BİTKİ ANATOMİSİ (BİTKİSEL HÜCRELER)

parankima

[retweet]

[facebook]

PREPARAT HAZIRLAMA TEKNİKLERİ

Bitkisel organizmaların iç ve dış yapısını inceleyen bilim dalına bitki anatomisi ve morfolojisi bilimi denir. Bitki anatomisi, bitkisel organizmaların içyapısını genellikle organlardan değişik şekillerde kesitler alarak mikroskop altında inceler. Bundan dolayı, bitki anatomisi ve morfolojisi laboratuvar çalışmalarında mikroskop, jilet, çeşitli boyalar, lam ve lamel bu laboratuvar için vazgeçilmez gereçlerdendir. Yani bitkilerin içyapılarını inceleyebilmek için, jiletle kesit alıp preparat haline getirerek mikroskopla incelemek gerekir. Bu nedenle, kesit alma çeşitleri ile bunları preparat haline getirme teknikleri ve preparat çeşitleri aşağıda kısaca açıklanmıştır.

1.Enine Kesit Alma: İncelenecek objenin uzun eksenine dik doğrultuda alınan kesitlerdir.

2.Boyuna Kesit Alma: Kesit alınacak objenin uzun eksenine paralel doğrultuda alman kesitlerdir. Bu da kendi arasında ikiye ayrılır.

1. Radyal Kesitler: Kesit alman objenin merkezinden geçen boyuna kesitlerdir.

2. Teğetsel Kesitler: İncelenecek objenin yüzeyine teğet geçen boyuna kesitlerdir.

3. Yüzeysel Kesit Alma: Uygulamada teğetsel kesite benzerlik gösteren ve materyalin kabuk veya dış yüzeyinden sıyırma şeklinde alman kesitlerdir.

Amacına uygun olarak alınan bu kesitler ya geçici ya da sürekli preparat haline getirilerek incelenir. Bu kesitler alınırken çalışmanın amacına uygun olması gerekir. Lam üzerine uygun pozisyonda yerleştirilen objenin üzerine bir damla su (kuru objelerde) ilave edilir. Üzerine lamel kapatılır. Hazırlanmış bu yapıya preparat denir. Preparat daha sonra mikroskop altında incelenir. Geçici preparat hazırlama ve incelemeyi botanik laboratuar çalışmalarında bolca uyguladınız. Burada sürekli preparatların nasıl hazırlanacağı izah edilecektir.

Sürekli Preparatların Hazırlanması:

Bitkisel objelerden hazırlanan bir preparatm kalıcı olması, uzun yıllar tekrar kullanılabilmesi için bazı işlemlerden geçirilmesi gerekir. Bu işlemler aşağıdaki sıraya göre yapılır.

1.Kesit alınmak istenen materyal önce 2 -3 cm uzunluğunda küçük parçalara bölünür.

2.Bu materyal sırasıyla % 50, 70, 90 ve 95’lik alkol serilerinde 5- 6 saat (materyalin durumuna göre 12 saatte olabilir ), % 100 alkolde (absolü alkol) 1- 2 saat bekletildikten sonra, sırasıyla 3/1,1/1, 1/2 oranında alkol, 1 kısm ksilol ve 1 kısım alkol, saf ksilolde 5- 6 saat bırakılır.

3.Ksilolden sonra üzerine bulunduğu kaptaki 1 ksilolün 1/3′ü kadar temiz parafın ilave edilir.

4.Ksilol kokusu kayboluncaya kadar (3- 4 gün) 55- 60 °C ye ayarlı etüvde bekletilir. Bu süre zarfında kaptaki ksilol-parafın karışımı 2-3 defa değiştirilerek saf parafın ilave edilir. Saf parafın içinde 1 hafta kadar bekletilir.

5.Materyal içerisine gliserin sürülmüş parafın blok kutularına yerleştirilerek, parafın içerisine gömülür ve buzdolabında dondurulur. Parafın bloklar yapılırken materyalin parafin bloğun merkezinde durmasına özen gösterilir. Parafın bloklar donunca düzeltilerek kesit alma makinasına (mikrotom) yerleştirilir.

6.Mikrotomla parafın bloklardan amaca uygun kalınlıklarda (yaklaşık 15- 20 mikron )kesitler alınır.

7.Alman kesitler parlak yüzeylerinden, üzerine çok az Haupts sürülmüş lamlara düzgün bir şekilde yerleştirilir. Bu düzgünlüğü sağlamak için lam üzerine birkaç damla %2’lik formalin damlatılır.

8.Kesitlerden parafini uzaklaştırmak için saf ksilol, 1/1 oranında ksilol absolü alkol ile %95, 90 ve 50 alkol serilerinde 5’er dakika bekletilir.

9.%50’lik alkolde hazırlanmış %1 iik safranın boyasında 18 ile 24 saat bekletilir.

10.Boyadan çıkarılmış materyal; %50, 90 ve 95 alkol serilerinde 3’er dakika bekletilir.

11.%90 alkolde hazırlanmış %0,2’lik fast- green boyasında 5 ile 10 saniye bekletilerek boyanması sağlanır. Böylece ikili boyama gerçekleştirilmiş olur.

12.Fazla boyaları gidermek için %95 alkol, absolü alkol, 1/1 oranındaki absolü alkol- ksilol serilerinden 5’er dakika arayla geçirilir.

13.Bu işlemlerden geçmiş materyalin üzerine bir miktar Kanada balsamı koyduktan sonra lamel kapatılır ve bir süre kurumaya bırakılır. Daha sonra preparat temizlenerek uzun süre kullanılabilecek duruma getirilmiş olur.

