troficzną.
Ochrona in situ zachowuje gatunki w naturalnym środowisku i chroni interakcje, a ex situ obejmuje np. banki genów i hodowle zachowawcze.
- Konkurencja wewnątrzgatunkowa zwykle nasila się ze wzrostem zagęszczenia.
- Sukcesja pierwotna zaczyna się bez gleby, wtórna po zaburzeniu z zachowaną glebą.
- Bioindykator reaguje w przewidywalny sposób na warunki środowiska.
- Różnorodność obejmuje poziom genetyczny, gatunkowy i ekosystemowy.
Schemat: Ekologia populacji, ekosystemów i ochrona różnorodności
Zależność między zmiennymi i jej interpretacja.
Podstawa programowa: IX.5.5
Najczęstsze błędy
„Zarodniki i gamety powstają zawsze w mejozie”
Poprawnie: Zarodniki powstają mejotycznie u sporofitu, a gamety mitotycznie u haploidalnego gametofitu.
„Owoc powstaje z zalążka”
Poprawnie: Z zalążka powstaje nasienie, natomiast owoc najczęściej rozwija się ze ściany zalążni.
„Filamenty aktyny i miozyny skracają się”
Poprawnie: Filamenty zachowują długość i przesuwają się względem siebie, skracając sarkomer.
„ATP jest potrzebne tylko do wykonania ruchu głowy miozyny”
Poprawnie: Jest również niezbędne do odłączenia miozyny od aktyny i pompowania Ca²⁺ do siateczki.
Zadania z odpowiedziami
1. Fototropizm pędu
Wyjaśnij wygięcie pędu w stronę jednostronnego światła.
- 1.Wskaż redystrybucję auksyny.
- 2.Porównaj tempo wydłużania komórek obu stron.
- 3.Połącz nierówny wzrost z kierunkiem wygięcia.
Odpowiedź
Auksyna gromadzi się po stronie zacienionej i zwiększa tam wydłużanie komórek. Szybszy wzrost tej strony powoduje wygięcie pędu ku światłu.
2. Stężenie Ca²⁺ a skurcz
Wyjaśnij, dlaczego usunięcie Ca²⁺ z cytoplazmy prowadzi do rozkurczu.
- 1.Wskaż troponinę i tropomiozynę.
- 2.Określ dostępność miejsc wiązania miozyny.
- 3.Połącz z zanikiem mostków poprzecznych.
Odpowiedź
Po spadku Ca²⁺ troponina wraca do stanu wyjściowego, tropomiozyna zasłania miejsca aktyny i nowe mostki aktyna–miozyna nie powstają, więc włókno się rozkurcza.
3. Kaskada troficzna
Przewidź wpływ spadku liczebności drapieżnika na roślinożerców i rośliny.
- 1.Wskaż bezpośrednią relację drapieżnik–ofiara.
- 2.Przewidź zmianę presji roślinożerców.
- 3.Zapisz pośredni skutek dla biomasy roślin.
Odpowiedź
Mniejsza presja drapieżnicza może zwiększyć liczebność roślinożerców, co nasila zgryzanie i obniża biomasę roślin — jest to kaskada odgórna.
Podsumowanie
- Mszaki mają dominujący gametofit; u roślin naczyniowych dominuje sporofit.
- Łagiewka pyłkowa uniezależnia zapłodnienie roślin nasiennych od wody środowiskowej.
- W przemianie pokoleń haploidalny gametofit wytwarza gamety mitotycznie, a diploidalny sporofit — zarodniki mejotycznie. W ewolucji roślin lądowych rośnie dominacja i samodzielność sporofitu, a gametofit ulega redukcji.
- Podczas skurczu długość filamentów nie zmienia się — skraca się sarkomer.
- ATP jest potrzebne do odłączenia głowy miozyny od aktyny.
- Kości stanowią dźwignie, stawy punkty ruchu, a mięśnie generują siłę. Mięśnie antagonistyczne działają przeciwstawnie, ponieważ włókno mięśniowe aktywnie się skraca, ale nie potrafi aktywnie się wydłużać.
- Konkurencja wewnątrzgatunkowa zwykle nasila się ze wzrostem zagęszczenia.
Słownik pojęć
- Gametofit
- Haploidalne pokolenie wytwarzające gamety.
- Sporofit
- Diploidalne pokolenie wytwarzające zarodniki w mejozie.
- Tropizm
- Kierunkowa reakcja wzrostowa na bodziec.
- Sarkomer
- Podstawowa jednostka kurczliwa miofibryli.
- Antagonizm mięśni
- Przeciwstawne działanie par mięśni wykonujących ruch w obu kierunkach.
- Termoregulacja
- Utrzymywanie temperatury ciała w zakresie funkcjonalnym.
- Nisza ekologiczna
- Zespół wymagań, zasobów i relacji określających funkcjonowanie gatunku.
- Pojemność środowiska
- Maksymalna trwała liczebność populacji możliwa przy danych zasobach.