Otázka: Morfologie a fyziologie rostlin, fotosyntéza
Předmět: Biologie
Přidal(a): Michaela
– morfologie: věda zkoumající tvar a stavbu organismů
– fyziologie: vědy zkoumající funkce jednotlivých orgánů nebo celého organismu
3.1 popište rostlinná pletiva a jejich systémy
– rostlinná pletiva = soubory buněk stejné funkce a vlastnosti
– pletiva rozděluje podle: I. tloušťky SB, tvaru buněk
schopnosti se dělit
III. systémů
tloušťka SB, tvary buněk
a) Parenchym:
– buňky ve všech směrech stejně dlouhé, někdy mírně protáhlé, živé
– SB není ztloustlá
– mezi buňkami časté mezibuněčné prostory – interceluláry
– aerenchym: velké interceluláry
– vodní rostliny
– mezenchym: v mladých částech rostlin
– palisádový parenchym: buňky protažené v 1 směru
– tvoří asimilační pletiva listů
– prozenchym: buňky protáhlé v 1 směru se širokými příčnými přihrádkami
– v cévních svazcích
b) Kolenchym:
– tvořen buňkami s nerovnoměrně tlustými SB
– dodávají rostlině pevnost a pružnost
– hlavně v mladých částech rostlin
c) Sklerenchym:
– stejnoměrně ztloustlé, velmi silné SB
– buňky mrtvé
– zpevňovací, ochranná funkce (př. pecky)
schopnost se dělit
a) Dělivá = meristém:
– zachovávají si schopnost vytvářet nové buňky po celý život
– ve vzrostlých vrcholcích, kořenových čepičkách, pupenech
b) Trvalá:
– vznikají činností meristému, postupně se přizpůsobují funkci vykonávající v rostlinách
– ztrácí schopnost vytvářet nové buňky
III. systémy
– různé druhy pletiv se spojují při plenění určitých funkcí a vytvářejí tzv. systémy
– dělí se podle vykonávané funkce:
1) Systém pletiv krycích:
– tvoří povrchy rostlin – izolace
– tělo vyšší rostlin kryto pokožkou
– nadzemní části kryje pokožka epidermis
– podzemní části kryje pokožka rhizodermis
– pokožka tvořena 1 vrstvou tenkostěnných, těsně k sobě přiléhajících buněk bez intercelulárů, tím ochraňuje vnitřní prostředí od vnějšího
– pokožkové buňky neobsahují chloroplasty
– ochrannou funkci pokožky nadzemní části zvyšuje vrstva kutikuly – tvořená kutinem, podobná voskům nebo tukům, nepropouští vodu ani plyny
– kutila nepokrývá celý povrch rostlin, znemožňovala by výměnu látek mezi vnějším a vnitřním prostředím
– tomu zabraňují stomata = průduchy – pomocí nich dochází k výměně plynů a výparů vody – průduchy umístěny mezi pokožkovými buňkami
– všechny tyto činnosti jsou regulované a řízené
– při dostatku vody v rostlině je průduchová štěrbina otevřená
– při nedostatku ji svěrací buňka uzavírá
– u suchozemských rostlin jsou průduchy umístěny na spodní straně listu, u vodních na vrchní
– vypařování a nadměrnému osvícení rostliny zabraňují chlupy = trichomy
– mohou být 1 i více buněčné
– mohou plnit i některé jiné ochranné funkce (př.: žahavé trichomy kopřivy, absorpční trichomy masožravých rostlin)
– součást krycích pletiv jsou tzv. skulinky = hydatody: podobná stavba jako průduchy
– rostlina jimi odvádí vodu v podobě kapaliny tzv. rosy (transpirace)
2) Systém pletiv vodivých:
– zajišťuje rozvod látek v rostlině
– tvořen 2 částmi:
a) dřevní = xylém:
– transpirační proud; dřevní číst vede vodu a minerální látky z kořene do stonků a listů
– tvořena cévami: dlouhé trubice, které vznikly pospojováním řady buněk
– jejich protoplast (živý obsah buněk; CP + organely) odumřel, příčné přihrádky se rozpustily
– zůstaly jen obvodové SB tloustnoucí různých způsobem (šroubovitě, kružnicovitě,…)
cévicemi: příčné přihrádky se nerozpustily úplně
– tvořeny mrtvými buňkami
b) lýková = floém:
– asimilační proud; vede organické látky vzniklé při fotosyntéze ze zelených částí rostlin (hlavně listů) do míst spotřeby nebo zásoby
