KASVIBIOLOGIA  kasvin rakenne ja elintoiminnat, Matti Pekkarinen (kirjallisuus: Pohjola-Valanne: kasviopin ja ympäristönsuojelun perusteet ammatillisille oppilaitoksille) 

1. Ulkorakenne (organologiaa)

JUURI 

Juuren tehtävät        kiinnittää,tukee,ottaa vettä ja ravinteita, hengittääkin

VARSI (oikealla poikkileikkaus koiranheisi- puusta)

Varren tehtävät: -kannattelee lehtiä ja kukkia, johtaa aineita (nesteitä) alas ja ylös Varren pituuskasvu riippuvainen valonsaannista (hormonaalinen säätely)

LEHTI

Lehden tehtävät

• yhteyttäminen (ml valon "pyydystäminen")

• haihduttaminen (välttämätön ravinteidenotolle maasta: nestevirtaus läpi kasvin)

Lehtimuotoja: tasasoukka, suikea, soikea, puikea, vastapuikea, pyöreä, munuaismainen, nuolimainen, keihäsmäinen

KUKKA

Myös kukka on lehdistä muodostunut:

• kukkalehdet:

•     kehälehdet (=verho-ja terälehdet) ja  

•     siitoslehdet (=hede-ja emilehdet)

•           heteen osat: palho,ponsi

•           emin osat: sikiäin,vartalo,luotti

Kukan tehtävät:

• tuottaa siementä, jatkaa sukua

• hedelmöityksen jälkeen muuttuu emin sikiäin hedelmäksi ja sen sisällä olevat siemenaiheet siemeniksi

Kukinto... joillakin lajeilla (pienikukkaisia) kukat ovat ryhmittyneet enemmän tai vähemmän tiiviiksi ryhmiksi (terttu,tähkä...mykerö...sarja...kerrannaistähkä...röyhy)

2. KASVIN KEHITYSVAIHEET 

ITÄMINEN

Itämisen edellytykset:

• itämiskypsyys- kaikki siemenet eivät ole heti itämiskelpoisia (keväällä itävät rikkalajit, myös kevätviljoilla) - ITÄMISLEPO ELI DORMANSSI. Kylmäkäsittely (stratifikaatio) murtaa itämislevon

• siemenen ikä.  viljoilla 2-3 vuotta itävyys hyvä (samoin luonnonkasveillakin?). Jopa 50v voi osa siemenistä säilyä itämiskykyisinä. Riippuu lajista ja oloista.

• ulkoiset edellytykset

•     vesi, kosteus

•     lämpötila

•     happi: tallaaminen ja sateisuus vähentävät

•     valo: siemen aistii, missä syvyydessä se on. Pienet siemenet vaativat valoa, isot  eivät.

•     vanhoilla vaatimukset pienemmät

Itämisessä siemenen kuori kehittää amylaasi-entsyymiä, joka kulkeutuu vararavintosolukkoon. Siellä se muuttaa tärkkelystä sokereiksi, jotka kulkeutuvat alkioon. Alkio käyttää sokereita kasvun energian lähteenä.

VILJA JYVÄ: 

TAIMIVAIHE JA VEGETATIIVINEN KASVU

KUKKIMINEN

• suvullista lisääntymistä

• tietty vegetatiivinen vaihe läpikäytävä ensin

• pituus vaihtelee----eräillä yksiv rikkakasveilla todella lyhyt

• päivänpituus tärkeä säätelijä.......Lyhyenpäivänkasvit  ja pitkänpäivänkasvit

• helle hoputtaa.......kukkiminen tietyn lämpösumman täytyttyä

• monet lauhkean ja viileän vyöhykkeen kasvit vaativat   vernalisaation 

 HEDELMÖITYS + SIEMENENMUODOSTUS 

• hedelmöittymistapa vaihtelee: itsesiittoisia ja ristisiittoisia

• myös apomiktinen lisääntyminen

• hedelmöittyminen kevätviljoilla tapahtuu tähkälletulon aikoihin

• siementen määrä (tähkylöiden määrä) riippuu paljon ympäristötekijöistä

•                  runsas typensaanti näyttää lisäävän jyvälukua

•                  viileässä enemmän tähkylöitä (ja siten myös jyviä)

