6. HÉT: A NÖVÉNYEK SZÖVETEI ÉS ÖNFENNTARTÓ MŰKÖDÉSEI

(Biológia III. 64-67., 77-79., 87-90., 101-105., 122. oldal)

I. KULCSFOGALMAK

1. Szövet

Magyarázat:
Fontos kiemelni azt, hogy a szöveteket alkotó sejtek egy bizonyos funkcióra specializálódnak (pl. a szállítószövet sejtjei az anyagszállításra). A tankönyvben fellelhető definíció ("a hasonló felépítésű és működésű sejtek összessége") - amely tehát nem hangsúlyozza a differenciáltságot -, akár egy teleptestű növényre is igaz lehetne!

Az elsődleges növényi szöveteket az alábbi táblázat segítségével tekinthetjük át:

* kollenchima (sarkos vastagodású sejtfalakkal):

**szklerenchima (egyenletesen vastagodott sejtfalakkal):

2. Gyökérnyomás

Magyarázat:

A gyökér vízfelszívó képessége túlnyomórészt abból a szívóhatásból ered, amelyet a levelek párologtatása okoz. Ennek mechanizmusa az, hogy a vízvesztés miatt töményedő levélsejtek ozmózissal vizet szívnak el szomszédaiktól, s ez a folyamat egészen a gyökérsejtekig lehúzódik. A gyökér sejtjei viszont már csak a talajból tudják a vizet pótolni.

Ugyanakkor a gyökér úgy is képes vizet felvenni, ha a lombozatot teljesen eltávolítjuk, vagy amikor az még ki sem fejlődött (pl. emiatt "könnyeznek" a tavasszal frissen metszett szőlőtőkék is). Ezt a jelenséget a gyökérnyomás okozza.

A gyökérnyomás nem túl erős nyomás, értéke alig haladja meg a légnyomásét. Megakadályozása például úgy lehetséges, ha a gyökérsejtek ATP-termelését bénítjuk (pl. KCN-oldatba helyezéssel, a cianidionok ugyanis gátolják a terminális oxidációt), vagy ha egyszerűen ionmentes közegbe helyezzük a gyökeret. Ezek a tapasztalatok azt valószínűsítik, hogy a gyökér ATP felhasználásával (azaz aktív transzporttal) képes ionokat pumpálni a sejtjeibe és az így megnövelt ozmotikus koncentráció eredményezi a víz ozmózisos beáramlását.

A gyökérnyomás elsősorban a csíranövények számára fontos, amíg nincsenek saját leveleik, de valószínűleg a kifejlett növények éjszakai vízfelszívásában is szerepet játszik, hiszen ilyenkor a levelek párologtatása jóval kisebb fokú.

3. A légzési hányados

Magyarázat:
A légzési hányados értékét nagymértékben befolyásolja az, hogy anyagcseréjében milyen vegyületeket oxidál az élőlény. Szénhidrátok lebontása esetén a légzési hányados elméleti értéke = 1, hiszen

pl.: C₆H12O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O, tehát 6CO₂/6O₂ = 1.

Zsírok, olajok oxidációja viszont 1-nél kisebb légzési hányadost eredményez:

pl.: C₁₇H₃₅COOH + 26O₂ = 18CO₂ + 18 H₂O, tehát 18CO₂/26O₂ < 1.

Tehát a tankönyv azon megállapítása, hogy "...a légzési hányados értéke ... valamivel 1 alatt megállapodik." (89. oldal) úgy értelmezhető, ha tudjuk: a kifejlett növény energianyerése zömmel szénhidrátok lebontásából ered, de kis mértékben neutrális zsírok oxidációja is történik, ezért a légzési hányados "eredő" értéke valamivel kisebb lesz, mint 1.

II. KIEGÉSZÍTÉSEK

A másodlagos szövetek

A másodlagos szövetek a már kialakult (állandósult) szövetekből a sejtek újraosztódásával (ún. dedifferenciálódással) keletkeznek.

