Fyziologie rostlin – maturitní otázka z biologie (3)

 

   Otázka:  Fyziologie rostlin

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): Isabelllka

 

 

 

FOTOSYNTÉZA A DÝCHANÍ, VODNÍ REŽIM ROSTLINY, POHYBY ROSTLIN, VÝŽIVA ROSTLIN

(BIOGENNÍ PRVKY, AUTOTROFIE, HETEROTROFIE)

 

A)VODNÍ REŽIM

VODA

  • je nenahraditelnou složkou rostlinného těla
  • významné rozpouštědlo, hraje důležitou roli při transportu látek = transportní funkce
  • účastní se mnoha metabolických procesů (fotosyntéza, dýchání)
  • termoregulační funkce (chrání před prudkými teplotními změnami)
  • umožňuje šíření plodů (hydrochorie)
  • podílí se na rozmnožování a různých reakcí
  • při nedostatku vody se sníží turgor svěracích buněk průduchů a štěrbina se uzavírá
  • přebytek vody způsobí zvýšení turgoru svěracích buněk a štěrbina průduchů se otevírá

 

VODNÍ BILANCE = poměr mezi příjmem a výdejem vody

VODNÍ DEFICIT = množství vody, které chybí rostlině k jejímu plnému nasycení

-vzniká při nadměrném výparu

 

-vodní režim rostliny zahrnuje příjem, vedení a výdej vody

-průměrně voda tvoří  70 – 80% hmotnosti rostliny

-nejméně vody: semena a plody (došlo by k roztrhnutí, protože by v zimě zmrzla)

 

PŘÍJEM VODY

-nižší rostliny a ponořené vodní vyšší rostliny přijímají vodu celým povrchem těla

-většina vyšších rostlin přijímá vodu kořenovým systémem, pomocí kořenového vlášení

-rostliny přijímají dvěma způsoby:

a) apoplastickou cestou (pasivně) = pouze buněčnými stěnami a volnými mezibuněč.

prostory,bez spotřeby E, rychlejší než aktivní způsob

b) symplastickou cestou (aktivně) = z buňky do buňky přes membrány a cytoplazmu

-spotřeba E, malá rychlost

-difúze = molekuly jedné látky pronikají do molekuly druhé látky, hypertonické prostředí

-osmóza=difúze přes membránu,přes kterou se dostávají jen menší molekuly,hypoton. prostředí

-Příjem vody ovlivněn:

a) teplotou půdy – při snižování teploty se příjem snižuje, může se až zastavit

b) koncentrací půdního roztoku – vysoká koncentrace osmoticky aktivních látek zabraňuje příjmu vody

c) intenzitou transpirace – čím více vody rostliny vydávají, tím více vody přijímají

d) obsahem kyslíku v půdě – čím intenzivněji rostliny dýchají, tím více vody přijímají

 

VEDENÍ VODY

-voda přijatá rostlinou je rozváděna po celém těle

-u cévnatých rostlin se k tomuto účelu vyvinuly cévní svazky – cévy, cévice, třeba dodávat E

v mezibuněčných prostorách a buněčných stěnách nedodává se E, rychlejší

TRANSPIRAČNÍ PROUD = proudění vody s rozpuštěnými anorganickými látkami dřevní částí

cévních svazků od kořene nahoru

-probíhá samovolně – voda se odpařuje z listů → posouvá se vodní sloupec

-umožňuje ho:

a) transpirace = odpařování vody z nadzemních částí

b)kořenový vztlak –tlak vytlačuje vodu a v ní rozpuštěné látky z kořene do nadzemních částí

 -na jaře když stromy nemají listy, dodat E

c) koheze molekul vody = soudržnost vodního sloupce

 -proud vody drží u sebe, nepřetéká

d)kapilarita = vzlínání vody v úzkých trubicích

e) adheze = přilnavost vody ke stěnám cév

 

VÝDEJ VODY

-rostlina vydává vodu několika způsoby:

a)TRANSPIRACÍ = odpařování vody z nadzemních orgánů rostlin, hlavně z listů odpařováním