•                  kuivuus vähentää selvästi jyvälukua ---lyhyet tähkät

•                  pitkä päivä hoputtaa--laskee hieman jyvälukua pohjoisessa

• jyvän muodostus-eli täyttymisvaihe kestää kukkimisesta tuleentumiseen saakka

• alkuosa kasvun aikaa:jyvään varastoituu tärkkelystä ja muita aineosia

• kasvualustan kosteus ja typen riittävyys määräävät tämän vaiheen pituutta ja sadon suuruutta

• loppuosa on passiivisen tuleentumisen aikaa : kuiva-ainesato ei enää kasva...jyvän kuiva-ainepitoisuuden nousu johtuu veden haihtumisesta joka taas on riippuvainen ympäristöoloista: lämmöstä ja ilmankosteudesta

KASVUAIKA KYLVÖSTÄ TULEENTUMISEEN  voi samallakin lajikkeella vaihdella melkoisesti. Lämpösumma on jo parempi kasvukauden mittari kuin päivien lukumäärä. Muiden tekijöiden (typen-ja vedensaanti ja päivänpituus) vaikutus sekoittaa asiaa siten ,ettei lämpösummakaan ole aivan yksiselitteinen. Lajien ja lajikkeiden välisien kasvuaikavaatimuserojen ilmaisijana lämpösumma on hyvä mittari. 

Viljelyvarmuustekijänä kasvuaika olisi saatava lyhyeksi. Kasvuaikaa lyhentävät tekijät vaikuttavat kuitenkin usein satoa alentavasti (jäähän osa kasvukautta hyödyntämättä) Siksi käytännössä pitkä kasvuaika - olipa se sitten lajikkeesta tai sää- ym.  tekijöistä riippuvainen - johtaa pääsääntöisesti laarien täyttymiseen, lyhyt niiden jäämiseen vajaiksi. 

VILJAN KEHITYSASTEET, useita jaottelutapoja...

1.ITÄMINEN 

2.ORASVAIHE

• orastumisesta korrenkasvun alkuun , samalla  tähkänmuodostuksen alkuun

• pensastuminen

3.KORSIVAIHE

• jyvien lukumäärä määräytyy

• pensastuminen loppuu (ellei harvaa tai lakoa)

• korsien pituuskasvua

• kasvimassan lisäys nopeaa

4.JYVÄNMUODOSTUS

• tähkälletulon aikoihin tapahtuu kasvin kukissa  hedelmöittyminen ja jyvän kasvu alkaa

• jyvään varastoituu tärkkelystä

• jyvän kosteus vähenee,alussa kasvi poistaa vettä aktiivisesti=aktiivinen tuleentuminen --- FYSIOLOGINEN TULEENTUMISVAIHE,jolloin kosteutta noin 40%

• tämän jälkeen passiivisen tuleentumisen vaihe,jolloin jyvän kosteuden muutokset ovat riippuvaisia sääoloista

yleinen jaottelu eri tuleentumisasteisiin on seuraava: 

MAITOTULEENTUMISASTE---KELTATUL.ASTE---TÄYSTUL.ASTE---YLITUL.ASTE

• tuntomerkkeinä halmeen yleisväri, jyvän kiinteys, kovuus, jyvän väri, lehtien ja korren väri

• keltatul. aste ja em. fysiologinen tuleentumisaste ovat jokseenkin samaan aikaan. Tällöin on jyvän kuiva-ainemäärä jo täysin muodostunut, eikä "sirppihallaa" synny.

TULEENTUMISVAIHEIDEN TUNTOMERKKEJÄ:

MAITOTULEENTUNUT: alalehdet keltaisia, ylälh vihreitä ,jyvä maitomainen, latvapäästä kellertyvä, solmut ja korret vihreät, tuoreet, kosteus yli 50%

FYSIOLOGINEN TULEENTUNEISUUS: kosteus 35-40 % , jyvä vetinen, jonkin verran taikinamainen tai jauhomainen, vihreä jyvistä häviämässä, jyvä taipuva (vehnä, ruis: halkeaa) korret ja solmut kellastuvat

KELTATUL: kosteus noin 30%,jyvä sitkeä, jauhomainen ja taikinamainen, taittuu poikki, murtopinta epäsäännöllinen, halme kokonaan keltainen, alasolmut kutistuvat

TÄYSTUL: kosteus 20-15%,jyvä lasimainen/jauhomainen, kova, tähkät nuokkuvat , halme harmaantuu, solmut kutistuvat

