Fyziologie rostlin – základní údaje

Příjem vody rostlinou ovlivňuje teplota půdy a obsah O₂ v půdě.

Nejvýznamnější procesy ovlivňující příjem a vedení vody jsou osmóza + transpirace a kohezní síly.

Pořadí látek podle klesající rychlosti jejich difůze přes plazmatickou membránu: O₂, CO₂, etanol, glycerol.

Vlastnosti vody důležité pro existenci živých organismů: koheze a vysoké specifické teplo a dobrá tepelná vodivost.

Turgor vyjadřuje tlak vakuoly na buněčnou stěnu.

Turgescentní buňka je buňka s maximálně možným obsahem vody.

Osmotický příjem vody rostlinnou buňkou nastává v prostředí hypotonickém a s nižší koncentrací osmoticky aktivních látek než má buněčná šťáva vakuoly.

Při osmóze dochází k pronikání molekul rozpouštědla přes polopropustnou membránu ze zředěnějšího roztoku do roztoku koncentrovanějšího.

Rostlina ztrácí vodu transpirací a gutací.

Z celkového množství vody přijaté během vegetačního období využívá rostlina pro fotosyntézu asi 2%.

Rychlost transpirace vyjadřuje množství vody odpařené z určité (jednotkové) plochy listu za jednotku času.

Transpirace dosahuje zpravidla svého maxima před polednem.

Vadnutí rostliny bývá nejčastěji důsledkem nadměrného výparu, který vede k poklesu buněčného turgoru pletiv.

Gutace se nejvíce uplatňuje zrána (po chladné noci), kdy díky nízké teplotě je ovzduší plně nasyceno vodními parami, což velmi ztěžuje (až vylučuje) transpiraci.

V deštivém počasí dochází často k praskání plodů s vysokým obsahem cukrů a k tomu, že vlivem hypotonického prostředí plody silně přijímají vodu.

Míza u dřevin na jaře = xylémová šťáva.

U katabolických dějů dochází k rozkladu složitých organických látek, energie se při tom uvolňuje (jako ATP).

Fotony slunečního záření nemohou při fotosyntéze využívat antokyany a hemoglobin.

Zachycenou energii chlorofylu a předávají karotenoidy a chlorofyly b, c.

Rostlina při fotosyntéze využívá viditelné záření.

Mechanismy fotosyntézy jsou fotofosforylace a Calvinův cyklus.

Kyslík je výsledkem rozkladu molekuly vody (fotolýzy vody) protože O₂ tedy nepochází ani ze vzduchu či CO₂, ani nevzniká štěpením glukózy.

Výsledkem primárních procesů fotosyntézy je ATP, kyslík, redukovaný koenzym (NADP-H₂).

Fotolýza vody je součástí primárních dějů.

Při fotosyntéze zelených rostlin je zdrojem elektronů H₂O.

Sekundární děje fotosyntézy probíhají ve stromatu chloroplastů.

Sekundární proces fotosyntézy je Calvinův cyklus.

Pro fotosyntézu je nejúčinnější záření barvy modrofialové a červené.

Karotenoidy vykazují maximální absorpci světelného záření v modré a zelené části spektra.

Chlorofyl absorbuje fialovou, modrou a červenou barvu viditelného světla, přičemž zelenou barvu odráží.

Při rostoucí intenzitě světla se rychlost fotosyntézy zvyšuje pouze do určité intenzity světla.

Rychlost fotosyntézy se stanovuje na základě spotřeby CO₂ a množství vydaného O₂.

Světelný kompenzační bod vyjadřuje vyrovnání příjmu a výdeje CO₂ dané rostliny za určitých světelných podmínek (obvykle kolem rozbřesku a soumraku) a nastává při nízké intenzitě světla, kdy se vyrovnává rychlost fotosyntézy a dýchání.

První fotosyntetizující prokaryotní organismy výrazně přispěly svou činností k vytvoření kyslíkové atmosféry.

Fotosyntéza neprobíhá u řasovek.

C₄-rostliny mají vyvinut mechanismus potlačující resp. zabraňující fotorespiraci a za vhodných podmínek (silné osvětlení, vysoké teploty) mají výrazně vyšší produkci ve srovnání s rostlinami typu C₃.

Rostliny dýchají ve dne i v noci a ve všech vývojových fázích.

Aerobní dýchání je energeticky výhodnější (ve srovnání s dýcháním anaerobním) a jako výsledné produkty vznikají CO₂ a H₂O.

