Růst a vývoj rostlin

1. Růst a vývoj rostlin VY-32-INOVACE-BIO-113 AUTOR:Ing. Helena Zapletalová ANOTACE:Tento DŮM je určen žákům 1. ročníku gymnázia pro předemět biologie. KLÍČOVÁ SLOVA: Růst, vývoj, životní cyklus, efeméry, ozimy, fotoperioda, jarovizace

2. Růst rostlin • Kvantitativní zvětšování rozměrů i hmotnosti rostliny • Spojen se změnami tvaru a vnitřního uspořádání rostlinných orgánů • Růst probíhá během celého života • Růst rostlinných orgánů je způsoben buněčným dělením, i růstem buněk

3. Růst rostlin • Na buněčné úrovni rozlišujeme 3 růstové fáze: • Zárodečná (embryonální)- dochází ke zmnožení buněk dělivých pletiv a k nárůstu cytoplazmy • Prodlužovací (elongační)- zvětšování objemu buněk(hl. růst buněčné stěny a vznik velkých centrálních vakuol), množství cytoplazmy se nemění • Rozlišovací (diferenciační)- buňky získávají stavební i funkční specializaci v rámci určitých pletiv a orgánů (vznikají např. buňky krycí, vodivé apod.), časté je až několikanásobně zvětšení objemu buňky

4. Vnější faktory ovlivňující růst • Světlo- nezbytné pro tvorbu asimilátů v procesu fotosyntézy Rostliny mohou po určitou dobu růst i ve tmě, jejich orgány však po určité době získávají některé morfologické znaky, kterými se odlišují od rostli rostoucích na světle (mívají bledě žlutou barvu, málo vyvinutá mechanická pletiva, silně prodloužené lodyžní články)= etiolované rostliny • Etiolizace=přizpůsobení nadzemních orgánů rostlin, které se např. po zasypání půdou rychle dostávají na povrch; světlo pak jejich intenzivní růst během několika minut zabrzdí

5. Teplota- růst u většiny rostlin probíhá v rozmezí 5 až 40°C .Pro každý druh leze stanovit teplotní body: minimum, optimum a maximum; v tep. minimu růst začíná, v optimu je růst nejrychlejší, při maximu je růst zastaven • Voda- nezbytná zejména v zárodečné a prodlužovací růstové fázi • Minerální živiny- příznivě ovlivňují růst, jejich nedostatek (hl. dusíku) vede ke zpomalení až zastavení růstu

6. Vnitřní faktory ovlivňující růst • Rostlinné hormony (fytohormony, růstové hormony)- slouží k regulaci životních pochodů rostlin Mezi základní fytohormony patří auxiny, gibereliny a cytokininy, brzdící účinky na zejména kyselina abscisová a etylen Auxiny-tvoří se zejména v dělivých pletivech vzrostných vrcholů stonku a v nejmladších listech, stimulují růst buněk kambia a tvorbu kořenů Gibereliny- vznikají v mladých listech, urychlují růst rostlinných orgánů (hl. lodyhy), význam při klíčení semen

7. Vnitřní faktory ovlivňující růst • Cytokininy-tvoří se v kořenech, urychlují buněčné dělení, zpomalují stárnutí listů a stimulují klíčení semen • Kyselina abscisová- vyskytuje se hl. v plně vyvinutých listech, zpomaluje růstové procesy, urychluje opadávání listů • Etylen- zpomaluje růst kořenů i stonků a má důležitou úlohu při regulaci opadu listů, květů i plodů • herbicidy- přípravky na ničení nežádoucích rostlin (plevelů)

8. Periodicita růstu • Růst rostlin není stejnoměrný, ale kolísá podle různých podmínek prostředí během dne a noci , stejně jako i během roku • Rostliny zpravidla v noci zvyšují rychlost růstu a za dne ji snižují • Při denní periodicitě růstu se nejvíce uplatňují změny teplot, vlhkosti a rozdíly v přísunu min. živin • Roční periodicita růstu je podmíněna hlavně změnou podmínek prostředí v ročních obdobích, kdy se střídá období růstu (vegetační období) s obdobím vegetačního klidu • Vegetační klid je v našem mírném pásmu podmíněn zejména nízkými teplotami v zimním období, v jižních oblastech letním suchem s vysokými teplotami

9. Celistvost růstu • Označuje intenzitu růstu jednotlivých částí rostlin (korelace, regenerace) • Korelace-odrážejí vzájemnou závislost růstu a vývoje jednotlivých orgánů v rámci celé rostliny Mezi základní korelace patří tzv. apikální dominance- nadvláda vzrostného vrcholu stonku, který brání růstu úžlabních pupenů. Po odstranění vrcholu mohou úžlabní pupeny pokračovat v růstu

10. Celistvost růstu • Regenerace-nahrazení opotřebovaných, poškozených či ztracených částí těla rostliny Tvorbu ochranné vrstvy zkorkovatělých buněk, které zacelují ránu, podporují auxiny Regenerační schopnost rostliny využívají také k vegetativnímu rozmnožování a rozšiřování Regenerace také stěžuje boj s plevely

11. Vývoj rostlin (ontogeneze) • Zahrnuje období od vzniku zygoty až do smrti rostlinného jedince • Je charakterizován kvalitativními změnami ve stavbě, látkové výměně i aktivitě rostliny • Během vývoje se uplatňují vlivy genetické, i vlivy vnějšího prostředí • Během ontogenetického vývoje prochází rostliny jedním nebo více obdobími vegetačního klidu- dormance (rostlina zastavuje růst a zpomaluje metabolismus)

12. Vývoj rostlin • Vývoj vyšších rostlin se rozděluje do 4 období • Embryonální- zahrnuje vývoj embrya od vzniku zygoty až po dozrání semene • Vegetativní- začíná klíčením semene a vyznačuje se tvorbou vegetativních orgánů, v této fázi se mohou rostliny rozmnožovat pouze nepohlavně • Období dospělosti- schopnost tvorby pohl. buněk (gamet), či výtrusů (spor) • Období stárnutí- převaha rozkladných (katabolických) dějů a odumírání jednotl. orgánů, k rozmnožování již nedochází

13. Klíčení semen • znamená přechod z klidové fáze k vegetativnímu růstu zárodku a vzniku klíční rostliny (semenáčku) • Tento proces je řízen fytohormony • Klíčení vyžaduje zejména určitou vlhkost, teplotu a dostatek kyslíku • Příjmem vody semena zvětšují svůj objem (bobtnání • Při bobtnání se uvolňuje nejen teplo, ale i značná síla • Klíčivost (schopnost vyklíčit)- si semena různých druhů udržují po různou dobu (u kulturních rostlin obvykle několik let). Za příznivých podmínek však mohou semena některých rostlin přežívat v půdě (v tzv. bance semen) desítky i stovky let.

14. Životní cyklus rostlin Doba od vzniku zygoty do uhynutí rostliny Trvá od několika týdnů do několika tisíc let. Podle délky života a počtu plození během života rozlišujeme: Monokarpické rostliny (plodí jednou za život) Polykarpické rostliny (plodí několikrát za život)

15. Rostliny monokarpické • efeméry-celý vývoj od vyklíčení až po vytvoření plodů trvá jen několik týdnů (např. osívka jarní) • ozimy- na podzim vyklíčí, přezimují, na jaře dalšího roku pokračují v růstu, vytvářejí plody a odumírají (např. ozimý ječmen); zimní období přežívají v podobě semen Jarovizace – působení nízkých teplot • jednoleté – vykvetou, vytvoří semena a uhynou v jednom roce (hrách) • dvouleté- prvým rokem vytvářejí růžici přízemních listů, teprve druhým rokem kvetou, přinášejí plody a odumírají (např. cukrovka) • víceleté – plodí a hynou až za několik let (agáve)

16. Rostliny polykarpické (pereny) • trvalky-žijí více veg. období a opakovaně přinášejí plody, zimu přečkávají v podobě oddenků, hlíz, cibulí či kořenů • dřeviny- vytrvalé rostliny, jejichž nadzemní část neodumírá

17. Fotoperiodismus • Délka denního osvětlení se nazývá fotoperioda a reakce rostlin na rozdílnou délku světla a tmy během 24 hodin, projevující se změnami procesů růstu a vývoje, se nazývá fotoperiodismus • Délka fotoperiody ovlivňuje dobu kvetení, klíčení semen, rychlost růstu… • Jednou z nejzřetelnějších fotoperiodických reakcí je u krytosemenných rostlin načasování tvorby květů.

18. Fotoperiodismus • Podle nároků na délku osvětlení rozlišujeme rostliny: • krátkodenní- ke kvetení vyžadují krátkou světelnou periodu do 12 hodin, kvetou na jaře a na podzim (chryzantémy, jiřiny, rýže, soja) • dlouhodenní- ke kvetení vyžadují dlouho světelnou periodu 14 – 16 hodin, kvetou v létě (salát, mrkev, řepa, ředkvička) • neutrální- kvetou za libovolné světelné periody (pampeliška, sedmikráska)

19. POUŽITÉ ZDROJE: KUBÁT A KOL. Botanika. Praha: scientia, 1998. ISBN 80-7183-053-4. RNDR. JAN JELÍNEK, RNDr. Vladimír Zicháček. Biologie pro gymnázia. 2011. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2011. ISBN 978-80-7182-213-4. HANČOVÁ, Hana. Biologie v kostce 1: Obecná biologie. Mikrobiologie. Botanika. Mykologie. Ekologie. Genetika. 2. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 1999, 112 s. ISBN 80-720-0340-2. www.glassschool.cz