• Másodlagos osztódószövet például a parakambium, amely az idősödő ágak, törzsek felületén fejleszt másodlagos bőrszövetet (ld. a következő bekezdésben), de másodlagos osztódószövet a vastagodó kétszikű szárakban a szállítónyalábok között kialakuló (az alábbi képen látható) ún. nyalábok közötti (interfascicularis) kambium is:
  
  
• Másodlagos bőrszövet pl. olyankor alakul ki, amikor a vastagodó szár bőrszövete felszakadozik. Ekkor az alatta fekvő alapszövet legkülső sejtsora osztódószövetté differenciálódik (ez lesz a parakambium), amely kifelé elpárásodó védőszövetet, befelé pedig paraalapszövetet képez. Ez a hármas réteg együtt a periderma, köznapi elnevezéssel a fakéreg. A parafa a paratölgy peridermájának lehántott és préselt változata.
  
  
• A másodlagos fa és háncs a kétszikű fásszárúakban jön létre a nyalábok közötti kambiumból kialakuló kambiumgyűrű működése következtében. Ez a másodlagos osztódószövet befelé fagyűrűket (illetve voltaképpen fahengereket), kifelé pedig háncsgyűrűket képez. Az egymásra rakódó fa- és háncsgyűrűk képezik a fa- és háncstestet. A háncstestnek mindig csak az utolsó évi gyűrűje működő, a korábbiak összenyomódnak, elhalnak. A fagyűrűk ezzel szemben a fa élete végéig megmaradnak (noha a belsők általában már nem működnek), jól láthatók és így belőlük a fa életkora is meghatározható. Tavasszal, amikor a növény vízigénye nagyobb, tágabb üregű (ezáltal világosabb gyűrűt adó) vízszállítócsövek, nyár vége felé pedig szűkebb keresztmetszetű (így sötétebb) csövek képződnek. Ezek egymástól jól elkülönülnek, könnyedén megszámlálhatók.

Vízszállítás a növényekben

A tankönyv 76. és 104. ábrája azt sugallja, mintha a gyökérszőrökön át felszívott víz sejtről sejtre szállítódna egészen a vízszállítócsövekig. A valóságban azonban a víz mozgása elsősorban a sejtfalak mikrokapillárisaiban (mikroszkópikus réseiben) történik, tehát lényegében a sejtek között. (Ezt a szállítási útvonalat nevezzük apoplazmás útnak.)

A sejteken keresztül történő mozgás (az ún. szimplazmás) út jóval nagyobb ellenállású, ezért a vízmozgás szempontjából alárendelt jelentőségű. A szimplazmás mozgás egyébként a sejteket egymással összekötő vékony plazmahidakon át történik, ezt a tankönyvi ábra nem mutatja.

A gázcserenyílások fotoaktivitása

Nagyon lényeges momentum, hogy a gázcserenyílás zárósejtjei - a többi bőrszöveti sejttel ellentétben - zöld színtesteket tartalmaznak. Ennek köszönhető, hogy a zárósejtek nem csak a növény víztelítettségére reagálnak, hanem fotoaktívak is (fény hatására a légrések kinyílnak, sötétben a zömük bezárul). A folyamat hátterében az áll, hogy a zárósejtek kloroplasztiszaiban a redukciós (Calvin) ciklus nem működik. Így a fotoszintézis fényszakaszában képződő ATP és NADPH más célra használódik el: az ATP-vel a növény egy K⁺ - H⁺ pumpát működtet, amely a zárósejtekben K⁺-ionokat halmoz fel. Ez a sejt ozmotikus szívóerejét megnöveli, víz áramlik be, s ezért a légrés az ismert okok miatt kinyílik.

Az elveszített H⁺-ionok pótlása és a NADPH "hidrogénmentesítése" pedig úgy történik, hogy az alapszöveti sejtekben előállított glükózt a zárósejt felveszi, és a glikolízisben foszfoenol-piroszőlősavig (PEP) bontja le, majd ebből a citromsavciklusban is előforduló oxálecetsav, végül almasav képződik (ugyanolyan reakcióban, mint amelyet a C4-es növényekkel kapcsolatban már említettünk, ld.a 2. hét anyagában!).

Végül egészen pontosan a sejtben felhalmozott K⁺- ionok almasavval képzett sója (a kálium-malát) lesz az, ami a vizet ozmotikusan beáramlásra készteti.
Sötétben a K⁺ és a malátion a zárósejtből kivándorol, a citoplazma ozmotikus szívóereje ezáltal csökken, a víz kiáramlik, a légrés zárul.

