Botanik - bitkilerin yapısı ve fizyolojisi

I. BİTKİSEL DOKULAR
Yüksek yapılı bitkilerdeki dokular; sürgen (meristem) doku ve değişmez doku olmak üzere iki grupta incelenir.
A. SÜRGEN (MERİSTEM) DOKULAR
Meristem dokunun kökeni embriyodur.
Özellikleri :
Devamlı bölünme yeteneğine sahip hücrelerden oluşur.
Gelişme ve farklılaşmayı sağlarlar.
Bitkide enine kalınlaşma ve boyuna uzamayı sağlarlar.
Hücreleri; canlı, küçük, ince çeperli, bol sitoplazmalı, büyük çekirdekli ve çok küçük ko¤¤¤¤udur.
Hücreler arası boşluklar yoktur. Meristem hücrelerinde mitoz bölünme hızlıdır ve aynı zamanda hormon üretirler.
1. Birincil (Primer) Meristem
Bitkiyi meydana getiren ve bitkinin ömrü boyunca bölünme özelliğini kaybetmeyen meristeme denir. Primer meristem, yüksek yapılı bitkilerde kök, gövde ve dallarda yoğunlaşmıştır.
Kök ve gövde uçlarındaki bu bölgelere büyüme noktaları denir.
2. İkincil (Sekonder) Meristem
Değişmez doku hücrelerinin, hormonların da etkisiyle sonradan bölünme özelliği kazanmasıyla meydana gelen dokudur. İkincil meristeme örnek olarak, kök ve gövdenin enine büyümesini sağlayan kambiyum ile mantar meristemi (fellojen) verilebilir.
Büyüme noktalarında (uç meristemler) bulunan meristemler kökte kaliptra ile gövdede ise tomurcuk pullarıyla korunmaktadır.
B. DEĞİŞMEZ (BÖLÜNMEZ) DOKULAR
Birincil (primer) ve ikincil (sekonder) meristem dokular, özelliklerini kaybederek veya farklılaşarak bölünmez (değişmez) dokuları meydana getirirler.
1. Parankima (Temel Doku)
Bitkilerde diğer doku ve organların arasını doldurur. Dokuyu meydana getiren hücreler canlı, ince zarlı, bol sitoplazmalıdır. Ko¤¤¤¤arı küçük ve az sayıdadır.
a. Özümleme Parankiması : Yeşil bitkilerin yapraklarında, genç gövde ve dallarında bulunur. Sitoplazmalarında çok sayıda kloroplast vardır ve organik besin sentezi yaparlar.
b. Havalandırma Parankiması : Oksijen oranının az olduğu ortamlarda yetişen bitkilerin kök ve gövdelerinde bulunur. Hücrelerinin arasında biriken havayı solunumlarında kullanırlar. Bataklık ve su bitkilerinde hava alma ihtiyacını karşılarlar.
c. İletim Parankiması : Özümleme parankimasıyla iletim demetleri arasında bulunur. Bu iki doku arasında besin maddesi taşınmasında görevlidirler.
d. Depo Parankiması : Bitkilerin kök, gövde, tohum ve meyvelerinda bulunur. Örnek : Kaktüste su, cevizde yağ, pancarda şeker, buğdayda nişasta depo eder.
2. Koruyucu Dokular
Bu dokunun hücreleri aralıksız dizilmiş ve klorofilsizdir. Koruyucu dokular epidermis ve periderm olmak üzere ikiye ayrılır.
a. Epidermis : Bitkinin genç bölgelerinin ve yapraklarının üzerini örten çoğunlukla tek tabakalı bir dokudur.
b. Periderm : Bitki yaşlandıkça epidermis iç ve dış etkilerle parçalanır. Bunun yerini periderm denilen mantar doku alır.

3. İletim Dokusu
Bitkilerde maddelerin taşınmasını gerçekleştiren dokudur. İletim dokusu, yapısı ve görevi bakımından ksilem (odun borusu) ve floem (soymuk borusu) olmak üzere iki kısımdan meydana gelir.

a. Odun (Ksilem) Demeti
Dört ayrı hücre çeşidinden oluşur. Bunlar trake, trakeit, ksilem parankiması ve ksilem sklerenkimasıdır. Ksilem (odun borusu) hücreleri ölüdür. Madde taşınması köklerden yapraklara doğru tek yönlüdür.

