Vodní režim rostlin – příjem (difúze, osmóza, hydratace, kořenový vztlak), transport a výdej vody v rostlině.

Typy tělních tekutin živočichů a jejich přenos v těle – cévní soustavy bezobratlých a obratlovců.

 

Vodní hospodářství rostlin

  • Voda je pro život rostliny nepostradatelná (asi 70% vody)
    • Významné rozpouštědlo
    • Hraje důležitou roli při transportu látek
    • Účastní se mnoha metabolických procesů – fotosyntéza, dýchání
    • Ovlivňuje termoregulaci (tím chrání rostlinu před prudkými teplotními změnami)
    • Umožňuje šíření plodů
    • Udržuje osmotický tlak
  • Vodní bilance – poměr mezi příjmem a výdejem vody -> pokud je výdej nadměrný, rostlině chybí voda k plnému nasycení -> vodní deficit
  • Funkce vody nezávisí na jejím množství, ale stavu – ten charakterizuje chemický potenciál vody – snaha o vyrovnání rozdílných koncentrací roztoků
  • Vodní režim zahrnuje: příjem a vedení vody, výdej vody a transport vody v rostlině
  • Příjem a vedení vody
    • Příjem vody
      • Nižší rostliny – celým povrchem těla, většinou nižší rostliny ponořené do vody
      • Vyšší rostliny – kořenovým systémem
      • Je způsoben chemickým potenciálem vody – nejvyšší má čistá volná voda, nejnižší má voda vázaná na částice či struktury
      • Způsoby příjmu vody:
        • Pasivně – apoplastická cesta – pouze buněčnými stěnami a volnými mezibuněčnými prostorami, bez spotřeby energie, je rychlejší než aktivní způsob
        • Aktivně – symplastická cesta – z buňky do buňky přes membrány a cytoplazmu za spotřeby energie, malou rychlostí
      • Příjem vody difúzí a osmózou:
        • Difúze
          • Proces, při kterém dochází ke koncentračnímu vyrovnávání roztoků
          • Samovolné pronikání částic jedné látky mezi částice druhé látky z důvodu vyrovnání koncentrací
          • Mohou pronikat ty látky, které procházejí membránami
          • Prochází rozpouštědlo (voda) i látky rozpuštěné
          • Látky pronikají dovnitř i ven, vedení je pomalé
          • Probíhá u rostlin s jednoduchou stavbou těla a rostlin nepatrných rozměrů
        • Osmóza
          • Difúze přes semipermeabilní (polopropustnou) membránu
          • Propouští molekuly vody, nikoliv molekuly rozpuštěné látky
          • Voda se dostává z míst s menší koncentrací do míst s vyšší koncentrací – buňka má větší koncentraci než půdní roztok, přes membránu tak proudí dovnitř voda
          • Převážně u vyšších rostlin
          • Probíhá jen v hypotonickém prostředí (prostředí má menší koncentraci než buňka, resp. vakuola), v hypertonickém – plazmolýza
        • Buněčné prostředí
          • Izotonické – koncentrace v buňce = koncentraci prostředí
          • Hypertonické – koncentrace buňky (resp. vakuoly) menší než koncentrace prostředí – plazmolýza – buněčný obsah se smrskává
          • Hypotonické – koncentrace buňky (resp. vakuoly) větší než koncentrace prostředí – probíhají osmotické děje – buněčný obsah se zvětšuje, extrém – popraskání buněčných stěn (např. třešně po dešti)
        • Faktory ovlivňující příjem vody
          • Teplota půdy – při snižování teploty se příjem vody snižuje, při dosažení určité teploty se úplně zastaví, např. rajčata 4°C
          • Koncentrace půdního roztoku – vysoká koncentrace osmoticky aktivních látek zabraňuje příjmu vody – plazmolýza
          • Intenzita transpirace – čím více vody rostliny vydávají, tím více jí přijímají
          • Obsah kyslíku v půdě – čím intenzivněji rostliny dýchají, tím více vody přijímají
        • Vedení vody
          • Voda přijatá rostlinou je rozváděna po celém těle, u cévnatých rostlin se k tomuto účelu vyvinuly cévní svazky
          • Transpirační proud – proudění vody s rozpuštěnými látkami dřevní části cévních svazků od kořenů nahoru, umožňuje ho:
            • Transpirace – odpařování vody z nadzemních orgánů rostliny způsobuje podtlak v cévách a nasávání vody do kořene
            • Kořenový vztlak – tlak vytlačující vodu a v ní rozpuštěné látky z kořene do nadzemních částí rostliny
            • Koheze – soudržnost vodního sloupce
            • Kapilarita – vzlínání vody v úzkých trubicích (cévách a cévicích)
            • Adheze – přilnavost vody ke stěnám cév
          • Transpirační proud zajišťuje:
            • Zásobení všech buněk vodou, udržení jejich turgoru
            • Transport minerálních živin a organických látek z kořene do nadzemních částí
            • Ochranu transpirujících orgánů před přehřátím
          • Vedení vody z nadzemních částí do kořene – asimilační proud – veden lýtkovou částí cévních svazků, sítkovicemi
        • Hydratace = bobtnavost
          • Vazba vody chemickými nebo elektrostatickými vazbami
          • Polární skupiny přitahují bipóly vody
        • Výdej vody
          • Asi 1 % vody rostlina využije ke svému metabolismu, zbytek předá do prostředí jak v plynném, tak kapalném skupenství
          • Kořenový vztlak
            • Vytlačování vody a v ní rozpuštěných látek do nadzemních částí (xylém)
            • Aktivní proces (je třeba dodat energii)
            • Projevy:
              • Ronění – exsudace (při poranění)
              • Míza – xylémová šťáva (na jaře)
              • Gutace – výdej vody hydatodami (vodními skulinami) ve formě kapek, nastává při velké vzdušné vlhkosti, když je pozastavena transpirace, gutační voda obsahuje i minerální látky
            • Transpirace
              • Výdej vody v plynném skupenství – odpařování vody z nadzemních orgánů rostlin – zejména z listů
              • Pasivní děj, který nevyžaduje přísun energie
              • Dělení:
                • Stomatární transpirace – probíhá přes skuliny průduchů, je regulovatelná otvíráním a zavíráním průduchů, probíhá u starších rostlin, při nedostatku vody v rostlině se průduchy uzavírají, přebytek vody naopak způsobí zvýšení turgoru a průduch se otevírá
                • Kutikulární transpirace – probíhá celým povrchem listů přes kutikulu, probíhá u mladých rostlin
              • Faktory ovlivňující výdej vody
                • obsah vody v rostlině – při jejím přebytku se průduchy otvírají, při jejím nedostatku se zavírají
                • stav listů (průduchů)
                • teplota vzduchu – s rostoucí teplotou transpirace stoupá, po dosažení určité teploty se průduchy uzavřou
                • vlhkost vzduchu – s rostoucí vlhkostí transpirace klesá
                • světlo – zvyšuje transpiraci, průduchy se otvírají
                • poměr mezi kořeny a nadzemními částmi
              • Transport v rostlině
                • Krátké vzdálenosti
                  • mezi jednotlivými buňkami
                    • symplastem – využívají se plasmodesmy – propojení buněk přes cytoplazmu – voda + anorganické látky + organické látky
                    • apoplastem – využívá se souvislý systém buněčných stěn a intercelulár – voda + anorganické látky + organické látky
                    • vakuolovou cestou – využívá se systém vakuol – pouze voda
                  • Dálkový transport
                    • Transpirační proud
                      • Veden xylémem (dřevem)
                      • Od kořenů do nadzemních částí
                      • Voda + anorganické látky
                      • Cévy, cévice, dřevní parenchym
                    • Asimilační proud
                      • Veden floémem (lýkem)
                      • Z nadzemních částí do kořenů
                      • Voda + organické látky
                      • Sítkovice + lýkový parenchym

Tělní tekutiny a cévní soustava živočichů

  • Tělní tekutiny zajišťují životní prostředí pro všechny buňky v organismu
  • Funkce tělních tekutin:
    • Rozvod živin, minerálů, dýchacích plynů, hormonů
    • Odstranění zplodin metabolismu
    • Udržení homeostázy – stálého vnitřního prostředí
    • Imunita
  • Tělní tekutiny:
    • Živočichové bez oběhové soustavy:
      • Prvoci – pouhá difúze látek v buněčné cytoplazmě
      • Žahavci a ploštěnci – gastrovaskulární soustava, kde se odehrává trávení i rozvod látek, touto dutinou se látky způsobem distribuují po celém těle a pronikají do tkání, kde následuje difúze
      • Hlísti – mají tzv. pseudocoelom, což v podstatě znamená, že se živiny mohou volně pohybovat celým tělem vyjma uzavřené trávicí soustavy
    • Živočichové s otevřenou oběhovou soustavou
      • Členovci a měkkýši – hemolymfa (krvomíza), volně se roztéká do těla a obsahuje krevní buňky, velké srdce (hlavonožci mají uzavřenou), barviva: hemocyanin, hemerytrin, chlorokruorin
      • Ostnokožci – hydrolymfa, ambulaklární soustava = systém vodních cév, dochází k mísení s mořskou vodou
    • Živočichové s uzavřenou oběhovou soustavou – v cévách koluje krev, míza je přítomna volně v tkáních, s krví se nemísí
      • Kroužkovci – břišní tepna vede krev dozadu a hřbetní dopředu, příčné spoje mezi břišní a hřbetní cévou jsou stažitelné a plní funkci srdcí
      • Hlavonožci
      • Obratlovci
        • Krev, míza, tkáňový mok
        • Krev:
          • V uzavřených cévách, obsahuje hemoglobin – pumpována srdcem do ventrální aorty, z ní se odštěpují cévy směřující do žaberních oblouků, kde dochází k okysličování
          • Část okysličené krve putuje vnějšími karotidami do hlavy, cévy žaberních oblouků se spojují do párové dorzální aorty – odštěpují se bohatě okysličené vnitřní karotidy, které vedou do hlavy a obvykle zásobují mozek
          • Párová dorzální aorta se v úrovni jater spojuje do jedné cévy a zásobuje tkáně na ocasním konci těla
          • Z dorzální aorty se odštěpuje řada tepen:
            • Tepna podklíčková – zásobuje krví horní končetiny (přední ploutve)
            • Tepna kyčelní – vede do dolních končetin
          • Krev se vrací do srdce systémem předních a zadních kardinálních žil, které se sbíhají ze všech částí těla do žilního splavu
          • Důležitou složkou oběhové soustavy je jaterní oběh, který přivádí krev ze střev
        • Vodní obratlovci – dýchají žábrami, okysličují krev, krevní oběh ve směru srdce – žábry – tělo – srdce
        • Suchozemští obratlovci – 2 krevní oběhy
          • Velký krevní oběh (tělní) – srdce – tělo – srdce
          • Malý krevní oběh (plicní) – srdce – plíce – srdce
        • Typy cév:
          • Tepny – vedou krev od srdce a mají silnou stěnu
          • Vlásečnice – konečné sítě
          • Žíly – vedou krev z kapilár do srdce (mohou mít chlopně)
        • Srdce – pohon tekutiny
          • Bezobratlí
            • Pohyb tekutiny je zajištěn pohyby svaloviny
            • Kroužkovci – pulzující cévy
            • Hlavonožci – srdeční vak
          • Obratlovci
            • Srdce – sině + komora
              • Ryby – žilný splav, 1 předsíň, 1 komora
              • Obojživelníci – 2 předsíně, 1 komora
              • Plazi – 2 předsíně a 2 komory s neúplnou přepážkou
              • Ptáci a savci – 2 předsíně a 2 úplně oddělené komory