Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/01.0057

© Letohradské soukromé gymnázium o.p.s.

Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/01.0057

Výuková centra


Vodní režim rostlin


Voda a její význam pro rostliny

= stálá a nenahraditelná složka rostlinného těla• Průměrný obsah vody v rostlinných pletivech je

kolem 70 – 80 % hmotnosti čerstvé rostliny. • Ve šťavnatých plodech a u vodních rostlin může

přesáhnout až 95 %. • Zdřevnatělé části rostlin obsahují nejvýše 50 %

vody • (nejnižší množství vody ve zralých semenech 5 –

15 %)


• Obsah vody je ovlivňován vnějším prostředím rostliny, mění se během života, stejně jako v průběhu roku (nejvyšších hodnot dosahuje ve vegetačním období).

• Prioritní úkoly v rostlině: zabezpečení dostatečně rychlého příjmu a vedení vody, přísná regulace výdeje vody…

• Poměr vody a sušiny je proměnlivý (závisí na druhu rostlin, rostlinném orgánu, stáří, fyziologickém stravu aj.).


Nezastupitelná úloha vody v životě rostlin projevená v řadě

funkcí:• Je to nejdůležitější rozpouštědlo a

prostředí pro průběh životních procesů; má významnou roli při transportu látek v rostlinném organismu

• Účastní se přímo mnoha metabolických reakcí (fotosyntéza, dýchání,...), je nezbytná pro činnost řady sloučenin, např. bílkovin, u nichž podmiňuje prostorové uspořádání a tedy i biologickou aktivitu jejich molekul

molekula vody


- Má důležitou termoregulační funkci, kdy díky vysokým hodnotám výparného tepla a vysoké tepelné vodivosti chrání rostlinná pletiva před důsledky prudkých teplotních změn.

- Voda se významně uplatňuje i v procesu oplození výtrusných rostlin, vlastností vody využívají rostliny též k rozšiřování plodů, různým pohybům,...

- Voda má značný význam i při růstu rostlin, zejména v prodlužovací fázi růstu buněk.

- Má vysoké povrchové napětí, což umožňuje její vzlínavost v půdě i v těle rostlin

povrchové napětí vody


Vodní režim rostlin

Zahrnuje procesy : - příjem vody - vedení vody - výdej vody


I. Příjem vody

• Nižší a ponořené vodní vyšší rostliny přijímají vodu celým povrchem těla.

• V zemi zakořeněné vyšší rostliny přijímají potřebné množství vody kořenovým systémem; největší množství je přitom absorbováno v zóně kořenového vlášení

• Příjem je ovlivňován zejména teplotou půdy a obsahem kyslíku v půdním prostředí. U některých teplomilných druhů se příjem vody zastavuje již při 4 °C.

• Voda je v rostlině v neustálém pohybu, který se děje na základě spádu vodního potenciálu v systému půda – rostlina – atmosféra.Vyjadřuje se v Pascalech.


Vodní potenciál

• Vyjadřuje sníženou dostupnost vody pro různé chemické reakce a rozpouštění dalších látek, ve srovnání s čistou vodou, která má nejvyšší vodní potenciál (0 Pa při normálním atmosférickém tlaku).

• Vlivem látek rozpuštěných v buněčné šťávě jsou proto hodnoty vodního potenciálu v rostlině zpravidla záporné.


1) difůze = fyzikální pochod, při němž probíhá transport částic z míst

vyšší koncentrace na místa o nižší koncentraci rozpuštěné látky, tj. do roztoku zředěnějšího.

• Díky současnému pronikání vody v opačném směru dojde nakonec k vyrovnání rozdílů koncentrací přes buněčnou stěnu.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/51/Diffusion.png


2) osmóza = v podstatě zvláštní případ difuze, kdy dochází k pronikání molekul

rozpouštědla do roztoku, odděleného polopropustnou (semipermeabilní) membránou.

• Ta je dobře propustná pro vodu, nepropouští však molekuly rozpouštěné látky. Jedná se vlastně o jednosměrnou difuzi

• V důsledku pronikání vody se daný roztok zřeďuje a zvětšuje svůj objem.

• Hydrostatický tlak ve směru opačném než probíhá osmóza, který by za normálních podmínek zabránil samovolnému pronikání molekul rozpouštědla do koncentrovanějšího roztoku, se nazývá osmotický tlak.


• V důsledku příjmu vody tlačí zvětšující se vakuola na buněčnou stěnu, která je tím rozpínána; tento tlak bývá označován jako turgor.

