GENEL BOTANİK PROF. DR. BEDRİ SERDAR

GENEL BOTANİK PROF. DR. BEDRİ SERDAR

GİRİŞ Biyoloji: Hayat bilimi Bios: Canlı Logos: Bilim (latince kelimelerinden türemiştir)

Biyoloji ilgili bazı terimler Morfoloji, anatomi, histoloji, organografi

Steneoik idiotip Evrioik idiotip

Homeostatis :Canlıların kendi benliğini değişik ortamlarda koruma yeteneklerine denir. Hücre : Canlıların çıplak gözle görülemeyen en küçük yapı taşına denir. Restitüsyon : Canlıların bazı kısımlarını onarması ve eksik olan kısımlarını tamamlaması olayına denir. Assimilasyon (özümleme)=anabolizma: Canlıların kendileri için yararlı maddeleri bünyelerine almalarına

Dissimilasyon (=Katabolizma): Enerji elde etmek için maddelerin parçalanması olayına denir. Metabolizma: Canlıların maddeleri değişime uğratma mekanizmasıdır (Assimilasyon + Dissimilasyon)

Canlılar; kendine benzerden doğar, dışarıdan madde ve enerji alarak bunları kayba uğratmadan değiştirebilir, bu sayede gelişir ve nihayet ölürler.

Biyoloji bilimi iki ana kola ayrılır: Canlı materyal olarak bitkileri kendisine konu edinen biyolojinin koluna BOTANİK adı verilir. Canlı materyal olarak hayvanları kendisine konu edinen biyolojinin kolu, buna da ZOOLOJİ adı verilir.

BİTKİ ve HAYVAN Canlılar iki gruba ayrılır: Bitkiler VE Hayvanlar

Bitki ile Hayvan arasındaki Farklar: 1. Bitkiler aktif hareket etmezler, ancak bazı ilksel bitkiler ve bazı bitkilerin eşey hücreleri hariç. 2. Bitkilerde sürekli büyümeyi sağlayan meristematik doku var 3. Bitkilerde sinir sistemi bulunmaz 4. Bitkiler autotrof, hayvanlar ise heterotrof. Bazı ilksel bitkiler parazit, saprofit ve simbiyoz yaşam gösterirler 5. Bitki hücrelerinde plasma zarından baska selüloz çeper bulunur. 6. Bitkiler osmoz yolu ile madde alır, hayvanlar ağız yolu ile 7. Hayvanlar atık maddeleri bir noktadan dışarı verirken, bitkilerin belli yerlerinde depolanır.

HAYAT ŞARTLARI Canlıların yaşaması bir takım şartlarla olasıdır. Bunlar, bireyin kendi özellikleri ve bu özelliklere etki eden dış faktörlerdir: a) İç Şartlar b) Dış Şartlar

İç Şartlar Bir canlı, yaşamı süresince bir takım reaksiyonlar göstermek kabiliyetindedir. Canlının bu kabiliyeti, onun sahip olduğu kalıtsal yükü yani idiotipinden kaynaklanmaktadır. Canlı, idiotipinin reaksiyon kabiliyeti sınırı içinde gelişir, şekillenir ve bu suretle kendine has fenotipini kazanır. İdiotipinden dolayı bazı canlılar, sıcak su kaynaklarında, çok tuzlu steplerde, hidrojen sülfür ihtiva eden sularda yaşayan canlılar gibi ancak belirli yerlerde, belirli şartlarda yaşayabilirler.

Dış Şartlar Su Sıcaklık Işık Hava Basınç Zeminin H iyonları yoğunluğu Zeminin Kimyasal Yapısı

Canlının yaşayabilmesi için gerekli olan dış şartlar hayatın farklı devrelerinde aynı önemi göstermez. Örneğin; Tohumun ihtiyacı olan su miktarı, tohumun uyku zamanında çok azdır fakat tohum, çimlenmesinde fazla miktarda suya ihtiyaç duyar.

Şartların değişikliği canlıda da bazı değişiklikler meydana getirebilir. Bu değişiklikler fenotipik (Modifikasyon) veya genotipik (Mutasyon) olabilirler. Fenotipik olan değişiklikler, kalıtsal değil, genotipik olan değişiklikler ise kalıtsaldır.

SU Hayat için elzem olan en önemli şart sudur. Fonksiyonel olan bir bitki hücresinin yaklaşık %75 i sudur. Yine bitkilerin fotosentezle meydana getirecekleri besin maddeleri olan karbonhidratları da su olmaksızın oluşturamayacakları aşikardır.