Su ve suda çözünmüş inorganik maddelerin taşınmasını gerçekleştirir. Madde taşınması hızlıdır. Trake ve trakeit hücrelerinden meydana gelir. Bitkinin odun kısmını meydana getirir.

b. Soymuk (Floem) Demeti
Hücreleri canlıdır. Buradaki hücrelerden kalburlu borular çekirdeksizdir. Fotosentez ürünlerinin yapraklardan diğer kısımlara ve köklerde sentezlenen amino asit gibi organik maddelerin yapraklara taşınmasını gerçekleştirir. İki yönlü madde taşınması görülür. Madde taşınması yavaştır.
Kalburlu borular, arkadaş hücreleri, floem parankiması ve floem sklerenkiması hücrelerinden meydana gelir. Bitkinin kabuk bölgesinde daha çoktur.

4. Destek Doku
Bitkilerin şeklinin korunmasını ve dış etkilere karşı dayanıklılık sağlar. Otsu bitkiler ile odunsu bitkilerin büyümekte olan genç kısımlarında diklik ve sertlik destek dokuyla değil turgor basıncı ile sağlanır.

a. Pek Doku (Kollenkima) : Hücreleri canlıdır. Büyümekte olan genç bitkilerde, yapraklarda, çiçeklerde ve meyve saplarında bulunur.

b. Sert Doku (Sklerenkima): Hücreleri ölü olup çeperleri lignin ve selüloz birikmesiyle kalınlaşmıştır. Sitoplazmaları ve çekirdekleri yoktur. Sklerenkima lifleri ve taş hücreleri olmak üzere iki çeşidi vardır. Kalın çeperli sklerenkima lifleri çok sağlamdır, aynı kalınlıktaki çelik teller kadar yük kaldırabilirler. Taş hücrelerinin sklerenkima liflerinden farkı boylarının uzun olmaması ve yaklaşık olarak boylarının enlerine eşit olmasıdır. Bu hücrelere bitkinin kabuğunda, meyve ve tohumlarında çok sık rastlanır. Armut ve ayvanın meyvelerindeki sert hücreler taş hücreleridir.

5. Salgı Dokusu
Salgı dokusunun hücreleri; bol sitoplazmalı, iri çekirdeklidir ve devamlı canlı kalırlar.

Salgı maddelerinin bitkilere çok önemli faydaları vardır.
Reçine ve tanen gibi maddeler bitkiyi parazitlerden çürümekten ve sıcaklıktan korur.
Isırgandaki yakıcı tüyler korunmayı sağlar.
Böçekçil bitkilerde salgılanan sindirim öz suyu sindirime yardımcı olur.

II. BİTKİLERDE TAŞIMA SİSTEMİ
Tek hücreli bitkilerde özel bir taşıma sistemi bulunmaz. Gerekli maddelerin taşınmasını hücre zarlarıyla yaparlar.
Çok hücreli su yosunları, ciğer otları ve kara yosunlarında da herhangi bir taşıma sistemi yoktur. Bütün vücut yüzeyleriyle madde değişimini sağladıklarından ve küçük vücutlu olduklarından böyle bir sisteme ihtiyaç yoktur. Gerekli taşıma işlemi hücreler arasında difüzyon ve aktif taşıma ile yapılabilmektedir. Bundan dolayı bunlara “damarsız bitkiler” denir.

Yüksek yapılı bitkilerde bunu sağlayan yaprak, kök ve iletim demetleri bulunur. Ayrıca bunların yanında taşıma işini doğrudan yada dolaylı olarak etkileyen yapılar da vardır.

A. TAŞIMAYI ETKİLEYEN YAPILAR

1. Yaprak
Bir yaprağın kesitinde şu kısımlar bulunur.

a. Epidermis : Yaprağın alt ve üst yüzeyi epidermis hücreleriyle örtülüdür. Bu hücreler, çoğunlukla tek tabakalıdır. Kloroplast ihtiva etmediklerinden fotosentez yapamazlar ve renksizdirler. Hücreler arasında boşluk yoktur. Yüzeyleri salgıladıkları mumsu kütikula tabakasıyla örtülüdür.
Epidermis hücrelerinin yüzeyini kaplayan kütikula tabakası şu faydaları sağlar. Bitkinin su kaybını önler. Su içinde ve su kenarlarında yaşayan bitkilerde ince, kurak bölge bitkilerinde kalındır. Yaprağın alt tabakalarına ışığın geçmesini engellemez.

b. Mezofil tabakası: Yaprakta iki epidermis arasında kalan çok hücreli tabakaya denir.
Mezofil tabakası, Kloroplastlı parankima hücrelerinden meydana gelir. Yaprağın fotosentez yapan dokusudur.

