Transcript taimed
Taimeriiki (Plantae) kuuluvad eukarüootsed, liikumatud, hulkraksed, fotosünteesivõimelised organis-
mid, mis on kohastunud eluks maismaal (s.t. maismaataimed).
© Sellin
1
Aster subintegerrimus
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 Päikeselt saadavat valgusenergiat.
Taimedele on iseloomulik eelkõige suguline paljunemine, haploidsete (gametofaas) ja
diploidsete (sporofaas) põlvkondade vaheldumisega.
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
2
TAIMED - RIIK EUKARÜOOTIDE DOMEENIS
BAKTERID
(Bacteria)
© Sellin
ARHEAD
(Archaea)
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
EUKARÜOODID
(Eukarya)
3
TAIMED
290000
PUTUKAD
1000000
TAIMEDE LIIGIRIKKUS
VETIKAD
27000
ALGLOOMAD
30000
SEENED
70000
PROKARÜOODID
5300
MUUD LOOMAD
280000
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
VIIRUSED 1550
4
TAIMEDE PÕLVNEMINE
Tänapäeva
rohevetikad
Lehtsammaltaimed
Pärisraigastaimed
Keerdlehiktaimed
Okaspuutaimed
Katteseemnetaimed
ca 450-500 milj. a. tagasi
Mineviku
© Sellin
rohevetikad
(Charophyceae)
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
5
TAIMEDE JA VETIKATE ERINEVUSED
VETIKAS
keha moodustab diferentseerumata tallus
TAIM
keha on jagunenud organiteks
LEHT
fotosünteesib
Ümbritsev vesi toestab vetikat
KUTIIKULA
piirab veekadusid
ÕHULÕHED
võimaldavad gaasivahetust
KOGU TALLUS
fotosünteesib, absorbeerib vett, hapnikku
ja mineraalaineid
veest
VARS
toestab taime
(võib fotosünteesida)
KINNITUSPLAAT
kinnitab vetika veekogu põhja
© Sellin
JUUR
kinnitab taime mulda, absorbeerib
mullast vett ja mineraalaineid
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
6
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.
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
7
TAIMERIIGI JAOTUS
xxx - hõimkondade rühm
zzz - hõimkond
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
8
TAIMELIIKIDE ARV EESTIS
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)
KÕIK KOKKU
© Sellin
1978 liiki
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
xxx - hõimkondade rühm
zzz - hõimkond
9
TAIMEDE SUURESKAALALINE LIIGIRIKKUS
SOONTAIMEDE LIIKIDE ARV 10000 km2 KOHTA
<100
100-200
200-500
500-1000
© Sellin
1000-1500
1500-2000
2000-3000
3000-4000
4000-5000
>5000
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
10
SPOROFAASI JA GAMETOFAASI VAHELDUMINE
Sporofüüt
(hulkrakne, 2n)
Sügoot (2n)
VILJASTAMINE
MMM
MEIOOS
Gameedid (1n)
Haploidsed
spoorid (1n)
Gametofüüt
(hulkrakne, 1n)
gametofaas (1n)
© Sellin
sporofaas (2n)
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
11
SPOROFAASI JA GAMETOFAASI VAHEKORD
sporofüüt (2n)
gametofüüt (1n)
sporofüüt (2n)
sporofüüt (2n)
gametofüüt (1n)
gametofüüt (1n)
SAMMALTAIMED
iseseisvusetu sporofüüt
gametofüüdi peal
© Sellin
SÕNAJALGTAIMED
suur sporofüüt ja väike,
iseseisev gametofüüt
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
SEEMNETAIMED
redutseerunud, iseseisvusetu
gametofüüt sporofüüdi peal
12
GAMETOFAASI JA SPOROFAASI VAHEKORRA MUUTUMINE EVOLUTSIOONIS
DIPLOIDNE (2n)
Gametofaas
Sporofaas
HAPLOIDNE (1n)
Niitrohevetikas
Sammal
Raagraigas Sõnajalg
Okaspuu
Õistaim
EVOLUTSIOON
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
13
TALLOFÜÜDID
Rakis e. tallus - primitiivsematel taimedel esinev vähediferentseerunud hulkrakne taimekeha.