Bitkiler suya ihtiyaçlarına göre 4 gruba ayrılır a) Hidatofitler tamamen su içinde b) Higrofitler rutubet ve bataklıklarda c) Mesofitler evrioik idiotipe sahip d) Kserofitler kurakçıl bitkiler

Kseromorfik Strüktür a) Boy kısalması b) Yapraklarda tüylerin oluşması c) Yaprakların küçülmesi d) Yapıda sertlik e) Köklerin uzaması f) Erken çiçeklenme ve meyve verme g) İletim sisteminin gelişmemesi gibi bir takım morfolojik ve anatomik değişiklikler.

SICAKLIK Bitkilerin genellikle topraktan su emebilmesini, transpirasyonunu (Terleme), kimyasal ve fizyolojik olaylarının seyrini gerçekleştirebilmesi için sıcaklık gerekli bir şarttır. Her bitkinin yaşam faaliyetlerini sürdürebilmesi için gerekli olan en aşağı (Minimum), en yukarı (Maksimum) ve en uygun (Optimum) dereceleri farklı olmakla beraber, genellikle yaşam 0o C ile 45o C arasında gerçekleşebilmektedir denilebilir.

IŞIK Çeşitli bitkilerin bir çok fizyolojik olaylarında etken olan ışık enerjisi, şiddeti, kalitesi ve süresi bakımından her organizmanın ya da bir organizmanın her bir organının yaşayıp gelişebilmesi için mutlak gerekli bir şart değildir.

HAVA Hava, gerek bulundurduğu gazlar ve gerekse mekanik etkisi bakımından oldukça önemlidir. Havada % 0.03 oranında karbondioksit vardır ki bu da C nun kaynağını oluşturur.

BASINÇ Bütün kimyasal olaylar belli bir basınç altında cereyan ederler.

ZEMİNİN HİDROJEN İYONLARI YOĞUNLUĞU Bitkilerin normal gelişebilmeleri için, bulundukları zeminin belirli bir asitliğe veya alkaliliğe sahip olması gerekir. Bu derecenin çok daha aşağı veya yukarısında bulunan asitlik veya alkalilik dereceleri bitkinin yaşamasına engel olur. Bu dereceler ph ile ifade edilir. ph =3 ve ph =9 arasında bitkiler yaşamlarını sürdürürler. Bu değerlerin dışındakiler öldürücüdür

ZEMİNİN KİMYASAL VASIFLARI Toprak, gerek bulundurduğu maddeler, gerekse suyu ve sıcaklığı tutma kabiliyeti bakımından bitkiler için ayrı bir önem taşır. Yeşil bitkiler yaşayabilmek için sudan ve havadan sağladıkları karbondioksitten başka topraktan birçok elementler daha alırlar ki bunlardan ancak bir kısmı yaşayabilmeleri için elzemdir.

Bitkilerin ihtiyaç duyduğu başlıca elementlere Organojen elementler denir. Bunlar; C, H, O, N, P, S, Ca, Mg, K, Fe dir. Bu elementler bitkilerin gelişmesinde önemli rol oynarlar. Ayrıca Si, Na, Cl bazı bitkiler için çok önemlidir. Ayrıca İz elementler dediğimiz, Bor, Cu, Zn, Al, Sn, Mn, Co, Ti, Br, I a da ihtiyaç vardır

MORFOLOJİ

SİTOLOJİ (HÜCRE BİLİMİ) Canlı organizmaların yapısını hücreler oluşturur. Sitoloji bu hücreleri inceleyen bilim koludur. İlk hücre deyimi 1667 yılında Robert HOOKE tarafından belirtilmiştir. Mantar hücrelerini görerek kullanılmıştır.

HÜCRE

BİTKİ HÜCRESİ 1- Selüloz Çeper 2- Protoplast olmak üzere iki kısımdan meydana gelmiştir.

Bir bitki hücresinin enine kesitte görünüşü

Bir hayvan hücresinin enine kesiti

Protoplast, protoplasma ve ergastik maddelerden meydana gelmiştir. Protoplasma, hücre plasması (sitoplasma) ve nukleustan ibarettir. Sitoplasma içerisinde nukleustan başka ergastik maddeler (Salgı maddeleri) de bulunmaktadır. Bu salgı maddeleri, plasma cisimcikleri (Organeller) tarafından metabolik aktivite sonucunda oluşan ve hücre içinde biriken ürünlerdir

SİTOPLASMA Sitoplasma, renksiz, saydam, sıvı ve katı arasında değişen viskoz (yapışkan) bir yapıdadır ve ışık mikroskopunda homojen bir görünüştedir. Ancak elektron mikroskopunda bu homojen yapı kaybolur. Sitoplasma, çeşitli organik ve anorganik bileşiklerden oluşmuş kolloid bir karışımdır.

a) Genç hücre b) Yaşlı hücre

Plasma içinde ayrıca bulunmaktadır. Bunlar; protoplasmik cisimcikler -Mitokondriler -Golgi aygıtı -Plastidler -Ribozomlar -Lizozomlar -Mikrosomlar -Sentrozomlar -Vakuoller gibi cisimciklerdir.