III. FELADATOK

I. NÖVÉNYÉLETTANI SZÁMÍTÁSOK (7 pont)

Egy 50 m magas pálma törzsében kb. 20 millió vízszállító cső található. Ezek átlagos átmérője 10^-5 m, keresztmetszetük körnek vehető.
Hány liter víz fér el ezekben a csövekben?
Mekkora a víz átlagos áramlási sebessége a vízszállítócsövek belsejében cm/perc-ben, ha tudjuk, hogy a fa óránként 12 liter vizet párologtat?

II. NÖVÉNYI SZÖVETEK ÉS SZERVEK (15 pont)

1. ábra	2. ábra

1. Mi látható az 1. ábrán? (Egyszerű választás)

1. Kétszikű szár keresztmetszete.
   
2. Egyszikű szár keresztmetszete.
   
3. Levéllemez keresztmetszet.
   
4. Fás szár keresztmetszete.
   
5. Gyökér keresztmetszete.
   

2. Mi látható a 2. ábrán? (Az 1. kérdésnél megadottakból válassza ki a helyes betűt!)

3. Nevezze meg az ábrák részeit (A,B,C,D,E,F,G,H,I)!

A továbbiakban a megfelelő képlet(ek) betűjelével vagy "egyik sem" megjelöléssel válaszoljon, ügyelve arra, hogy hibás betű megadásáért pontlevonás jár!

4. Melyik képlet szolgál víz és ásványi sók szállítására?

5. Melyik képlet tartalmaz zöld színtesteket?

6. Melyik betű jelöl alapszövetet?

7. Melyik betű jelöl osztódószövetet?

III. A LÉGZÉSI HÁNYADOS (8 pont)

A következő grafikon egy borsónövény csírázása közben mért légzési gázok mennyiségét mutatja:

Mennyiségi összehasonlítás

1. Melyik IGAZ az ábra alapján?
   
   A. A légzési hányados értéke 36 óra múlva.
   B. A légzési hányados értéke 48 óra múlva.
   
   
2. Mikor történt - az ábra szerint - a maghéj felrepedése? (Egyszerű választás)
   
   A. Kb. 12 óra múlva.
   B. Kb. 30 óra múlva.
   C. Kb. 45 óra múlva.
   D. Több, mint 48 óra múlva.
   E. Nem lehet megállapítani.
   
   
3. Mikor lesz a légzési hányados értéke éppen 1? (Az előző feladatban szereplő betűjelek közül válasszon!)
   
   A továbbiakban a kérdések a 12. órában fennálló szituációra vonatkoznak.
   
   
4. Mi a magyarázata az ekkor fennálló helyzetnek?
   
   
5. Főként milyen anyagcserefolyamattal nyer ilyenkor energiát a mag?
   
   
6. Milyen anyagokat használ ilyenkor a mag az anyagcseréjéhez?
   
   
7. Milyen anyagcseretípusú ilyenkor a mag? (Egyszerű választás)
   
   A. autotróf
   B. heterotróf
   C. kemoszintetizáló
   D. fotoszintetizáló
   E. mixotróf
   
   
8. Hány sziklevéllel csírázik ez a növény?

IV. AZ AUXIN HATÁSÁNAK VIZSGÁLATA (8 pont)

A következő grafikon az auxin eloszlását ábrázolja egy zab csíranövényben:

1. Hol termelődik a növényben az auxin?
   
   
2. Kb. hány mm hosszú a növény hajtásrésze?
   
   
   
3. Melyik IGAZ az ábra alapján? (Mennyiségi összehasonlítás)
   
   A. A megnyúlásos növekedés intenzitása a csúcstól 5 mm-re.
   B. A megnyúlásos növekedés intenzitása a csúcstól 13 mm-re.
   
   
4. Mi történik, ha a növény csúcsára egy vékony fémfóliát helyezünk, és jobb oldalról megvilágítjuk? Miért?
   
   
5. Melyik hormonnal lehetne gátolni a növény növekedését? (Többszörös választás)
   
   1. gibberellin
   2. abszcizinsav
   3. indol-ecetsav
   4. etilén
   
   
6. Hol folyik intenzívebb növekedés: a csúcstól 5 mm-re vagy 39 mm-re? (Egyszerű választás)
   
   A. 5 mm-re.
   B. 39 mm-re.
   C. Egyforma intenzitású.
   D. Nem lehet egyértelműen megmondani.
   E. Nem folyik növekedés egyik helyen sem.
   
   
7. Magyarázza meg a 6. kérdésnél tett választását!

- megoldások -

- vissza a tematikához -