Bitkilerde Eşeyli Üreme

Bitkilerde Eşeyli Üreme

Gelişmiş bitkilerde iki tip üreme görülür.

1. Eşeysiz Üreme

► Vejetatif üreme olarak gerçekleşir. Bitkinin kök, gövde, yaprak, genç dal gibi vejetatif organları kullanılarak üremesi gerçekleştirilir.

► Eşeysiz üreme sonucu; kalıtsal yapısı aynı olan bitkilerden kısa sürede ve çok sayıda birey elde edilir. Kalıtsal çeşitlilik sağlanmaz.

2. Eşeyli Üreme

► Kalıtsal yapısı farklı olan bitkiler üretilir. Mayoz bölünme ile oluşan üreme hücreleri (polen ve yumurta hücresi) döllenerek farklı kalıtsal özellikte bitkiler elde edilir.

► Döllenme sonucu oluşan tohumun çimlenmesi ile yeni bitkiler elde edilir.

Tohum ile çoğalan bitkiler, tohum durumlarına göre iki grupta incelenir. Bunlar;

1. Açık Tohumlu Bitkiler (Kozalaklılar)

2. Kapalı Tohumlu Bitkiler

► Açık tohumlu bitkilerde kozalaklar çiçek görevi yapar ve üreme organıdır. Kapalı tohumlu bitkilerde ise çiçek üreme organı olarak görev yapar.

► Tozlaşma, döllenme, tohum ve meyve oluşumu gibi olaylar çiçekte gerçekleşir.

Çiçeğin Yapısı ve Kısımları

► Çiçekler yaprakların değişimi ile meydana gelen yapılardır.

► Çiçek tohumlu bitkilerde üreme organı olup bitkinin ana gövdesinin uç kısımlarında ya da yan dalların üzerinde yer alır.

► Bitkilerde vejetatif sürgünler sınırsız büyüme özelliği gösterdiği halde çiçeklerde sınırlı büyüme görülür.

Çiçeğin yapısı, dıştan içe doğru çiçek tablası, çanak yapraklar, taç yapraklar, erkek organ ve dişi organdan meydana gelir.

Çiçek Tablası

► Üreme organlarını taşıyan kısımdır. Doğrudan üreme olayına katılmaz.

Çanak Yapraklar

► Çiçek henüz tomurcuk halindeyken iç kısımda yer alan organları koruyan yapraklardır.

► Genellikle yeşil renkte olur.

► Çiçeğin en dışında yer alır.

► Yeşil renkli olduğu için fotosentez yapabilir. Ancak üremede aktif görevi yoktur.

Taç Yapraklar

► Bir çok çiçekte farklı renklerden oluşan çanak yaprakların içinde yer alan yapraklardır.

► Genellikle hoş kokulu olup böcek ve diğer tozlaştırıcıların ilgisini çekerek tozlaşmaya yardımcı olurlar. Ayrıca iç kısımdaki üreme organlarını da korurlar.

Erkek Organ (Stamen)

► Sapçık (filament) ve başçık (anter) olmak üzere iki kısımdan oluşur.

► Başçıkta, polen keselerinin ve polenlerin oluştuğu dört bölmeli bir yapı bulunur.

► Bu dört bölmeli yapıya Teka adı verilir. Bölmelerin her birinde polen keseleri yer alır.

► Polen keselerinde polen hücreleri üretilir. (Mayoz ve mitoz ile)

► Sapçık iletim demetlerinden meydana gelmiştir. Başçık kısmının hareketliliğini sağlar.

Dişi Organ (Pistil)

► Dişi organ; çiçeğin en içte kalan son bölümüdür. Bir çiçekte bir veya daha fazla sayıda dişi organ bulunabilir.

► Yumurtalık (ovaryum), tepecik (stigma) ve dişicik borusu (stilus) olmak üzere üç kısımdan oluşur.