Bu tabakada palizat ve sünger parankiması olarak adlandırılan iki tip parankima hücresi bulunur. İletim demetlerinin devamı olan yaprak damarları mezofil tabakasında bulunur.

2. Stoma (Gözenek)
Fotosentez ve solunum gazlarının alınıp verilmesiyle, su buharı atılmasında görevlidirler. Epidermis hücrelerinin farklılaşması sonucu meydana gelirler.

Bu yapılar, herbiri kloroplastlı iki stoma (= kapatma) hücresinden oluşur. Stoma hücreleri fasulye tanesi şeklinde olup aralarında stoma açıklığı bulunur.

Stoma hücrelerinin stoma açıklığına bakan çeperleri diğer çeperlerine göre daha kalındır. Mezofil tabakasının stoma bölgesine bakan kısımlarında solunum boşluğu bulunur.
Stomalar açılıp kapanabilme özelliğine sahiptir. Açılıp kapanma stoma hücrelerindeki turgor basıncının değişimi ile sağlanır.

Bu olayların sırası şöyledir:
Stoma hücrelerinde ışık şiddeti arttıkça fotosentezle üretilen glikoz miktarı artar.
Glikozun artmasıyla yoğunluk artacağından komşu epidermis hücrelerinden bekçi hücrelerine su geçişi olur.

Su alan stoma hücrelerinde turgor basıncı artar.

Turgor basıncı çeperin ince kısımlarında daha fazla etki ederek, bu kısımları dışarı doğru gerginleştirir ve stomalar açılır.

Karanlıkta glikoz sentezi durur. Glikozlar nişastaya çevrileceğinden yoğunluk azalır, bekçi hücreleri su kaybederler.

Su kaybeden hücrelerin turgor basıncı azalır. Osmotik basıncı artar ve stomalar kapanır.
Bitkinin yaşadığı ortamlara göre stomalarda bazı değişiklikler görülür:
Nemli bölgelerde yayılış gösteren bitkilerde stomalar, epidermis yüzeyinden daha yüksekte, epidermisin çıkıntısı üzerinde yer almaktadır.

Kurak ortam bitkilerinde stomalar, epidermis yüzeyinden daha aşağıda bulunur ve üzerleri tüylerle kaplıdır. Kütikula kalındır.
Ilıman bölge bitkilerinde stomalar epidermis ile aynı seviyede bulunur.

3. Lentisel (Kovucuk)
Bitkide mantar doku hücrelerinden meydana gelen basit açıklıklardır. Ölü hücrelerden meydana gelirler. Stomalarda olduğu gibi açılır – kapanır özelliğe sahip değildirler. Genellikle çok yıllık bitkilerin gövde ve dallarında bulunur. O2 alıp, CO2 atarak gaz difüzyonunu sağlarlar.

4. Hidatod (Su Savakları)
Yaprak uçlarında ve kenarlarında bulunur. Terlemenin mümkün olmadığı, havanın neme doyduğu zamanlarda alınan fazla suyun sıvı olarak atıldığı açıklardır. Bu su atma olayına damlama (gutasyon) denir.

B. TAŞIMA SİSTEMİNİN YAPISI
Bitkilerde su, mineral maddeler ve organik maddelerin taşınmasını sağlayan iletim sistemi bulunur. İletim sistemi, ksilem (= odun) ve floem (= soymuk) demetlerinden meydana gelir.

İletim demetleri arasında kambiyum tabakası bulunursa, bu tip iletim demetlerine açık iletim demeti, bulunmazsa kapalı iletim demeti denir. Kambiyum tabakası çift çenekli bitkilerin tek yıllık olanlarında basit yapılıdır.

Bitkilerdeki iletim demetlerinde, floem ve ksilem boruları daima yan yana bulunur.

C. SU VE MİNERALLERİN TAŞINMASI
Bitkiler su ve suda erimiş madensel tuzları kökteki epidermis hücrelerinin dışarıya doğru uzaması sonucu meydana gelen emici tüyler vasıtasıyla topraktan temin ederler. Suyun ve mineral maddelerin geçişi osmoz ve difüzyona göre gerçekleşir.
Kökler vasıtasıyla alınan su, ksilem borularına kadar osmoz ve difüzyonla taşınır. Ksilem elemanlarında ise kılcallık, kök basıncı, terleme ve kohezyon kuvvetlerinin etkisiyle fotosentezin ve terlemenin meydana geldiği yapraklara kadar taşınır.

Köklerden Suyun Emilmesi
ve Taşınması

1. Kılcallık Olayı
Odun borularının kılcal yapıda (mikroskobik borular) olması suyun yükselmesini kolaylaştırır.

2. Kök Basıncı
Suyun taşınmasında ilk etkili olan basınçtır. Kök hücrelerindeki su, çevresindeki toprak suyuna oranla daha çok yoğunluğa sahip olduğu için, osmotik basınç farkı kök basıncının meydana gelmesine neden olur.

3. Kohezyon Kuvveti
Bitkilerin stomaları aracılığıyla su kaybetmesine terleme (transpirasyon) denir. Terleme sonucu kaybedilen su yapraklarda osmotik basıncın artmasını sağlar. Kökler az yoğun ortamda bulunduklarından, kökten yapraklara doğru büyük bir emme kuvveti doğar.
Su, odun borularında köklerden ağacın tepesine kadar devamlı bir su sütunu meydana getirir. Su molekülleri, hidrojen bağları ile birbirini çekerek birarada bulunma özelliğindedir. Buna kohezyon kuvveti denir. Suyun yükselmesinde en etkili faktördür.

4. Terleme (Transprasyon)

Suyun stomalardan buhar olarak atılmasına terleme denir. Bu olayla bitkiler şu faydaları sağlarlar.
Fazla ısı vücuttan uzaklaştırılır.
¤¤¤¤bolizma sonucu oluşmuş fazla su atılır.
Topraktan minerallerin emilimi devam ettirilir.
Terleme hızını iki grup faktör etkiler.
a. Çevresel Faktörler : Işık, nem, sıcaklık, rüzgâr, topraktaki su miktarı.
b. Bitkisel Faktörler : Stomaların yapısı, büyüklüğü ve dağılışı, yaprak alanı ve yapısı, kütikula tabakasının kalınlığı, yapraktaki tüy miktarı, yaprak hücrelerinin osmotik basıncı, stoma hücrelerinin turgor basıncı, vs.

D. ORGANİK MADDELERİN TAŞINMASI
Organik maddeler soymuk borularının canlı hücrelerinde difüzyonla ve gerektiğinde aktif taşıma ile taşınır.
Soymuk borularında taşınmayı açıklamaya çalışan en iyi teori bitkinin farklı kısımlarındaki sıvı basıncının farklı olması esasına dayanmaktadır. Bu teoriye göre; yaprakta, fotosentez sonucu meydana gelen glikoz ve diğer organik maddeler soymuk hücrelerine geçer. Bu durumda hücrenin yoğunluğu artacağından, hücrenin içine su molekülleri de girer. Böylece soymuk hücrelerindeki su basıncı da artmış olur. Bitkinin diğer kısımlarındaki soymuk borularında glikoz dışarıya çıkarken, suyu da beraberinde çıkarır ve sıvı basıncı düşmüş olur. Yapraktaki soymuk hücrelerinde sıvı basıncı yüksek olduğundan, sıvı basıncının yüksek olduğu yerden az olduğu bölgeye doğru organik madde akışı olur. Köklerde bulunan amino asitler, fosforlu ve azotlu organik bileşikler yapraklara aynı yolla taşınır.

III. BİTKİLERDEKİ DİĞER OLAYLAR
Bitkilerde solunum, boşaltım, sindirim, endokrin, sinir gibi sistemler bulunmadığından, bunların görevini gerçekleştiren bazı küçük yapılar vardır.

A. BİTKİLERDE GAZ DEĞİŞİMİ
1. Stoma (Gözenek)
Gündüzleri CO2 alıp O2 vermeyi, geceleri ise O2 alıp CO2 vermeyi gerçekleştirirler. Ayrıca ortam sıcaklığına göre farklı oranlarda terleme de yapabilirler.

2. Lentisel (Kovucuk)
Çoğunlukla O2 alıp CO2 verirler. Çünkü odunsu gövdeler solunum yaptığı halde fotosentez yapmaz.

3. Kökler
Toprak partikülleri arasındaki oksijen, az da olsa kök hücreleri tarafından difüzyonla alınabilir ve aynı şekilde karbon dioksit toprağa verilebilir.

B. BİTKİLERDE SİNDİRİM
Bitkilerde genellikle özelleşmiş bir sindirim sistemi bulunmaz. Saprofit mantarlar kloroplastları olmadığı için besinlerini sentezleyemezler. Bunun için hücre dışı sindirimi gerçekleştirebilirler. Ekmek küfleri bunlara örnektir. Bazı tam parazit bitkiler ise sindirilmiş besinleri konak bitkinin dokularından emerler.
Azotça fakir, kumlu ve bataklık yerlerde yaşayan bazı yeşil bitkiler ise protein kaynağı olarak böcekleri yakalayıp sindirebilecek yapılara sahiptirler.
Dionea klorofilli olduğu ve kendi besinini yapabildiği halde, açılıp kapanan özel yapraklarıyla böcekleri de yakalayabilir. Salgıladığı sindirim enzimleri yardımıyla böceğin proteinli yapılarını amino asitlere kadar parçalar. Amino asitler yaprak hücreleri tarafından emilerek bitkiye alınır.