– vznikla pospojováním řady buněk – buňky jsou živé, vymizelo jádro
– příčné přehrádky se proděravěly – tvoří síto => sítkovice: funguje jen 1 vegetační období ® sítko se ucpává tzv. kalózou ® na jaře se vytváří nové sítkovice
– část dřevní a lýková probíhají vedle sebe a jejich vzájemná poloha určuje typ cévního svazku
– nižší rostliny nemají vytvořené pravá pletina ani pravé orgány
– látky přijímají pomocí difúze a osmózy
– cévní svazky mají vytvořené jen vyšší rostliny
– u krytosemenných rostlin je rozmístění svazků cévních ve stonku systematickým rozlišovacím znakem:
- jednoděložné rostliny mají svazky cévní neuspořádané
- dvouděložné rostliny je mají uspořádané do kružnice
3) Systém pletiv základních:
– vyplňují prostory mezi systémy pletiv krycích a vodivých
– můžou mít různé funkce:
- pletiva asimilační: probíhá zde fotosyntéza; buňky bohaté na chlorofyl, nejvíce v listech
- pletivo zpevňovací: zajišťuje: oporu, pevnost, pružnost (kolenchym)
- pletivo zásobní: tvořené buňkami shromažďující zásobní látky (kořen, oddenek, hlíza,…)
- pletivo vyměšovací: tvoří tzv. medníky – žlázky v květech vylučující nektar – láká opylovače
– nebo tzv. mléčnice– trubice tvořené buňkami – v nich se hromadí mléko – latex (mák, pampeliška,…)
3.2 vysvětlete pojem vodní režim rostlin a vysvětlete jeho dílčí složky
– vodní režim rostlin zahrnuje činnosti jako: příjem, vedení, výdej
– voda: účinné rozpouštědlo
– tvoří vnitřní prostředí buňky a prostředí pro biochemické reakce
– schopnost štěpit molekuly látek na ionty
– přenašeč
– zmírňuje náhlé změny teplot, zabraňuje přehřátí, dobrý vodič tepla
– vodní bilance: poměr mezi přijatou a vydanou vodou
– vodní deficit: množství vody chybějící rostlině – může vzniknou vadnutí minimální hranice
a) vratné vadnutí: vodní deficit nepřekročil minimální hranici
b) nevratné: byla překročena minimální hranice => zánik rostliny
- příjem vodních rostlin
– nižší rostliny nemají pravá pletiva – voda přijímána celým povrchem těla – osmoticky
– vyšší rostliny mají specializované orgány pro příjem vody, minerálů = kořenový systém/vlášení
– 2 způsoby příjmu:
a) pasivně = apoplastická cesta:
– voda přijímána rychle a bez dodání energie – prochází pouze SB a mezibuněčnými prostory
b) aktivně = symplastická cesta
– probíhá pomalu a vyžaduje dodání energie – voda vede přes buňky (CP, SB, CPM,…)
– příjem vody ovlivňuje řada faktorů: teplota, vlhkost, struktura a okysličení půdy
- vedení vody rostlinou
– voda, minerální látky přijaté kořenovým vlášením jsou rozváděny xylémem do nadzemní části rostliny
– na vedení vody se podílí 2 činitelé:
a) kořenový vztlak: působí hlavně v kořenu, směrem vzhůru slábne, úlohu přebírá transpirační sání
b) transpirační sání: vlivem výparů vody z průduchů (transpirací) vzniká podtlak, díky kterému se voda posunuje do vyšších částí
III. výdej vody rostlinou
a) transpirace = výpar v plynné podobě
– probíhá průduchy (90%), kutikulou (10%)
b) gutace = výdej vody v kapalném stavu
– probíhá přes hydatody (dutinky)
– rostlina gutuje v době, kdy je prostředí nasycenou vodními parami
3.3 objasněte průběh fotosyntézy a její význam
– fotosyntéza je proces, kterým autotrofní organismy získávají energii => asimilační proces
– asimilační proces: organismus přetváří látky tělu cizí na látky tělu vlastní
– rostlina zachycuje energie světelného záření a pomocí této energie vytváří z molekul látek anorganických látka složitější – organické s vyšším obsahem energie
