5. Kasvien rakenne ja merkitys
Luvun sisällys
5.1 Kasvin rakenne 5.2 Kasvit ovat ekosysteemin tuottajia
5.3 Energia sidotaan yhteyttämällä
5.4 Kasvit kilpailevat valosta
5.5 Kasvisolu
5.6 Samanlaiset solut muodostavat solukoita
5.7 Vesi ja ravinteet kulkevat johtosolukoissa
5.1 Kasvin rakenne
Kasvin pääosat ovat verso ja juuristo. Versoon kuuluvat varsi, lehdet ja kukat.
- Varren tehtävä on nostaa lehtiä ja kukkia ylemmäs.
- Kasvi yhteyttää lehdillä.
- Juurillaan kasvi ottaa vettä ja siihen liuenneita ravinteita.
- Monilla kasveilla on kaunis kukka. Kukalla on vain yksi tarkoitus: tuottaa lisääntymiseen tarvittavia siitepölyhiukkasia ja siemeniä.
Kaikkien kukkien perusrakenne samanlainen. Kukka koostuu verho- ja terälehdistä sekä emi- ja hedelehdistä (emi ja hede).
Verholehdet suojaavat nuppua. Terälehtien tarkoituksena on pölyttäjien kuten mehiläisten houkutteleminen.
Emissä on munasolu ja heteessä valmistuu siitepölyhiukkasia. Usein heteet ja emit sijaitsevat eri kukissa.
Siemenkasvin lisääntyminen vaatii pölytyksen. Pölytyksessä heteen siitepölyä kulkeutuu toisen kukan emin luotille, josta seuraa hedelmöitys.
Siemenkasvit voidaan jakaa tuuli- ja hyönteispölytteisiin kasveihin.
Tuulipölytteisten kasvien kukat ovat usein vaatimattomia: pieniä, tuoksuttomia ja värittömiä. Roikkuvat heteet tuottavat runsaasti kevyitä siitepölyhiukkasia. Esimerkiksi koivu on tuulipölytteinen kasvi.
Hyönteispölytteisten kasvien kukat houkuttelevat pölyttäjiä isoilla, värikkäillä ja tuoksuvilla kukilla.
Pölytyksen jälkeen tapahtuu hedelmöitys eli sukusolujen yhdistyminen, jonka jälkeen emin hedelmöittyneestä munasolusta kehittyy siemen.
Pölytys ja hedelmöitys.
5.2 Kasvit ovat ekosysteemin tuottajia
Metsässä on tuottajia ja kuluttajia. Tuottajat ovat eliöitä, joiden ei tarvitse ottaa tarvitsemaansa energiaa toisista eliöistä. Metsäekosysteemeissä näitä tuottajia ovat kaikki vihreät kasvit. Ne saavat energian Auringon valosta. Tuon energian ne kykenevät sitomaan kemialliseen muotoon, esimerkiksi sokereiksi.
Kun kasvit ovat rakentaneet eloperäisiä yhdisteitä auringon energian avulla, siitä pääsevät hyötymään muutkin eliöt.
Kesäinen koivumetsä. Koivu ja muut kasvit saavat energiansa Auringosta.
Kasvinsyöjät voivat syödä kasveja ja pedot toisia eläimiä. Nämä eläimet ovat kuluttajia. Metsän eri tuottajat ja kuluttajat muodostavat ravintoketjuja. Niissä alun perin auringosta peräisin olevaa, kasvien sitomaa energiaa siirtyy eliöltä toiselle.
Esimerkiksi tammi sitoo auringon energiaa ja kasvaa sen avulla rakentamistaan yhdisteistä.
Perhosen toukka syö tammen lehtiä. Se on kasvinsyöjä, joka saa tarvitsemansa energian tammen lehdistä. Toukasta kuoriutuva perhonen voi tulla jonkin hyönteissyöjän kuten räystäspääskyn syömäksi. Petolintu voi saalistaa pääskyn. Kaikki nämä eliöt lopulta kuolevat, jolloin niiden sisältämät eloperäiset yhdisteet päätyvät sienien ja muiden maaperän eliöiden hajotettaviksi. Tällöin loputkin kasvin sitomasta energiasta vapautuu. Näin energia virtaa ekosysteemin läpi, mutta eliöiden sisältämät ravinteet palautuvat hajottajien toimesta takaisin kasvien käyttöön.
Ravintoketjuun kuuluvat
- tuottaja eli kasvi
- 1. asteen kuluttaja eli kasvinsyöjä
- 2. ja 3. asteen kuluttajat, jotka ovat muita alemman tason kuluttajia syöviä petoja.
Tuottaja vai kuluttaja?
5.3 Energia sidotaan yhteyttämällä
Tuottajat saavat energiansa yhteyttämisen eli fotosynteesin avulla Auringon säteilystä. Vihreiden kasvien soluissa on viherhiukkasiksi kutsuttuja soluelimiä, jotka sisältävät auringon valoa vastaanottavia väriaineita, kuten lehtivihreää.
Viherhiukkasissa Auringon energiaa muutetaan kemialliseksi energiaksi siten, että säteilystä saatavalla energialla valmistetaan runsaasti energiaa sisältäviä sokereita. Reaktion lähtöaineina ovat vesi ja ilmasta saatava hiilidioksidi. Samalla kun vesi ja hiilidioksidi muodostavat sokereita, ilmaan vapautuu happea.