► Yumurtalık (ovaryum); dişi organın alt kısmında yer alır. İçinde tohum taslaklarını bulunduran şişkin kısımdır.

► Dişicik borusu (Stilus); polen tüpünün oluştuğu bölümdür.

     • Polen hücresindeki vejetatif çekirdek polen tüpünü oluştururken, generatif çekirdek bir mitoz geçirerek sperm çekirdeklerini oluşturur.

     • Yani sperm oluşumu dişicik borusunda gerçekleşir.

► Tepecik (Stigma); girintili çıkıntılı ve nemli olup polenlerin tutunmasını, çimlenmesini sağlar.

     • Dişicik borusunun üstünde yer alır.

     • Yapışkandır ve polenleri tutar.

Kapalı Tohumlu Bitkilerde Çiçek Türleri

Kapalı tohumlu bitkilerde tam çiçek (hermafrodit = erselik) ve eksik çiçek olmak üzere iki tür çiçek yapısı görülür.

Tam Çiçek (hermafrodit = erselik)

► Bir çiçeğin yapısında erkek ve dişi organ, çanak ve taç yapraklar birlikte bulunuyorsa bu tür çiçeklere Tam Çiçek denir. Örneğin; portakal, hanımeli, erik, kiraz, elma, çilek, gül vb.

► Hem dişi hem erkek organlar bir arada bulunur.

Eksik Çiçek

► Tam çiçekte bulunan yapılardan bir veya birden fazlasının eksik olması durumundaki çiçek yapısıdır. Örneğin; ceviz, fındık, kavak, söğüt, kivi, hurma, mısır, kabak, kavun, karpuz ve orkidedir.

► Erkek ve dişi üreme organları ayrı çiçekler üzerinde bulunur. Erkek organ bulunduranlara Erkek Çiçek, dişi organ bulunduranlara Dişi Çiçek denir.

► Erkek ve dişi çiçekler aynı bitki üzerinde ya da farklı bitkiler üzerinde yer alabilir.

► Eğer erkek ve dişi çiçekler aynı bitki üzerinde yer alıyorsa bir evcikli (monoik) bitki adını alır.

► Aynı türün farklı bitkileri üzerinde yer alıyorsa iki evcikli (dioik) bitki adını alır.

Çiçek Durumuna Göre Bitki Çeşitleri

Çiçekli Bitkilerde Polen ve Yumurta Hücresinin Oluşumu

► Erkek üreme hücresi olan polen erkek organ başçığında oluşurken, dişi üreme hücresi olan yumurta ise yumurtalıktaki tohum taslağında oluşur.

1. Erkek Üreme Hücresi (Polen) Oluşumu

► Erkek üreme hücrelerine polen (çiçek tozu) denir. Polen oluşumu erkek organın başçıkğındaki polen keselerinde gerçekleşir.

► Başçıkta, dört polen kesesi ve bu keselerin içinde çok sayıda polen ana hücresi bulunur.

► Polen ana hücreleri diploit (2n) kromozomludur. Mikrospor ana hücresi adını alır.

► Her mikrospor ana hücresi mayoz bölünme ile mikrospor adı verilen haploit (n) kromozomlu dört tane hücre meydana getirir.

► Her mikrospor mitoz bölünme geçirir. Bu mitoz bölünmede bir tanesi vejetatif (tüp) çekirdek diğeri ise generatif (üretken) çekirdek olarak adlandırılan iki çekirdekli polen hücresi oluşur.

Burada gerçekleşen mitoz bölünme çekirdek bölünmesi (endomitoz) şeklinde olur. Sitoplazma bölünmesi gerçekleşmez. Sonuçta kalıtsal yapısı aynı olan ikişer çekirdek bulunduran polen hücreleri oluşur.

► Polenin olgunlaşması sırasında generatif hücre vegetatif hücrenin içine girer.

Polen Hücresinin Yapısı

► Polen hücresi çift katlı zarla çevrilidir.