Fotorespirace vyžaduje účast chloroplastů, peroxizomů i mitochondrií a probíhá na světle, a to jen v buňkách schopných fotosyntézy.

Všechny buňky mohou využít energii vázanou v organických chemických vazbách.

Glykolýza představuje anaerobní fázi dýchání a probíhá v cytoplazmě rostlinných buněk.

Při anaerobní glykolýze se molekula glukózy štěpí na 2 molekuly triózy a konečným produktem jsou 2 molekuly kyseliny pyrohroznové.

Glykolýza se nevyskytuje pouze u prokaryot protože může probíhat u všech živých organismů, prokaryotních i eukaryotních.

Při kvašení ve srovnání s aerobním dýcháním se uvolňuje méně energie a tvoří energeticky ještě dosti bohaté látky.

Intenzivní dýchání probíhá v klíčících semenech a v rozvíjejících se květech.

Semena prodýchají nejvíce zásobních látek v prostředí vlhkém a teplém.

Jednotlivé části rostlin, sklizené (ovoce a zelenina) nedýchají intenzivněji při nízkých teplotách.

Nízké teploty mají příznivý vliv na jakost a výživnou hodnotu uskladněného ovoce či zeleniny.

Dýchání rostlin probíhá ve tmě i na světle a hmotnost rostliny se při něm snižuje.

Fixaci vzdušného dusíku provádějí jen některé skupiny bakterií.

Hlízkové bakterie rodu Rhizobium mají schopnost vázat vzdušný dusík.

Při fixaci vzdušného dusíku jde o redukci N₂ na NH₃ spojenou se spotřebou ATP a s katalytickým působením nitrogenázy.

Hlavním rezervoárem v cyklu dusíku je atmosféra.

Glukóza se neuplatňuje u rostlin jako hlavní transportní cukr protože je obsažena v floémové šťávě jen v nepatrných koncentracích a jako redukující cukr by totiž v těle rostliny během transportu na dlouhé vzdálenosti reagovala s proteiny či jinými sloučeninami.

Typ výživy kdy se jako zdroj uhlíku využívá organické látky vytvořené jinými organismy je saprofytismus.

Podbílek šupinatý je holoparazit.

Mezi masožravé rostliny nepatří orchideje.

Jmelí bílé – hemiparazit.

Hnilák smrkový – saprofyt.

Rosnatka okrouhlolistá – mixotrofní organismus.

Jalovec obecný – autotrofní organismus.

Kokotice evropská – holoparazit.

Haustoria se vyskytují u hemiparazitů a holoparazitů.

Rostlinní hemiparazité postrádají kořeny, svými haustoriemi pronikají do xylému hostitele a jsou schopny fotosyntézy, minerální látky a vodu odebírají hostitelské rostlině.

Bakterie jsou hlavně heterotrofní, řidčeji i autotrofní organismy.

Sinice jsou autotrofní prokaryotické organismy.

Při mykorrhize poskytuje rostlina houbě zejména cukry.

Sušinu tvoří látky anorganické i organické.

Z celkové hmotnosti sušiny připadá na nespalitelný zbytek, popel asi 5%.

Největší množství minerálních látek na jednotku hmotnosti těla rostliny je obsaženo v listech.

Mezi mikrobiogenní prvky nepatří hořčík a železo.

Makrobiogenním prvkem není zinek.

Uhlíku je v sušině vyšších rostlin obsaženo asi 45%.

Vyšší rostliny přijímají dusík ve formě NO₃^– a NH₄⁺.

Síra je přijímána primárními producenty ve formě SO₄^2-.

Biogenní prvek obsažený v NK či ATP a nezbytný pro tvorbu plodů je fosfor.

Dusík lze do půdy dodat ve formě močoviny a ledků.

Pro růst rostlin má význam dostatek dusíku.

Listová analýza – posouzení úrovně minerální výživy kulturních rostlin na základě zjištění obsahu živin v listech.

Na bílkoviny jsou bohatá semena luštěnin.

Rostliny mohou růst za nedostatku světla (ve tmě), ale jen po časově omezenou dobu danou zejména množstvím zásobních látek.

Etiolizace jsou změny způsobené nedostatkem světla.

Etiolizace se provádí při pěstování zeleniny pro zvýšení její křehkosti a stravitelnosti u čekanky, pórku a chřestu.

Růst je dělení buněk a jejich zvětšování.

Rychlost růstu rostlin vykazuje rytmičnost (periodicitu) během dne i roku a není stejnoměrná, mění se v závislosti na řadě vnějších i vnitřních faktorů.

Vnitřní faktory růstu jsou etylen a gibereliny.