HÜCRELERİN YAPISI

Bitki anatomisi ve morfolojisi laboratuvarında uygulamalı çalışmaların amacına ulaşması için hücrenin iyi tanınması gerekmektedir. Bu nedenle aşağıda hücre hakkında özet bilgi verilmiştir.

Bilindiği gibi hücre, morfolojik ve fizyolojik olarak canlıların en küçük birimidir. Tipik bir bitki hücresi, hücre çeperi ve protoplast olarak ikiye ayrılabilir. Hücre çeperinin esas maddesi selüloz olmakla birlikte, hemiselüloz, pektin ve kitin (glikokaliks ) gibi polisakkaritler de bulunabilir. Hatta süberin, lignin, kütin, mum, reçine, zamk, alkaloidler, glikozidler, tanen, renk pigmentleri ve kristal gibi çeşitli kimyasal maddeler de hücre çeperlerinin yapısına katılabilir.

Hücreyi koruma, madde iletimi, hücreye şekil verme ve desteklik sağlama gibi görevleri bulunan hücre çeperi, hücrenin cansız kısmına dahildir.

Hücre çeperinin içini dolduran yapıya bitkilerde protoplast denir. Bu da protoplazmik yapı ve protoplazmik olmayan yapı şeklinde ayrılabilir. Hayatın menşesini oluşturan protoplazma, basitçe hücre zarı ve sitoplazma olarak ayrılabilir. Sitoplazma içerisinde çekirdek, plastitler (bitki hücrelerinde), mıtokondriyumlar, golgi cismi (bitki hücrelerinde diktiyozom da denir), sferozomlar, m ikrozomlar, ribozomlar, endoplazmik retikulumlar, 1 izozomlar ve sentrozomlar (yüksek yapılı bitki hücrelerinde rastlanmamıştır) gibi yapılar bulunmaktadır. Hücrelerdeki hayatsal olayların çoğu bu yapılarda gerçekleşir.

Protoplazmik olmayan yapılar ise kofullar ve çoğunlukla bunların içinde bulunan alevron taneleri, nişasta taneleri, yağ damlacıkları, reçine- balsam, kauçuk, tanen, alkaloidler, renk pigmentleri, glikozitler, süberin, zamk ve kristaller gibi organik veya inorganik tabiatlı maddelerdir. Metabolizmanın primer veya sekonder ürünleri olan bu tür maddelere ergastik maddeler de denir.

Alglerde, mantarlarda, bakterilerde olduğu gibi, bazen bir bitki hücresi kendi başına bir bitkiyi temsil eder; yani serbest bir hücredir. Ancak, dokulaşmış ve organlaşmış bitkilerde hücreler pektin lamelle birbirine bağlıdırlar. Bu pektin lamel, Pektinaz enzimi tarafından parçalanır veya sıcak su yahut kuvvetli asitlerle erir ve hücreler serbest hale geçer. Nitekim iğde ve elma gibi meyveler olgunlaştığı zaman pektin lamel pektinazla parçalandığı için hücreler dağılır ve meyve unsu özellik kazanır.

                        Şekil. Malus sylvestris ve meyvesinde serbest hücreler.

Bitki Hücrelerinin Gelişme Safhaları ve Geçirdiği Değişiklikler

Canlıların en küçük birimi olan hücreler bitkilerin kök, gövde ve yaprak gibi değişik yerlerindeki farklılaşmaya uygun olarak değişik yapılar kazanırlar. Benzer yapılı hücrelerden dokular ve dokulardan da organlar oluşur. Bu değişimin temelini teşkil eden hücreler nasıl değişir sorusu aşağıda açıklanmıştır.

Bilindiği gibi bitkilerin gövde uçlarına vejetasyon bölgesi veya büyüme noktaları denir. Burada bulunan hücreler sürekli bölünme potansiyeline sahiptirler ve bunlara meristem hücreleri adı verilmektedir. Meristem hücrelerin izodiyametrik ve küçük, çeperleri ince, sitoplazmaları bol, çekirdekleri ortada ve büyük, plastitleri proplastit evrede ve koful içermezler. Bu hücrelerden oluşmuş dokuya meristem dokusu denir. Bitkilerin apikal (tepe) bölgelerinde bulunan meristemlere apikal meristem denir. Sürekli dokular bu doku hücrelerinin farklılaşması sonucu oluşurlar. Örneğin, bir kolyos (Coleus) bitkisinin büyüme noktasının daha aşağısından kesit alınıp incelendiğinde buradaki hücrelerin meristem hücrelerine göre daha uzun, genişliklerinin daha fazla, sitoplazmalarının az olduğu, kofullarının varlığı ve büyüklüğü görülecektir.

Şekil. Coleus bitkisinin genel görünümü ve değişik bölgelerdeki hücrelerin durumu.

PLASTİTLER

Plastitler meristem hücrelerindeki proplastitlerden oluşan yapıları, pigment içerikleri ve işlevleri farklı olan protoplazmik organellerdir. Genellikle renkli ve renksiz plastitler şeklinde ikiye ayrılırlar. Renkli olanlardan kloroplastlar fotosentezin oluştuğu organellerdir. Kromoplastlar ise karotinoid grubu pigmentler içermekte olup, çiçeklerin ve meyvelerin rengini verirler. Renksiz olanlar arasında en sık rastlananı amiloplastlardır. Bunlar bitkilerin değişik bölgelerinde nişasta deposu olarak rol oynarlar. Bilindiği gibi plastitler zamana ve bitkide bulunduğu yere bağlı olarak birbirine dönüşebilirler.

