Sylabus
Definice fyziologie rostlin a vztahy k jiným vědním disciplínám. Historický přehled vývoje fyziologie rostlin.
Význam fotosyntetizujících organizm ů 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.
