Výživa a funkce rostlin

Výživa rostlin

 

1. A) autotrofie

 

– uhlík je čerpán z molekul CO₂ (A => O)

 

1. B) hetetrofie

 

– uhlík je čerpán  z organických látek v okolí (O => O)

– organismy rozdělujeme podle zdroje org. látek :

 

1. a) saprofyté – využívají odumřelých rostlin. a živočiš. těl

– většinou bakterie a houby                                                                                                                                                                 – koprofilní houby – na exkrementech (hnilák smrkový))

 

1. b) parazité – cizopasné rostliny čerpající org. látky ze živých organismů

– žijí uvnitř nebo i vně hostitelů

– bakterie, houby i krytosemenné rostliny

– podle míry parazitismu :

– hemiparazité – zelené rostliny schopné fotosyntézy

– čerpají vodu a minerální látky pomocí                                                                                     haustorií (jsou zapuštěny do xylému)

– jmelí

– holoparazité – nezelené rostliny

– odebírají vodu, min. látky i asimiláty

– podbílek šupinatý, kokotice

  – mixotrofie  – organismy se vyživují autotrofně i heterotrofně

– např. masožravé rostliny – lapací zařízení; žijí na chudých                                                                                                půdách, z obětí berou chybějící látky

– rosnatka okrouhlolistá, láčkovka

 

– simbióza – soužití dvou různých organismů

– lišejníky : houba dodáví min. l. a vodu, řasa nebo sinice asimiláty                                                                – simbióza hlízkových bakterií s bobovitými rostlinami (bakterie váží pro rostlinu

vzdušný  N₂ , rostlina jim dává asimiláty)

– mykorhiza = soužití houbových vláken s kořínky rostlin

— ektomykorhiza – vlákna houby obalují povrch kořínků

endomykorhiza – houba žije uvnitř kořenových buněk (orchideje )

Minerální výživa

 

– každá rostlina minerální látky získává, využívá, případně vydává

– rostl. tělo => vysušení — voda – 70-80 %

sušina => spálení — popel = anorg. látky – 5% ( minerály )

org. látky – 95% ( C, O, H, N )

 

– nebiogenní prvky = ultramikroelementy – nejsou nezbytné ( Ag, Au, Cd, Ni )

 

– biogenní prvky – jsou pro rostlinu nezbytné, nenahraditelné

— makrobiogenní – plní převážně stavební funkci

– C, O, H, N, S, K, P, Mg, Ca, Fe  ( COHN SKoPl Magorovi CaFe )

mikrobiogenní – katalytická funkce

– B, Mn, Cu, Cl , Zn, Mo  ( BarMan CuCl ZnáMou )

 

C – hlavně z CO₂, základní stavební prvek všech živých organismů

O – v podobě O₂ a H₂O, má význam v dýchacím procesu

H – v podobě H₂O, stavební prvek, význam v energetickém metabolismu rostliny

N – v podobě iontů NO₃^–, NH₄⁺ nebo N₂ pomocí bakterií

– důležitý pro růst listů, pro bílkoviny, nukleové kyseliny a ATP

S – ionty SO₄^2- – součást aminokyselin, bílkovin a silic

K – ionty K⁺ ( roztoky drasel. solí ) – důležité pro hydrofilnost cytoplazmy a otvírání průduchů

P – ionty H₂PO₄^–, HPO₄^2-, součást nukl. kyselin, ATP, vitamínů, důležité pro vývin květu, listu

Mg – ionty Mg²⁺, součást chlorofylu ( X panašované listy ), tvorba enzymů

Ca – ionty Ca²⁺, důležitý při neutralizaci kyselých šťáv, při stavbě buň. stěny, vývinu kořene

Fe – ionty Fe²⁺, Fe³⁺, obsaženo v chloroplastech

 

– hnojiva – musí být rozpuštěna

— statková – hnůj, močůvka, kompost, kejda

zelená – zaorání zbytků po sklizni

průmyslová — jednosložková – dusíkatá ( ledek ), draselná, vápenatá

dvousložková – NPK, celerit

 

 

Význam vody

 

– voda

– je nenahraditelnou a stálou složkou rostlinného těla

– v rostlině průměrně – 70-80%

– u vodních rostlin a dužnatých plodů – až 95%

– zralá semena 5-15%

 

– funkce – rozpouštědlo

– napomáhá transportu látek

– účastní se mnoha metabolických reakcí ( fotosyntéza, dýchání )