1. Kloroplastlar: Bunlar fotosentetik dokularda bulunurlar ve baskın pigment olan klorofilden dolayı yeşil gözükürler.

Kloroplasları gözlemek için bir su bitkisi olan Elodea canadensis (su vebası, elodiya) veya Vallisneria spiralis (valisneria) gibi tamamen su içinde yaşayan ve akvaryum bitkisi olarak da kullanılan bitkilerin yapraklarından bir parça lam lamel arasına k oyarak, mikroskop altında inceleyiniz. Kloroplastların hücre çeperine paralel bir konumda dizildiklerini göreceksiniz. Kloroplastların hareketlerine dikkat ederek sitoplazma hareketini de izleyiniz.

 

Şekil. Elodea yaprak hücrelerinde kloroplastlar.

2. Kromoplastlar: Renk pigmenti olarak karotinoidleri taşırlar. Karotinoidler kloroplastlarda klorofillerle birlikte çoğu zaman maskelenmiş olarak bulunurlar. Sonbahara doğru klorofiller bozulmaya başlayınca karotinoidler değişik renkleri ile ortaya çıkarlar. Turuncu renkli karotin, sarı renkli ksantofıl ve kırmızı renkli likopin, karotinoidlerin birkaç çeşididir.

Aşağıdaki İşlemleri Yaparak Bazı Karotinoidleri İnceleyiniz:

1.Karotinler: Dcıucus carota (havuç)’nın kökünden enine kesit alarak bir damla su ortamında lam- lamel arasında, mikroskopta inceleyiniz. Hücrelerin içinde karotinleri çiziniz.

Bilindiği gibi havuç köküne turuncu rengi veren karotin vücutta vitamin A şekline dönüşerek hastalıklara karşı direnç kazandırır, göz ve cilt hastalıkalarını önler, cilde canlılık verir. Havuç meyvaları ise rezin, uçucu ve sabit yağlar içermektedir. Dövülerek un haline getirilen meyveler midevi, idrar artırıcı ve kurt düşürücü olarak kullanılır.

2.Likopinler: Kırmızı renkli domates {Lycopersicon esculentum) meyvesinin etli kısmından enine kesit alarak, bir damla su ortamında, lam- lamel arasında, mikroskopta inceleyiniz. Gevşek yapılı parankima hücrelerinin içinde uzun, dar kristalloidler ve yuvarlak tipte şekillenmiş yapıların içinde kırmızı renkli likopin pigmentleri bulunmaktadır. İnceleyerek, şekillerini hücrelerin içinde çiziniz.

            Şekil. Daucus carota kök hücrelerinde kromoplastlar ve karotin kristalleri.

Bilindiği gibi domates meyvesine kırmızı rengini veren kromoplasttaki likopin denen bir karotindir. Meyveler sırası ile E, B, C vitaminlerini bolca içermekte olup, şeker ve elma asidi de içerir. Kan temizleyici, damar sertliğini giderici, hazmı kolaylaştırıcı, cilde tazelik ve pembelik verici, romatizmaya karşı iyi ve kansere karşı koruyucu özelliklerinin olduğu kaydedilmiştir. Bu bitki türünün gövde, yaprak ve yeşil meyvelerinde solanin denilen zehirli alkaloid de bulunur.

Şekil. Lycopersicon esculentum meyvesinin etli kısmındaki hücrelerde kromoplastlar ve likopin kristalleri.

3. Renksiz plastitler: Renksiz plastitler içerisinde en sık rastlananı amiloplastlardır. Bunlar daha çok depo dokularda nişasta depo ederler. Herhangi bir saksı bitkisinin, örneğin Begonia (begonya) veya Pellionia‘ nın köküne yakın gövde kısımlarından enine bir kesit alarak bir damla su ortamında, lam- lamel arasında, mikroskop altında inceleyiniz. Kesitin dışa yakın kısımlarındaki hücrelerde bolca kloroplastları, öze yakın parankima hücrelerinde ise kloroplast sayısının azalıp amiloplasta dönüştüğü görülecektir. Merkeze yakın hücrelerde amilopastların giderek büyüdüğünü ve üzerlerinde yeşil renkli kloroplastların bulunduğunu veya en azından merkezi hücrelerde, eksentrik hilumlu basit nişasta taneleri üzerinde kloroplast kalıntılarını görmek olasıdır.

BİTKİ HÜCRELERİNİN PROTOPLAZMİK OLMAYAN BİLEŞENLERİNDEN ERGASTİK MADDELER

Ergastik maddeler: Bitki hücrelerinin metabolizma ürünleri olup karbonhidratlar, proteinler, yağlar, kristaller, flavonoidler (antokyanlar ve antosiyaninler), tanenler, alkaloidler, glikozidler, kauçuk, reçine ve balsam gibi maddeler bu gruba girmektedir.