• Buněčná stěna však současně působí na protoplast stejně velkým tlakem v opačném směru = tlak buněčné stěny.

• Díky turgoru získává rostlina potřebnou pevnost. Nadměrná ztráta vody vede naopak k poklesu turgoru, listy i stonky ochabují a rostlina vadne. Obdobně působí i vysoká teplota, která narušuje polopropustnost buněčných membrán a způsobuje unikání látek z buňky.


a) Hypertonické prostředí

= vnější prostředí má vyšší koncentraci osmoticky aktivních látek, uniká voda ven z buňky aby jej naředila; protoplast se smršťuje a odděluje od buněčné stěny.

• Tento jev se nazývá =PLAZMOLÝZA.



b) Izotonické prostředí - koncentrace látek jsou na obou stranách

vyrovnané, tak jako osmotické tlaky


c) Hypotonické prostředí = vnější prostředí má nižší koncentraci osmoticky

aktivních látek než má buněčná šťáva vakuoly tzn. že voda se tlačí dovnitř buňky, aby naředila její

obsah a tím srovnala obě prostředí

-v extrémních případech, ve velmi silně zředěném prostředí, dochází k tak intenzivnímu osmotickému nasávání vody,že buněčná stěna praská; to se děje např. u pylových zrn na vodní hladině nebo u plodů s vysokým obsahem cukrů za deštivého počasí

=DEPLAZMOLÝZA = PLAZMOPTÝZA


Příjem vody ovlivňuje :

• Teplota půdy• Vlhkost půdy• Intenzita transpirace• Velikost půdních částic• Koncentrace půdních

roztoků


II. Vedení vody

• uplatnění cév a cévic

• Pohyb vody v těle rostliny vyžaduje souvislý vodní sloupec udržovaný ve vodivém pletivu.

• Z kořenových vlásků se voda dostává přes korový parenchym, endodermis a dřevní parenchym do xylému kořene – nutnost vodivých pletiv – viz.cévní svazky

• V současné době není dosud uspokojivě vysvětlen pohyb vody s rozpuštěnými minerálními látkami kořenem v příčném směru. V zásadě možné dva způsoby :


• 1) symplastická cesta = z buňky do buňky přes membránu a cytoplazmu. Tento transport je pomalý a vyžaduje dodání energie. Uplatňuje se hlavně při transportu látek na kratší vzdálenosti.

• 2) apoplastická cesta = pohyb vodných roztoků pouze buněčnými stěnami a volnými mezibuněčnými prostorami. Pohyb apoplastem je rychlejší a nevyžaduje žádnou energii.



Transpirační proud

• Dřevní částí cévních svazků rostliny stoupá obvykle rychlostí 1 – 50 m/h souvislý transpirační proud končící v listech; nejvyšších hodnot dosahuje u lián.

• Při pohybu vody v rostlině se uplatňuje několik faktorů, zejména transpirace, koheze,adheze a kořenový vztlak.


• schéma transpiračního proudu


Koheze = soudržnost molekul vody způsobená vodíkovými můstky

• kohezní síly - podíl na udržení souvislého transpiračního proudu mezi molekulami vody, bránící přerušení vodního sloupce

• kapilární vzlínání vody v úzkých cévicích či cévách – menší význam z hlediska transportu vody v rostlině

Adheze = přilnavost vody ke stěnám cév


III. Výdej vodya) jako vodní pára - transpirace= fyziologicky významný proces

odpařování vody z nadzemních orgánů rostliny, zejména z listů

• klíčový význam pro vedení vodního sloupce až do vrcholků lesních velikánů

• pasivní děj, nevyžaduje od rostliny přísun energie

• veden pouze na účet vnějších energetických zdrojů, především slunečního záření


t.kutikulární – vody z části proniká z pokožkových buněk přes kutikulu– méně než 10 % hodnoty celkové transpirace

t. stomatární – nejdůležitější typ transpirace– voda se odpařuje tenkostěnných buněk listového mezofylu do

nápadně vyvinutých mezibuněčných prostor a odtud difunduje skulinami průduchů do okolní atmosféry

Pozn.: 1 ha bukového lesa uvolní transpirací 3,6 mil. litrů vody za celé léto, 1 dospělý dub asi 570 litrů vody denně.


