บทที่ 3 โครงสร้างและการทำงานของพืช

Chapter 3 Plant structure and functions อ.ดร.อเุ ทน จนั ละบตุ ร มหาวทิ ยาลัยราชภฏั หมูบ่ ้านจอมบงึ

เนือ้ หา 3.1 บทนำ บทเรียน 3.2 ระบบเนื้อเยอ่ื 3.3 โครงสรา้ งระบบราก 3.4 โครงสรา้ งระบบยอด 3.5 การสืบพันธ์ขุ องพชื ดอก 3.6 การลำเลียง การแลกเปลยี่ น และการตอบสนอง ของพืช 3.7 ฮอร์โมนพืช

3.1 บทนาํ

Plant have a hierarchical organization • เป็นสิ'งมีชีวติ ท'ีมีลาํ ดบั ข6นั ของโครงสร้าง Cells Tissues Organs Body • Cells : หน่วยท'ีเลก็ ที'สุด เป็นโครงสร้างพ6ืนฐาน • Tissues : กลุ่มของเซลล์ ต6งั แต่ 2 cell ข6ึนไปรวมกนั เพื'อทาํ หนา้ ที'เฉพาะ อยา่ ง (specialized function) • Organs : กลุ่มของ tissues หลายประเภทรวมกนั เพื'อทาํ หนา้ ที'เฉพาะ เช่น ราก ลาํ ตน้ ใบ ดอก ผล

อวยั วะของพืช (plant body) • แบ่งตามหน้าท.ี6 .. q อวยั วะสืบพนั ธุ์ (reproductive organ) : ดอก ?? ผล และเมลด็ เป็ นอวยั วะสืบพนั ธ์ุหรือไม่ ? q อวยั วะท2ีไม่เกี2ยวกบั เพศ (vegetative organ) : ทาํ หนา้ ที2เกี2ยวกบั การดาํ รงชีวติ สร้างอาหาร

อวยั วะของพืช (plant body) • แบ่งตามบริเวณทพี/ บ... q ระบบยอด (root system) : โครงสร้างท6ี เจริญอยู่เหนือดนิ qระบบราก (root system) :โครงสร้างที6 เจริญลกึ ลงไปใต้ดนิ

อวยั วะของพืช (plant body) • โครงสร้างพ*ืนฐานของพืชมีท่อ ลาํ เลียง ประกอบดว้ ย…. q ราก (roots) q ลาํ ตน้ (stems) q ใบ (leaves) • Root systems = roots • Shoot systems = stem + leaves

ระบบเนืGอเยื6อของพืชดอก (plant tissue system) • เน6ือเยอื' (tissue) = กลุ่มของเซลลท์ 'ีร่วมกนั ทาํ หนา้ ที'อยา่ งใดอยา่ งหน'ึง หรือมากกวา่ • อวยั วะหน'ึงอาจมีเน6ือเยอ'ื อยา่ งนอ้ ย 2 ชนิด มาจดั เรียงในรูปแบบท'ี เหมาะสม เพ'ือทาํ หนา้ ท'ีอยา่ งหน'ึง หรือมากกวา่

3.2 ระบบเน้อื เย่อื

Sach’s classification • ซาคซ์ (Sach) นักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมนั • จาํ แนกเนื?อเย@ือพืชออกเป็ น 3 ระบบ ตามตาํ แหน่ง และหน้าทข@ี องเซลล์ทมี@ า เรียกรวมกนั ว่า “ระบบเนื?อเยื@อของซาคซ์ (Sach’s classification)” • อวยั วะพืช ประกอบด้วยเนื?อเย@ือ 3 ระบบ v เนื?อเย@ือพืน? (ground tissue system) v เนื?อเยื@อลาํ เลยี ง (vascular tissue system) v เนื?อเยื@อผวิ (dermal tissue system)

v เนื้อเยือ่ พน้ื (ground tissue system) v เนอ้ื เย่ือลำเลยี ง (vascular tissue system) v เนื้อเยอ่ื ผวิ (dermal tissue system)

ระบบเนืGอเย6ือพืนG (ground tissue system) • ทาํ หนา้ ที' เสมือนเน6ือของร่างกายพืช • อาจทาํ หนา้ ที'อื'นๆ ตามโครงสร้างของเซลลท์ ี'เป็นส่วนประกอบในระบบ เน6ือเยอ'ื • สงั เคราะห์ดว้ ยแสง • สะสมอาหาร • สะสมนCาํ หรือ นCาํ มนั • ช่วยใหพ้ ืชลอยนCาํ