Karbonhidratlar: Fotosentez ürünü olan karbonhidratlar, bitki hücrelerinde erimiş veya katı halde bulunan protoplazmik olmayan bileşikler şeklinde bulunurlar. Karbonhidratlardan nişasta ve inülin önemli bir grubu oluşturur. Nişasta çok sayıda glukoz molekülün polimerizasyonu sonucu oluşan bir polisakkarittir. Fotosentez sonucu oluşan nişastaya assimilasyon nişastası denir. Bu tip nişasta küçük tanecikler ve çomaklar şeklinde, ileri yapılı bitkilerin kloroplastlarındaki granumlarda oluşur. Bu nişasta zamanla büyür ve bu halde kalmaz. Sükroz (sakkaroz, çay şekeri) molekülleri şeklinde yedek besin depolarına taşınarak hücrelerdeki amilopastlarda yeniden nişasta moleküllerine polimerize olur. Nişasta tanelerine dönüşerek yedek nişasta şeklinde depolanır. Bu tip nişastalar bitkilerin kök, gövde, tohum, meyve, yumru, rizom, soğan, seıt soğan, değişim yaprakları gibi metamorfik yapılarda bolca bulunur.

Her bitki türünün nişasta tanelerinin şekli kendine özgüdür (Şekil 2.5). Bunlar genellikle yuvarlak veya oval şekillerde olurlar. Amiloplastlarda oluşmaya başlayan nişasta tanelerinin ilk oluşum yerine göbek veya hilum denir. Nişasta molekülleri hilumdan başlayarak tabakalaşma şeklinde büyür. Bu tabakalar homojen olmayıp, gündüz oluşan tabakalar daha yoğun, gece oluşanlar ise daha az yoğundur.

Nişasta taneleri hilumlarına göre Eksentrik ve Sentrik olmak üzere ikiye ayrılırlar:

1. Eksentrik nişasta taneleri: Bu tip nişasta tanelerinin oluşum başlangıcı yani hilumu tam merkezde olmayıp, kenara yakın bir kısımda bulunur. Solanum tuberosum (patates) yumrularında olduğu gibi.

2. Sentrik nişasta taneleri: Tabakalar bir merkez etrafında sıralanır, yani hilum merkezde bulunur. Phaseolus vulgaris (fasulye) nişasta taneleri böyledir.

Nişasta taneleri şekillerine göre de basit, bileşik ve yarı bileşik olmak üzere üçe ayrılırlar.

a.Basit nişasta tanesi: Tek bir hilum ve tek bir nişasta tanesi şeklinde organize olmuştur.

b.Bileşik nişasta tanesi: Birden fazla hilum ve birden fazla nişasta tanesi bulunur. Bunlar amiloplast (leukoplast çeşiti) içinde ayrı yerlerde oluşurlar ve zamanla birleşirler.

c.Yarı bileşik nişasta tanesi: Birden fazla hilum ve birden fazla nişasta tanesi bulunur ve bu taneler ortak nişasta tabakaları tarafından kuşatılır. Bunlar bir nişasta tanesi gibi görünürler. Bir başka şekilde eğer bir bileşik nişasta tanesinin etrafını ortak nişasta tabakaları kuşatırsa yarı bileşik nişasta tanesi oluşur. Bunların her üç şekli de patates yumrularında görülebilir (Şekil 2.6).

Aşağıdaki İşlemleri Yaparak Nişasta Tanelerini İnceleyiniz:

Solanum tuberosum (patates) yumrusunun parankima dokusundan bir miktar lam üzerine koyup lameli kapatın ve ezdirin. Lam lamel arasına bir damla KI (potasyum iyodür) veya iyot (I) vererek mikroskopta inceleyin. Bilindiği gibi lügol veya iyot nişastanın ayıraçlarından olup, bunlarla muamele edilince nişasta taneleri mavi- menekşe renge boyanır. Basit, bileşik ve yarı bileşik nişasta tanelerini gözleyerek şekillerini çiziniz.

Helianthus tuberosus (yer elması) yumrularından küçük parçalar alıp, bir hafta kadar %70rlik alkolde bekletiniz. Parçaların dış kısmı kesilip atıldıktan sonra, iç kısmından ince bir enine kesit alıp bir damla alkolde inceleyiniz. İncelemeniz sonucunda hücrelerin ince olan çeperleri üzerinde tek veya değişik büyüklükte inülin sferokristallerini gruplar halinde göreceksiniz. Gördüğünüz şekli çiziniz. Bilindiği gibi inülin sferokristalleri yapıtaşı fruktoz olan bir polisakkarittir. Yer elmasının yumrularında ayrıca sütte bulunması, özellikle şeker hastaları için faydalı bir yiyecektir. Besin değeri patatese yakın olup, süt ve idrar artırıcı, safra söktürücü ve cildi güzelleştirici özellikleri de bulunmaktadır.

Phaseolus vulgaris (fasulye) tohumlarından; Zea mays (mısır), Ofyza sativa (pirinç) , Triticum vulgare (buğday) ve Euphorbia (sütleğen) bitkilerinin meyvelerinden yukarıdaki gibi preparat hazırlayarak bu bitkilerin nişasta tanelerini ayrı ayrı inceleyerek şekillerini çiziniz. Sentrik veya eksentrik olduklarını belirtiniz.

