Výživa rostlin, vodní režim rostlin, růst a pohyb rostlin

Otázka: Výživa rostlin, vodní režim rostlin, růst a pohyb rostlin

Předmět: Biologie

Přidal(a): Cougee

AUTOTROFNÍ A HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN, VODNÍ REŽIM ROSTLIN, RŮST A POHYB ROSTLIN

Způsoby výživy

autotrofní způsob výživy = schopnost vytvářet si z jednoduchých anorganických látek (CO2, H2O) složité látky organické (C, O2, H2), schopnost mají zelené rostliny – energie světelná, fotosyntéza, chemosyntéza – bakterie, energie chemická
- a) fotoautotrofní – energii získávají ze slunce, produkují kyslík a organické látky, jsou vždy na začátku potravního řetězce
- b) chemoautotrofní – energii získávají z oxidace jednoduchých látek
heterotrofní způsob výživy = nepřijímají uhlík z CO2, z cizích organických látek vlastní organické látky, jako zdroj uhlíku využívají organické látky z okolí, heterotrofní orgány potravně závislé na zelených rostlinách, např. nezelené rostliny
mixotrofní = u masožravých rostlin (bílkoviny z hmyzu)

FOTOSYNTÉZA = nejdůležitější proces na světě

Energie ze slunečního záření se využívá k syntéze složitých organických látek z jednoduchých
anorganických látek CO2+ H2O
hlavním orgánem je list, probíhá v tylakoidech chloroplastů (v tylakoidech jsou barviva) – vždy
chlorofyl, u vyšších rostlin i chlorofyl b.
6CO₂ + 12 H₂O ® C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Primární děje

SVĚTELNÁ FÁZE – závislá na světle, průběh v tylakoidech chloroplastů

Zahrnuje: pohlcení světelného záření + tvorba ATP + NADP + H⁺ (pro sekundární fázi)

Uskutečnění ve 2 na sebe navazujících kocích prostřednictvím 2 fotosystémů:

a) Fotosystém I – P700 absorbuje světelné záření o vlnových délkách 700nm. Přijme světelné záření (2 fotony) a přejde do excitovaného stavu za uvolnění elektronů: ty se mohou buď redukovat na NADPH + H⁺ a nebo pomocí přenašečů putují zpět na fotosystém I přičemž ji jejich energie využita k tvorbě ATP

= CYKLICKÁ FOSFORYLACE

b) Fotosystém II – P680 absorbuje světelné záření o délce max 680 nm→ přijme světelné záření (2 fotony), přejde do excitovaného stavu a uvolní se 2é – ty jsou přenášeny na fotosystém I, kde nahradí předchozí uvolněné 2é a část jejich e k tvorbě ATP

= NECYKLICKÁ FOSFORYLACE

Oba systémy doplňuje fotolýza vody, děj ve kterém se rozkládá H2O na O2 a je uvolněn do okolí, vodík a elektrony, které doplní fotosystém II. –při ní se vždy obnoví 1 molekula H2O

Výsledkem této fáze: 02, NADPH, H, ATP

Sekundární děje

TEMNOSTNÍ FÁZE –není závislá na světle, vzniká cukr, zdrojem je CO2 → z něj mezi produkty a poté

sacharidy

a) Calvinův cyklus → CO2 je začleněn do organické sloučeniny za vzniku hexosy
b) Hatch-slachův cyklus – vzniká se oxolacelát→ na 4 atomy uhlíku →C4 rostliny

Faktory ovlivňující fotosyntézu:

1) světlo – intenzita záření, zvýšení intenzity – rychlejší fotosyntéza
2) koncentrace CO₂ v ovzduší, ve sklenících když více CO₂ – větší výnosy – rychlejší fotosyntéza
3) teplota – u nás 15 – 25 C optimální, při -1 C se většinou fotosyntéza zastaví, nad 30 C se zpomaluje
4) voda – nezbytná, nedostatek – uzavření průduchů – nemůže tam CO₂
5) listová plocha
+ vnitřní faktory (množství chlorofylu, stáři listů)

DÝCHÁNÍ: sled katabolických reakcí, při kterých se uvolňuje energie

C₆H₁₂O₆+ 6O₂→ 6CO₂ + 6H₂O + E

a) anaerobně – bez přístupu vzduchu – v cytoplazmě rostlinných buněk, výsledkem je kyselina pyrohroznová, trošku uvolněné E se uvolní do ATP
b) aerobní fáze – v mitochondriích → dekarboxylace kyseliny pyrohroznové, odštěpení CO2 a acetylkoenzym
c) přechází do krebsova cyklu – v něm vzniká kyselina citrónová
d) odštěpený vodík se oxiduje na H2O

shrnutí – rozdíly:

FOTOSYNTÉZA = ANABOLISMUS DÝCHÁNÍ = KATABOLISMUS – štěpení cukru

Průběh: tylakoidy chloroplastů mitochondrie

Podmínka: světlo ve dne i v noci

Vstup: CO2, H2O, E O2, glukosa

Výstup: 02, cukr CO2, H2O

Energie se spotřebovává energie se uvolňuje

Látky se hromadí látky se spotřebovávají

2 TYPY ZÍSKÁVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK

PARAZITÉ – čerpají organické látky z hostitele (haustoria) – bakterie, houby
- a) Holoparazité – hostiteli berou vše (kokotice)
- b) Hemiparazité – mají schopnost fotosyntézy (jmelí)
SAPKOFÁGOVÉ – zdrojem organických látek mrtvé organismy (houby, baktreie)

2 ZVLÁŠTNÍ ZPŮSOBY ŽIVOTA

MIXOTROFIE –organismy žijí autotrofně a heterotrofně si přilepšují (masožravé rostliny)
SYMBIÓZA – soužití, které oběma prospívá

Lišejníky: řasa nebo sinice (auto) + houba (hetero)

VODNÍ REŽIM ROSTLIN

VODA – funkce: rozpouštědlo, termoregulace, účast při všech fyziologických dějích, umožňuje oplození výtrusných rostlin, pohyby rostlin, transport látek

Obsah: pletiva – 70-80%

Zdřevnatělé části cca 50%, zralá semena 5-15%, šťavnaté plody

Vodní bilance = poměr mezi příjmem a výdejem

Vodní deficit = porušení rovnovážného stavu při nadměrném výparu

Vodní potenciál = díky němu se voda může v rostlině stále pohybovat

Transpirace je hlavním mechanismem výdeje vody rostlinou.

Nižší a vodní rostliny přijímají vodu celým povrchem těla, vyšší rostliny kořenový systémem – vlásky

Na přijmu a vedení vody se podílejí:

DIFÚZE = proces, při němž probíhá transport částic z míst vyšší koncentrace do míst s nižší koncentrací
OSMÓZA = proces, při kterém dochází k pronikání molekul vody do roztoku přes polopropustnou membránu

V důsledku příjmu vody se zvyšuje tlak buněčné stěny = TUKGOK → díky němu je rostlina pevná, ztráta vody ve vlhkém množství vede k vadnutí

HYPOTRONICKÉ PROTŘEDÍ – prostředí o nižší koncentraci okolí než má buňka
- Dochází k osmotickému přijímání vody buňkou do vakuoly, ve silně zředěném prostředí
- Dochází k intenzivnímu nasávání vody do vakuoly → buňka praská
HYPERTONICKÉ PROSTŘEDÍ – vyšší koncentrace okolí než v buňce
- Voda uniká z buňky → protoplast se smršťuje = plazmolýza
IZOTONICKÉ PROSTŘEDÍ – vyrovnané koncentrace, nic se neděje

VEDENÍ VODY: kořen → stonek → list

U suchozemských se uplatňuje cévy a cévice

2 typy:

a) symplastická cesta – cesta z buňky do buňky přes membrány a cytoplazmu
- Při transportu látek kratších vzdáleností, pomalé dodat energii
b) apoplastická cesta – roztoky se pohybují buněčnými stěnami a volnými mezibuněčnými st.
- Není třeba energie, dlouhé vzdálenosti, rychlé
- Od kořene ke zbytku rostliny = transpirační proud
- U listí do kořene = asimilační proud

Při pohybu nahoru (transpirační proud) se uplatňuje:

a) transpirace = odpařování vody z nadzemních částí rostliny, především listí
b) koheze = soudržnost molekul vody způsobená vodíkovými můstky, kohezní síly přerušení vodního sloupce
c) kořenový vztlak = tlak, který vytlačuje vodu do nadzemních částí

především z jara – opadané dřeviny ještě nemají listovou plochu

adheze = přilnavost vody ke stěnám cév

VÝDEJ VODY: probíhá výhradně v listech ve formě plynné nebo kapalné

Gutace – výdej vody v kapalném skupenství vodními skulinami, nastává při velké vzdušné vlhkosti při zástavě traspirace

Transpirace – ve formě plynné, viz výše

Anabióza = nižší rostliny dokáží zastavit metabolismus a přežít dokud se nezlepší podmínky

RŮST A POHYB ROSTLIN

RŮST = nezvratné zvětšování rozměrů a hmotnosti spojeno se změnami tvaru a vnitřního uspořádání

Rostlinných orgánů

Fáze růstu:

1) Zárodečná (embryonální) – rozmnožení počtu buněk dělivých pletiv a nárůst cytoplazmy buněk
2) Prodlužovací (elongační) – silné zvětšování objemu buněk, vznik velkých centrálních vakuol
3) Rozlišovací (diferenciační) – buňky se stavebně i funkčně diferencují, vznik pletiv a orgánů

Vnější faktory růstu: světlo, teplota (minimum:5-40 °C: maximum), voda – minerální živiny
Vnitřní faktory růstu: rostlinné hormony (fytohormony)
- Povzbuzující růst (aktivátory) – auxiny (prodlužování), gibereliny (urychlující růst), cytokininy (urychlují buněčné dělení)

Zpomalující růst (inlubitory) – kys. abscisová (navozuje rostlině odpočinek)

Vegetační období rostlin = období, kdy rostlina roste neintezivně

Celistvost rostlin – důsledkem růstových korelací regenerace

VÝVOJ ROSTLIN:

1. Embryonální – vývoj embrya, od vzniku zygoty do dozrání semen
2. Vegetativní – klíčení semene, pouze v této fázi se mohou nepohlavně rozmnožovat
3. Dospělost – rostliny jsou schopny se pohlavně rozmnožovat
4. stárnutí – zastaveno rozmnožování

Během ontogeneze může nastat období vegetačního klidu = stav dormance

FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VÝVOJ:

teplota, světlo – fotoperioda: krátkodenní – pro kvetení potřeba max 12 hodin (rýže, soja)
dlouhodenní – 14- 16 hodin (kopretina)
neutrální – pampeliška

POHYBY ROSTLIN – schopnost organismu měnit polohu projevem dráždivosti

1) Pasivní – vnější faktory
2) Aktivní – fyzikální a vitální

Fyzikální pohyby: vykonávání živé a odumřelé rostliny

1) Hygroskopické – založeno na rozdílné schopnosti bobtnání buněčné stěny
2) mrštivé – založení na kohezi molekul vody při dozrávání výtrusů se postupně snižuje obsah vody až nakonec v důsledku kohezních sil dojde k vymrštění zralých výtrusů

Vitální pohyby rostlin:

1) taxe – přemisťování celého organismu pomocí bičíků a brv (jednobuněčné řasy)
2) tropismy – růstové pohyby vyvolané vlivem prostředí
- → rostliny ne ně reagují ohyby = část rostliny se ohne → směrem ke zdroji podráždění
- Gravitropismus = ohyb vyvolaný zemskou gravitací
- Fototropismus = ohyb za světlem (slunečnice, hořtice)
- Hydrotropismus = ohyb díky rozdílné vlhkosti prostředí
3) nastie – směr pohybu není závislé na směru působení podnětu
- a) růstové – uskutečnění se následkem rozdílné rychlosti růstu na orgány
  - termonastie = pohyby rostliny vyvolány změnami teploty → otevírání a zavírání květů (tulipán)
  - fotonastie = pohyby vyvolané změnou intenzity světla → květy růže ve tvaru zavřené, na světle otevřené
- b) turgorové = změna turgoru v některých buňkách
  - hydronastie – trávy
  - scismonastie = vyvolané otřesy → postupné svěšování lístků
  - nyktinastie = vyvolávají střídáním dne a noci