Rakistaimed e. tallofüüdid - taimed, mille keha esineb rakisena (maksasammaltaimed, Hepatophyta; kõdersammaltaimed, Anthocerophyta). Lehetaolisi talluseosi nimet. fülloidideks,
varretaolisi - kauloidideks ja juuretaolisi kinnitusvahendeid - risoidideks.
h. pellia (Pellia epiphylla)
© Sellin
14
KORMOFÜÜDID e. TÜVENDTAIMED ladvapung
epiderm
õis
kõrgemad taimed, mille rakud on diferentseerunud
kudedeks ja mille keha on liigendatud erineva ülesandega organiteks (sõnajalgtaimed, paljasseemnetaimed, katteseemnetaimed).
külgpung
sõlm
sõlmevahe
sõlm
leht
juhtkoed
seeme
põhikude
juurekael
peajuur
külgjuur
JUURESTIK VÕSUSTIK
vili
juurekarv
juuretipp
Vegetatiivsed organid:
juur
vars
leht
Generatiivsed e. paljunemisorganid:
õied
viljad
anteriidid ja arhegoonid (sammal- ja
sõnajalgtaimed)
käbid (paljasseemnetaimed)
15
karusammal (Polytrichym sp.)
leptoidid
parenhüüm
VARRE KESKOSA RISTLÕIK
hüdroidid
© Sellin
eoskupar
tanu
harjas
GAMETOFÜÜT
SPOROFÜÜT
LEHTSAMBLAD - moodustavad ehituslikult tallofüütide ja kormofüütide vahepealse rühma:
eristunud vars ja primitiivsed lehed (mikrofüllid), risoidid on mitmerakulised
esinevad õhulõhed
primitiivsed juhtkoed (hüdroidid, leptoidid)
eos
risoid
eelniit
16
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 üksusteks - koesüsteemideks - vastavalt nende pidevusele läbi kogu taimekeha.
kattekudede süsteem (epiderm, epibleem, periderm)
põhikudede süsteem (parenhüüm, kollenhüüm, sklerenhüüm)
juhtkudede süsteem (ksüleem, floeem)
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
17
PÜSIKOED TEKIVAD ALGKUDEDEST
varre
apikaalne
meristeem
apikaalsed m.
protoderm
põhimeristeem
prokambium
juure
apikaalne
meristeem
© Sellin
primaarsed koed
lateraalsed m.
sekundaarsed koed
epiderm
säsi
esikoor
esipuit
korgikambium
kimbukambium
esiniin
protoderm
epibleem
põhimeristeem
esikoor
prokambium
steeli
koed
peritsükkel
esipuit
korgikambium
kimbukambium
esiniin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
felleem
felloderm
teispuit
teisniin
felleem
felloderm
teispuit
teisniin
18
PÜSIKUDEDE LIIGITUS
KATTEKOED
VÄLIMISED:
epiderm
hüpoderm
epibleem
eksoderm
juurenahk
periderm
SISEMISED:
endoderm
epiteel
PÕHIKOED
PÕHIKOED
assimilatsiooniparenhüüm
- mesofüll
säilitusparenhüüm
- veesäilituskude
aerenhüüm
TUGIKOED
JUHTKOED
JUHTKOED
ERITUSKOED
KOLLENHÜÜM
nurkkollenhüüm
plaatkollenhüüm
kobekollenhüüm
KSÜLEEM
trahheiidid
- rõngastrahheiid
- spiraaltrahheiid
- astmiktrahheiid
- poortrahheiid
trahheed
- rõngastrahhee
- spiraaltrahhee
- võrktrahhee
- astmiktrahhee
- poortrahhee
epiteem
soolanääre
sekreedi- ja
ekskreedimahutid
epiteel
nektaarium
SKLERENHÜÜM
niinekiud
puidukiud
kivisrakud
FLOEEM
sõeltorud
saaterakud
IMIKOED
epibleem
PIIMASOONED
lülilised p.
lülitud p.