proteinler: Yapı taşı amino asitlerdir. Bileşiminde karbon, azot, oksijen, hidrojen, bazen kükürt ve fosfor da bulunduran bileşiklerdir. Sitoplazmanın esas maddesini oluşturmakla birlikte, hücre içinde ergastik madde şeklinde de bulunurlar. Proteinlerin bir kısmı hücre öz suyunda erimiş olarak depolanırken, genellikle tohumların embriyo, endosperm ve perisperm hücrelerinde katı halde bulunan proteine alevron tanesi denir. Alevron tanelerinin içerdiği depo protein ya amorf (şekilsiz) veya kristalsi halde bulunurlar. Bir alevron tanesi genellikle protein olmayan (fitin: inositol fosforik asitin magnezyum- potasyum tuzu) globoid (yuvarlak) küçük bir kısımla, büyük ve çok köşeli protein yapıdaki kristalloidden oluşur. Bu yapı koful içinde bulunmakta olup, zamanla koful suyunu kaybederek alevronun şeklini alır. Suyu bol olan hücrelerde alevron oluşmaz. Alevron taneleri hücrelerde diğer ergastik maddelerle birlikte bulunabildiği gibi, Ricinus communis (Hint yağı bitkisi) veya Phaseolus vulgaris (fasulye) tohumlarındaki gibi nişasta ve yağlarla birlikte bulunurlar. Bazı bitkilerde örneğin, buğday veya arpa tanelerinde testanın (tohum kabuğu) altında bir veya birkaç hücre tabakasında tek başına bulunurlar. Alevron taneleri iyot ile muamele edilirse altın sarısı bir renk oluşur.

Şekil . Alevron taneleri. A. Hintyağı bitkisi (Ricinus communis) tohum hücrelerinde alevronlar ve yağ damlaları. B. Fasulye (Phaseolus) tohum hücrelerinde alevron ve nişasta taneleri.

Yağlar: Bitki hücrelerinde katı taneler ve sıvı damlalar halde bulunan yağlar bitkilerdeki ergastik maddelerin önemli bir bölümünü oluştururlar. Bir molekül gliserol ile üç molekül yağ asitinin esterleşmesi sonucu oluşan trigliseridlerdir. Doymuş veya doymamış yani katı veya sıvı olabilirler. Bitkisel yağlar çoğunlukla sıvı, hayvansal yağlar ise genelde katı doymuş yağlardır. Yağlar Sudan III kimyasalı ile kırmızı veya turuncumsu renk verirler, ayrıca uçucu yani eterik yağlar da bulunmaktadır.

Aşağıdaki İşlemleri Yaparak Alevron Tanelerini ve Yağ Damlalarını İnceleyiniz:

1. Alevron tanelerini incelemek için, Hint yağı bitkisinin tohumunun kabuğunu kaldırınız. Endospermasından enine bir kesit alıp, parankima hücrelerinde alevron tanelerini inceleyiniz ve şekillerini çiziniz. Aynı işlemi fasulye tohumlan için de yapınız ve alevron tanelerini inceleyip şekillerini çiziniz.

2.Triticum vulgare (buğday) ve Hordeum sativum (arpa) tanelerinden enine kesitler alarak, nişasta ve alevron tabakalarını inceleyiniz ve şekillerini çiziniz.

Ricinus communis (Hint yağı) bitkisinin endospermasından aldığınız enine kesitte hücrelerde alevron taneleri ile birlikte bol miktarda bulunan yağ damlalarının hücre içinde dağıldıklarını görünüz. Bu enine kesiti Sudan III i le muamele ederek: yağ damlalarının kırmızı tepkime verdiğini izleyiniz.

HÜCRENİN PROTOPLAZMİK OLMAYAN BİLEŞENLERİNDEN

KRİSTALLER

Kristaller: Pek çok bitki, metamölizma sonucu oluşan ve tekrar kullanılmayan klorür, fosfat, karbonat, silikan anhidritleri ve sülfatlar gibi birçok mineral asit tuzlarını (anorganik tuzlar) hücrelerinde depo ederler. Örneğin, metabolizma sonucu oluşan oksalik asit bitki için zararlıdır. Bu asit bitkinin köklerinden gelen kalsiyum ile birleşerek kalsiyum oksalat kristaline dönüşür ve hücreler için zararsız hale gelir. Sırasıyla koful (vakuol), sitoplazma. Hücre çeperi, kristal idioplastlarında, epidermal tüylerde ve floem parankimasında oluşan kristaller, hücrelerin protoplastlarını kaybedip ölmesi sonucu bütün hücreyi işgal edebilirler. Limon, portakal, turunç gibi değişik bitki türlerinde değişik kristal şekillerine rastlanmaktadır. Bunlar tek bulunduğu gibi, birleşerek ikiz veya kristal toplulukları oluştururlar.

Kalsiyum tuzları arasında en çok bilineni kalsiyum oksalatlardır. Bunlar ihtiva ettikleri su durumuna göre iki değişik sistemde değişik şekilde kristaller oluştururlar.

Birincisi, tabanı kare olan düzgün prizmalar şeklinde 3 su (trihidrat) ihtiva eden kalsiyum oksalat (C204Ca, 3H2O) kristalleridir. Bunlar içerisinde en çok görüneni prizma, oktoeder şeklindeki tek kristaller ile yıldız şeklindeki (ikiz) Druz veya Druza’ dır. Örneğin tek ve ikiz kristallere Bégonia’da (begonya), Allium cepa (soğan) kabuğunda, eğik prizmalara Citrus (limon, portakal, turunç) bitkilerinde rastlanır.

İkincisi tabanı romboeder şeklinde eğri prizma veya çubuk şeklinde tek sulu (monohidratlı) kalsiyum oksalat kristalleridir (C^C^Ca, H2O). Bunlardan en tanınmışı tek, uzun, iğne veya çubuk şeklindeki rafitlerdir. Bunların müsilaj içinde demetler halinde bulunanlarına stilloid denir. Bu tür kristallere monokotil (tek çim yapraklı) bitkilerden Allium (soğan), Scilla (adasoğanı), Aloe (sarı sabır); dikotil (iki çim yapraklı) bitkilerden Mesembrianthemum (makas otu), Impatiens sultani (cam güzeli) ve I. balsamina (dokunma bana) gibi bitkilerde çokça görülür.