– termoregulační funkce

– uplatňuje se v procesu oplození ( výtrusné rostl. ) a šíření plodů

 

Vodní režim

– zahrnuje procesy příjmu, vedení a výdeje vody

– mezi příjmem a výdejem by měla být rovnováha ( z přijmuté vody zase 95% vydá )

 

Příjem a vedení vody

– příjem – nižší a ponořené rostliny – celým povrchem

– vyšší zakořeněné – kořenovým systémem ( hlavně absorbční zónou )

– ovlivňován teplotou a vlhkostí půdy, obsahem O₂ v půdě, velikostí půdních částic a

– koncetrací živin v půdě

– na příjmu a vedení se nejvíce podílí difuze a osmóza

 

– difuze = fyzikální proces, při němž probíhá transport částic z míst vyšší koncentrace                     do míst o nižší koncentraci rozpuštěné látky – současně proniká voda v opač. směru =>

dojde k vyrovnání rozdílu koncentrací

 

– osmóza = zvláštní případ difuze, kdy dochází k pronikání molekul vody do roztoku                           odděleného polopropustnou (= semipermeabilní) membránou (je propustná pro vodu,

ale nepropustná pro rozpuštěnou látku )

– v důsledku pronikání vody se roztok zřeďuje a nabývá na objemu

– hydrostatický tlak působící v opačném směru se nazývá osmotický tlak

– stálý tlak = turgor – v důsledku přibývání vody tlačí vakuoly na buň. stěnu

– proti němu působí tlak buněčné stěny

– při jeho poklesu ztrácí rostlina pevnost a vadne (stejně                                                                    působí vys. teploty) => vytváření vodního deficitu

 

– pohyb osmoticky aktivních látek :

 

hypotonické prostředí

= prostředí o nižší koncentraci osmoticky aktivních látek než má stěna vakuoly

– v silně zředěném prostředí dochází k rychlému nasávání vody => buň. stěna                                praskne ( např. pylová zrna na vodě, třešně za deště )

 

hypertonické prostředí

= prostředí o vyšší koncentraci osmoticky aktivních látek

– voda uniká z buňky => protoplast se smršťuje a odděluje se od buň. stěny =>                             => plazmolýza

 

– vedení na větší vzdálenosti

 

– pouze u suchozemských rostlin

– pomocí cév a cévic

– transpirační proud

– vede vodu od kořene k listům dřevní částí CS

– rychlost 1-50 m/h ( nejvyšší u lián – 150 m/h )

– zajišťuje termoregulaci, přísun CO₂ pro fotosyntézu, rozvod minerálních živin                                a udržování turgoru

 

– činitelé ovlivňující vedení vody rostlinou ( proti gravitaci )

 

1. a) biologické faktory

 

1) transpirace = fyziologický proces související s dýchání

– dochází při ní k vypařování vody z nadzemních částí, hlavně z listů

– má význam pro vedení vodního sloupce až do vrcholu rostliny

– pasivní děj – rostlina nevydává energii ( ta je čerpána ze slun. záření )

 

2) kořenový vztlak = vytlačování vody z kořenového systému do nadzemních částí

– projevuje se i jako vytékání mízy nebo gutací

 

1. b) fyzikální faktory

 

1) kapilarita = vzlínavost, v úzkých cévách a cévicích

2) koheze = soudržnost molekul vody, brání v přerušení vodního sloupce

3) adheze = přilnavost ke stěnám

 

 

Výdej vody

 

1) transpirace – vylučování v plynném skupenství

— průduchová – na principu roztažení a stáhnutí průduchu

kutikulární – celým povrchem listu přes kutikulu

 

2) gutace = výdej v kapalném skupenství ( gutta = kapka )

– zejména v tropech, u nás zrána ( atmosféra přesycena vodními parami )

 

Růst rostlin

– charakterizován nevratným zvětšováním rozměrů i hmotnosti rostliny

– způsobem — buněčným dělením

růstem buněk

– rozlišujeme 3 růstové fáze :

1) zárodečná = embryonální

– zmnožení počtu buněk, nárůst buň. stěny

 

2) elongační = prodlužovací

– zvětšování objemu buněk, vznik centrálních vakuol, nárůst buň, stěny

– obsah hmoty cytoplazmy se nemění

 

3) rozlišovací = diferenciační

– buňky se stavebně i funkčně specializují, zvětšuje se jejich objem

– kvalitativní změny v této fázi jsou typickým projevem vývoje rostlin

– dochází k diferenční genové aktivitě jádra

 