ระบบเนืGอเยื6อพืนG (ground tissue system) • ระบบเน'ือเยอื* พ'ืน ประกอบดว้ ย § เน'ือเยอ*ื พาเรงคิมา (parenchyma tissue) § เน'ือเยอ*ื คอลเลงคิมา (collenchyma tissue) § เน'ือเยอื* สเกลอเรงคิมา (sclerenchyma tissue) • เน'ือเยอ*ื ท'งั 3 ประกอบดว้ ยเซลล์ เพียงชนิดเดียว เรียกวา่ เน'ือเยอ*ื ถาวรเชิงเด*ียว (simple permanent tissue)

ระบบเนืGอเย6ือพืนG (ground tissue system) ประกอบดว( ยเนอ้ื เย่ือถาวรเชิงเดี่ยว 3 ประเภท

PARENCHYMA: SOFT PRIMARY TISSUES • ประกอบดว้ ยเซลล์ parenchyma (para = around; khein = fill in, or pour) • parenchyma เป็นเซลลท์ Iียงั มีชีวติ อยู่ แมว้ า่ เจริญ เตม็ ทีIแลว้ • ลกั ษณะ • ใหญ่ • รูปร่างกลม • ผนงั เซลลบ์ าง มีช7นั เดียว • บางคร7ังพบเป็นลกั ษณะยดื ยาว

PARENCHYMA: SOFT PRIMARY TISSUES หน้าท.ี6 .. • สงั เคราะห์ดว้ ยแสง • ช่วยลาํ เลียงสารออกทางดา้ นขา้ งลาํ ตน้ • เป็นเน6ือเยอ'ื เจริญ • เจริญเป็นเน6ือเยอื' ทุติยภูมิ • เกบ็ สะสมอาหาร น6าํ แป้ง น6าํ มนั น6าํ ยาง • เป็น aerenchyma ทาํ ใหโ้ ครงสร้างพืชลอย น6าํ ได้

Aerenchyma

COLLENCHYMA: FLEXIBLE SUPPORT • Collenchyma; kolla = glue • เป็นกลุ่มเซลลท์ 'ีมี ผนงั เซลลช์ 6นั เดียว แต่หนา มี ความยดื หยนุ่ (flexible) • บริเวณท'ีพบ..... • ใกลผ้ วิ ของลาํ ตน้ ท2ีกาํ ลงั เติบโต • กลางใบ เสน้ กลางใบ • พบบริเวณหนาแน่นบริเวณมุมลาํ ตน้ • กา้ นใบ หรือ เสน้ กลางใบท2ีมีลกั ษณะเป็นเหลี2ยม หรือ สนั โคง้ ไปมา

SCLERENCHYMA: RIGID SUPPORT AND PROTECTION skleros = hard • ประดว้ ยเซลลส์ เกลอเรงคิมา (sclerenchyma cell) • เมื'อเจริญเติบโตเตม็ ท'ีแลว้ ไม่มีชีวติ • ทาํ หนา้ ท'ีเสริมความแขง็ แรงใหแ้ ก่ ส่วนต่าง ๆ ของพืช • มีผนงั เซลล์ 2 ช6นั เน'ืองจากมี lignin สะสมอยเู่ ป็นจาํ นวนมาก • มี 2 ประเภท • Sclereid : แขง็ แต่เปราะ • Fiber : แขง็ เหนียว

ระบบเนื'อเย*ือลาํ เลยี ง (vascular tissue system) • ทาํ หนา้ ท'ี ลาํ เลียงน6าํ และอาหาร • มีลกั ษณะเป็นท่อยาวแทรกอยใู่ น เน6ือเยอ'ื พ6ืน • ประกอบดว้ ย • Xylem : นCาํ แร่ธาตุ • Phloem : สารประกอบอินทรีย์ • Xylem + Phloem = Vascular Bundle

Xylem xylon = wood • ประกอบดว้ ย.... • Vessel element : พบในพืชดอก • Tracheid : พบในพืชไม่มีดอก • เรียงต่อกนั เป็นท่อยาว เมAือเจริญเติบโตเตม็ ทAี protoplasm จะสลายไป • lumen กวา้ งมาก เมืAอตดั ขวางแลว้ เห็นเป็นช่อง ขนาดใหญ่ • มีผนงั เซลลห์ นา มี 2nd cell wall ประกอบดว้ ย สาร lignin • ปลายเซลลม์ ีแผน่ ตะแกรง เรียกวา่ proliferation

