Fyziologie rostlin

• jsou to veškeré děje probíhající v rostlinách např. fotosyntéza, dýchání, příjem živin a vody, gutace, pohyby rostlin, růst a jejich vývin, rozmnožování, …
• děje anabolické – z látek jednoduchých vznikají látky složitější a energie se spotřebovává (tzn ukládá se do molekulárních vazeb)
• děje katabolické – látky složité se štěpí na látky jednodušší (energie chemických látek se uvolňuje)
• výživa rostlin – neustálá výměna látek a energie mezi rostlinou a prostředím, rostlina přijímá vodu, kyslík, oxid uhličitý a látky pro životní děje – živiny ve vodních roztocích nebo plynné formě, dělíme na autotrofní a heterotrofní způsob života (heterotrofní – podle zdroje organických látek dělíme na saprofytismus, parazitismus, mixtrofie, symbióza)
• saprofytismus – rostliny berou živiny z odumřelých těl jiných organizmů, dělení: holosaprofytismus (obligátní) – živí se pouze saprofyticky (hnilák, hlístník) a hemisaprofytismus (fakultativní) – žijí příležitostně saprofyticky, jinak autotrofně (prvoklíčky některých mechů, řasy)
• parazitismus – rostliny (v tomto případě nazývané ektoparaziti – vnější paraziti) berou živiny z těl jiných živých organizmů, do těla hostitele vylučují zplodiny svého metabolizmu, dělení: holoparazitismus (obligátní) – živí se výhradně parazitickz, úzce specializované a nezelené rostliny (podbílek, kokotice), nezpůsobí zánik hostitele a poloparaziti – semenné rostliny s chlorofylem, pomocí haustorií berou hostiteli vodu a minerální látky (jmelí, hemiparaziti (fakultativní – saprofytický i parazitický způsob výživy, tvoří mnoho enzymů, hostitele obvykle usmrtí – baktérie)
• mixtrofie – přechodný typ výživy rostlin mezi aototrofií a heterotrofií, rostliny obsahují chlorofyl, ale z hostitele odčerpávají některé další složky pro svou výživu, přizpůsobují se tak stanovišti s nedostatečnou výživou (bičíkovci, zelené řasy), metabolizují organické látky v prostředí – samočištění vody (masožravé=insektivorní rostliny – zvláštní typ mixitrofie, žijí na substrátech chudých na dusík (rašeliniště), získávají dusík a fosfor z dusíkatých (bílkovinných) látek hmyzích těl – proteolytické enzymy (rosnatka, bublinatka, láčkovka, …))
• symbióza – vzájemně výhodné soužití dvou systematicky různých organizmů (autotrofa a hererotrofa), dělení: lišejníky (soužití řas a hub, řasa dává asimiláty a houba vodu s minerálními látkami), hlízkové bakterie s kořeny bobovitých rostlin (rostlina dává asimiláty, bakterie mají schopnost vázat vzdušný dusík) a mykorhiza (podhubí hub s kořeny u vyššíh rostlin, houba dodává vodu, minerální látky, vitaminy, růstové látky a rostlina asimiláty a hlavně cukry)
• fotosyntéza
• minerální výživa
  • prvky
    • makrobiogenní (jsou potřeba ve větším množství):
      • C ve formě CO2 při fotosyntéze
      • O ve formě H20 a CO2
      • H z H2O
      • N z půdy (hnojiva, při nedostatku dochází ke snížení chlorofylu a tím pádem i fotosyntézy – blednutí listů, špatný růst vegetativních orgánů, při nadbytku rostliny nemají zpevněný stonek, ale strašně rychle rostou, takže polehávají, protože se neudrží vzpřímené)
      • P z půdy ve formě H2PO4- (tvorba DNA, RNA a ATP, nedostatek způsobuje zakrnělý růst, zástavu buněčného dělení, usychání listů, nadbytkem se zkracuje vegetační doba a plody rychle dozrají a opadají)
      • K (důležitý pro metabolizmus, otevírá průduchy, zvyšuje obsah vody, nedostatek způsobuje tmavnutí listů, zakrnělost rostlin, sníženou odolnost a malé plody)
