Fyziologické procesy v rostlinném organismu
Fyziologické procesy v rostlinném organismu
Vodní režim rostlin
• VÝZNAM VODY
• FUNKCE VODY
• VLASTNOSTI VODY
o 70 – 80% v pletivech
o 50% v dřevní části
o 5 – 15% v semenech
o Poikilohydrické rostliny – nemohou uchovávat vodu
o Homoiohydrické – mohou déle přežít bez vody, vyšší suchozemské rostliny,
vodívá, zásobní pletiva
o Ještě příjem vodní páry pomocí vzdušných kořenů
o Přítomna v metabolických procesech
o Součást vnitřního prostředí
o Transportní funkce
o Termoregulační funkce – odpar
o Stavební funkce – vadnutí
o Zásobní funkce
o Proces oplození
o Malá velikost molekul
o Polární
o Vodíkové můstky
o Koheze
o Povrchové napětí
o Působí jako rozpouštědlo
o Kapilární vzlínavost
• Vodní režim zahrnuje procesy vedení, výdeje a příjmu vody
• Nižší rostliny a ty, které žijí ve vodě, přijímají vodu celým povrchem těla
• Ty, které rostlou v půdě přijímají vodu pomocí kořenového systému
• Příjem vody je ovlivněn teplotou a množství kyslíku v půdě
• Dvě cesty vedení
o Symplastická cesta – z buňky do buňky, pomalý, přes membrány a
cytoplazmu, na krátkou vzdálenost, vyžaduje energii
o Apoplastická cesta – pohyb přes buněčné stěny a mezibuněčné prostory,
rychlé, vyžaduje energii
• Podílí se procesy difuze a osmózy
• DIFUZE
o Fyzikální děj
o Probíhá transport částic z míst vyšší koncentrace do míst s nižší koncentrací
o Voda proniká v opačném směru – vede to k vyrovnání koncentrací
o Účinné jen na malé vzdálenosti
• Vedení vody na delší vzdálenosti – cévy a cévice (transpirační proud veden pomocí
xylému)
• Souvislí transpirační proud vede vody z kořene do listů
• TRANSPIRACE
o Odpařování vody z nadzemích částí rostliny
o Pasivní děj – energii má z vnějšího zdroje Slunce
o Udržuje potřebné zásobení buněk vodou – udržuje turgor
o Transport minerálních látek
o Ochrana před přehřátím
o
o Průduchová
o Kutikulární
Voda se odpařuje z tenkostěnných buněk
Listový mezofyl
Voda proniká z pokožkových buněk přes kutikulu
• KOHEZNÍ SÍLY
o Podílí se význačně na udržení transpiračního proudu
o Soudržnost vody způsobené vodíkovými můstky – brání přerušení sloupce
o Význam pro kapilární vzlínání
• Transpirační koeficient – poměr mezi množstvím vody vydaného rostlinou za celé
vegetační období k vytvořené sušině
• KOŘENOVÝ VZTLAK
o Úzce souvisí s aktivním nasáváním vody kořenovým systémem
o Vodu s minerálními látkami vytlačuje xylém do nadzemních částí rostlin
o Pomalejší než transpirace
o Významné pro opadavé dřeviny – zjara ještě nemají listovou plochu
o Projevuje se výtokem mízy při poranění
o Gutace – výdej vody v kapalném skupenství hydatodami
• Vodní bilance – poměr mezi přijatou a vydanou vodou
• Vodní deficit – nadměrný odpar, snížení turgoru – vadnutí
• ROZDĚLENÍ ROSTLIN
o Hydrofyty – vodní rostliny
o Hygrofyty – mokré, zabahněné
o Mezofyty – vlhké půdy
o Xerofyty – suché půdy
o Sukulenty – nízká transpirace, rezervy vody v pletivech
Osmotické děje
• Typ difuze
• Pronikání molekul rozpouštědla (vody) do roztoku
• Průchod přes polopropustnou membránu
• Osmotický tlak
• Hypotonické prostředí
o dochází k osmotickému přijímání vody buňkou
o to znamená – prostředí o nižší koncentraci osmoticky aktivních látek než má
buněčná šťáva vakuoly
o může dojít k tak intenzivnímu osmotickému nasávání vody, že buněčná stěna
praskne
• hypertonické prostředí
• izotermické prostředí
o z míst s vyšší koncentrací osmoticky aktivních látek uniká voda ven z buňky