Phloem phloem (phloios = tree bark) • ประกอบดว้ ย… • Sieve Tube (เซลลห์ ลอดตะแกรง) : ทาํ หนา้ ท2ี ลาํ เลียงอาหาร • Companion cell : ติดอยกู่ บั เซลลห์ ลอด ตะแกรงเสมอ • ปลายเซลลเ์ ช'ือมต่อกบั เซลลอ์ 'ืน มีช่องเปิ ด เรียกวา่ sieve plate • Companion cell : เซลลพ์ าเรงคิมาขนาดเลก็ ทาํ หนา้

ระบบเนื'อเยื*อผวิ (dermal tissue system) Derma = ผวิ • ทาํ หนา้ ท'ี ปกป้อง ห่อหุม้ เน6ือเยอ'ื ที'อยภู่ ายในทุกอวยั วะของพืช • เน6ือเย6อื ช6นั ผวิ เรียกวา่ epidermis ประกอบดว้ ยเซลลช์ 6นั เดียว • เรียงชิดติดกนั ไม่มีช่องวา่ ง ยกเวน้ บริเวณปากใบ

ระบบเนื'อเย*ือผวิ (dermal tissue system) • เซลลข์ บั ข6ีผ6งึ (Wax) และ คิวติน (cutin) สะสมเป็นช6นั หนา เรียกวา่ cuticle

ระบบเนื'อเยื*อผวิ (dermal tissue system) เซลล์ epidermis แบบต่าง ๆ • Trichome • Root hair • Guard cell

3.3 โครงสร้างระบบราก

โครงสร้างของระบบราก (structure of root system) รากเป็ นโครงสร้างของพืชทที6 าํ หน้าทเ6ี ฉพาะอย่าง หลายประการ • ดูดน6าํ และแร่ธาตุ • ช่วยในการลาํ เลียงสารต่าง ๆ • ยดึ พยงุ ลาํ ตน้ ใหม้ นั' คง • เกบ็ สะสมอาหาร • บางชนิดสามารถสงั เคราะห์แสงได้

โครงสร้างของปลายราก (root tip) ปลายรากเป็นบริเวณที'ใหก้ าํ เนิดราก ส่วนต่าง ๆ แบ่งเป็น 4 zone • Root cap • Zone of cell division • Zone of elongation • Zone of differentiation

การจดั เรียงตวั ของเนืGอเยื6อบริเวณปลายรากทเ6ี จริญเตม็ ที6 หากเรียงจากเนืGอเย6ือจากด้านนอกเข้าสู่ด้านในจะได้ • Epidermis – Cortex -- Endodermis – Pericycle – Vascular bundle -- Pith oEpidermis Cell ช6นั เดียว ไม่มี chloroplast ทาํ หนา้ ท'ีป้องกนั o Cortex ประกอบดว้ ย เน6ือเยอื' พ6ืน หลายชนิด oEndodermis ประกอบดว้ ยเซลลท์ 'ีมีและไม่มี Casparian strip oPericycle เป็นช6นั ท'ีใหก้ าํ เนิดรากแขนง oVascular bundle Xylem + Phloem • Stele ประกอบด้วย Pericycle +Vascular bundle +Pith

การจดั เรียงตวั ของเนืGอเย6ือบริเวณปลายรากทเ6ี จริญเตม็ ท6ี • Epidermis – Cortex -- Endodermis – Pericycle – Vascular bundle -- Pith

การจดั เรียงตวั ของมดั ท่อลาํ เลยี งในรากพืช มจะดั มทีล่อกั ลษาํ เณลีะยง (vascular bundle) ในราก • Xylem มีลกั ษณะเป็นแฉกอยตู่ รง กลาง • Phloem จะอยรู่ ะหวา่ งแฉกของ Xylem ใบเลยี< งคู่ • 2-5 แฉก • Xylem เขา้ ไปแทนท2ี Pith และ stele แคบ ใบเลยี< งเดยี@ ว • มีหลายแฉก • Xylem เรียงเป็นวง • ตรงกลางมี Pith และ stele กวา้ ง

โครงสร้างของระบบราก Root system • ระบบรากแกว้ (tap root) • ระบบรากฝอย (fibrous root system)

โครงสร้างของระบบราก Root modification พบใน หน้าที' Storage root สะสมอาหาร มนั เทศ แครอท ไชเทา้ กระชาย มนั Photosynthetic root สงั เคราะห์ดว้ ยแสง แกว มนั สาํ ปะหลงั รากกลว้ ยไม้ Pneumatophore รากหายใจ โกงกาง แสม ลาํ พู Buttress root รากพพู อน เป็นแผน่ สนั บริเวณโคน งิGว ตะแบก กระบาก ตน้ ไทร เตย ขา้ วโพด Stilt root, Adventitious รากทIีเจริญจากโคนตน้ แลว้ เจริญลงสู่ พลู พริกไทย root, Prop root ดิน Climbing root รากยดึ เกาะ Parasitic root รากปรสิต ชอนไชเขา้ สู่เนGือเยอืI พืช กาฝาก ฝอยทอง อืIนๆ