YLITUL: kasvusto "ränsistynyttä", harmaata, korsi hauras --- korret taittavat, tähkiä putoilee, idäntäriski suuri

 lisääntyminen

a) Suvuton lisääntyminen

• ei hedelmöitystä -> ei muuntelua -> perimä säilyy samana, jälkeläiset emonsa klooneja

• a) kasvullinen lisääntyminen: peruna, juolavehnä, marjapensaat. Esim perunalajike on klooni: yhdestä emoyksilöstä "monistettu"

• b) lisääntyminen siemenestä, joka syntyy ilman hedelmöitystä (apomiktinen lisääntyminen, esim nurmikkalajeilla)

b) Suvullinen lisääntyminen:

• hedelmöityksen tulos: kahden solun perinnöllinen aines yhdistyy

• itsesiitos tai ristisiitos

Itsesiitos

• itsesiitos: varma pölytys, ei uutta geeniyhdistelmää (ohra, kaura, vehnä, herne)

Ristisiitos

• ristisiitos tuottaa uusia yhdistelmiä (ruis, apila)

• ristisiitoksessa useita pölytystapoja: yleisimmät tuuli- ja hyönteispölytys

ristisiittoisilla mekanismeja, jotka estävät itsesiitoksen :

• kukkien yksineuvoisuus: "poika- ja tyttökukat erikseen" (maissi, havupuut) ... tällöin suurella       todennäköisyydellä hedelmöittävä siitepöly tulee eri yksilöstä (kaksineuvoisessa kukassa on hede- ja emilehdet samassa kukassa)

• kasvien kaksikotisuus: on erikseen "tyttö- ja poikakasveja"! Mm tyrni, pajut, haapa. Niillä tapahtuu aina 100% varmuudella eri yksilöiden välinen ristisiitos (yksikotiseksi sanotaan kasvityyppiä, jolla samassa yksilössä on heteet ja emit)

• Jos kasvi on yksikotinen, ja kukat kaksineuvoisia, on itsesiitoksen estoon muita keinoja: heteiden ja emin eriaikainen kehitys, kemialliset (=geneettiset) estomekanismit) ja (varsinkin tuulipölytteisillä) jo itsesiitoksen suuri epätodennäköisyys. Esim ruispellossa kun lentelee miljoonien kukkien siitepölyä yhtä aikaa.

•  

Hedelmöitys

siitepöyhiukkasen tuma (oik. 2 kpl) kulkeutuu emin siemenaiheen alkiorakkoon. Toinen yhtyy munasolun tumaan (n+n=2n), josta syntyy uuden siemenen alkio. Toinen yhtyy alkiorakon keskustumaan (2n+n=3n), josta syntyy uuden siemenen vararavintosolukko.

3. Yhteyttäminen 

yhteyttäminen, fotosynteesi, tapahtumasarja, jossa vihreät kasvit (siemenkasvit, sanikkaiset, sammalet, levät) ja eräät bakteerit sitovat Auringon valoenergiaa kem. energiaksi. Yhteyttämisen lähtöaineina ovat vesi ja ilmakehän hiilidioksidi. Reaktiotuotteena syntyy orgaanista, runsaasti energiaa sisältävää sokeria sekä happea:

6 CO₂ + 6 H₂O + valon energiaa ------- C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ eli hiilidioksidi + vesi ---- glukoosi + happi. Yhteyttäminen on elämän perusta maapallolla. Vihreiden yhteyttävien kasvien sitoma energia välittyy ravintoketjussa toisenvaraisille (heterotrofisille) eliöille. Ilmakehän happi on peräisin yhteyttämisestä, ja vihreät kasvit pitävät yllä ilmakehän happi–hiilidioksiditasapainoa. Merien planktonlevät tuottavat hapesta huomattavan osan. Kivihiili, öljy ja maakaasu ovat biol. materiaalin hajoamistuotteita, jotka ovat peräisin yhteyttävien eliöiden vuosimiljoonia sitten synnyttämistä yhdisteistä.  

Yhteyttäminen tapahtuu kasvisolujen viherhiukkasissa (kloroplasteissa), joita on runsaasti lehdissä. Siinä voidaan erottaa kaksi vaihetta: valoreaktiot, joiden edellytyksenä on valoenergian saanti, sekä pimeäreaktiot (Calvinin kierto), jotka seuraavat välittömästi valoreaktioita, mutta ovat mahdollisia myös pimeässä. 