► Dış zar cansız olup üzerinde por adı verilen açıklıklar bulunur.

► Dış zar bitki türüne göre farklı şekil, yapı ve renklerde olabilir.

► İç zar ise canlıdır.

► Polenler; renkli, kalın, düz, pürüzlü veya yapışkan çeperlere sahip olabilir.

► Polendeki vejetatif çekirdek bölünmez, polen tüpünün oluşumunu kontrol eder.

► Generatif çekirdek ise tozlaşmadan sonra bölünerek sperm çekirdeklerini oluşturur.

2. Dişi Üreme Hücresi (Yumurta) Oluşumu

► Dişi üreme hücresi olan yumurta, yumurtalıkta oluşur.

► Yumurtalığın içinde bir ya da daha fazla tohum taslağı bulunur. (Tohum taslağı daha sonra tohuma dönüşecektir.)

► Yumurtalıkta bulunan tohum taslağı sayısı kadar yumurta oluşur.

► Tohum taslağı içinde diploit (2n) kromozomlu megaspor ana hücresi vardır. Bu hücre, mayoz bölünme geçirerek dört tane haploid kromozomlu megasporu oluşturur.

► Genellikle bu dört megaspor hücresinin üçü eriyerek yok olur.

► Geri kalan megaspor çekirdeği sitokinez olmadan (endomitoz) üç kez mitozla bölünür böylece sekiz haploit çekirdeğe sahip büyük bir hücre meydana gelir.

► Çok çekirdekli bu hücre, daha sonra embriyo kesesini oluşturmak için zarlarla bölünür. Bunlardan üçü bir kutba yerleşir, bunlara antipot çekirdekler denir.

► Antipot çekirdekler eriyerek kaybolur.

► Diğer üçü ise ovaryum açıklığının olduğu taraftaki zıt kutba yerleşir.

► Bu üç hücreden ortadakine yumurta hücresi, yumurta hücresinin iki yanında bulunan hücrelere de sinerjit çekirdekler denir.

► Sinerjit çekirdekler döllenmeye katılmazlar ancak özel kimyasallar salgılayarak polen tüpünün mikropile doğru uzamasına yardımcı olurlar.

► Zarla çevrili olmayan iki çekirdek ise ortaya gelir ve bu çekirdekler polar çekirdekler (n+n) olarak adlandırılır.

► Bu çekirdeklerin çevresinde hücre duvarı gelişerek şekillenir.

► Sonuçta tohum taslağının döllenme için uygun hücreleri içeren ve sekiz çekirdekten oluşan embriyo kesesi oluşur.

Tozlaşma

► Erkek organda oluşan ve olgunlaşan polenlerin böcekler, kuşlar, rüzgâr, su vb. etkenlerle dişi organın tepecik kısmına taşınmasına tozlaşma (polinasyon) denir. Tozlaşmanın %80’i hayvanlar aracılığı ile %20’si rüzgâr ve suyla gerçekleşir.

► Rüzgârla tozlaşan bitkilerin üreme organları genellikle gösterişsiz ve küçük yapıdadır ancak polen sayısının çok olması tozlaşmayı garanti altına alır.

► Buğday, ceviz, çam, kavak ve çimlerde rüzgârla tozlaşma görülür. Çiçekli bitkilerin büyük bir kısmında tozlaşma böcek, kuş ve yarasa gibi diğer tozlaştırıcı hayvanlarla gerçekleşir.

► Bitkilerin çiçekleri salgıladıkları değişik kokularla, ürettikleri bal özü gibi maddelerle, parlak ve güzel renkleriyle tozlaştırıcı hayvanları kendine çeker.

► Güve ve yarasalarla tozlaşan çiçekler gece açar. Çünkü güveler ve yarasalar gece aktiftir.

► Bitkilerde tozlaşmayı kolaylaştırıcı bu özellikler tozlaşmayı artıran adaptasyonlardır.