6 CO2 + 6 H2O + auringon valo➞ C6H12O6 + 6 O2
hiilidioksidi + vesi + auringon valo ➞ sokeri + happi
Kasvi käyttää tuottamaansa sokeria omien elintoimintojensa energianlähteenä. Osan sokereista kasvi varastoi tärkkelyksenä esimerkiksi juuristoonsa. Yhteyttämisen myötä ilmasta poistuu hiilidioksidia, ja siinä oleva hiili sitoutuu kasvin solukoihin.
Fotosynteesi eli yhteyttäminen
5.4 Kasvit kilpailevat valosta
Jotta kasvi voisi kasvaa, sen on yhteytettävä. Yhteyttämistä varten kasvi tarvitsee valoa. Kasvit joutuvat kilpailemaan toistensa kanssa valon saannista. Sen vuoksi monet kasvit, kuten puut, pyrkivät kasvamaan korkealle.
Taimen kehittyminen siemenestä.
Eri kasvilajit ovat sopeutuneet erilaisiin valaistusolosuhteisiin. Esimerkiksi mänty ja puolukka ovat valokasveja. Ne tarvitsevat kasvaakseen paljon valoa. Niiden pienet lehdet kestävät voimakasta valoa ja kuumuutta paksun rakenteensa ja suojaavien vahakerrosten avulla.
Käenkaali ja metsätähti ovat varjokasveja. Niiden lehdet ovat ohuet ja leveät, ja ne sijoittuvat varren yläosaan.
Varjokasveilla on leveät lehdet. Käenkaalin ja sinivuokon lehtiä.
- Puukerros on kerroksista korkein, ja sen muodostavat kaikki yli kaksimetriset havu- ja lehtipuut sekä pensaat.
- Pensaskerros koostuu alle kaksi metriä korkeista pensaista sekä puiden taimista. Esimerkiksi kataja ja monet pajut sijoittuvat metsän pensaskerrokseen.
- Alle puolimetristen varpujen, heinien ja ruohojen kerrosta kutsutaan kenttäkerrokseksi. Sen lajeja ovat esimerkiksi mustikka, kanerva, metsälauha ja kultapiisku.
- Alin metsäkasvillisuuden kerros on nimeltään pohjakerros. Sen muodostavat erilaiset sammalet ja jäkälät.
Pohjakerros, kenttäkerros, pensaskerros ja puukerros.
5.5 Kasvisolu
Kasvit, kuten muutkin eliöt, rakentuvat soluista. Solut ovat pieniä, mutta niitä voi hyvin tarkastella tavallisella valomikroskoopilla.
Kasvisolusta voidaan erottaa soluelimiä ja muita rakenteita.
Solun osia:
- Soluseinä on solun uloin rakenne, joka tukee solua
- Solukalvo on ohut kalvo, joka valikoi sisään ja ulos pääseviä aineita
- Solulima on solukalvon sisäpuolella oleva nesteseos.
- Tuma sisältää kromosomit, joissa perintötekijät sijaitsevat.
- Viherhiukkaset ovat soluelimiä, joissa yhteyttäminen tapahtuu.
- Solunesterakkula eli vakuoli toimii veden ja monien siihen liuenneiden aineiden varastona.
Kasvisolu.
5.6 Samanlaiset solut muodostavat solukoita
Solut, joilla on keskenään samanlainen rakenne ja tehtävät, muodostavat solukoita.
Kasvissa on monenlaisia solukoita. Esimerkiksi eräät solukot ovat erikoistuneet yhteyttämiseen, sillä niiden solukoiden soluissa on paljon viherhiukkasia.
Solukot:
- Kasvien pinnoilla on toisiinsa tiiviisti liittynyttä pintasolukkoa.
- Lehtien valonpuoleisissa osissa on yhteyttämissolukkoa.
- Varren sisällä ja lehtisuonissa on johtosolukkoa. Lehtisuonet ovat osa johtosolukkoa.
Huulisolujen kautta kulkevat kaasut sisään (hiilidioksidi) ja ulos (happi).
Lehdessä erottuu lehtisuonia, joissa kulkee vettä ja ravinteita lehden soluille. Kun lehdessä valmistuu sokeria, se siirtyy johtosolukkoa pitkin juuriin asti.
5.7 Vesi ja ravinteet kulkevat johtosolukoissa
Puun rungossa on erilaisia kerroksia.
Esimerkiksi männyn poikkileikkauksessa uloimpana erottuu puun kuori tai kaarna.
Kuoren alla on nilasolukkoa. Nilan tehtävänä on kuljettaa yhteyttämisessä tuotettua sokeria kasvin eri osiin, esimerkiksi juuriin.
Johtojänteen sisäosassa on veden kuljetukseen erikoistunutta puusolukkoa. Sen solut muodostavat toisiinsa yhteen liittyneitä ohuita putkiloita, joiden sisällä vesi virtaa ohuina lankoina.
Puusolukon ja nilan välissä on ohutseinäistä soluista koostuva jälsi. Sen solut jakautuvat ja erilaistuvat ulkopintaa kohti nilasoluiksi ja sisäpuolta kohti puusoluiksi.
Jällen solut jakautuvat vilkkaimmin keväällä, jolloin sisäpuolelle puuosaan muodostuu paksu, vaalea kevätpuukerros.
Kesällä jakautuminen on vähäisempää. Silloin muodostuu tummempi, paksuseinäisistä soluista koostuva kesäpuukerros.
Yhdessä nämä muodostavat puun poikkileikkauksessa näkyvät vuosilustot, joista voi laskea kaadetun puun iän.
