4. Vyjádření vodního potenciálu

(definice, složky, jak určuje pohyb vody v rostlině, příklad hodnot vodního potenciálu v jednotlivých částech rostliny).

= rozdíl chemického potenciálu vody v rostlinných pletivech a chemického potenciálu čisté destilované vody vtažený k molárnímu objemu vody

- volná energie v systému vzhledem k volné energii chemicky čisté vody

Vyjádření v energetických jednotkách ( J na kg) či tlakových jednotkách( Pa, resp. MPa¨)

- nejvyšší volnou energii má čistá destilovaná voda - 0Mpa = vodní potenciál má potom vždy hodnotu zápornou

- molekuly vody se pohybují vždy z prostředí s vyšším vodním potenciálem do prostředí nižšího vodního potenciálu = ve směru spádu volné energie

Složky – osmotický potenciál –snížení volné energie přítomností osmoticky aktivních látek

- tlakový potenciál – tlak protoplastu nasyceného vodou na buněčné stěny, většinou kladný

- při plném nasycení buněk stejná hodnota jako u osmot. Pot. ale opačné znaménko

- matriční potenciál – snížení volné energie vody vazbou jejích molekul na buněčnou matrici

- hodnoty záporné a velmi nízké

Příklady – buněčná stěna v mezofylu – VP -0,8; TP -0,7; OP -0,2

Vakuola v mezofylu – VP -0,8; TP 0,2; OP -1,1 MPa

Vakuola kořenové buňky VP -0,6;TP 0,5; OP -1,1

5. Vysvětlit princip pohybu vody V rostlině na krátké a dlouhé vzdálenosti

(popsat části kořenových pletiv kudy se pohybuje voda směrem do cévních svazků, transpirační proud, transpirační koeficient - příklady).

Příjem vody rostlinou – příjem a výdej vody na základě gradientu vodního potenciálu z místa s vyšší volnou energií do místa s nižší volnou energií

- nižší rostliny celým povrchem těla

- vyšší rostliny – kořenem

- nasávání vody kořenovými vlásky

- kořeny hyrdrotropické – rostou do místa vyššího vodního potenciálu

Pohyb vody kořenem – založen na vedení vody apoplastem – volné prostory v buněčných stěnách a mezibuněčné prostory

1) bobtnání buněčné stěny koř. Vlásku

2) osmotický příjem z buněčné stěny do protoplazmy

3) pohyb z buněk pokožky do korového parenchymu

4) z korového parenchymu do dřevního parenchymu

5) z dřevního parenchymu do cév

Pohyb z kořene do nadzemní části – akvaporiny – vedení vody od kořenů k listům

- vodivá pletiva – dřevní část – xylém- transport vody; floém – lýková část – transport asimilátů

Transpirační proud – gradient vodního potenciálu mezi kořenem a listy – difúzní pohyb vody bez spotřeby energie

Transpirační koeficient - = množství vody v litrech spotřebované rostlinou na vytvoření kilogramu sušiny – např. kukuřice spotřebuje za jedno vegetační období asi 200 litrů vody

6 Vysvětlit princip transpirace

(kořenový vztlak, transpirační proud, odpar vody z mezofylu přes průduchy a kutikulu, gradient tenze vodní páry)

Transpirace je výdej vody povrchem rostlin, respektive listem. Je ukončením tzv. transpiračního proudu, který vede vodu z kořenů cévními svazky do listů.

- stomatární – průduchy – asi 90 %

- kutikulární – povrchem buněk krytých kutikulou

Transpirace je z 80% záležitostí listovou

Kořenový vztlak - vedení dřevem, mechanizmus založený na aktivním příjmu H₂0 kořeny a následným vytlačením H₂0 dřevními cévami do vyšších pater rostliny. Tento způsob je pomalejší než transpirace a vyžaduje energii. Uplatňuje se v kdy rostlina netranspiruje a) na jaře b) při vysoké vzdušné vlhosti

Transpirační proud – gradient vodního potenciálu mezi kořenem a listy – difúzní pohyb vody bez spotřeby energie

- v xylémových svazcích vzniká negativní hydrostatický tlak udržovaný kohezními silami vody a adhezními silami k povrchu pletiv