– nejprve musí rostlina pohltit světelnou energii, tzv. absorpce – bílé světlo dopadající na zem v podobě elektromagnetického vlnění – každá barva spektra má jinou vlnovou délku, vlnové délky všech barev se pohybují v rozmezí 400 – 700nm
– rostliny obsahují různá barviva (pigmenty) – každý pigment je určen pro absorpci jiné vlnové délky
– fotosyntéza nejlépe probíhá v červeném a modrém světle a barviva zachycující tyto vlnové délky:
chlorofyly
karoteny ý všechna tato barviva se váží na vnitřní membránu chloroplastu
karotenoidy
– chlorofyl a: jediný dokáže přeměnit světelnou energii na chemickou
– ostatní barviva slouží pouze jako lapače, přenašeče
– při fotosyntéze přeměňují rostliny za přítomnosti H2O , světelné energie a chlorofylu CO2 na C6H12O6, přičemž se uvolní O2 a zbytek H2O
Průběh fotosyntézy: 2 fáze:
- světelná (primární) fáze:
– uskutečňují ji pigmenty (P700)
– uskutečňována 2 fotosystémy:
a) cyklická fosforylace:
– pohlcováno světlo o vlnové délce 700nm
– jednotka vlnové délky: jedno světelné kvantum – dopadá na 1 molekulu chlorofylu a zvýší energii 1 e–, tento nabuzený (excitovaný) e– je z molekuly vymrštěn a předáván před různé přenašeče, nakonec je jeho zvýšená hodnota využita pro tvorbu ATP (z ADP)
– vazba, kterou se připojuje 3. fosfátový zbytek = makroergická vazba
– e–, který odevzdal svojí zvýšenou energii se vrací zpět na své místo do molekuly chlorofylu
– výsledkem cyklické fosforylace je získání energie v podobě ATP – bude využita pro další cyklickou fosforylaci
b) necyklická fosforylace:
– je umožněna fotosystémem 2
– světlo je o kratších vlnových délkách, uskutečňují to pigmenty P680
– fotosystém 2 rozkládá H2O účinkem světla za vzniku molekulárního O2 = fotolýza H2O
– část H2O rozložena na ionty OH-I a H+
– excitovaný e– je předán koenzymu NADP ® NADPH – důležitá látka pro další průběh fotosyntézy – temnostní fázi, účastní se reakcí v Calvinově cyklu
– vedlejší produkt: O2 uvolňován z H2O a místo původního e– se do molekuly chlorofylu vrací e– z OH– skupiny
- temnostní (sekundární) fáze:
– využívána energie z ATP získané z první fáze – využívá se k vázání CO2 a vzniku sacharidů
– podle způsobů vázání CO2 rozlišujeme tzv. rostliny C3;C4 – liší se stavbou listů a energetickou hodnotou sacharidů
– soubor reakcí = Calvinův cyklus
– zdrojem C je CO2 , výsledným produktem Calvinova cyklu jsou sacharidy tzv. asimiláty
– energii ve všech procesech dodává ATP, redukční látkou je NADPH+
– CO2 přijímají rostliny z atmosféry průduchy – z nich veden do intercelulárů, z nich difúzí proniká k jednotlivým buňkám
– u vodních rostlin je CO2 přijímán z H2O
3.4 jmenujte způsoby pohybů rostlin
– 2 skupiny pohybů:
- fyzikální:
– založeny na fyzikálních dějích probíhajících i u neživých soustav
- a) hygroskopické pohyby: u bobtnání a otevírání šištic jehličanů
- b) kohezní pohyby: přilnavost a soudržnost molekul vody k různým povrchům
- vitální = životní:
– pouze u živých organismů
- a) lokomoce = taxe:
– pohyby z místa na místo, a proto je vykonávají pouze jednobuněčné rostliny (řasy)
– vyvolané podrážděním
– mohou se pohybovat proti směru nebo id zdroje podráždění
– fototaxe = pohyb směrem ke světlu (u jednobuněčných)
b) ohyby:
– u pevných rostlin
– způsobuje ohnutí rostliny
- tropismy: pohyby vyvolané jednostranným působením určitého faktoru (podráždění)
– geotropismus
– fototropismus: otáčí se za světlem
- nastie: pohyby orgánů rostlin
– neorientované
– termonastie: otevírání/uzavírání květů
– fotonastie: otevírání za vlivu světla