-pasivní děj → nevyžaduje přísun E

b) GUTACÍ = výdej vody ve formě kapek hydatodami

-nastává při velké vzdušné vlhkosti, kdy je pozastavena transpirace

-gutační voda obsahuje minerální látky

výdej vody ovlivňuje: – obsah vody v rostlině, stav listů a průduch,

– teplota vzduchu (s rostoucí teplotou transpirace stoupá a při určité   teplotě se průduchy uzavřou),

– vlhkost vzduchu (s rostoucí teplotou transpirace klesá)

– světlo (zvyšuje transpiraci, průduchy se otevírají)

 

B)METABOLISMUS

→ FOTOSYNTÉZA (anabolismus) A DÝCHÁNÍ (katabolismus)

FOTOSYNTÉZA

  • Maturitní otázka č. 2
  • biochemický proces, který má zásadní vliv na udržení života na Zemi
  • za účasti slunečního záření a chlorofylu dochází k přeměně anorganických látek (H20, CO2) na látky organické (sacharidy)
  • probíhá v chloroplastech
  • dochází k přeměně světelné energie na energii chemických vazeb
  • intenzita fotosyntézy závisí na mnoha faktorech:
    • VNĚJŠÍ
      • SVĚTLO – ↑ intenzita → ↑rychlost fotosyntézy, ale jen do určité úrovně
      • KONCENTRACE CO2 v ovzduší
      • VODA – nedostatek se projevuje uzavíráním průduchů
      • TEPLOTA – nejintenzivnější při 25 – 30 stupňů

(teplotní optimum: 15 – 25 stupňů, t=-1 →zastavení, t=+30→rychlost klesá)

  • VNITŘNÍ
    • množství chlorofylu
    • stáří listů
    • minerální výživa,…

 

DÝCHÁNÍ (respirace)

= soubor katabolických reakcí, kterými rostlina uvolňuje E z organických sloučenin a tato E se dále spotřebovává

-hlavním substrátem pro dýchání jsou jednoduché cukry, hlavně glukóza

-pro rostliny je typické dýchání za aerobních podmínek = za přítomnosti kyslíku

 

-srovnání fotosyntézy a dýchání:

 

FOTOSYNTÉZA DÝCHÁNÍ
-probíhá jen v buňkách s fotosynteticky aktivními barvami -probíhá ve všech živých rostlinných buňkách
-probíhá jen na světle – probíhá na světle i ve tmě
-CO2 a H2O vstupují do reakce -CO2 a H20 se uvolňují
-kyslík se uvolňuje -kyslík se spotřebovává
-hromadí se energeticky bohaté zásobní látky, hmotnost rostliny se zvyšuje -zásobní látky se spotřebovávají,

hmotnost rostliny se snižuje

 

C) VÝŽIVA ROSTLIN

AUTOTROFNÍ = schopny přeměňovat anorganické látky na látky organické

– fotosyntetizující květiny a rostliny (zelené rostliny)

 

HETEROTROFNÍ – získávají živiny různým způsobem:

a) SAPROFYTÉhemisaprofyté (polosaprofyté) – př. vstavačovité

– holosaprofyté (úplní saprofyté) – př. hlístník

= zisk živin z odumřelých částí (jehličí, opad.listy,..)

-asi už neexistuje

 

b) PARAZITÉ = odebírá látky živým org. – podbílek šupinatý, kokotice

-hemiparazité (poloparazité) – zelené, fotosyntéza – jmelí

-holoparazité (úplní p.) – nezelené

 

MIXOTROFNÍ= přechod mezi autotrofním a heterotrofním způsobem života

-charakteristická tím, že autotrofní rostlina vyžaduje pro svůj život přísun některých

organických látek

-př.řasy,masožravé rostliny – rosnatka okrouhlolistá,žláznatka,konvice)

-živý se hmyzem

-vylučuje leptavou tekutinu→na ní se nalepí hmyz→

masožravka ho sežere

a) symbióza – bakterie-hrách

b) mykorhiza – houba-rostlina

c) lišejníky – houby-řasy

 