o protoplast se smršťuje a odděluje se od buněčné stěny – plazmolýza
o vyrovnané koncentrace látek
Minerální výživa rostlin, biogenní prvky
• procesy příjmu, vedení a výdeje minerálních látek
• nezbytné pro život rostliny
• jednobuněčné, vodní – příjem celým povrchem těla
• vyšší suchozemské – kořeny
• příjem i nadzemními částmi – mimokořenová výživa rostlin
• prvotní zdrojem je pevné fáze půdy – nese elektrický náboj – jsou schopny vázat
minerální živiny v podobě iontů
• humus – soubor organických látek z odumřelých organismů – ovlivňuje množství
látek a dostupnost
• příjem je aktivní nebo proti koncentračnímu spádu
biogenní prvky
• MAKROBIOGENNÍ
• MIKROBIOGENNÍ
o Stavební funkce
o Větší množství
o C, O, H, N, S, K, P, Mg, Ca
o Katalytická funkce
o Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B, Cl
• Mohou obsahovat i další látky, záleží na rostlině
• UHLÍK
• KYSLÍK
• VODÍK
• DUSÍK
o Základní stavební jednotka všech živých organismů
o Hlavní zdroj atmosferický oxid uhličitý
o Částečně přijímán i z půdy ve formě iontů HCO3−
o Přijímán v podobě molekul O2
o Význam v procesu dýchání
o Přijímán z vody
o Stavební prvek
o Význam pro energetický metabolismus
o V atmosféře ve formě N2 – rostliny ale nejsou schopny ho vázat (až na některé
bakterie – příjem a sinice)
o Příjem z půdy v podobě iontů NO3− a NH4+
o Důležitý pro tvorbu chlorofylu
o Nedostatek – krácení vegetačního období, časná dozrání semen
o Přebytek – nadbytek dusičnanů v těle, oddálení kvetení
• FOSFOR
• SÍRA
• HOŘČÍK
• ŽELEZO
• Nedostatek látek se dá doplnit pomocí hnojiv
o Příjem z půdy H2PO4− a HPO42−
o V energetickém a látkovém metabolismu
o Součást nukleových kyselin, ATP. vitamíny
o Nedostatek – zpomalení růstu
o Z půdy SO42−
o Součást aminokyselin, bílkovin
o Mg2−
o Součást chlorofylu, enzymy
o Katalytická funkce
o V chloroplastech
o Přirozená – hnůj, močůvka, kompost
o Průmyslová – dusíkatá, draselná, vápenatá, kombinovaná
Vnitřní a vnější podmínky růstu a vývoje rostlin
• FÁZE RŮSTU
• PERIODICITA RŮSTU
• VNITŘNÍ FAKTORY
• VNĚJŠÍ FAKTORY
• INDIVIDUÁLNÍ RŮST (ontogenetický)
o Zárodečná – intenzivní dělení buněk, dělivá pletiva
o Prodlužovací – Zvětšování, tahání vody do vakuol, Zvyšování množství bílkovin
o Rozlišovací – Specializace, Tvoření pletiv, rostlinné orgány, Dospívání, může
vniknout rakovina
o Souvisí se dnem a nocí
o Rostou po celý život
o Růstová fáze – na jaře
o Rozmnožovací fáze
o Klidová (dormace) – redukce organismů
o Rostlinné hormony
o Stimulátory – podněcují růst, auxiny, cytokynyciny, zastavují procesy
o Inhibitory – brzdí růst – podněcují jiné procesy, ethen, kyselina avisová
o Světlo – etiolizace – směřují ke světlu
o Teplota
o Voda – turgor, fotosyntéza
o Znečištěné prostředí – ucpání průduchů
o Složení půdy
o Zárodečné období – zygota až embryo
o Růstové – klíčení až založení pohlavních orgánů
o Dospělost – tvorba gamet nebo spor, začíná se rozmnožovat
o Stárnutí
• DÉLKA ŽIVOTA
o Jednoleté – letničky, ozimy, efemery, vykvetou jednou za život
o Dvouleté – 1. Rok – kořen a listy, 2. Rok – vykvetení
o Vytrvalé – jednou plodící nebo opakovaně plodící
Fytohormony a jejich význam
• Regulace životních pochodů
• Regulace vztahů mezi různými rostlinami
• STIMULÁTORY
o Auxiny
o gibereliny
tvoření v dělivých pletivech vzrostného vrcholu stonku
stimulace prodlužování buněk kambia, tvorba kořenů
vznik v mladých listech
vývin v semenech
urychlení růstu rostlinných orgánů
přerušování období klidu