Valon vaikutuksesta lehtivihreä (klorofylli) virittyy, mikä mahdollistaa elektronien irtoamisen ja siirtymisen toiselle molekyylille. Yhteyttämisen ns. elektroninsiirtoketjussa elektronin vastaanottava molekyyli pelkistyy ja luovuttava molekyyli hapettuu. Hapetus–pelkistysreaktioissa vapautuva energia varastoituu ATP:hen (adenosiinitrifosfaattiin), jota syntyy ADP:stä (adenosiinidifosfaatista) ja epäorgaanisesta fosfaatista ja joka on runsasenerginen yhdiste. Siitä vapautuu kahden uloimman fosfaattiryhmän irtautuessa paljon energiaa, ja sitä käytetään solussa energian siirrossa ja tilapäisvarastona. Lehtivihreämolekyyli saa puuttuvat elektronit vesimolekyylistä, josta valon vaikutuksesta vapautuu happea, vetyioneja H+ ja elektroneja (e-). Viimeisenä elektronien vastaanottajana toimii NADP (nikotiinihappoamidiadeniinidinukleotidifosfaatti), joka pelkistyy NADPH2:ksi ja joka solussa osallistuu yleisesti hapetus–pelkistysreaktioihin. Pelkistyessä siihen liittyy vetyä ja elektroneja, ja hapettuessa se luovuttaa niitä. Valoreaktioissa on siis kolme rinnakkaistapahtumaa: ATP:n muodostuminen (fotofosforylaatio), veden hajoaminen (fotolyysi) ja vedynsiirtäjän, NADP:n, pelkistyminen.

Valoreaktioiden perustuotteet NADPH2 ja ATP käytetään pimeäreaktioissa hiilidioksidin sitomiseen ja pelkistämiseen. Hiilidioksidin, jota versokasvit ottavat ilmarakojen kautta, vastaanottajana on 5-hiilinen sokeri, ribuloosi-bifosfaatti (RuBP). Tätä reaktiota katalysoiva entsyymi on luonnon yleisin valkuaisaine. Ensimmäinen havaittava välituote on 3-hiilinen sokeri, fosfoglyserolihappo, joka useiden välivaiheiden kautta muuttuu glukoosiksi. Reaktiotuotteista muodostuu solun muita tärkeitä yhdisteitä: pidempiketjuisia hiilihydraatteja, rasvahappoja ja aminohappoja. Hajoavan ATP:n energia varastoidaan pysyvämpiin energian varastomolekyyleihin kuten tärkkelykseen tai rasvoihin. Yhteyttämisessä sokeriin sitoutunutta energiaa vapautuu hengityksessä ja käymisessä. 

Kemosynteesissä eräät bakteerit (esim. rikki- ja nitrifikaatiobakteerit) sitovat hiilidioksidia ilman Auringon valoenergiaa. Hiilidioksidin pelkistämiseen tarvitsemansa energian ne saavat hapettamalla yksinkertaisia epäorgaanisia yhdisteitä, kuten ammoniumsuoloja tai sulfideja. 

Epäorgaanisen typen ja rikin muuttamista orgaanisiksi yhdisteiksi sanotaan joskus myös yhteyttämiseksi (assimilaatioksi). Typensidonnassa käytetään lähtöaineena kaasumaista typpeä (N2).

4. Kasvutekijät  ks kappaleet 1 ja 2  täältä

5. Kasvin vesitalous ja ravinteiden otto 

Kasvin vesipitoisuus ja veden tarve 

• vettä yl. noin 70-80 %  elävissä ja kasvavissa kasvinosissa

• monet hedelmät sisältävät yli 90 % vettä

• siemenet ja itiöt vain noin 10 % 

• vesi on tarpeen aineenvaihdunnassa,j oka tapahtuu aina  vesiliuoksissa.. aineiden kuljetuksessa - vesi on välttämätön

• kasvin nestejännityksen ylläpitäjänä  - - - - "kasvin ryhti "

• yhteyttämisen raaka-aineena myös pienehkö määrä vettä

Veden otto ja kuljetus 

•  vedenotto perustuu diffuusioon ja osmoosiin

a) Diffuusio on itsestään tapahtuvaa aineiden sekoittumista , perustana molekyylien lämpöliike

• tasoittaa vallitsevia väkevyyseroja.........nesteissä hidasta

b) Osmoosi on diffuusiota puoliläpäisevän  (semipermeaabelin) kalvon lävitse

• kasveilla kyse veden tunkeutumisesta puoliläpäisevän kalvon läpi laimeasta liuoksesta väkevään , ts. osmoosi pyrkii tasoittamaan väkevyyseroja. Solukelmu päästää lävitseen helposti vettä,mutta ei siihen liuenneita aineita

• yleensä kasvin solunesteen suolaväkevyys on suurempi kuin juuria ympäröivän maanesteen.Tähän perustuu veden kulkeutuminen kasvin juureen.