Üst üste dizilmiş parankima hücrelerinde bulunan kristaller, diziler halinde göründüklerinden bunlara kristalli hücre dizileri veya kristal lifleri denir. Söğütte olduğu gibi, böyle hücreler çoğunlukla sklerenkima liflerinin arasında bulunurlar.

Rubiaceae (kökboyasıgiller) ve Solanaceae (patlıcangiller, Nicotiana= tütün)’ye ait bitkilerde olduğu gibi, fazla sayıda, küçük, köşeli şekiller gösteren kristal kutnu parankima hücrelerinin içini tamamen doldurarak onların grimsi- siyah görünmelerine neden olurlar. Silisyum dioksitten (SİO2) oluşan kristallere ise Diyatomeler, Equisetaceae (Articulatae, atkuyruğugiller), Poaceae (buğdaygiller) ve Cyperaceae (kağıtotugiller, Papirusgiller) familyalarına ait bitkilerin hücre çeperlerinde çokça bulunurlar(Şekil 3.1).

Kalsiyum oksalattan oluşmuş çeşitli kristaller

Şekil . Çeşitli bitkilerin hücrelerinde bulunan değişik kalsiyum oksalat ve inülin (sferokristal, organik kökenli) kristalleri.

En iyi bilinen kristal şekillerinden biri de kalsiyum karbonattan oluşmuş sistolitlerdir. Bunlar kalsiyum karbonatın hücre çeperinin içinde veya üstünde birikmesiyle oluşmuş, bir sap kısmı bulunan, adeta dut meyvesini andıran bileşik kristallerdir. Ficus elastica (kauçuk ağacı) yapraklarında olduğu gibi, lithosist denilen özel, genişlemiş epidermal hücrelerde rastlanır.

Helianthus tuberosus (yer elması)’da olduğu gibi, inülin karbohidratından oluşmuş iğne biçimindeki kristallerin bir nokta etrafında dizilmesiyle oluşan kristal topluluğuna sferit veya sferokristal denir. Organik maddelerden oluşan kristallere karotin (havuç ve benzeri bitkilerde turuncu renk pigmenti), berberin ve saponinler de örnek verilebilir.

Şekil. Ficus elastica‘da değişik şekillerde Sistolit (kalsiyum karbonat) bileşik kristalleri.

Laboratuarda Yapılacak İşlemler:

1.Allium cepa (soğan)’ın renkli kabuklarım bir gün önce kloralhidrat içine koyarak saflaştırınız. Bu kabuklardan küçük bir parçayı lam- lamel arasında, bir damla su ortamında, mikroskop altında inceleyerek tek ve ikiz kristalleri gözleyiniz ve şekillerini hücrelerin içinde gösteriniz.

2.Begonia (begonya) türlerine ait bitkilerin yaprak saplarından enine kesitler alarak lam-lamel arasında, bir damla su ortamında mikroskopta inceleyerek tek, ikiz ve yıldız şeklindeki druz (yıldızsı) kristalleri gözleyiniz ve şekillerini içinde bulunduğu hücrelerle birlikte gösteriniz

3.Impatiens sultani veya I. balsamina (cam güzeli) türlerinin yaprak sapından enine ve boyuna kesitler alarak lam- lamel arasında, bir damla su ortamında, mikroskop altında gözleyerek uzun, iğnemsi veya çubuk şeklindeki tek rafitleri ve rafit demetlerini (stilloid) inceleyiniz ve şekillerini hücrelerle birlikte çiziniz.

4.Salix (söğüt)’in genç dallarından teğetsel kesit alarak kristalli hücre dizilerini inceleyiniz ve şekillerini hücrelerle birlikte çiziniz.

5.Ficus elastica (kauçuk ağacı)’nın özellikle sararmış yapraklarının iletim demetlerine yakın yerlerinden enine kesitler alıp mikroskopta gözleyerek sistolit kristallerini inceleyiniz ve şeklini yakın çevresiyle birlikte çiziniz.

Triticum (buğday) veya Cyperus (Japon şemsiyesi, siperus) yaprak veya gövdelerinden yüzeysel kesitler alarak, inceleyiniz ve kristal kumu hücrelerini çiziniz.

 

HÜCRE ÇEPERİ

Çeper tabakalarının sınıflandırılması: Her bitki hücresinin kendine özgü bir çeperi vardır. Hücre çeperlerinin kalınlıkları ve şekli hücrelerin yaşına ve tipine göre farklılık gösterir. Bir bitki dokusunu oluşturan hücrelerde orta lamel, primer çeper ve sekonder çeper olmak üzere genelde üç kısım ayırt edilebilir.

Şekil . Bitki hücreleri çeperlerinin yapısı ve tabakaları

Orta lamel, gelişimi hücre bölünmesini takiben başlar. Bölünmekte olan hücrenin merkezinde iğ ipliklerinin yoğunlaşmasıyla, fragmoplast olarak adlandırılan ayırıcı bir tabaka olarak ortaya çıkar. Poligalaktronik asitin de yapıya 4 katılmasıyla orta lamel (pektin lamel) iki yavru hücreyi birbirinden ayırır. Dokuyu oluşturan hücreleri birbirine bağlar ve hücreler arasında iletimde rol oynar. Odunlu dokularda orta lamel genellikle ligninleşir. Hücre gelişimi sırasında orta lamel çoğu kez primer çeperle bütünleşir. Pektinaz enzimi tarafından parçalanınca dokuyu oluşturan hücreler birbirinden ayrılır. Portakal ve mandalina gibi turunçgil meyvelerinin meyve kabuğu olan eksokarp ile meyvenin etli, sulu kısmı mezokarp arasındaki renksiz madde pektin maddesinden oluşmuştur. .