• Storage root : รากทส*ี ะสมอาหาร (แป้ง)

• Photosynthetic root (มี chlorophyll)

• Pneumatophore รากหายใจ

• Buttress root

• Prop root

• Climbing root

Parasitic root

3.4 โครงสร้าง ระบบยอด

โครงสร้างของระบบยอด (structure of shoot system) ลาํ ต้น • โครงสร้างทีAเจริญมาจากลาํ ตน้ แรกเกิด (caulicle) ของ เอม็ บริโอภายในเมลด็ โดยเจริญจากลาํ ตน้ แรกเกิดส่วน ทีAอยเู่ หนือใบเล*ียง (epicotyl) และส่วนของลาํ ตน้ ใตใ้ บ เล*ียง (hypocotyl) • ลาํ ตน้ เหนือใบมียอด (plumule) เจริญแบ่งเซลลไ์ ป เรAือย ๆ ทาํ ใหล้ าํ ตน้ สูงข*ึน และเกิดในแรกเกิด • ลาํ ตน้ มกั เจริญไปในอากาศ เหนือพ*ืนดินในทิศทาง ตา้ นแรงดึงดูดของโลก

โครงสร้างของระบบยอด (structure of shoot system) ลาํ ต้น ลาํ ตน้ มีหนา้ ท'ีสาํ คญั 2 ประการ • เป็นแกนพยงุ กิ'ง ใบ ดอก โดยช่วยใหใ้ บแผอ่ อกไปรับแสงใหม้ ากที'สุด • เป็นทางผา่ นของการลาํ เลียงน6าํ เกลือแร่ สารอาหารไปยงั โครงสร้างอ'ืน ๆ

ประเภทของลาํ ต้น เหง้า (rhizome) Gr. Rizha = root หรือ root stock • ลาํ ตน้ ทอดขนานไปกบั ผวิ ดิน • มีขอ้ ปลอ้ ง ชดั เจน • ใบบริเวณขอ้ เปลี'ยนเป็นสีน6าํ ตาล เรียก ใบเกลด็ • ส่วนเหนือใบ คือ ส่วนของกา้ นใบแผ่ เป็นกาบซอ้ นกนั เรียกวา่ Psuedostem

ประเภทของลาํ ต้น หัวแบบมนั ฝรั/ง (tuber) • ลาํ ตน้ ส่วนที'เกิดจากส่วนปลาย ของกิ'งท'ีอยใู่ ตด้ ินพองออก • ทาํ หนา้ ที'สะสมอาหาร • มีขอ้ ปลอ้ งไม่ชดั เจน (3-4) • บริเวณขอ้ ไม่มีใบเกลด็ และราก แต่มีตาบุ๋มลงไป

ประเภทของลาํ ต้น หัวแบบหอม (bulb) • ลาํ ตน้ ต6งั ตรง รูปสามเหล'ียมขนาดเลก็ มี ปลอ้ งส6นั มาก • ลาํ ตน้ ใตด้ ินโผล่ข6ึนมาเลก็ นอ้ ย • บริเวณปลอ้ งถูกหุม้ ดว้ ยใบเกลด็ หลายช6นั • มีอาหารสะสมในใบเกลด็ แต่ไม่สะสม ในลาํ ตน้ ใตด้ ิน • ส่วนล่างของลาํ ตน้ มีรากฝอยงอกออกมา

ประเภทของลาํ ต้น ลาํ ต้นทาํ หน้าทส/ี ังเคราะห์แสง

ประเภทของลาํ ต้น ลาํ ต้นเป็ นหนาม (thorn) ท่มี า Campbell et al. (2017)

ประเภทของลาํ ต้น ลาํ ต้นเปลย/ี นแปลงเพ/ือการขยายพนั ธ์ุ

โครงสร้างลาํ ต้น การจดั เรียงเน6ือเยอื' จากดา้ นนอกเขา้ มาดา้ นใน Epidermis Cortex Vascular bundle Pith • Epidermis เซลลช์ 6นั นอกสุด • Cortex ประกอบดว้ ย ground tissue • Vascular bundle Xylem + Phloem • Pith Parenchyma สะสมอาหาร บาง ชนิดสลายไป เช่น ไมไ้ ผ่