• osmoosiin perustuva vedenotto ei vaadi kasvilta energiaa

• ravinnesuoloja kasvi ei saa osmoosin avulla , vaan niiden otto on juurisolujen työtä ja vaatii energiaa

Veden kulku kasvissa

• juurikarvat ottavat tehokkaasti vettä (moninkertaistavat juuren pinta-alan)

• vesi kulkeutuu osmoottisen imun ansiosta solu solulta juuren johtojänteisiin

• johtojänteissä vesi nousee haihtumisimun (ja veden koheesiovoimien) ansiosta ylös lehtiin

• kapillaari-ilmiö edesauttaa nousemista

• vesi kohoaa myös juuriston solujen aktiivisen paineen,juuripaineen avulla

•  

Veden haihtuminen

• haihtuminen aikaansaa nestevirtauksen ja ravinteiden nousun verson ylimpiin osiin asti

• haihtuminen sitoo myös lämpöä (vähentää haitallista kuumenemista hellekausina)

• suurin osa haihtumisesta tapahtuu ilmarakojen kautta- - - -  huulisolut säätelevät

•  liiallista haihtumista vastaan kasveilla on useita keinoja: ilmarakojen lukumäärä ja sijainti,lehtien koko ja muoto , vaha- tai karvapeite ,lehtien kokoonkäpertyminen jne

• talvehtivia kasveja voi vaivata kuivuus varhaiskeväällä- - - -   jääpolte

Kasvien ravinteiden otto 

Kasvien ravinteet ovat maanesteessä pääasiassa ionimuodossa :

• kationeina 85 % ravinteista: NH4 , K , Ca , Mg , Na , ( Cu , Mn , Zn , Fe ....)

• anioneina 15 % : PO4 , BO4 , NO3 , SO4 ....

• maahiukkasilla yleensä negatiivinen varaus -----  pystyvät sitomaan kationeja

• KVK riippuvainen Ph:sta  -------  happamassa pieni

• kationien sidosvoimat erisuuruisia ; järjestys : Na , K , NH4 , Mg , Ca , H

• happamassa H syrjäyttää muita , "varaa paikat"

• anionit  liuenneina maanesteeseen  :NO3 helppoliuk , fosfaatit vaikealiuk

• "vaihtuvana"  posit.var.pinnoille: happamassa  saviminer. ja orgaaninen aines

•      ( ja Fe- ja Al-hydroksidit)

•  "anioninvaihtokapasiteetti" liukuva käsite: anionit muod. usein yhdisteitä maaaineksen kanssa- - - - liukoisuus vaihtelee

AINEIDEN KULJETUS

• Kasveissa vesi ja siihen liuenneet ionit kulkevat johtojänteiden puuosassa. Orgaaniset yhdisteet (yhteyttämistuotteet) taas kulkevat nilaosassa.

• Nilassa virtaavaa orgaanisten yhdisteiden vesiliuosta sanotaan nilanesteeksi. Se sisältää kuiva-ainetta 10-30 %.Siitä valtaosa on sakkaroosia.

• Lisäksi siinä on aminohappoja ja fosfaatteja,kaliumia ja kasvuhormoneja..

• Nesteen virtausnopeudeksi on mitattu pajuilla 30-100 cm/h.

• Virtailu tapahtuu aina tuottavalta solukolta kuluttavalle päin. Esim.keväällä puilla tapahtuu virtausta juurista silmuihin päin,kesällä päinvastaiseen suuntaan.