Transpirační koeficient

• vyjadřuje náročnost rostliny na vodu ve vztahu k vytvořené biomase (sušině)

• udává poměr množství vody (v gramech) vydaného rostlinou za celé vegetační období k vytvořené sušině

• zdánlivá neekonomičnost vodního provozu má pro rostliny obrovský význam

• transpirační proud zajišťuje: – potřebné zásobení všech buněk vodou a udržování jejich turgoru– spolu s vodou též transport minerálních živin i různých organických

látek z kořenů do nadzemních částí– určitou ochranu intenzivně transpirujících orgánů před přehřátím– přísun dostatečného množství CO2 pro fotosyntézu otevřenými průduchy


rychlost transpirace• vychází z rozdílu tlaků vodní páry

uvnitř listu a v okolním vzduchu• během dne charakteristické změny,

lze je obvykle vyjádřit dvouvrcholovou křivkou

• před polednem – maximální hodnoty• v poledních hodinách – snížení• odpoledne stoupá, k večeru klesá• polední uzavírání průduchů

způsobeno především hlavně poklesem obsahu vody v listech – dočasné zastavení příjmu CO2


b) v kapalném stavu- Kořenový vztlak úzce souvisí s aktivním nasáváním vody

kořenovým systémem;- Voda spolu s rozpuštěnými minerálními látkami je při tom

vytlačována xylémem do nadzemních částí rostliny; tento pohyb výrazně pomalejší než při transpiraci;

- hlavní význam zjara – projevuje se tím, že z dřevin po poranění vytéká proud asimilátů jako tzv. míza

- u nepoškozené rostliny se může projevit známou gutací = výdej vody v kapalném skupenství vodními skulinami,

které se nacházejí na okraji či na vrcholu listu (z lat. gutta = kapka) • uplatnění obvykle časně zrána po chladné noci• velmi běžná v tropech – někde tak intenzivní, že připomíná

déšť


gutace

míza


Vodní bilance

• určuje ji poměr mezi příjmem a výdejem vody v rostlině• obě složky mohou být v rovnováze, v přirozených

podmínkách výskyt porušení rovnovážného stavu na straně výdejové složky

• nadměrný výpar vede k vytvoření vodního deficitu – představuje množství vody chybějící rostlině k jejímu plnému

nasycení– v jeho důsledku klesá buněčný turgor a dochází k vadnutí

rostliny– negativní vliv nedostatku vody v prostředí = vodní stres se

nejvíce projevuje sníženým růstem nadzemních částí rostlin, především listů

– rostliny reagují na vzniklý vod. def. rychlým uzavírání průduchů


• u hospodářsky významných druhů se v zemědělské praxi v boji proti suchu využívá nejčastěji umělého zavlažování

• v sušších oblastech se současně upřednostňuje pěstování odrůd s nižšími nároky na vodu


Testík1) Jaký je průměrný obsah vody v rostlinných pletivech ?

70 – 80 % hmotnosti zdravé rostliny

2) Čím je ovlivňován obsah vody v rostlině ?

vnějším prostředím

3) V jakých jednotkách se vyjadřuje spád vodního potenciálu ?

v Pascalech

4) Jaké 2 cesty může absolvovat voda s rozpuštěnými minerálními látkami kořenem v příčném směru?

symplastickou nebo apoplastickou cestu


5) Které 4 základní faktory se uplatňují při pohybu vody v rostlině ?

6) Pojmenuj jevy na obrázcích.

transpirace, koheze adheze a kořenový vztlak

gutacemíza

7) K čemu vede nadměrný výpar vody z rostliny ?

k vodnímu deficitu

8) Čím hospodáři bojují proti suchu ?

umělým zavlažováním


Zdroje

• http://www.maturita.cz/biologie/vodni_rezim.htm• http://maturuj.kvalitne.cz/biologie/otazky/voda_pohyby.htm• http://www.zabatko.estranky.cz/clanky/biologie-__/vodni-

rezim-rostliny-a-mineralni-vyziva-rostlin• http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Diffusion.png• http://fotopribeh.avcr.cz/fotky/fls_932/357-4.jpg• učebnice Biologie rostlin, Fortuna

http://www.maturita.cz/biologie/vodni_rezim.htm






http://maturuj.kvalitne.cz/biologie/otazky/voda_pohyby.htm






http://www.zabatko.estranky.cz/clanky/biologie-__/vodni-rezim-rostliny-a-mineralni-vyziva-rostlin













http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Diffusion.png

http://fotopribeh.avcr.cz/fotky/fls_932/357-4.jpg


Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/01.0057

Výuková centra

Date post:	16-Mar-2016
Category:	Documents
Upload:	varuna
View:	63 times
Download:	0 times

Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/01.0057

Documents