Sitoplasmanın Kimyasal Özelliği Sitoplasma, kimyasal yönden hiçbir zaman tekdüze bir madde olmayıp, aksine çok sayıda, ekseriyetle organik, kısmen de anorganik bileşiklerden oluşmuş, gerçek katı ve de gerçek sıvı olmayan kolloid bir karışımdır.

Canlı ve aktif bir hücrenin sitoplasmasındaki su miktarı %75 den fazladır. Bu oran %90-95 e kadar çıkabilir. Sitoplasmanın geriye kalan kısmını kuru madde oluşturur. Sitoplasmadaki kuru maddenin %90 kadarı organik, %10 u da anorganiktir. Tohumların ve sporların sitoplasmalarında %10 kadar oranda su vardır.

Endoplasmik Retikulum Elektron mikroskopu ile yapılan incelemelerde submikroskopik yapıya sahip olan plasma zarının bir ağ gibi bütün endoplasmaya yayılarak endoplasmadaki bütün protoplasmik cisimciklerin yapısına iştirak ettikten sonra nukleusla sitoplasmayı ayıran nukleus zarını da meydana getirdiği ortaya konmuştur. Bu bütün hücre yapısını meydana getirmek üzere endoplasmaya yayılmış plasma zarından ibaret ağa Endoplasmik Retikulum veya Endoplasma Ağı denir

Endoplasmik retikulum, üzerinde ribozom olmasına göre (granüler özellik) Granüler (ger) veya olmamasına göre Agranüler (ager) endoplasmik retikulum diye ikiye ayrılır Dolaşım sistemi; nukleus ile sitoplasma arasında kanal görevi (RNA ve nukleoproteinlerin geçişini sağlar) vardır.

SİTOPLASMİK ORGANELLER Mitokondriler : Mitokondriler, hemen hemen bütün hayvan ve bitki hücrelerinde küre, iplik veya çubuk şeklinde görülen ve kondriyosom diye de adlandırılan taneciklerdir. Birçok enzim ve koenzim sistemlerini bulunduran mitokondrilerde hücre fonksiyonları için gerekli enerjiyi oluşturan oksidasyon merkezleri bulunmaktadır. Mitokondriler, hücrenin enerji üretim ve depo merkezidirler. Adenozintrifosfat (ATP) depo ederler. Aynı zamanda solunumun son safhası olan oksidasyon safhası da mitokondrilerde gerçekleşir

Bir mitokondrinin iç yapısı Mitokondriler iki zarla çevrilidirler. Dış zar genellikle düzgün bir yapıdadır. İç zarın mitokondrinin iç kısmına doğru meydana getirdiği lamel veya tüp şeklindeki uzantılara Krista adı verilir. Mitokondrinin içinde Matriks bulunur. Matriksin içeriğinde, eriyebilen proteinler, solunum enzimleri ve mitokondri DNA sı bulunmaktadır.

Ribozomlar Hücrede en fazla bulunan küre şeklindeki organellerdir. Nukleusta olusur ve sitoplazmaya geçerler. RNA ve proteinden oluşmuştur. Serbest ve Endoplasmik retikulum üzerinde bulunabilir. Işık mikroskobunda görülemeyecek kadar küçük boyutlu olup, hücrede protein sentezin yapıldığı yerlerdir.

GOLGİ CİSİMCİĞİ (GOLGİ AYGITI, DİKTİYOSOM) Bitki hücrelerindeki golgi cisimciğine Diktiyosom denir. Golgi cisimciği, yassı keseler ve vakuollerden (Vesikül) meydana gelir. Golgi cisimciğinin görevi, hücre içinde salgı maddelerini biriktirmek ve gerektiğinde hücre içine bırakmak, bazı enzimleri de vakuollerinde saklı tutmaktır

MİKROSOM Mikrosomlar, endoplasma zarı özelliğinde bir zarla çevrili, ince taneli bir madde ile dolu, 50-150 μm büyüklükteki cisimciklerdir. Mikrosomlar yapılarında lipid, protein ve ribonukleik asit ihtiva ederler. Mikrosomların hücre içerisinde lipid sentezinde rol oynadıkları tahmin edilmektedir.