Faktory růstu

 

1. a) vnější – světlo – důležité pro fotosyntézu

– mohou růst i ve tmě, ale po čase získají světle žlutou barvu, jsou málo                                   vyvinuté, lodyžní články jsou prodlouženy = etiolované rostliny

– teplota – teplotní body : minimum, optimum, maximum

– voda – nezbytná v zárodečné a prodlužovací fázi

– minerální látky

– znečištění vody, vzduchu, …

 

1. b) vnitřní – rostl. hormony ( = fytohormony )

– působí účinně v malých koncentracích

– ovlivňují procesy růstu a vývoje

– jsou syntetizovány v mladých listech a ve vzrostných vrcholcích stonků a poté                  rozváděny do celého těla

— stimulátory – povzbuzují růst

– auxiny, gibereliny, cytokininy

inhibitory – brzdí růst

– kyselina abscisová ( urychluje opadávání listů a plodů ), ethylen

 

Periodicita růstu

 

– růst kolísá na základě různých podmínek

– denní periodicita růstu – v noci rostou rychleji

– rozhodující změny teploty, vlhkosti a přísunu min. živin

– roční periodicita růstu – střídá se vegetační období s obdobím veget. klidu

– způsobena  změnami podmínek v ročních obdobích

Celistvost rostlin

 

– projevy celistvosti :

1. a) růstové korelace = vzájemná závislost růstu a vývoje části rostliny vůči celku
2. b) schopnost regenerace = nahrazení opotřebovaných, poškozených či ztracených částí                                           těla

– je to ochrana rostliny i důl. vlastnost při veget. rozmn. (řízky)

 

Vývoj rostlin

 

= individuální vývoj jedince od zygoty po smrt

– 2 vlivy — genetický

vliv vnějšího prostředí ( světlo, teplo )

– 4 období vývoje :

– embryonální – od vzniku zygoty do dozrání semene

– vegetativní – od bobtnání semene po pohl. dospělost, možnost pouze veget. rozmn.

– dospělostní – schopnost tvořit gamety nebo výtrusy, pohl. rozmnožování

– stárnutí – převládají katabolické děje, jedinec chřadne, ukončeno smrtí

 

Životní cyklus

– trvá různě dlouho ( týdny až tisíce let )

 

– rozdělení podle délky a povahy živ. cyklu :

– efeméry – žijí pár týdnů

– ozimy – žijí 1 zimu ( podzim – jaro )

– jednoleté – zhruba 1 rok

– dvouleté – 1. rok listy, 2. rok plody ( maliník )

– vytrvalé – žijí více veget. období, opakovaně plodí ( byliny, keře, polokeře, stromy )

 

– rozdělení podle nároků na světlo :

– krátkodenní – stačí jim k výkvětu krátká fotoperioda ( do 12 h / den ) – soja, rýže

– dlouhodenní – 14-16 h / den – řepa, pšenice

– neutrální – žijí za libovolné periody – sedmikráska

 

Pohyby rostlin

— pasivní – voda, vítr, živočichové

aktivní – fyzikální jevy, organismus sám

 

 aktivní

 

— fyzikální – mohou je vykonávat živé i mrtvé rostliny, popř. jejich části

— hygroskopické

kohézní = mrštivé

vitální — taxe

tropismy

nastie

 

hygroskopické

– založeny na rozdílné schopnosti bobtnání buň. stěny, různých částí rostliny

– např. šišky jehličnanů ( za sucha se otvírají )

 

kohézní – založeny na kohezi mezi molekulami vody ( praskání výtrusnic kapraďorostů )

 

taxe – přemísťování celých rostlin v prostoru pomocí bičíků nebo brv

– u jednobuň. řas, gamet, rejdivých spor řas, u spermatozoidů výtrusných

– fototaxe ( = reakce na světlo ), chemotaxe ( reakce na teplo

 

tropismy – růstové pohyby vyvoláné jednostranným působením okolního prostředí

– rostliny reagují pozitivně ( pohyb ke zdroji ) nebo negativně

– geotropismy, fototropismy, hygrotropismy

 

nastie – pohyby nezávislé na směru působení podnětu

– mají i ochranou funkci ( zavírání květů )

— růstové – vznikají následkem rozdílné rychlosti růstu na obou stranách rostl. orgánu

– termonastie (vyvolané změnou teploty), fotonastie (změna intenzity záření)

turgorové – jejich základem je změna turgoru v některých buňkách

– např. spánkové pohyby – souvisí s denní periodicitou růstu