Fyziologie rostlin MB130P74 - kfrserver.natur.cuni.czkfrserver.natur.cuni.cz/lide/lhotakova/MB130P74/prednasky/2010/... · Mohr H., Schopfer P.: Plant Physiology. - Springer, Berlin,

Fyziologie rostlin Fyziologie rostlin MB130P74 MB130P74 pro upro u ččitelskitelsk éé kombinacekombinace

Mgr. Zuzana Lhotáková Ph.D. – [email protected]čná 5, 2. patro, místnost 207konzultační hodiny – po dohodě e-mailem

Doc. RNDr. L. Pavlová, CSc.

http://kfrserver.natur.cuni.cz/studium/prehled.html

Fyziologie rostlin MB130P74 pro u čitelské kombinace

Zkouška – ústnípodmínka přihlášení ke zkoušce – prezentace v průběhu kurzuúčast na přednáškách – doporučená ☺

1. Fyziologie rostlin: charakteristika oboru, význam rostlin v přírodě, význam rostlin pro člověka, historický přehled oboru (7.10.)

2. Specifika rostlinné buňky, fotosyntetické struktury (14.10.)

3. Fotosyntéza: sluneční energie a primární fáze (21.10.)

4. Fotosyntéza: sekundární fáze, rostliny C3, C4, CAM; reakce rostlin na zvýšenou konc. CO2 (4.11.)

5. Fotosyntéza: sacharidy, faktory ovlivňující fotosyntézu, transport asimilátů, další využití produktůprimární fáze fotosyntézy (11.11.)

6. Respirace u rostlin - glykolýza, Krebsův cyklus, oxidativní fosforylace. (18.11.)

7. Vodní provoz jako příjem, vedení a výdej vody, globální cyklus vody a role vegetace (25.11.)

8. Minerální prvky v rostlinách: příjem, asimilce a funkce (2.12.)

9. Základy růstu a morfogeneze rostlin. Fytohormony. Signalizace. (9.12.)

10. Generativní fáze vývoje. Rozmnožování rostlin I.: pohlavní a nepohlavní. Sporogeneze a gametogeneze. Fotoperiodismus, vernalizace. (16.12.)

11. Generativní fáze vývoje. Rozmnožování rostlin II.: Tvorba a růst plodů, vznik semen. Embryogeneze(6.1. 2011)

12. Stresová biologie rostlin, biotechnologie (13.1. 2011)

Přednáška Fyziologie rostlin Fyziologie rostlin MB130P74MB130P74 Katedra experimentální biologie rostlin , Z. Lhotáková

Doplňující literatura - česky:

Pavlová L.: Fyziologie rostlin. - Karolinum, Praha 2005.

http://kfrserver.natur.cuni.cz/studium/prednasky/pavlova/fyziologie_rostlin/index.html(jednotlivé kapitoly jsou ke stažení ve formátu pdf)

Luštinec J., Žárský V.: Úvod do fyziologie vyšších rostlin . - Karolinum, Praha, 2003.

Procházka S. a kol.: Fyziologie rostlin. - Academia, Praha, 1998.

Kincl M., Krpeš V.: Fyziologie rostlin. - Ostravská Univerzita, 1994.

Masarovi čová E., Repčák M. a kol.: Fyziológia rastlín. - Univerzita KomenskéhoBratislava, 2002.


Doplňující literatura - anglicky:

Taiz L., Zeiger E.: Plant Physiology. - Sinauer Associates, Inc., Sunderland, Massachusetts 2006, 4th edition.

Salisbury F.B., Ross C.W.: Plant Physiology. - Waldsworth Inc., California, 1992.

Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L.: Biochemistry and MolecularBiology of Plants. - Am. Soc. Plant Physiol., Rockville, Maryland 2001.

Mohr H., Schopfer P.: Plant Physiology. - Springer, Berlin, 1995.