SENTROZOM Sentrosfer Anter veya Astrosfer Mikrosentrum Sentriol Sentrosomlara, hayvan hücrelerinde ve bazı aşağı bitkilerin hücrelerinde rastlanır. İnterfazda sentrosomlar bir veya iki tanecik halindedir, bunlara Sentriol adı verilir. Sentrioller, 0,1-0,2 µm çaplı ve 0,25-2 µm uzunlukta, granül veya çomak şeklinde yapılardır. Sentrioller genellikle çift olarak bulunur ve diplosom adını alır. Sentrioller telofazda ve interfazda sayılarını iki katına çıkarırlar ve mitos esnasında, yeni oluşan sentrosomlardan her biri bir kutba gider, kromozomların kutuplara çekilmelerinde etkili olurlar

LİSOSOM Lisosomlar, iç kısımlarında mitokondrilerdeki gibi iç zarın oluşturduğu uzantıların (Krista) bulunmayışı ve değişik enzimleri yönünden mitokondrilerden ayrılırlar. Lisosomlar bir çok hidrolitik enzim içermektedirler. Lisosomlar, sitoplasma içinde madde parçalanması ve sindirilmesi görevinde bulunurlar.

PLASTİDLER Genç hücrelerde plastidler yoktur, onların yerine proplastidler bulunmaktadır. Bu proplastidler, meristem hücresinin vereceği sürekli (yetkin) doku hücresinin yapacağı göreve göre farklı plastidler halinde gelişirler. Plastidlerin sınıflandırılmaları, yapılarındaki pigment maddelerinin varlığı ve özellikleri göz önünde bulundurularak yapılmaktadır. Renk maddesi taşıyan plastidlere KROMATOFOR, taşımayanlara LEVKOPLAST adı verilir.

Kromatoforlar, yüksek bitkilerde taşıdıkları renk maddesine göre isim alırlar. Yeşil renk maddesi (klorofil) bulunduran plastidlere KLOROPLAST, klorofil bulundurmayan renkli plastidlere ise KROMOPLAST adı verilir.

KLOROPLASTLAR Kloroplastlar, genellikle fotosentez olayının gerçekleştiği ışık gören organlarda ve bu olayda etken olan klorofil denilen pigment maddesini içeren organellerdir. Kloroplastlarda metal yığınları, protein, lipid, karbonhidrat, enzim, dezoksiribonukleik asit (DNA), ribonukleik asit (RNA) ve yeşil renk maddesi Klorofil A (C55H72O5N4Mg), Klorofil B (C55H70O6N4Mg) bulunmaktadır. Kloroplastlarda klorofil A ve klorofil B den başka yedi değişik klorofil çeşidi daha bulunduğu bilinmektedir. Bunlar; Klorofil C, Klorofil D, Klorofil E, Bakteriyoklorofil A, Bakteriyoklorofil B ile Klorobiyum Klorofil 650 ve 660 dır.

Yeşil pigment maddesi olan klorofiller, en fazla bitkilerin yapraklarındaki mezofili oluşturan dokulara ait hücrelerde bulunurlar. Bu nedenle fotosentez, bitkilerde en fazla yaprakta gerçekleşir. Bununla birlikte bitkilerin gövdelerinde ve çiçeklerin çanak yapraklarında da klorofil vardır ve bitkilerin bu kısımlarında az da olsa fotosentez cereyan eder.

Kloroplastlarda pigment olarak, klorofil A ve klorofil B den başka karotinoidler de bulunmaktadır. Karotinoidlerin en önemlileri, turuncu renkli karotin ler, sarı renkli ksantofil lerdir. Ksantofil, karotinin bir oksidasyon ürünüdür. Karotinoidler, güneş enerjisini absorbe edip klorofile aktarmak suretiyle fotosentez olayına katkıda bulunurlar

Kloroplastlar; DNA içerdiğinden kalıtsal özellik gösterirler. Kloroplastlar, ışık mikroskopunda incelendiğinde iki kısım görülür; 1- Renkli kısım (Grana) 2- Renksiz ve saydam kısım (Stroma)

Elektron mikroskobuyla incelendiğinde grana nın lamellerle birbirine bağlı Granumlardan meydana geldiği görülür. Her bir granum, üst üste gelen ve Tilakoid adı verilen diskler (lameller) den meydana gelir. Tilakoidler, klorofil ve diğer pigmentler ve de bir takım fotokimyasal reaksiyon enzimlerini bulundururlar. Birbiri üzerine yığılmış lamellerden oluşmuş granumlar yine lamellerle birbirlerine bağlıdırlar, bu lamellere intergranal lamel adı verilir. Kloroplastlara renk veren grana lardır. Granalar, renksiz bir kısım olan stroma içinde bulunurlar. Stromada karbondioksit fiksasyon enzimleri bulunmaktadır

Kloroplast ın Üç boyutlu Görünümü