význam pro klíčení semen
• INHIBITORY
o Kyselina abcisová (aba)
o Ethylen
V plně vyvinutých listech
Zpomaluje růstové procesy
Zvyšuje odolnost vůči vnějším podmínkám
Produkce v dozrávajících semenech
Zpomaluje růst kořene a stonku
Regulace odpadu listů, květu, plodů
• Uměle připravené se používají, herbicidy
Rostliny a světlo, střídání ročních období,
dormance
Regenerace a korelace u rostlin
Regenerace
• Nahrazení opotřebených, poškozených nebo ztracení částí těla
• Auxiny – podporují tvorbu korkové vrstvy, která zaceluje rány
• Velký význam pro rostliny – základní způsob obrany, využíváno k vegetativnímu
rozmnožování
• Vysoká schopnost regenerace ztěžuje boj s plevely
• Umožňuje rozmnožování pomocí řízků
Korelace
• Vzájemná závislost růstu a vývoje jednotlivých orgánů
• Korelační vztahy se uskutečňují díky hormonům
• Apikální dominance
• Korelace se musí dodržovat při přesazování
Rozmnožování a vývoj rostlin
• Začínají se rozmnožovat až po určitém stupni vývoje
• Nejdůležitější aktivita pro zachování druhu
• Pohlavní, nepohlavní, vegetativní
• POHLAVNÍ
o Nadvláda vzrostného vrcholu
• NEPOHLAVNÍ
o Vzniká nový jedinec po splynutí dvou gamet
o Důležité z hlediska dědičnosti a evoluce
o Potomek a kombinaci z genetických informací rodičů
o Většinou nedochází k mezidruhovému páření
o Ale může se to občas stát – křížené = hybridizace – mezidruhové a mezirodové
o Dochází ke střídaní s nepohlavním rozmnožování – rodozměna
o Při oplození dochází ke splynutí cytoplazmy i buněčných jader – pouze
chromozomy nesplývají – 2n – v určité fázi života dojde k redukčnímu dělení –
vznik n
o Charakteristické pro výtrusné
o Nový jedinec se tvoří ze spor vzniklých ve sporofytu
• VEGETATIVNÍ
o Rychlý způsob
o Vznik klonu
o Někdy jen jediný způsob rozmnožování
o Řízkování, hřížení, roubování
Rodozměna rostlin = metageneze
• Střídaní nepohlavní a pohlavní generace
• Rostliny, houby, jednobuněční
• Gametofyt n, sporofyt 2n
• Izomorfická – gametofyt a sporofyt se navenek podobají
• Heteromorfická – obě fáze lze snadno rozlišit
• Haploidní rostlina – produkuje gamety mitózou
• Dvě gamety splynou v diploidní zygotu – vyvine se diploidní organismus – sporofyt
• Sporofyt meioticky produkuje haploidní spory – začnou klíčit a vyroste s nich
haploidní gametofyt
Rostlinné pohyby
• Dráždivost – schopnost reakce na podněty ze svého okolí
• U rostlin jsou pohyby velmi pomalé
• Fyzikální – vykonávají je i neživé rostliny
• Vitální – vykonávají je pouze živé rostliny nebo jejich části
• HYGROSPOKIPCKÉ
• MRŠTIVÉ
• TAXE
• TROPISMY
o Hygroskopické
o Mrštivé
o Taxe
o Tropismy
o Nastie
o Založeno na rozdílném bobtnání buněčné stěny různých částí rostlin
o Založeny na kohezi molekul vody – dochází k otevírání výtrusnic
o Přemísťování celého organismu pomocí bičíků nebo brv
o Růstové pohyby
o Záporně – protisměru podráždění
o Kladně – ve směru podráždění
o Gravitropismus – ohyb orgánu vyvolán zemskou gravitací, kořeny – pozitivní,
listy – negativní
o Fototropismus – pohyb orientován podle světla, kladně – listy, záporně –
kořeny
o Hydrotropismus – orientace na rozdílnou vlhkost prostředí
• NASTIE
o Pohyb není závislí na vnějším faktoru
o Růstové, turgorové
o Termonastie – pohyb vyvolán změnou teplot
o Fotonastie – změna intenzity světelného záření
o Hydronastie
o Spánkové nastie
Pojmy
• osmóza
• difúze
• gutace
• plazmolýza
• etiolizace
• vernalizace
• inhibice
• efemery
• tropismy
• lokomoce (taxe)