Taiz L., Zeiger E.: Plant Physiology. - Sinauer Associates, Inc.,Sunderland, Massachusetts 2006, 4th edition.

Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L.: Biochemistry and Molecular Biology of Plants. - Am. Soc. Plant Physiol., Rockville, Maryland 2001.




http://4e.plantphys.net/

http://5e.plantphys.net/

Přednáška 1:charakteristika oboruvýznam rostlin v p řírodě a pro člověka historický p řehled oboruProč je důležité znát základy FR?

Co vás dnes čeká:



Charakteristika zkoumaného objektu Charakteristické znaky rostlin :

Fotoautotrofie3 genomyunikátní stavba buňky: BS, vakuola, plastidyNepohyblivost – sesilitaNeukončený růst a organogenezeVysoká regenerační schopnostSekundární metabolity: lignin, alkaloidy…Nepřítomnost struktur analogických CNS

Charakteristika oboru:

fyziologie rostlin studuje životní procesy rostlin




fotosyntéza




fotosyntézadýchání





vodní režim rostlinyminerální výživatransport látek v rostlin ě






interakce s prost ředím a stresové reakce






interakce s prost ředím a stresové reakce růst a vývoj rostliny


fyziologie rostlin

směřuje k poznání a pochopení rostliny jako optimáln ě funk čního, vnit řně koordinovaného celku

existujícího v t ěsné interakci s prost ředím


fyziologie rostlin

směřuje k poznání a pochopení rostliny jako optimáln ě funk čního, vnit řně koordinovaného celku

existujícího v t ěsné interakci s prost ředím

prost ředí ↔↔↔↔ rostlinaneustálá vým ěna látek, energie, informací

vzájemné ovliv ňování


různé hierarchické úrovn ě studiaod molekul p řes buňky k ekosystému

4 m 2 mm25 mm30m 0.75 mm 30 um

ekosystém /porost

rostlina jako celek

orgán pletiva buňkyorganely asubcelulárnístruktury

zvětšení


různé hierarchické úrovn ě studia

rostlina jako celek orgánpletivobuňkaorganely a subcelulární struktury

biochemickámolekulárníbiofyzikální


fyziologie rostlin jezaložena na pozorováních a experimentech

....a to na všech zmín ěných úrovních studia!

......experimentální biologie rostlin

MetodickMetodick ýý ppřříístupy:stupy:

molekulární, bun ěčná biologie,

cytologie, biochemie, anatomie,

kultury in vitro,

terénní przk ům, dálkový pr ůzkum Zem ěPřednáška Fyziologie rostlin Fyziologie rostlin MB130P74MB130P74 Katedra experimentální biologie rostlin , Z. Lhotáková

vztahy fyziologie rostlin k jiným v ědním disciplínám:

základní složky jsou:cytologie, anatomie, morfologie rostlinbiochemiemolekulární biologie




discilíny blízké: genetikaekologie a p ůdní biologie





disciplíny metodicky využívané:chemie – organická, fyzikální, analytickáfyzika a biofyzikamatematika – statistika, modelování





disciplíny metodicky využívané:chemie – organická, fyzikální, analytickáfyzika a biofyzikamatematika – statistika, modelování

fyziologie rostlin tvo ří zázemí:agronomie – rostlinná výroba, zahradnictví, lesnictvífytopatologie


Význam rostlin v p řírod ěrostliny – fotoautotrofní organizmy

přenesly život na souš!!!