MINERÁLNÍ

-procesy příjmu, vedení a využití minerálních látek, tzv. iontů anorganických látek – nezbytně nutné

hlavním zdrojem minerálních látek pro rostliny je půda (pevná fáze půdy – jíl a humus)

-jednobuněčné org. a vodní rostliny přijímají celým povrchem těla

-vyšší rostliny kořenovým systémem – kořenové vlášení

-k transportu iontů ke kořenům slouží půdní roztok

 

-kompletní živný roztok = všechny živiny, postupně se ubírají jednotlivé prvky (rostlina v čistém

křemičitém písku)→pozorování(jak hodně roste, atd)→přehled o tom, co

která rostlina potřebuje→ HYDROPONIE = pěstování rostlin pouze v živném

prostředí

 

-BIOGENNÍ PRVKY

  • prvky živých organismů a mají v něm specifickou funkci
  • zjištění: rostliny + sušina →po spálení vznikne popel →zbydou anorg. látky (CO2,H20,NO2,..)
  • dělíme je na:
    • MAKROBIOGENNÍ – ve větším množství

-stavební fce (C, H, O2, N, S, K, P, Mg, Ca)

  • MIKROBIOGENNÍ – funkce katalyzátoru

-prvky stopové (=stačí menší množství) – Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B, Cl

  • UHLÍK – základ všech organických sloučenin

-hlavním zdrojem je atmosférický CO2, částečně přijímán z půdy ve formě HNO3-

 

  • KYSLÍK – dýchání, stavební prvek všech živých organismů

-přijímán ze vzduchu, vody a z půdy

-konstantní množství → není třeba dodávat

 

  • VODÍK – stavební prvek ve všech živých organismech → energetický metabolismus

-přijímán v podobě H20

 

  • DUSÍK – je součást bílkovin (aminokyselin)

-všechny květiny ho potřebují, protože má vliv na růst

-zisk v podobě vodních roztoků z půdy (dusičnany – NO3-, NH4+), ne ze vzduchu

nedostatek → květiny nízké, malé listy, málo rostou, světlozelené, neprospívají

-přebytek →tmavězelené, nechce se jim kvést, bujně rostou, špatný vývoj pletiv

nitrifikační bakterie → váží na sebe N

-nitrofilní druhy = plevel, kopřiva, černý bez → mají hodně N

 

  • FOSFOR – je součástí nukleových kyselin, ATP → účast na fotosyntéze i dýchání

-příjem ve formě (PO4)3-, (HPO4)2-, (H2PO4)2-

-má vliv na tvorbu květů a plodů

nedostatek → listy zakrnělé, bledě zelené, zpomaluje se růst, méně plodů

-nadbytek → intenzivní metabolismus

 

  • SÍRA – zisk z půdy, protože jí je tam hodně, ve formě (SO4)2- →hrozí zasolení půd

-některé sloučeniny jsou ve vyšších koncentracích pro rostliny škodlivé

 

  • DRASLÍK – ovlivňuje otevírání a zavírání průduch → ovlivňuje fotosyntézu

-vliv jak rostlina přežije sucho a nízké teploty → zvyšuje odolnost → nutný

-přijímán ve formě draselného kationtu K+ z půdy

 

  • HOŘČÍK – přijímán z roztoku z půdy ve formě hořečnatých kationtů (Mg)2+

-součást chlorofylu → nezbytné pro průběh fotosyntézy, dýchání, syntézu nukl.kys

nedostatek → INTERVENÁLNÍ CHLORÓZA = listy žloutnou mezi žilkami

 

  • VÁPNÍK – zisk z roztoku s vodou z půdy ve formě vápenatých iontů (Ca)2+

-ovlivňuje děje v buňce – činnost membrán, neutralizuje toxický účinek org.kys.