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
19
TAIMEKUDEDE TÜÜPE
EPIDERM
õhulõhe
PARENHÜÜM
PARENHÜÜM
SKLERENHÜÜM
trihhoom
kivisrakk
KOLLENHÜÜM
niinekiud
trahhee
sõeltoru
trahheiid
saaterakk
FLOEEM
KSÜLEEM
TAIMERAKU PÕHILISED KOMPONENDID
VAKUOOL
PROTOPLAST
TSÜTOPLASMA
PÕHIPLASMA
RAKUKEST
TAIMERAKK
© Sellin
MEMBRAANID
ORGANELLID
! plasmalemm
! tonoplast
! tsütoplasmavõrgustik
! Golgi
kompleks
!
!
!
!
!
!
plastiidid
mitokonder
ribosoom
lüsosoom
peroksisoom
vibur
RAKUTUUM
MITTEMEMBRAANSED
STRUKTUURID
! tsütoskelett
! õlikehake
! kristallid
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
!
!
!
!
tuumakate
nukleoplasma
kromatiinaine
tuumake
21
TAIMERAKU OLULISEMAD ISEÄRASUSED
(1) Tselluloosne rakukest - taimerakke ümbritseb tugev tselluloosne kest, mida läbivad
arvukad plasmodesmide kanalid.
(2) Vakuolaarsüsteem - suurema osa täiskasvanud taimerakust moodustab suur tsentraalvakuool või protoplasmaväätidest läbistatud vakuolaarsüsteem.
(3) Plastiidid - ainult taimerakule omased spetsiifilised organoidid, milles toimub orgaanilise aine esmane süntees.
© Sellin
22
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).
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
23
intertsellulaar
tonoplast
mitokonder
rakutuum
TAIMERAKU EHITUS
tsentraalvakuool
tuumakate
kromatiinaine
mikrotoruke
tuumake
aktiini filament
karepinnaline
endoplasmaatiline
retiikulum
kloroplast
silepinnaline
endoplasmaatiline
retiikulum
peroksisoom
rakukest
© Sellin
Organismide plasmalemm
mitmekesisus. Taimed 1
xxx
- kaksikmembraaniga struktuurid
plasmodesm
ribosoom
Golgi kompleks
24
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.
silepinnaline
Tsütoplasmavõrgustik e.
karepinnaline
endoplasmaatiline retiikulum
(ribosoomidest)
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
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
25
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
kaksikmembraan
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
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
graanitülakoid
stroomatülakoid
26
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 ümbritsetud organellid.
tekivad Golgi vesiikulitetest või tsütoplasmavõrgustiku põiekestest
rohkesti esineb seemnekestade, endospermi ja algkudede rakkudes
ülesanne - org. ainete katabolism
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
27
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 liikumisorganoid
arv 1 või mitu
2 µm, pikkus kuni 150 µm
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
28
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
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
29
Õlikehakesed e. sferosoomid - ümarad, hästi nähtavad, lipiididest koosnevad tilgakesed tsütoplasmas.
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 esinevad sisaldised, milles ei toimu elusainele omast pidevat eneseuuendumist.
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
30
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 järjestused moodustavad geene. Mitoosi profaasis toimub kromatiinaine spiraliseerumine ja kondenseerumine kromosoomid muutuvad nähtavaks. Kromosoomide arv soontaimede somaatilistes rakkudes on väga varieeruv:
üheaastasel kõrbetaimel Haplopappus gracilis 2n=4
maokeelel (Ophioglossum sp.) 2n=1250
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
31
VAKUOOL
Vakuoolid on elementaarmembraaniga (tonoplastiga) ümbritsetud piirkonnad rakus, mis on täidetud vee ja vees lahustunud ühenditega - rakumahlaga. Embrüonaalsetes taimerakkudes on
submikroskoopilised vakuoolid, mis tekivad Golgi kompleksi vesiikulitest või tsütoplasmavõrgustiku 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
© Sellin
Organismide mitmekesisus. Taimed 1
32