      • Mg (součást chlorofylu, aktivuje enzymy, umožňuje tvorbu bílkovin v buněčném jádru, nedostatek způsobuje skvrnitost a usychání listů – chlorózu)
      • Ca (neutraliuje toxiny, zpevňuje buněčné stěny, reguluje pH, nedostatek způsobuje zpomalení růstu a odumírání dělivých pletiv)
    • mikrobiogenní (jsou potřeba v malém množství):
      • Fe (důležité pro tvorbu chlorofylu, ferredoxinu, při nedostatku chloróza)
      • B (umožňuje metabolizmus cukru, nedostatkem odumírají koncové části roslin)
      • Zn (aktivuje enzymy, nedostatek způsobuje špatnou tvorbu semen)
      • Cl (důležitý pro chemické rce fotosyntézy)
      • Si (inkrustace buněčné stěny, oxid křemičitý se ukládá do buněčných stěn)
      • Mo (nedostatek zpomalení růstu, blednutí růstu, u květáku vůbec není růžice)

  • hnojiva – statková (hnůj, kompost, močůvka, kejda (výkaly prasat), zelené hnojení – bobovité rostliny (pícniny – jetel, vojtěška, luštěniny) se nasadí a zaorají (jsou na nich hlízkové bakterie přijímající dusík), průmyslová (vyrábí se, na kyselé půdy vápenatá – CaCO3; dusíkatá hnojiva – ledek, močovina, draselná, fosforečná)
• vnitřní dýchání
  • probíhá v mitochondriích
  • opak fotosyntézy
  • vychází z toho, že cukr se s kyslíkem potřebným k dýcháním postupně odbourává na oxid uhličitý a vodu podle rovnice C6H12O6 + 6 O2 –> 6 CO2 + 6 H2O
  • respirační (dýchací) kvocient RQ je poměr uvolněného oxidu uhličitého k přijatému kyslíku – určuje rychlost metabolizmu, RQ cukru je 1; bílkovin 0,8 a tuků 0,3–0,7; platí u rostlin i živočichů
• vodní režim rostliny (příjem vody)
  • řasy přijímají vodu celým povrchem svého těla
  • vyšší rostliny přijímají vodu kořeny, dva typy: pasivní příjejm u rostlin, které mají listy (přebytečná voda ji listy vypařuje nebo gutuje), apoplastická cesta (v rostlině je podtlak), u většiny rostlin, nespotřebovává se energie, rychlé nasávání
  • a ktivní příjem – symplastická cesta u rostlin, které nemají listy, pomalý, spotřebovává se energie (mitochondrie pracují), buněčné stěny postupně pomalu nasávají buněčné stěny, ty pak bobtnají a pak předávají vodu do cytoplazmy, rostlina musí s vodou hospodařit – apoplast je přirozený, rychlý bez energie, symplast pomalý s energií
  • příjem vody ovlivňuje teplota, množství vody a živin v půdě, půdní vlhkost a vlhkost vzduchu, koncentrace živin
  • voda se rozvádí cévními svazky, difúzí a osmózou, kořenovým vztlakem (vytlačení vody odspoda nahoru), výdej vody průduchy nebo gutací
• rozmnožování rostlin
  • pučení (vnější)
  • vnitřní pupeny (houby)
  • fragmemntace – vlákno (řasy) se ropadne na části, tzv. fragmenty, ze kterých jsou další organizmy
  • výtrusy (spory) – u řas, plavuní, přesliček a kapradin (u mechu izospory – stejné nerozlišené spory, anyzospory jsou samčí výtrusy a samičí větší výtrusy, zoospory jsou pohyblivé výtrusy a aplanospory jsou nepohyblivé výtrusy)
  • některé rosliny mohou mít tzv metagenezi – střídání pohlavního a nepohlavního rozmnožování
  • důležitým mezníkem objev J. G. Mendela – křížil hrách, takže mu vznikli kříženci (hybridi) a on objevil základy genetiky –> dnes mezirodová a mezidruhová (např u lípy) hybridizace, díky ní vznik josty
  • nepohlavní (vegetativní)
    • převažuje u výtrusných rostlin (kapraďorosty, mechorosty, řasy, houby – rozmnožování pomocí výtrusů – spor, tvorba spor se nazývá sporogeneze nebo sporulace)