-většinou ve formě nerozpustných šťavelanů

nedostatek → zpomalení růstu kořenů, rostliny, žloutnutí listů

 

  • ŽELEZO – přijímán ve formě iontů železnatých (Fe)2+ nebo železitých (Fe)3+

-průběh fotosyntézy, součástí systému předávající elektrony

nedostatek → žloutnutí a opadávání listů

 

  • BOR – vliv na metabolismus cukru

nedostatek → SRDÉČKOVÁ CHOROBA – u řepy cukrovky

 

  • ZINEK– vliv na aktivaci enzymů, příjem ve formě zinečnatých kationtů (Zn)2+

-nedostatek → narušení tvorby semen

  • MĚĎ – součást enzymů, přijímán ve formě (Cu)2+

-podíl na procesu fixace vzdušného dusíku půdními bakteriemi

-hromadí se hlavně v semenech a rostoucích částech rostliny

nedostatek → zpomalení růstu a kvetení, chloróza

 

-živiny pro zemědělské plodiny bývají často doplňkovým hnojením, rozlišujeme HNOJIVA:

A) STATKOVÁ – přírodní (organická)– kompost, hnůj, močůvka

výhoda: bezezbytku rozložitelné, nedostávají se do půdy cizí látky

– nevýhoda: omezené množství, nemůžeme ovlivňovat složení (hl. N)

 

B) PRŮMYSLOVÁumělá

-výhoda: můžeme volit hnojivo se složením nejlepším pro danou rostlinu

-nevýhoda: spotřebuje se jen část,

přehnojení → hypertonické prostředí → nic neporoste

-např. dusíkatá (močovina, amoniak, ledky), sírany, fosforeční, draselná,

vápenatá, NPK

C) ZELENÉ HNOJENÍ – bobovité rostliny poutají vzdušný N

-hypotonické prostředí = pěstování v živném roztoku, bez půdy a hlíny

 

D) RŮST ROSTLIN

– základní znak života

-rostliny na rozdíl od živočichů rostou po celý život

=charakteristické nevratné zvětšování rozměrů i hmotnosti rostlin → je spojen se změnami tvaru a vnitřního uspořádání rostlinných orgánů

-uskutečňuje se pomocí meristémů – dělivých pletiv

-rozlišujeme fáze, které lze rozlišit u každé rostliny:

a) ZÁRODEČNÁ FÁZE = embryonální – zmnoží se buňky dělivých pletiv

b)PRODLUŽOVACÍ FÁZE– buňky se zvětšují a protahují, vznikají velké centrální vakuoly

c)ROZLIŠOVACÍ FÁZE = diferenciační – buňky se stavebně i funkčně diferencují, vznik pletiv

a orgánů, buňky nabývají svého konečného tvaru a velikosti

-nadzemní části rostlin rostou kratší dobu než kořeny

 

-FATRORY RŮSTU:

-VNĚJŠÍ = světlo, teplo, voda

-VNITŘNÍ = rostlinné hormony

  • SVĚTLO – nezbytně nutné pro fotosyntézu

rostlina na světle → nižší listy, hustě nad sebou, tmavozelená

nedostatek světla → protahuje se do dálky, žlutozelené, listy daleko od sebe,

dochází k etiolizaci = pěstování rostlin při nedostatku světla

  • TEPLO – teplotní optimum 15 – 30 stupňů

-růst probíhá mezi 5 (teplotní minimum)– 40 stupni (teplotní maximum)

-každá rostlina má jiné nároky

  • VODA – důležitá hlavně v zárodečné a prodlužovací fázi, musí jí být dostatek – vliv na růst

 

  • ROSTLINNÉ ORGÁNY (fytohormony) – použití v zahradnictví

-už v malém množství ovlivňují růst a vývoj rostlin

-organické sloučeniny syntetizované v pletivech

rozlišujeme:

a) STIMULÁTORYpovzbuzují růst, hlavně na jaře

-patří sem AUXINY – podpora prodlužovacího růstu buněk

-podporují zakořeňování

     GIBERELINY – urychlují růst orgánů, klíčení semen

CYTOKINY–urychlují buněčné dělení, vývoj pupenů

 

b) INHIBITORYzpomalují růst, působí hlavně přes zimu

KYS. ABSCISOVÁ – zpomaluje růst, způsobuje, že květiny v zimě

nevykvetou a opad listu na podzim

-navozuje u rostlin odpočinek (dormaci)