Primer çeper, hücrenin bölünmesi sırasında her yavru hücre orta lamel üzerine selüloz maddesi biriktirir. Böylece primer çeper ortaya çıkar. Her hücrenin asıl çeperidir. Çoğunlukla selülozdan yapılmış olmasına rağmen bu çeper yapısında hemiselüloz, pektin ve az miktarda protein de bulunur. Hücre büyürken ve gelişirken primer çeper de buna paralel olarak hem yüzeysel hem de kalınlığına büyür.

Sekonder çeper, primer çeperin ardından gelişen çeperdir, Hücre gelişimini tamamladıktan sonra oluşur. Trake, trakeid ve lif hücreleri gibi çoğunlukla ölü hücrelerde gelişir. Yapısında selülozun yanı sıra hemiselüloz, ksilüloz, arabinoz gibi polisakkaritler de bulunabilir. Ayrıca lignin, süberin, kütin, tanin, inorganik tuzlar, silika ve diğer bazı kimyasal maddelerin de yapısına katılmasıyla değişikliğe uğrayabilir.

Sekonder çeperin asıl işlevi mekanikseldir. Sekonder çeperli hücreler çoğunlukla ölü olduklarından, protoplast içermezler. Gelişimlerinde tersine dönüşmeyen değişiklikler gösterirler. Ksilem ışınlan ve ksilem parankima hücreleri gibi bazen canlı hücreler de sekonder çepere sahip olabilirler. Hücre çeperleri kalınlaşırken homojen bir kalınlaşma göstermezler. Primer hücre çeperlerinde böyle ince kalmış bölgeler primer geçit alanlarını oluştururlar. Meristem hücrelerinde primer geçit alanları fazla olup, çeperler boncuk dizisi görünümündedir. Sekonder çeperli hücrelerin çeper üzerinde ince kalmış yerlere ise geçit adı verilir.

GEÇİTLER

Sekonder çeperlerde derinlikleri, genişlikleri ve yapıları farklılık gösteren çukurluklara geçit denir. Geçitler kalınlaşmış çeperler arasında madde alış verişini sağlayan difüzyon alanlarıdır. Bitki hücrelerindeki başlıca geçit tipleri aşağıda verilmiştir.

1.Basit Geçitler: Çeper kalınlaşması devam etmeyip, kesintiye uğradığı yerlerde oluşan yalın geçitlerdir. Bu ince kalmış alanlarda orta lamel devam eder. Geçit çukurluğu üzerinde kemer oluşumu yoktur. Geçit kenarları birbirine paraleldir. Basit geçitler yandan ince köprücükler halinde, üstten bakıldığında ise noktacıklar şeklinde görülürler. Çoğunlukla canlı parankima hücre çeperlerinde, floem liflerinde ve sklereidlerde bulunurlar. Kalın çeperlerde basit geçidin çukuru kanal şeklini alır ve hücre lümeninden geçit zarına kadar uzanır. Hücre lümenine doğru tek bir yapı gibi görünen bu çukur sonra kollara ayrılır. Buna dallanmış geçit denir. Şayet iki hücrenin basit geçidi birleşirse basit geçit çifti oluşur.

2.Kenarlı Geçitler: Basit geçitlerden daha komplekstirler. Yapı bakımından fazlaca değişikliğe uğramışlardır. Kenarlı geçitlerde sekonder çeper, geçit çukurluğu etrafında kemer oluşturur. Kenarlı geçitlerde, çukurluğun sekonder çeperinin kemer ile örtülen bölgesine geçit odası, iki kenar arasındaki açıklığa geçit açıklığı denir. Geçit zarı orta kısımda kökeni primer çeper olan bir kalınlaşma gösterir. Buna yastıkçık anlamında torus denir. Torusun çapı geçit açıklığının çapından büyük olup, esnek bir yapıya sahiptir. Bazı durumlarda torus geçit çifti açıklığının bir tarafına itilerek, o taraftaki açıklığı kapatır. Bu şekilde maddelerin bir hücreye doğru hareketine olanak verir. Torus geçit çifti açıklığının ortasında bulunduğu zaman maddelerin geçiş yönü her iki hücreye doğrudur. Bu da, torusun hücreler arasındaki madde geçişinin kontrolünde rol oynadığını göstermektedir. Torusun iki yanında ince kalmış geçit zarı kısımlarına margo adı verilir. Bazı iki çenekli (dikotil) bitkilerde geçit odasını oluşturan sekonder çeperler üzerinde veya geçit açıklığı etrafında ince, basit veya dallanmış yapılar bulunur. Bunlara kalburlu geçitler denir ve bunlar geçitlerin ileri bir şekli olarak kabul edilirler. Kenarlı geçitler genellikle su ileten boruların yani ksilemin trake ve trakeidlerinde bulunur. Kenarlı geçitlere üstten bakıldığında iç içe iki daire şeklinde, yandan bakıldığında ise karşılıklı gelmiş iki V harfi şeklinde görülürler.