    • nový jedinec vzniká z jediné buňky, tkáně nebo orgánu mateřské rostliny (některé rostliny vytvářejí pro tento účel speciální nepohlavní rozmnožovací orgány)
    • šlahouny – u jahodníku, v určité vzdálenosti od mateřské rostliny se zakoření a v místě zakořenění vznikají dceřinné buňky
    • oddenky – např u kosatce a pýru
    • hlízy – např u brambor a jiřin
    • cibule – např u česneku a lilie
    • u vyšších rostlin může nový orgán (popř nový jedinec) vzniknout i z tzv latentních meristémů (tj druh primárního meristému vnořený do trvalých pletiv), např adventivní kořeny vznikají z pericyklu stonku, čehož se využívá při zakořeňování větviček některých dřevin – množení pomocí tzv stonkových řízků, u begonie a saintpaulie jsou latentní meristémy i v listech – mohou se rozmnožovat pomocí listových řízků
    • nedochází k redukci počtu chromozomů – nový jedinec má stejný genotyp (tj kompletní genetická informace) jako mateřská rostlina, takže má i stejné vlastnosti
    • pro některé rostliny je tento typ rozmnožování důležitější než pohlavní, čehož se využívá v zakradnictví – např dřeviny se rozmnožují pomocí oddělků, očkováním a roubováním nebo z odkopků apod.
  • pohlavní (sexuální)
    • izogamie je spojení dvou nerozlišených buněk
    • anizogamie je spojení jedné větší nepohyblivé samičí buňky s druhou malou pohyblivou buňkou
    • oogamie je spojení samičího vajíčka (tzv oosféra nebo oogameta, u člověka oocyt) se samčí spermatikcou buňkou (tzv mikrogametou, bičíkatou spermatozoidou)
    • dochází zde ke splynutí haploidní samčí pohlavní buňky se samičí haploidní pohlavní buňkou (tj gamety) za vzniku diploidních zygoty, která se pak mnohonásobně dělí a mění se na zárodek (embryo) nového organizmu
    • u semenných rostlin je zárodkem semeno, které je schopno překonávat i po dlouhou dobu značně nepříznivé podmínky
    • po nabobtnání vodou se v semeni zrychlí živontí děje a jsou-li splněny další podmínky (teplo, světlo, živiny), vyroste v novou rostlinu
    • vlastnosti jedince jsou podmíněny oběma rodičovskými jedinci, takže mohou vznikat rostliny s vhodnějšími vlastnostmi
• růst a vývoj rostlin
  • hormony – u rostlin fytohormony
    • díky nim může fungovat tělo rosliny (jako u člověka, ale hormonů je míň)
    • chemické látky s vysoce specifickými vlastnostmi
    • stimulační (zvyšující účinek) – povzbuzují, podporují, jsou to auxiny (tvoří se za tmy v dělivých pletivech, umožňují prodlužování, zvětšování a dělení buněk, zvyšují příjem vody a živin, zrychlují tvorbu bílkovin, ale musí jich být jen určité množství, jinak mají opačný účinek), gibereliny (v dělivých pletivech, umožňují prodlužování stonku (lodyhy) a mitózu), vitaminy (důležité pro embryonální vývoj, např. kyselina nikotinová, vitaminy b), cytokininy (vývoj pupenů, rozvětvování, zabraňují odbourávání chlorofylu), plyn ethen-ethylen (umožňuje dozrávání plodů)
    • inhobiční (tlumící) – kyselina abscisová (navozuje vegetační klid, tlumí metabolizmus, brzdí růst a vývoj rostliny – rostlina odpočívá, způsobuje rozpad chlorofylu, což vede k žloutnutí a opadu listů)
• kvašení (fermentace)
  • anaerobní rozklad uložených látek na jednodušší látky
  • nejznámějšími jsou alkoholové a mléčné kvašení
  • malý zisk energie (z jedné molekuly glokózy vzniknou 2 molekuly ATP), ale nižším rostlinám to stačí k zabezpečení základních životních funkcí

zpět do obsahu