-ETHYLEN–zpomaluje růst kořene a stonku, opad listů,květů,plodů

-použití na dozrávání plodů, na plevele a pokud nechci

aby rostlina byla vysoká

-ROČNÍ PERIODICITA RŮSTŮ – u nás období klidu v zimě = DORMACE (stromy mají opadané listí, nerostou)

 

E) CELISTVOST ROSTLIN

-celistvost rostlinného těla je hlavně důsledkem: RŮSTOVÝCH KOLERACÍ

=vzájemné vztahy mezi jednotlivými orgány rostlin

-př. třešeň →ořežu větve – kořeny zůstanou → na jaře vytvoří si větší listy

a plody, velikost kořenné plochy se přizpůsobí kořenu

-změna jedné části rostliny působí na ostatní části, cílem je znovuobnovení

rovnováhy, která byla porušena

-souvisí s REGENERACÍ = obnovení opotřebovaných nebo poškozených částí

-významný způsob obrany rostlin

-umožňuje vegetativní rozmnožování rostlin řízky

 

-APLIKÁLNÍ DOMINANCE = hlavní vrchol blokuje růst ostatním, aby ho nepřerostli

-když se hlavní vrchol uřízne → všechny rostou stejně

 

-POLARITA= 3 větve vrby, zavěsím je do skleníku → 1.vrškem nahoru, 2. vodorovně, 3. vrškem dolu → i přesto kořeny vždy porostou na stejné části

 

ROUBOVÁNÍ – musíme si dávat pozor na polaritu, nesmí se prohodit póly rostlin

METODA EXPLANTÁTOVÉ KULTURY – část rostliny použijeme k pěstování jiné nové rostliny

 

F) VÝVOJ ROSTLIN (ONTOGENEZE)

-ontogeneze = individuální vývoj jedince

-zahrnuje období od vzniku až do smrti rostlinného jedince

-uplatňují se genetické vlivy a vlivy vnějšího prostředí

-fylogeneze = vývoj druhu

-období vývoje jedince zahrnuje několik fází:

  1. EMBRYONÁLNÍ = první období v životě rostliny

-vývoj embrya od vzniku zygoty až po dozrání semene

  1. VEGETATIVNÍ (vegetační) – začíná klíčením semene → pak tvorba vegetativních orgánů

(kořene, stonku, listu), tvorba květů a plodů a pak zaniká

-rozmnožování pouze nepohlavně

  1. FÁZE DOSPĚLOSTI –rostliny jsou schopny se pohlavně rozmnožovat,tvorba pohl. b, výtrusů
  2. FÁZE STÁRNUTÍ – převažují rozkladné děje, jednotlivé orgány odumírají, rozm. zastaveno

 

-KLÍČIVOST ROSTLIN = proces růstu a vývoje zárodku a vzniku klíční rostliny

-potřebné podmínky: teplo, voda, vzduch

-různě dlouhá doba ( často několik let – 4)

-v nesprávných podmínkách neklíčí

 

ŽIVOTNÍHO CYKLUS

= trvání života rostliny od jejího vzniku po její odumření

podle něj dělíme: 1. EFEMERY = rostliny, které mají životní cyklus velmi krátký – 2-3 týdny

-př. osivka jarní

  1. JEDNOLETÉ – během jednoho roku vykvetou, vytvoří plody a odumírají

=letničky (nepříznivé zimní období přežívají v podobě semene)

-př. fazol, hrách, okrasné rostliny – astra, jiřina, afrikán, cínie

  1. OZIMY – vyklíčí na podzim, přezimují a na jaře vykvetou a oplodí

-př. obilniny – ječmen, pšenice

  1. DVOULETÉ – 1. rok: vznik vegetativních orgánů
  2. rok: kvetou a plodí a umírají

-př. mrkev, petržel, řepa, divizna, karafiát, měsíčnice

  1. VYTRVALÉ (pereny) – žijí víc vegetativních období,na svém stanovišti několik let

slouží k tomu cibulky(tulipán, sněženka)

hlízky,kořeny,oddénky (sasanka,kosatec,orsej)

-někdy kvetou jen 1 za život, většinou každý rok

-př. lilie, leknín

 

FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VÝVOJ ROSTLIN:

-hlavně vnější faktory

a) TEPLO – někdy výhodné chladné prostředí

-JAROVIZACE (=vernalizace) = účinek nízkých teplot vyvolávající kvetení

-rychlení konvalinek – oddénky

 

b) SVĚTLO–FOTORESPIRISMUS =schopnost org.rozlišit světlo, tmu a přizpůsobit se jejich rozdíl.délce

podle nároků na délku osvětlení rozdělujeme rostliny na:

  • DLOUHODENNÍ – ke kvetení potřebují víc než 12h světla

-př. špenát, pšenice, ředkvičky, řepa, salát

-pokud chci pěstovat v zimě→svítit žárovkou

  • KRÁTKODENNÍ – potřebují dlouhou tmavou periodu

světlo méně než 12h

-př. tulipán, chryzantémy, rýže, sója

-chci pěstovat v létě→zastínit

  • NEUTRÁLNÍ – kvetou kdykoliv

-př. sedmikráska, pampeliška

-fotoperioda = délka denního osvětlení

 

G) POHYBY ROSTLIN A DRÁŽDIVOST

-pohyby pomalé, jsou projevem dráždivosti = schopnost vnímat podněty z okolního prostředí a reagovat na ně, dělení pohybů:

FYZIKÁLNÍ = vykonávají živé i odumřelé části rostlin (šiška spadlá ze stromu)

  • HYGROSKOPICKÉ

-mechanický princip – pletiva se nasáknou vodou

-přechod z vlhka do sucha

-založené na různé nasáklivosti rostli vodou

př. otevírání šišky – cílem je otevření za slunného teplého počasí, vlhkem se zavírají

 

  • MRŠTIVÉ (kohezní)

-založené na soudržnosti molekul vody

-umožňuje otevírání výtrusnic kapradiny– na povrchu mají pruh buněk s charakteris-

ticky ztlustlými buněčnými stěnami, tzv. prstenec – při dozrávání výtrusů se snižuje obsah vody až dojde k roztržení a vymrštění zralých výtrusů

 

  1. VITÁLNÍ = vykonávají pouze živé části rostlin

-lokomoční = pohyb z míst na místo (taxe)

-ohybové = část rostliny se ohne (indukované – tropismy, nastie; ohyby autonomní)

  • TAXE – řasy pomocí bičíků a brv

          – FOTOTAXE = pohyb za světlem

 

  • TROPISMY – vyvolané podrážděním, rostliny na ně reagují kladně (ohyb za zdrojem)

nebo záporně (ohyb od zdroje podráždění)

-orientované pohyby za světlem

FOTOTROPISMUS – otočení listů směrem ke světlu

-kladně fototropické-stonky; záporně kořeny

GEOTROPISMUS (gravitropismus) – směr pohybu ve směru nebo proti

směru působení zemské gravitace(pozitivně geotropické=rostou ve směru

jsou kořeny; negativně geotropický stonky)

-HYGROTROPISMUS –reakce na rozdílnou vlhkost prostředí-kořeny kladné

 

  • NASTIE – směr pohybu není závislý na směru podnětu

-reaguje na intenzitu, ne na zdroj podnětu

FOTONASTIE – otevírání a zavíraní květu podle intenzity světla (růže)

-TERMONASTIE – ohyby vyvolané změnou teploty (tulipán)

-SEISMONASTIE – ohyby vyvolané otřesy, ochrana před býložravci

-př. citlivka, šťavel

-NYKTINASTIE = spánkové pohyby – ohyby vyvolané střídáním dne a noci

-šťavel

  • AUTONOMNÍ = samovolné – probíhají bez vnějšího podnětu na rozdíl od indukovaných pohybů

-hlavně růstové pohyby u klíčních rostlin

-pohyby vychází z nerovnoměrného růstu rostlin = růstová nastie (fotonastie, termonastie)

-pohyby vychází ze změny turgoru v buňkách = turgorová nastie (seismonastie, nyktinastie)

 

-pohyby aktivní a pasivní (= působením vody nebo větru)






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: