Sylabus
Definice fyziologie rostlin a vztahy k jiným vědním disciplínám. Historický přehled vývoje fyziologie rostlin.
Význam fotosyntetizujících organizmů pro existenci života na Zemi. Význam rostlin pro člověka.
Sluneční radiace, složení, světlo, absorpce světla, excitace, deexcitace.
Rostlina jako funkční celek. Autotrofie a heterotrofie. Rostlina a energie. Fotosyntéza - definice. Chloroplasty, fotosyntetický aparát a jeho složky. Primární fáze fotosyntézy - necyklický a cyklický přenos elektronu, chemiosmotická teorie, produkty primární fáze fotosyntézy a jejich využití. Rozklad vody a uvolňování kyslíku. Fotosyntéza u prokaryot. Anoxygenní fotosyntéza. Sekundární procesy fotosyntézy - asimilace oxidu uhličitého, Calvinův cyklus. Fotorespirace. Rostliny C3, C4 a CAM. Hrubá a čistá fotosyntéza. Sacharidy a jejich metabolismus ? pentózový cyklus. Funkce sacharidů v rostlině a význam pro člověka. Transport asimilátů na krátké a dlouhé vzdálenosti. Distribuce asimilátů ? vztah k hospodářskému výnosu. Regulace fotosyntézy - vnitřní faktory, vnější faktory - světlo, oxid uhličitý (skleníkový efekt), teplota, dostupnost vody, minerální látky, kyslík. Další využití produktů primární fáze fotosyntézy - asimilace dusíku, síry, syntéza mastných kyselin a membránových lipidů.
Respirace. Glykolýza ? aerobní a anaerobní. Mitochondrie. Krebsův cyklus, jeho propojení s glykolýzou a metabolismem dusíkatých látek. Transport elektronu membránou mitochondrie, struktury dýchacího řetězce, vznik protonmotorické síly a syntéza ATP. Externí dehydrogenáza NADH. Dýchání rezistentní ke kyanidu - alternativní oxidáza. Vliv vnějších faktorů na rychlost dýchání - ozářenost, teplota, oxid uhličitý, minerální látky. Udržovací a růstové dýchání. Dýchání jako zdroj významných metabolitů ? propojení s dalšími biochemickými cestami.
Vodní režim rostliny, obsah a funkce vody v rostlině. Fyzikální vlastnosti vody, difúze, osmóza. Vodní potenciál a jeho složky. Poikilohydrické a homoiohydrické rostliny. Kořen. Příjem vody rostlinou, aquaporiny. Xylém, vznik xylému. Kořenový vztlak. Výdej vody rostlinou, transpirace, její regulace, kutin, vosky. Průduchy ? činnost a její regulace. Gutace - hydatody. Význam rostlin pro koloběh vody a energie v přírodě.
Minerální výživa rostlin. Esenciální prvky - makroelementy, mikroelementy. Rostlina a půda. Příjem a transport minerálních látek rostlinou, apoplast, symplast, přenos iontů přes membránu. Transport minerálních látek na dlouhou vzdálenost. Funkce jednotlivých minerálů. Dusík, metabolismus N v půdě - amonifikace, nitrifikace, denitrifikace. Fixace vzdušného dusíku symbiotickými mikroorganizmy ? formy, význam. Metabolismus N v rostlině - redukce nitrátu, redukce nitritu, asimilace N. Význam N pro rostlinu. Masožravé rostliny. K - význam pro vodní a osmotické poměry rostliny. Fosfor a význam fosfátu pro rostlinu - energetický metabolismus, přenos signálu. Vápník - kompartmentace, přenos signálu, strukturní funkce. Hořčík - význam strukturní a metabolický. Síra - asimilace a funkce. Železo - mechanismus příjmu. Úloha jednotlivých mikroelementů.
Rostlina a vnější prostředí. Adaptace evoluční, ontogenetické, aktuální. Stres abiotický a biotický. Světlo - fotomorfogeneze, receptory. Voda - nedostatek vody, zasolení půdy, zaplavení a nedostatek kyslíku. Teplota (vysoká, nízká, mráz). Obranné reakce na abiotické stresory. Interakce s živými organizmy ? patogeny, škůdci a obrana proti nim. Sekundární metabolity. Interakce s jinými rostlinami ? allelopatie, parazitické a poloparazitické rostliny.
Růst a vývoj rostlin. Definice základních pojmů. Rodozměna a rozmnožování pohlavní a nepohlavní. Ontogeneze, regulační mechanizmy. Molekulárně biologické aspekty řízení ontegeneze. Dělení rostlinné buňky, cytokineze, buněčná stěna a růst buňky (dlouživý, apikální). Vývoj rostliny jako koordinovaného funkčního celku - auxiny, cytokininy, gibereliny, kyselina abscisová, etylén, brassinosteroidy a další látky ovlivňující růst a vývoj.
Fáze juvenilní a generativní. Embryogeneze a vývoj semen. Klíčení semen ? příčiny a význam klidu semen. Orientace rostliny v prostoru ? geotropizmus, fototropizmus. Vegetativní fáze ontogeneze ? funkce meristémů ? primární a sekundární tělo rostliny. Fotomorfogeneze, senzory ? fytochromy, kryptochromy, fototropin. Vývoj funkčního fotosyntetického aparátu. Přechod do generativní fáze ? nástup kvetení ? vnitřní a vnější faktory. Fotoperiodizmus. Jarovizace. Vývoj květních částí.
Sporogeneze. Vznik a vývoj gametofytů, gamety. Opylení, oplození. Vznik semen a plodů.
Senescence. Dormance ? typy, formy, význam. Regenerace rostlin a vegetativní rozmnožování rostlin. Kultury rostlin in vitro ? praktické využití.
Anotace
Přednáška z fyziologie rostlin určená pro učitelské studium biologie. Zabývá se základními životními procesy rostlin: energetickým metabolizmem rostliny ? fotosyntézou a dýcháním, vodním režimem rostliny, minerální výživou, transportními procesy v rostlině, adaptacemi rostlin na vnější podmínky včetně reakcí fotomorfogenetických a stresových.
Dále se zabývá průběhem ontogeneze rostliny, regulačními mechanizmy, růstovými procesy, nepohlavním, pohlavním a vegetativním rozmnožováním rostlin.