(cyanobacteria)


rostliny (fotosyntetické organismy v ůbec) jsou významnýklimatický činitel

Lawlor, 1993

Význam rostlin v p řírod ě

energie chemických vazeb je použita:

k asimilaci anorganických slou čenin do látek organickýchCO2, NO3

-, SO42-

rostliny – fotoautotrofní organizmypřenesly život na souš!!!

absorbují zá řivou slune ční energiia přeměňují ji na energii chemických vazeb


Význam rostlin v p řírod ě

rostliny – fotoautotrofní organizmypřenesly život na souš!!!

absorbují zá řivou slune ční energiia přeměňují ji na energii chemických vazeb

energie chemických vazeb je použita:

k asimilaci anorganických slou čenin do látek organickýchCO2, NO3

-, SO42-

k tvorb ě nových organických slou čenin s vyšším obsahemenergie


energie chemických vazeb je využita

v životních procesech rostlin samých




životních procesech dalších heterotrofních organizm ů

Přednáška Fyziologie rostlin Fyziologie rostlin MB130P74MB130P74 Katedra experiment ální biologie rostlin , Z. Lhotáková



životních procesech dalších heterotrofních organizm ů

energie v chemických vazbách stabilních organickýchsloučenin může být uchována po desítky milionů let


Význam rostlin pro člověkaVegetace – klimatotvoný a půdotvoný činitel„ekosystémové služby“

člověk – heterotrofní organismus zdroj energie pro životní procesy – potrava rostlinná

živočišná


zdroj energie pro životní procesy – potrava rostlinnáživočišná

rostliny stojí na počátku potravního řetězce

dodávají minerály do biosférytvo ří vitaminyprodukují pochutinyléčivé látky

Význam rostlin pro člověka

Chininovník léka řský

Kakaovník pravý


zdroj energie pro životní procesy – potrava rostlinnáživočišná

rostliny stojí na počátku potravního řetězce

dodávají minerály do biosférytvo ří vitaminyprodukují pochutinyléčivé látky

zdroj surovin – dřevo, vláknapřírodní barvivatřísloviny vonné esence pro průmysl




fosilní energetické a surovinové zdroje uhlí, ropa, zemní plyn

energie v chemických vazbách stabilních organickýchsloučenin může být uchována po desítky milionů let

tyto zdroje jsou limitované, kone čné a neobnovitelné!!!


........stromové kapradiny, plavun ě, přesli čky z doby karbonu – p řed 360 až 286 miliony let



Rostliny a rozkv ět a pád lidské civilizace MB130P77, Doc. Lipavská,Katedra experimentální biologie rostlin, letní semes tr

rostliny jsou tiché a krásné (zvenku i zevnitř)


rostliny jsou tiché a krásné (zvenku i zevnitř)



Historie oboru fyziologie rostlin

Historický p řehled

Theophrastus~ -370 až -286


Středověk ho uznával jako otce botaniky, otce taxonomie (rozdělení rostlin na jednoděložné a dvouděložné)

Titulní strana ilustrovanéHistoria Plantarum vydaní z roku 1644

Jan Baptista van Helmont (1577 – 1644)


http://www.saburchill.com/facts/facts0010.html

Joseph Priestley (1733 – 1804)


důkaz kyslíku, jako produktu fotosyntézy

Jan Ingenhousz (1730 – 1799)


...„čištění vzduchu“ probíhá-JEN na světle-JEN díky ZELENÝM částem rostlin

-v nepřítomnosti světla rostliny také vydávají CO2

- množství uvolněného CO2 za tmy je ale mnohem menší než množství uvolněného O2 za světla- tedy část rostlinné biomasy tedy nutně musí být tvořena z nějaké složky ve vzduchu

Zpřesnění závěrů z Priestleyho experimentů

Justus von Liebig (1809 – 1873)


Liebig ův zákon minima:Rostliny jsou životně závislé na tom prvku, kterýje v jejich životním prostředí obsažen nejméně

Charles Darwin (1809 – 1882)


1880, The Power of Movement in Plants

Experimenty s koleoptilí ovsa..prokázaly existenci účinné látky podporující prodlužování buněk (Auxein = růst)

Julius von Sachs (1832 – 1887)


...chlorofyl není rozpuštěn v buňce ale lokalizován ve speciálních tělískách - chloroplastech