Tozlaşma Çeşitleri

1. Kendi Kendine Tozlaşma

► Bir çiçeğin dişi organına aynı çiçekten veya aynı bitkinin başka çiçeğinden polenlerin taşınmasına kendi kendine tozlaşma denir.

► Kendi kendine tozlaşmanın gerçekleşebilmesi için çiçekte üreme hücrelerinin aynı zamanda oluşması gerekir.

2. Çapraz Tozlaşma

► Bir bitkinin çiçeğindeki polenin, aynı türden başka bir bitkinin dişi organına taşınmasına ise çapraz tozlaşma denir.

► Çapraz tozlaşma kendi kendine tozlaşmaya göre daha fazla genetik çeşitlilik meydana getirir.

► Kendi kendine tozlaşmanın engellenmesi için monoik ve hermafrodit bitkilerde üreme hücrelerinin oluşma zamanı farklıdır.

► Bu da daha fazla genetik çeşitliliğin ortaya çıkması için kendi kendine tozlaşmayı engelleyen bir adaptasyondur.

► Tozlaşma insanlar tarafından da isteğe bağlı gerçekleştirilebilir. İnsan eliyle yapılan tozlaşma ise suni tozlaşma olarak adlandırılır.

Döllenme

► Tozlaşma ile polen, dişi organın tepeciğine gelir.

► Nemli ve yapışkan olan tepeciğin üzerinde su alarak çimlenir ve polenin vejatatif hücresi polen tüpünü oluşturur.

► Polen tüpü spermi ovaryuma ileten hücresel bir çıkıntı şeklindedir. Bu çıkıntı dişicik borusunun içine doğru uzanarak polen tüpünü oluşturur.

► Polen tüpü, sinerjit çekirdekler tarafından üretilen kimyasal uyarana cevap verip, dişi organın tepecik kısmından aşağıya doğru büyüyerek embriyo kesesine ulaşır.

► Oluşan polen tüpünde ilerleyen generatif hücre, bir mitoz bölünme geçirerek haploid kromozomlu iki sperm oluşturur.

► Sperm, polen tüpündeki tohum taslağının mikropil adı verilen açıklığına ulaştığında tüpün ucu erir ve spermler yumurtalığa girer.

► Sperm hücrelerinden biri, yumurta hücresini dölleyerek diploit kromozomlu zigotu (2n) oluşturur.

► Diğer sperm hücresi ise iki polar çekirdek ile birleşerek triploit çekirdeği (3n) oluşturur.

► Embriyo kesesinde iki spermin farklı çekirdeklerle birleşmesi olayına çift döllenme denir.

► Zigot, embriyoyu oluşturmak için mitoz bölünmeler geçirir.

► Triploit çekirdek ise hızla mitoz bölünmeler geçirerek tohumun besinlerinin depolanacağı endosperm dokusunu (besi dokusu) oluşturur.

Embriyo Kesesinde Döllenme Öncesinde Bulunan Yapıların Döllenmeden Sonra Oluşturduğu Yapılar Şunlardır.

1. Zigot (2n) → Embriyo (2n) → Bitki

2. Triploid Hücre (3n) → Besi Doku (endosperm) (3n)

3. Tohum Taslağı (2n) → Tohum (2n)

4. Tohum Taslağı Dış Örtüleri (2n) → Tohum Kabuğu (2n)

5. Yumurtalık Zarı (2n) → Meyve (2n)

6. Oluşan tohum kabuğu ve meyvenin genotipi ile dişi bitkinin genotipi aynıdır.

Polen ve Embriyo Kesesi Oluşumu (Mayoz ve Mitoz ile) ⇒ Tozlaşma (Polinasyon) ⇒ Polenin Çimlenmesi ⇒ Polen Tüpünün Oluşması ⇒ Spermlerin Oluşumu (Mitoz ile) ⇒ Çift Döllenme ⇒ Embriyo (2n) ve Endosperm (3n) Oluşumu

Tohum Oluşumu

► Tohum, tohumlu bitkilerin üreme ve yayılmasını sağlayan, tohum taslağının farklılaşması ile oluşan yapıdır.