3. Yarı Kenarlı Geçitler: Bir kenarlı geçit bazen bir basit geçitle karşı karşıya gelerek bir geçit çifti oluşturabilir. Böyle geçitlere yarı kenarlı geçit çifti denir. Çünkü burada geçitlerden biri kenarlı, diğeri düz (basit) geçittir. Böyle geçitler daha çok trake ve trakeid hücreleri ile parankima hücrelerinin bir birine komşu hücre çeperleri arasında görülür.

Şekil. Farklı geçit çiftlerinin diyagramları (üst sıra geçitlerin diyagramları, alt sıra geçitlerin yüzeysel görünüşü).

Bazı durumlarda bir hücre çeperindeki geçit, komşu hücredeki komplementer bir geçit ile karşılaşmazsa veya bir interselüler alanın karşısına düşerse, bu tip geçitlere kör geçitler denir.

Laboratuvarda Yapılacak İşlemler

1.Soğan zarından {Allium cepa) bir parça veya mum çiçeği (/foya carnosa) gövdesinden enine bir kesit alarak, lam lamel arasında, mikroskopda gözleyiniz. Basit geçitleri özellikle mum çiçeğinde basit ve dallanmış geçitli hücreleri inceleyiniz ve şekillerini çiziniz.

2.Çam (.Pinus) odun dokusunun teğetsel ve radyal kesitlerini mikroskop altında inceleyerek basit ve kenarlı geçitlerin üstten ve yandan görünüşlerini gözleyip, şekillerini çiziniz.

Şekil. Çam (Pinus) trakeidinde bir kenarlı geçitin kesiti (A), üstten görünüşü (B). P.geçit açıklığı (porus), t, geçit yastığı (torus), m, geçit zarı (margo). pç, primer çeper. O, orta lamel. Go, geçit odası. C. Hoya (mum çiçeği) gövdesinden enine kesitte taş hücrelerindeki çeşitli basit geçitler.

HÜCRELER ARASI BOŞLUKLAR

Hücrelerin büyümesi esnasında hücre hacminin devamlı artması, çeper yüzleri sayısının çoğalmasına sebep olur. Öte yandan meristem hücreleri doku farklılaşması sırasında düzensiz bir yapıya dönüşür ve hücreler arasında interselular (hücreler arası boşluklar) alanlar oluşur. Hücreler arası boşluklar aynı zamanda hava boşluklarını ve kanallarını oluştururlar. Hücrelerde çeşitli şekillerde oluşan hücreler arası boşluklar, salgı maddelerinin depolanmasında ve hücreler arasındaki irtibatın sağlanmasında da rol oynarlar.

Hücreler arası boşluklar değişik şekillerde oluşabilir. Bazıları aşağıda verilmiştir.

1.Şizogen Hücreler Arası Boşluklar: Hücreleri birbirine yapıştıran orta lamenin bazı yerlerde, özellikle hücre köşelerinde erimesiyle ve buralarda çeperlerin gerilimi sonucu birbirinden ayrılmasıyla oluşan boşluklardır. Bunlar dörtgen, üçgen gibi köşeli olabilirler. Örneğin buğday ve çam gövdesindeki boşluklar bu şekilde oluşurlar. Hatta çamdaki bu boşlukların birbirine bağlanması sonucu reçine kanalları yani şizogen kanallar oluşur.

2.Lizigen Hücreler Arası Boşluklar: Portakal, mandalina ve limon gibi bitkilerin yapraklarında ve meyve kabuklarında bulunan ve uçucu yağların toplandığı boşluklar gibi, dokuyu oluşturan bir grup hücrenin erimesi sonucu oluşan boşluklardır. Burada parçalanmış ve düzgün hücrelerle birlikte rastlamak olasıdır.

3.Reksigen Hücreler Arası Boşluklar: Dokuyu oluşturan hücrelerden bazılarının boyutlarındaki gelişme farkından veya komşu hücrelerin gelişmesine ayak uyduramamasından dolayı parçalanırlar. Bu şekilde oluşan boşluklara reksigen boşluklar denir. Monokotil bitki gövdelerinde protoksilemin parçalanmasıyla oluşan boşluklar gibi.

Şekil. Buğday gövdesinde şizogen boşluklar (A).Portakal kabuğunda lizigen boşluk (B). Binmirdelikotu yaprağı enine kesitinde şizogen salgı cebi (C). Mersin tomurcuk yaprağının enine kesitinde şizogen yağ cebi (D), in, interselüler alan. SH,salgı hücreleri

Ayrıca bu hücreler arası boşlukların bazı bitkilerde birbiriyle bağlanması sonucu şizo- lizigen, şizo- reksigen, lizi- reksigen veya her üçünün bileşmesi sonucu şizo- lizi- reksigen birleşik hücreler arası boşluklar oluşabilir.

Aşağıdaki İşlemleri Yaparak Hücreler Arası Boşluk Çeşitlerini İnceleyiniz:

Triticum (buğday) gövde enine kesitinde parankima hücreleri arasındaki boşlukları ve Pinus (çam) odununda reçine kanallarını iyice inceleyerek şizogen hücre arası boşlukları iyice algılayınız ve doku ile birlikte şekillerini çiziniz.

Portakal (Citrus sinensis), limon (C. limon) yaprakları veya meyve kabuklarından enine veya yüzeysel kesit alarak ve yine mısır (Zea mays) kök enine kesitini mikroskopta gözleyerek lizigen boşlukları iyice inceleyiniz ve şekillerini çiziniz.

Şekil. Mısır gövde kesitinde hücreler arası boşluğu=reksigen boşluk.

 
 
 
 
 

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir