Vodní režim rostlin, růst a pohyb

Vodní režim rostlin, růst a pohyb

 

Vodní režim rostlin:

Voda je pro život rostliny nepostradatelná (př. umožňuje transport látek, je reakčním prostředím). Je nejrozšířenější sloučeninou těla, průměrně tvoří 60% – 80%, některé řasy až 98%, suchá semena 5-14%. Voda v těle neustále proudí. Vodní režim zahrnuje příjem, vedení a výdej vody. Fce vody v buňkách nezávisí na jejím množství, ale stavu – ten charakterizuje chemický potenciál vody (snaha o vyrovnání rozdílných hodnot koncentrací roztoků ) .

Příjem vody:

Nižší a ponořené vodní rostliny přijímají vodu celým povrchem těla. Vyšší rostliny kořenovým systémem, hlavně zónou s kořenovými vlásky.

  1. Mimokořenový příjem ( ve formě rosy, deště, vzdušné vlhkosti nadzemními orgány)
  2. Kořenový příjem
    • Pasivní –  jen když má rostlina listy  (rychlejší než aktivní a nespotřebovává se energie)
    • Aktivní – jediným zrojem vody pro rostliny bez listů (Tento zbůsob příjmu je pomalý a spotřebovává energii.)

Vedení vody:

Voda je v buňce vedena dvěma způsoby:

1. difuzí a osmózou

  • Difuze: pronikání látek dovnitř i ven, , vedení je pomalé. U rostlin s jednoduchou stavbou těla a u rostlin nepatrných rozměrů.
  • Osmóza: buněčná stěna má větší koncentraci než půdní roztok, přes membránu tak proudí dovnitř voda, je to převážně u větších rostlin. Jen v hypotonickém prostředí, v hypertonickém = plazmolýza.

2. cévními svazky- u rostlin větších rozměrů – rychlý a vydatný přísun vody a živin

Výdej vody:

Asi 1 % vody rostlina využije ve svém metabolismu, zbytek vydává do prostředí v plynném nebo kapalném skupenství svými nadzemními orgány (hlavně listy).

1. Transpirace = vypařování- výdej vodní páry především listy

  • a) kutikulární – výdej celým povrchem listů (méně než 10% celkové transpirace)
  • b) stomatární – štěrbinami průduchů, má hlavní podíl z celkové transpirace, kolísá podle rozevření průduchů

2. Gutace = výdej kapalné vody hydatodami(vodními průduchami). Je projevem kořenového vztlaku. Uskutečňuje se při nízké teplotě a velké vzdušné vlhkosti, když se zastavuje transpirace (časně ráno). Gutační voda obsahuje minerální látky

Autotrofní a heterotrofní výživa rostlin

Mezi rostlinou a prostředím probíhá neustálá výměna látek a energie. Rostlina přijímá vodu, kyslík, oxid uhličitý a živiny- to jsou látky potřebné pro životní děje. . Jsou přijímány jen ve vodných roztocích nebo v plynné formě.

Autotrofní výživa:

  • Schopnost vytvářet si z jednoduchých anorganických látek složité látky organické, tuto schopnost mají zelené rostliny- FOTOSYNTÉZA → reakce, při níž se využívá sluneční energie k syntéze energeticky bohatých organických sloučenin (cukrů) z jednoduchých anorganických látek (CO2 a H2O)
  • sluneční energie se mění na energii chemickou, probíhá v chloroplastech za účasti fotosyntetických barviv (chlrofylu)
  1. Primární děje – jsou bezprostředně závislé na světle a probíhají v thylakoidních membránách chloroplastů a jedná se o pohlcení světla fotosyntetickými barvivy, redukci koenzymu a syntézu ATP
  2. Sekundární děje: nejsou na světle bezprostředně závislé ,tj.mohou probíhat na světle i ve tmě, probíhají ve stromatu chloroplastů a jedná se o  fixací CO2 a

vznik glukózy

  1. světelná fáze: na chlorofyl dopadá světelné záření – zachycení energie – využije se jí k fotolýze vody
    • Produktem světelné fáze: protony, elektrony, kyslík, ATP
  2. Calvinův cyklus (temnostní fáze): fixace a redukce oxidu uhličitého za vzniku sacharidů

Dýchání

  • je to katabolický děj probíhající ve všech buňkách (rostlinných, živočišných, bakteriálních…), je to proces uvolňování chemické energie, která je v organických sloučeninách.
  • v hrubých rysech se jedná o převrácenou fotosyntézu

Heterotrofní výživa:

Zdrojem uhlíku i energie jsou organické látky. Heterotrofní výživu mají nezelené rostliny a u zelených rostlin probíhá v jejich nezelených orgánech (kořen) a v buňkách bez chloroplastů.

Podle zdroje organických látek je dělíme:

  • Saprofytismus – Živiny berou z odumřelých těl jiných organismů (typický pro některé houby a bakterie)
  • Parazitismus – živiny přijímají z jiných těl jiných živých organismů, do    těla hostitele vylučují   zplodiny svého metabolismu
  • hemiparazité
    • poloparazité – schopni fotosyntézy, odebírají H20 a minimum živin pomocí haustroií = přeměněné kořeny
  • holoparazité – úplní parazité – nezelené rostliny, z cévních svazků odebírají organické látky (př.: kokotice jetelová)

Smíšený typ výživy (mixotrofie):

Přechodný typ výživy mezi autotrofií a heterotrofií. Rostliny obsahují chlorofyl, ale z hostitele odčerpávají některé další složky pro svou výživu. Přizpůsobují se tak stanovišti s nedostatečnou výživou.

Symbióza – soužití dvou organismů, př.: heterotrofní  houba + autotrofní řasa nebo sinice

Minerální výživa:

Minerální látky tvoří v těle rostliny- ¾  všech prvků. Jsou přijímány kořenovým systémem i nadzemními orgány.Zdrojem min. látek je půda kde se vyskytují ve třech stavech:

  • vázané v minerálech– nepoužitelné, uvolní se např. povětrnostními vlivy
  • výměnné– půdní částice nesou na povrchu kationty a vyměňují je za H+
  • rozpuštěné v půdním roztoku– okamžitě použitelné

Růst rostlin

Růst = nevratné zvětšování objemu a hmotnosti, související s dělením buděk.

Buňky prodělávají tři růstové fáze:

  • Embryonální – neustálé dělení buňek a zvyšování jejich počtu. Probíhá v meristémech (vrchol kořenu, stonku …) a také v druhotných meristémech (kambium …). Trvá dlouho.
  • Prodlužovací– buňky se již nedělí, vakuoly zvětšují objem nasáváním vodya splývají v jednu velkou centrální vakuolu.Objem buňky se často zvětšuje 20-30x.
  • Diferenciační-buňky se tavrově odlišují a specializují podel fce (krycí, vodivá, …), nabývají konečného tvaru. Nezvětšují svůj objem jen tloustnou buňečné stěny.

Zastoupení biogenních prvků:

  • Uhlík – 45 % v sušině
  • Kyslík – 42% sušiny
  • Vodík – 6,5% sušiny
  • Dusík – 1,5% sušiny
  • Fosfor- 0,05-2% sušiny
  • Síra – 0,5% sušiny

Faktory ovlivňující růst:

Vnitřní:

  • Fytohormony (rostlinné hormony-podel účinku je dělíme na stimulátory nebo inhibitory)

1.Stimulátory = povzbuzují růst a vývin rostliny nebo orgánů

  • Auxiny-tvoří se ve vrcholech stonků, stimulují prodlužování buňek a jejich dělení (oříznutí vrcholu podnítí růst postranních větví)
  • Gibereliny- v nejmladších listech a kořenech, stimulují mitózu meristémů
  • Cytokininy– vznikají v kořenech a podněcují buněčné dělení

2.Inhibitory = brzdí růst

  • Kyselina abscisová – v hlízách a pupenech, urychluje opad listů a plodů a vstup rosltiny do odpočinku

   Vnější:

  • a) Teplota  – podle toho jaké teploty rostliny snáší je dělíme – TEPLOBYTNÉ (snášejí dobře vyšší teploty) a CHLADNOBYTNÉ (snášejí nižší teploty)
  • b) Světlo  –  u zelených rostlin ve tmě nevzniká chlorofyl, podle nároků na intenzitu světla je dělíme na  SVĚTLOBYTNÉ a STÍNOBYTNÉ
  • c) Voda – je důležitá v prodlužovací fázi růstu, nedostatek způsobí předčasné zakončení růstu –zakrslé rostliny
  • d) Znečištěné prostředí – působí nepříznivě na jejich růst a vývin orgánů (př.: výfukové plyny, popílek, přehnojování, …)

Periodicita růstu:

  • Růst rostlin není stejnoměrný, kolísá, ale vykazuje určitou periodicitu.

Denní periodicita růstu se vyznačuje rychlým růstem v noci a sníženým za dne. Je ovlivňována změnami teploty, vlhkosti a přísunu živin.

Roční periodicita růstu je vyvolána změnami prostředí v ročních obdobích. Střídá se vegetační období (období růstu) s vegetačním klidem (dormance). V našich zeměpisných šířkách období vegetačního klidu nastává s nízkými teplotami v zimě, v jižních oblastech s nástupem sucha a horka v letních měsících. Rostliny tropických deštných lesů rostou nepřetržitě celý rok.

Fotoperiodismus: reakce na délku dne

Termoperiodismus: reakce na střídání teplot mezi dnem a nocí

Celistvost rostlin:

  • projevy celistvosti:
    • a) růstové korelace = vzájemná závislost růstu a vývoje části rostliny vůči celku, uskutečňuje se působením fytohormonů, patří mezi ně: apikální dominance (korelační vztah mezi vrcholovým pupenem rostliny a pupeny postranními, při odstranění nebo zeslabení činnosti vrcholového pupenu dochází k aktivaci a růstu postranních pupenů a k větvení)
    • b) schopnost regenerace = nahrazení opotřebovaných, poškozených či ztracených částí těla

Pohyby rostlin:

pasivní: voda, vítr, živočichové

aktivníFYZIKÁLNÍ -mohou je vykonávat živé i odumřelé části, popř. jejich části

  1.  Hygroskopické – založeny na rozdílné schopnosti bobtnání buň. stěny,   různých částí rostliny (př.: šišky jehličnanů se za sucha otvírají)
  2. Kohézní(mrštivé) – založeny na kohezi mezi molekulami vody (praskání výtrusnic kapraďorostů)
    1. VITÁLNÍ – mohou provádět pouze živé rostliny a jejich části

1. Taxe – Dochází k přemístění celého organismu v prostoru pomocí bičíků nebo tzv. vlivem jednostranně působícího faktoru (př.: krásnoočko se pomocí bičíků pohybuje za světlem – KLADNÁ FOTOTAXE)

Charakt. pro: jednobuněčné řasy, gamety a rejdivé výtrusy řas, spermatozoidy

2.Tropismy pohyby vyvolané jednostranně působícími faktory prostředí

  • reagují na ně pohybem ve směru působení podnětu –KLADNÝ POHYB nebo ve směru opačném- ZÁPORNÝ POHYB
  • char. Pouze pro rostoucí části rostlin a jsou podmíněny rychlejším růstem buněk – podmíněno rozdílnou konc. Auxinu (př.: fototropismus-pohyby ve směru působení světla)

3.Nastie pohyby rostlinných orgánů jejichž směr není závislí na směru působení podnětů (ochranná fce-např.:zavírání květů)

Podle povahy:

  • Růstovéuskutečňují se následkem rozdílné rychlosti růstu (př.: termonastie-vlivem změny teploty)
  • Turgorové: změna napětí ve specializovaných buňkách (př.: spánkové pohyby- sladěny se střídáním dne a noci)