► Başarılı bir tozlaşma ve döllenmeden sonra her bir tohum taslağı bir tohuma dönüşür. Bu işlem sırasında hem endosperm hem de embriyo gelişir.

► Olgun bir tohum dıştan içe doğru tohum kabuğu, besi doku (endosperm) ve uyku hâlindeki embriyodan oluşur.

► Tohum Kabuğu + Besi Doku (Endosperm) + Embriyo = Tohum

► Tohum kabuğu, tohum taslağı örtüsünün gelişmesiyle oluşur ve tohumu dış etkilere karşı korur.

► Tohum kabuğu (2n) yapıda olup ana bitki ile aynı kalıtsal özelliktedir. Kabuğun hücre çeperlerinde lignin ve süberin gibi maddeler birikir.

► Tohum kabuğu gaz alışverişine izin vermediği için;

— Kurutulmuş tohum etil alkol fermantasyonu yapar.

— Çimlenmiş tohum ise oksijenli solunum ve fotosentez yapar.

► Kabuk sayesinde embriyo çimlenme yeteneğini kaybetmeden uzun süre kalabilir.

► Bir tohumun uzun süre uyku halinde (dormansi) kalabilmesi çimlenme gücünü korur.

Tohumun uyku durumu süresini koruyabilmesi şu faktörlere bağlıdır.

— Tohum kabuğunun kalınlığı

— Tohumdaki su miktarının azlığı (%15 civarı)

— Endospermdeki besin miktarı

— Endospermde nişasta varlığı

► Besi Doku (Endosperm), çoğunlukla embriyodan önce gelişmeye başlar.

► Kapalı tohumlularda polar çekirdeklerin sperm ile döllenmesi sonucu oluşur ve (3n) kromozomludur.

► Bunun için genotipi ana bitkiden farklıdır.

► Endosperm embriyoyu forosentez yapıncaya kadar besler.

► Endosperm; karbonhidrat, yağ veya protein gibi besin maddelerini depolar ve embriyoya çenekler aracılığı ile besin sağlar.

► Örneğin fasulye gibi bazı çift çenekli bitkilerde ise endospermin besin kaynakları, tohum gelişimini tamamlamadan önce çeneklere gönderilir.

► Sonuç olarak olgunlaşan tohumda endosperm çeneklerde bulunur. Böyle bitkilerde çimlenme için gerekli besin, çeneklerden sağlanır.

► Endosperm (3n) çenekler (2n) kromozomludur.

► Embriyo, zigotun çok sayıda mitoz geçirmesiyle oluşur. Yumurtanın döllenmesiyle oluştuğu için ana bitkiden farklı genotipe sahiptir.

► Embriyonun yapısında embriyonik kök, embriyonik gövde ve çenek adı verilen yapılar bulunur.

► Embriyonik kök bitkinin kök sistemini, embriyonik gövde ise sürgün sistemini oluşturur.

► Tohumlu bitkilerde embriyoyu kaplayan etli kısma çenek denir.

► Çenekler, tohum gelişirken endospermden besin emer ve çimlenme sırasında bunları embriyoya iletir.

► Tohum taslağında iki çenek bulunduran bitkilere çift çenekli bitkiler, bir çenek bulunduran bitkilere ise tek çenekli bitkiler denir. Fasulye çift çenekli, buğday tek çenekli bitkilere örnektir

Tohumda Dormansi

► Dormansi tohumun uyku evresidir.

► Tohum uyku halinde iken metabolizma yavaş ancak devam etmektedir.

► Olumsuz koşullarda tohum uyku halinde kalarak canlılığını korur ve neslin devamını garanti altına alır.