Prvním hormone objeveným u rostlin F.W.Wentem byl auxin.

Navození odpočinku (dormance) a urychlení opadu listů je účinkem kyseliny abscisové (ABA).

Auxiny stimulují růstovou aktivitu kambia a tvorbu kořenů.

Hlavní proud auxinů v těle rostliny směřuje od vrcholu k bázi (ke kořenům) rostliny.

Cytokininy se tvoří hlavně v kořenech, urychlují dělivou schopnost meristémů a zpomalují stárnutí listů.

Vztah mezi vzrostným vrcholem stonku, který brání růstu úžlabních pupenů je apikální dominance.

Rostlina obnovuje porušenou celistvost svého těla regenerací.

Při pěstování brokolice využíváme apikální dominanci, odstranění vrcholového zdužnatělého květenství stimuluje postupné dorůstání úžlabních květenství.

Defoliace je opad listů vyvolaný uměle postřikem chemickou látkou.

Při roubování je nutno spojit apikální pól podnože s bazálním (spodním) pólem roubu.

Vývoj nového jedince začíná u kvetoucích rostlin vznikem zygoty.

Klíčením semene v životě rostliny začíná vegetativní období.

Vyšší rostliny se mohou vegetativně rozmnožovat v období dospělosti a ve vegetativním období.

Dormance je období zastavení růstových pochodů a celkového snížení metabolické aktivity.

Vnitřní dormance je podmíněna vnitřními fyziologickými faktory, přičemž nastává a trvá i za příznivých klimatických podmínek.

V období vegetativního klidu je možné rostlinu relativně snadno přimět k růstu, ale jen pokud je rostlina již v období vynucené dormance, vyvolané nepříznivými vnějšími podmínkami (nízké teploty).

Bobtnat mohou všechna semena (i neklíčivá).

Měsíček lékařský patří mezi jednoleté rostliny (letničky, anuely).

Květy divizny velkokvěté sbíráme až ve druhém roce (dvouletka).

Jednoleté rostliny přežívají nepříznivé období ve formě semen.

Dvouletá rostlina zpravidla kvete a plodí ve druhém roce života.

Nejkratší vegetační dobu (od výsevu po sklizeň) má ředkvička.

U vernalizace (jarovizace) má rozhodující vliv působení nízkých teplot.

Při dlouhém dni vykvetou rostliny dlouhodenní a neutrální.

Fyzikální pohyby jsou hygroskopické a mrštivé pohyby.

Pohyby založené na rozdílné schopnosti bobtnání buněčných stěn různých částí rostlin jsou hygroskopické pohyby.

Kořeny suchozemských rostlin jsou kladně gravitropické a kladně hygrotropické.

Otvírání květů po přenesení rostlin do tepla – růstové nastie, termonastie.

Fototropismus – ohyb stonku při jednostranném osvětlení rostliny.

Nyktinastie – sklápění lístků šťavele na noc.

Seizmonastie – postupné svěšování lístků citlivky po dotyku.

Termonastie – zavření květu tulipánu v chladné místnosti.

Ke zvýšení variability organismu přispívá zejména pohlavní rozmnožování.

Rodozměna je proces střídání 2 (vzácně i 3) generací během životního cyklu a střídání jaderných fází (haploidní a diploidní).

Pohlavní rozmnožování je u nižších i vyšších rostlin.

Pohlavního rozmnožování se neúčastní zoospory.

Poloviční (haploidní) počet chromozomů je typický pro sporu, gametofyt a samičí gametu.

Výtrus – jednobuněčný nebo mnohobuněčný útvar, součást gametofytu, vyskytuje se u hub, řas, mechorostů a kapraďorostů.

Semeno – mnohobuněčný útvar, součást sporofytu, vznikající většinou oplozením vajíčka.

Diasporu nepředstavuje květ či květenství.

Pohlavní generace vyšších rostlin končí splynutím samčí a samičí gamety a v průběhu evoluce se stále více prosazoval sporofyt nad gametofytem.

Klonální rostliny vznikají vegetativním rozmnožováním, mohou se rozmnožovat vegetativně i pohlavně a jsou geneticky identické (v rámci dané populace).

Křen selský – kořenové řízky.

Lilek brambor – oddenkové hlízy.

Jahodník ananasový – šlahouny.

Jiřinka zahradní – kořenové hlízy.

Pelargónie („muškát“) – stonkové řízky.

Tulipán zahradní – cibule.

Pomocí stonkových řízků se v zahradnické nebo lesnické praxi rozmnožuje rybíz a vrby.