C. BİTKİLERDE DESTEK YAPILAR
Basit yapılı bitkilerde ve yüksek yapılı bitkilerin genç dokularında desteklik vazifesini yapan, diklik ve sertliği sağlayan turgor basıncıdır.

Yüksek yapılı bitkilerde diklik ve sertliği pek doku ve sert doku sağlar.
Pek doku; gelişmekte olan otsu ve odunsu bitkilerin gövde, kök ve yapraklarında diklik ve sertliği sağlar. Hücreleri canlıdır.
Sert doku; gelişmesini tamamlamış bitki kısımlarında bulunur. Ölü hücrelerden oluşur.

D. BİTKİLERDE BOŞALTIM
Kara bitkilerinde üç farklı organ sayesinde boşaltım gerçekleştirilebilir.

1. Yapraklarda boşaltım: Bitkiler yapraklarıyla üç farklı şekilde boşaltım yapabilmektedir.
Stomalar vasıtasıyla solunum ve fotosentez gazlarının (O2 ve CO2) fazlası ve su buhar halinde terleme yoluyla bitkiden uzaklaştırılabilir.
Yapraklarda biriktirilen fazla tuzlar yaprak dökümüyle bitkiden uzaklaştırılmış olur.
Yine yapraklarda bulunan hidatodlardan (su savağı) su sıvı halde gutasyon (damlama) denilen olayla atılabilir.
2. Gövdede boşaltım: Gövdede lentiseller vasıtasıyla fazla CO2 dışarıya atılabilir.
3. Köklerde boşaltım: Bazı bitkiler CO2 ve bazı organik maddeleri kökleriyle toprağa boşaltırlar.

E. BİTKİLERDE HORMONAL DÜZENLEME VE DUYARLILIK
Bitkilerde sinir sistemi ve vücudu sürekli dolaşan daimi bir sıvı (kan) yoktur. Organlar ve dokular arasındaki düzenleme işi ve duyarlılığın sağlanması sadece hormonlarla yapılır.

Bitkisel Hormonlar

Görevi

Oksinler : Hücre bölünmesi ve farklılaşması, yaprak dökümü, çiçek açma, meyve verimi
Oksin hormonları normal miktarlarda üretildiği zaman kök tomurcuk ve gövdede büyümeyi artırdığı gibi çok fazla üretildiği zaman gelişmeyi durdurucu olabilir.

Giberellinler: Gövde uzaması, meyve vermesi, tohumun çimlenmesi.

Sitokininler: Tomurcuk gelişmesi, tohum çimlenmesi, yaprakların geç yaşlanması.

Absisik Asit: Tomurcuk ve tohum uykusunun sağlanması (dormansi).
Etilen: Bir hidrokarbon olup, sadece üretildiği yerlerde etkilidir. Yaprak dökümü, meyve olgunlaşmasını sağlar.


Bu hormonlardan bazılarının diğer bir görevi de bitkisel hareketlere neden olmalarıdır. Bitkilerde, duyarlılığı sağlayan başlıca bitkisel hareketler üç grupta toplanır.

1. Tropizma (Yönelim) Hareketi
Uyartının yönüne bağlı olarak meydana gelen yönelme hareketidir. Özellikle uç meristem bölgesindeki oksin hormonunun eşit olmayan dağılımından kaynaklanır.
Yönelim hareketi uyarana doğru ise (+) tropizma, uyaranın aksi yönünde ise, (–) tropizma adını alır.

10bn1

2. Nasti (Irganım) Hareketleri
Uyaranın yönüne bağlı olmaksızın yapılan irkilme hareketidir. Olay, turgor basıncındaki ani değişmelerden kaynaklanır. Uyartının yönüne bağlı olmadığından (+) ve (–) nastiden söz edilemez.

22oy

3. Taksi (Yer Değiştirme) Hareketleri
Uyaranın yönüne bağlı olarak, özellikle tek hücreli bitkilerin yer değiştirme hareketidir.
Uyaranın yönü önemli olduğu için (+) ve (–) taksi hareketinden söz edilir.