► Dormansi süresi bazen bir (1) gün bazen uzun süre olabilir.

► Örneğin; bazı baklagil tohumları 150 (yüzelli) yıldan fazla kalabilirken salatalık tohumları 10 (on) gün, kabak bitkisinin tohumları bir kaç gün canlı kalabilmektedir.

Doğada Tohumun Yayılmasını Sağlayan Faktörler

► Bazı meyve tohumları su ile taşınarak yayılır.

► Bazı meyvelerin çekirdekleri hayvanlar tarafından sindirilmediği için dışkı ile başka alanlara bırakılabilir.

► Bazı bitkiler (süpürge otu gibi) meyve çeperlerinin kurumasıyla aniden açılarak tohumlarını çevreye fırlatır.

► Bazı dikenli meyve kabukları; hayvan kürklerine, kuş tüylerinine ya da insan giysilerine yapışarak taşınır.

► Bazı tohumlar meyve kabukları kuruyup dökülmesi sonucu çevreye yayılır.

Meyve Oluşumu

► Çiçekte meydana gelen döllenme bitkide birtakım hormonal değişimlere neden olur. Döllenme olayından sonra çanak ve taç yapraklar dökülür. Erkek ve dişi organlar solar. Tohumu kuşatmış olan ovaryum etlenerek şişkinleşir ve meyveye dönüşür. Meyve, uyku hâlindeki tohumların korunmasını ve yayılmasını sağlayacak şekilde özelleşmiş yapıdadır.

Meyveler; basit meyve, küme meyve, bileşik meyve, yalancı meyve, gerçek meyve olmak üzere gruplara ayrılır.

a) Basit meyve: Bir çiçeğe ait tek bir yumurtalığın gelişmesiyle oluşan meyveye denir. Örneğin portakal, limon, kayısı, üzüm, erik, bezelye, bakla ve kiraz gibi meyveler basit meyvelerdir.

b) Küme meyve (agregat): Bir çiçeğe ait birbirinden ayrı yumurtalıkların bir bütün olarak gelişmesiyle oluşan meyvelerdir. Örneğin çilek, dut, böğürtlen gibi meyveler küme meyvelerdir.

c) Bileşik meyve: Bir çiçek sapına bağlı birden fazla çiçeğe ait yumurtalıkların bir bütün olarak gelişmesiyle meydana gelen meyvelere denir. Ananas ve incir bileşik meyvelere örnek verilebilir.

d) Yalancı Meyve: Yumurtalıkla birlikte çiçeğin diğer kısımlarının da meyve oluşumuna katılmasıyla oluşan meyvelere yalancı meyveler denir. Çilek, elma ise yalancı meyveye örnektir.

e) Gerçek Meyve: Bazı kapalı tohumlu bitkilerde yalnız yumurtalığın gelişmesiyle oluşan meyvelere gerçek meyve denir. Kiraz gerçek meyveye örnektir. Gerçek ve yalancı meyveler aynı zamanda basit, küme ve bileşik meyve olarak da sınıflandırılır.

Not: Fındık, ceviz gibi bitkilerdeki meyve kısmı en dıştaki sert kabuk kısımdır. Bu bitkilerde yenen kısım tohumdur. Dolayısıyla her meyve yenilmez.

3.BÖLÜM SONU DEĞERLENDİRME ÇALIŞMALARI

Aşağıda birbiri ile bağlantılı doğru (D) ya da yanlış (Y) ifadeler içeren tanılayıcı dallanmış ağaç tekniğinde bir soru verilmiştir. “a”dan başlayıp cümlelerin doğru ya da yanlış olduğuna karar vererek ilgili ok yönünde ilerleyiniz. Her bir cevap bir sonraki aşamayı etkileyecektir. Vereceğiniz cevaplarla doğru çıkışı bulunuz.

Cevap: a. D → b. D → ç. D → 1. çıkış