• (nilanestetutkimuksissa käytetään "lehtitäitekniikkaa")

6. KASVIEN KASVUA SÄÄTELEVÄT AINEET (hormonit   ja  niiden  inhibiittorit) 

Tärkeimmät hormoniryhmät : auksiinit , gibberelliinit   ja  sytokiniinit 

AUKSIINIT       (kreikk. auksein: "kasvaa")

• edistävät kasvisolujen pituuskasvua(lisäämällä soluseinien joustavuutta)

• vaikuttavat myös solujen jakautumiseen,hedelmien kehittymiseen ja kypsymiseen

• myös yhteisvaikutuksia muiden horm.kanssa .. mm.johtosolukon kasvun  säätely,

• varren  haaroittuminen (apikaalisen  dominanssin säätely)

• indolyylietikkahappo IAA ja fenyylietikkahappo PAA ym - yhteensä yli 10   yhdistettä

• synteettisiä auksiineja,mm 2,4-dikloorifenoksietikkahappo eli 2,4-D ja  2,4,5-T  rikkakasvintorjunnassa 

• kasvissa auksiinit syntyvät verson kärjessä,josta kulkeutuvat nilavirtauksessa alas

• säätelevät  juuristossa  syntyvää  sytokiniiniä --------  yhdessä luovat tasapainoisen kasvun kulun

•  

 GIBBERELLIINIT 

•  YLI  50  ERI  YHDISTETTÄ , yleismerkintä GAx , jossa alaindeksinumero = löytöjärjestys

•  yleisin GA3 eli gibberelliinihappo

•  gibberelliinit lisäävät solunjakautumista ja myös solujen  pituutta

•  gibberelliinillä on valo- ja  kylmäkäsittelyä  korvaava  vaikutus  (itämislevon poisto  siemenestä , samoin  vernalisaation  korvaajana  syysyksivuotisilla)

•  vaikuttaa  myös  kukkimiseen , riippuu  kasvilajista

•  voidaan  myös  säädellä  hedelmien  kypsymistä  ja  edistää partenokarppisten  hedelmien syntyä   (viinirypäleet  ....)

•  oluen  valmistuksessa  GA3:lla  parannetaan  amylaasientsyymin  tehoa  idätysvaiheessa

SYTOKINIINIT  JA  ETYLEENI

• sytokiniinit SUBSTITUOITUJA ADENIINEJA

• vaikutus kohdistuu mitoosiaktiviteettiin so.lisäävät  solujakoja

• myös solujen laajuuskasvu lisääntyy ja vanheneminen hidastuu

• etyleeniä syntyy kasvin vanhenevissa osissa,mm kellastuvissa  lehdissä ja kypsyvissä hedelmissä ----"kypsymishormoni"

• voidaan käyttää kaupallisesti esim vihreiden banaanien  kypsyttämiseen

•  

KLORMEKVATTI on käytännön kannalta merkityksellisin kasvunsääde

 ABSKISSIHAPPO estää lähes kaikkien kasvinosien kasvua, siementen itämistä ja silmujen puhkeamista, ts se edistää  lepotilan eli dormanssin säilymistä

 KUMARIINI   on laktoniyhdiste,joka estää mm siementen  itämistä,auksiinisynteesiä ja SH-entsyymien toimintaa

7. Perinnöllisyys (herediteetti)  (ks myös täältä)

Toisilleen sukua olevat eliöyksilöt muistuttavat toisiaan enemmän kuin saman lajin yksilöt keskimäärin. Tämä kuuluu elämän perustavimpiin tunnusmerkkeihin. Perimää välittää sukupolvesta toiseen deoksiribonukleiinihappo eli DNA, joillakin viruksilla ribonukleiinihappo eli RNA. Bakteereilla DNA sijaitsee rengasmaisena molekyylinä solulimassa, muilla eli ns.aitotumaisilla eliöillä se on tuman kromosomeissa. Ennen solun jakautumista sen DNA-molekyylit kahdentuvat niin, että syntyvät tytärsolut saavat samanlaisen DNA-koostumuksen; Perinnöllisyys ja perimän siirtyminen uusiin soluihin ja sukupolvesta toiseen perustuu juuri nukleiinihapon kahdentumiskykyyn. Jossakin määrin perinnöllisyyttä välittävät myös kromosomista irrallaan olevat plasmidit sekä solulimassa olevat DNA:ta sisältävät soluelimet, kuten mitokondriot ja plastidit.