...první viditelný produkt fotosyntézy je škrob v podobězrn v chloroplastech

Gottlieb Haberlandt (1854 – 1945)


• fyziologická anatomie, zabývající se především vztahy mezi strukturou a funkcí

• otec oboru in vitro kultivace rostlinných buněk, pletiv aorgánů

• 1902 Hypotéza Totipotence rostlinných bun ěk....dokázána až v roce 1965

Bohumil N ěmec (1873 – 1966)


Již r. 1900 se postaral o senzaci: předložil hypotézu, podle níž rostliny vnímají zemskou tíži prostřednictvím posunu škrobových zrn.

http://abicko.avcr.cz/cs/2006/4/12/bohumil-nemec-12.3.18737.4.1966.html

Rektor UK, stál u zrodu PřF UK

Rudolf Dostál (1885 – 1973)


Vysoká škola zemědělská v Brně (nyní Mendelovazemědělská a lesnická univerzita) školu experimentální morfologie

Studium fytohormonů

...kontinuita – doc. Zažímalová (ÚEB AV ČR)


Čím je experimentální biologie rostlin zajímaváa proč je důležité o ní něco vědět?


Čím je experimentální biologie rostlin zajímaváa proč je důležité o ní něco vědět?

Problémy lidstva ve 21. století – nárůst světové populace


http://www.fao.org/


925 milionů lidí trpí podvýživou (2010)


Vyšší nároky na zemědělskou produkci:řešení: ROSTLINY

- s vyšším výnosem- odolnější vůči patogenům- odolnější vůči faktorům prostředí (sucho, mráz, zaplavení)


...nové genotypyŠLECHTĚNÍ, GENETICKY MODIFIKOVANÉ ROSTLINY

zlatá rýže – enzym pro syntézu β−karotenu, prekurzoru vitaminu A



MB130P19I Biotechnologie a genové inženýrství rostlin – prof. OpatrnýZdeněk

MB130P46 Molekulární genetika rostlin, Fischer Lukáš


Problémy lidstva ve 21. století – Nedostatek vody, dezertifikace, otevřený vodní cyklus

např. Čína – extrémní sucha, písečné bouře


Nárůst koncentrace CO2 v atmosféře

Problémy lidstva ve 21. století – klimatické změny, cyklus uhlíku, důležitost vegetace, odlesňování

pokles odlesňování v Brazílii v roce 2007 více než o polovinu (11 000 km2 ročně)

černá - fialová – modrá – zelená– žlutá – oranžová - červená

Čistá primární produkce:

http://svs.gsfc.nasa.gov/


Problémy lidstva ve 21. století – klimatické změny, cyklus uhlíku, důležitost vegetace, odlesňování



MB130P60 Globální zm ěny, fotosyntéza a trvale udržitelný rozvojAlbrechtová Jana , letní semestr


Problémy lidstva ve 21. století – vzdušné znečištění, kontaminace půdy – těžké kovy...

sokolovsko, výsypka Lomnice


....a proč je důležitépředávat to dál.....☺

Čím je experimentální biologie rostlin zajímavá a proč je důležité o ní něco vědět?

Praha, Praha, ččerven 2010erven 2010

EkvEkváádor, bdor, břřezen 2010ezen 2010


http://kfrserver.natur.cuni.cz/studium/prednasky/praktika_fr/index.htm

PRAKTIKA Z FYZIOLOGIE ROSTLIN

začíná se příští týden

PROSÍM, NASTUDOVAT MATERIÁL ROSTLINNÁ BARVIVA


....díky za pozornost a těším se za týden nashledanou,se specifiky rostlinné buňky a fotosyntetickými strukturami!

Documents

Fyziologie rostlin MB130P74 - kfrserver.natur.cuni.czkfrserver.natur.cuni.cz/lide/lhotakova/MB130P74/prednasky/2010/... · Mohr H., Schopfer P.: Plant Physiology. - Springer, Berlin,