Perinnöllisyyden yksikkö on perintötekijä eli geeni. Saman geenin eri muotoja, sanotaan alleeleiksi (esim ihmisen silmän väriin vaikuttavasta geenistä). Jos kaksi kromosomistoa käsittävän eli diploidisen solun tai yksilön jonkin kromosomin jossakin geenikohdassa eli lokuksessa on sama alleeli kuin sen vastinkromosomin vastaavassa lokuksessa (so. samaa alleelia on solussa kaksi kappaletta), solu tai yksilö on kyseisen geenin suhteen samaperintäinen eli homotsygoottinen. Jos taas on eri alleelit, solu tai yksilö on kyseisen geenin suhteen eriperintäinen eli heterotsygoottinen. Täydellistä homotsygotiaa (kaikkien geenien suhteen) esiintyy monisoluisilla eliöillä hyvin harvoin jos koskaan. Jatkuvalla sukusiitoksella (esim itsesiittoisilla kasveilla) voidaan päästä hyvin lähelle sitä.

nukleiinihapot, DNA

Suurimolekyylisiä polynukleotideja, joihin sisältyy eliöiden perimä ja jotka ohjailevat valkuaisaineiden rakentumista soluissa. Ne muodostuvat yhdistymällä mononukleotideista. Nämä käsittävät yhden fosforihappotähteen, yhden pentoosisokerin (deoksiriboosi tai riboosi) ja yhden typpipitoisen puriini- tai pyrimidiiniemäksen. Puriineja ovat adeniini (A) ja guaniini (G), pyrimidiinejä tymiini (T), urasiili (U) ja sytosiini (C). Deoksiribonukleiinihapon eli DNA:n sokeriosat ovat aina deoksiriboosia, ja sen emäksiä ovat A, T, G ja C.  Perättäisten emäsosien tietty järjestys ja sen säilyminen kunkin eliön DNA:ssa muodostaa perinnöllisyyden perustan. Jokainen kolmen emäksen sarja (tripletti eli kolmikko) merkitsee geneettisessä koodissa tiettyä aminohappoa. Muutaman sadan tripletin pituinen DNA-jakso merkitsee aminohapoista rakentuvaa valkuaisainetta.

nukleiinihapot, RNA

Valkuaisaineen valmistusta varten DNA:n kaksoisjuoste aukeaa jonkin geenin kohdalta, ja jommankumman juosteen rinnalle rakentuu sille komplementtinen ribonukleiinihappojuoste (lähetti-RNA). Ribonukleiinihapon (RNA) molekyylit ovat aina yksijuosteisia; niissä on sokeriosana riboosi ja emäksinä A, U, G ja C. Muut valkuaisaineiden synteeseihin osallistuvia RNA-tyyppejä ovat ribosomi-RNA:t ja siirtäjä-RNA:t.

tumanjakautuminen

Tumanjakautuminen on solunjakautumisen aloittava tapahtumaketju, jota on kaksi tyyppiä:

a) mitoosi, jossa syntyneet tytärsolut sisältävät täsmälleen samat kromosomit kuin emosolukin, ja meioosi, jossa tytärtumien kromosomien lukumäärä vähenee puoleen. Mitoosin esivaiheessa, profaasissa, pitkittäin kahdentuneet kromosomit alkavat tulla näkyviksi (valomikroskoopilla katsottaessa) kiertymisen aiheuttaman paksuuntumisen ansiosta. tumajyvänen ja -kelmu häviävät. Samanaikaisesti on sentrosomi jakautunut kahtia, ja sen puoliskot siirtyvät tuman vastakkaisille puolille. Tumasukkula alkaa muodostua niiden väliin. Keskivaiheessa, metafaasissa, yhä selvemmin näkyvät kromosomit siirtyvät vähitellen sukkulan keskitasoon ja muodostavat metafaasilevyn. Ne halkeavat pituussuunnassa kahdeksi samanlaiseksi tytärkromosomiksi. Jälkivaiheessa, anafaasissa, tytärkromosomit eroavat ja kulkevat sukkulan päihin. Loppuvaiheessa, telofaasissa, tumasukkula häviää, kromosomien kierteisyys purkautuu, ja ne häviävät näkyvistä. Kummankin kromosomiryhmän ympärille muodostuu tumakelmu, ja tumajyväset tulevat näkyviin. Tumasta on tullut kaksi identtistä tumaa. Mitoosin kestoaika vaihtelee 10 minuutista useihin tunteihin. Jakautumisten välisenä aikana, interfaasissa, kromosomit kaksinkertaistuvat seuraavaa jakautumisvaihetta varten.

b) meioosin eli kypsymisjakautumisen tuloksena syntyy lisääntymissoluja. Siihen kuuluu kaksi perättäistä tumanjakautumista. Ensimmäinen on vähennys- eli reduktiojakautuminen, jossa kromosomisto puolittuu. Toinen on tasaus- eli ekvaatiojakautuminen eli tavallinen mitoosi.