RASTLINNÁ FYTOMASA Rastlinná bunka Zloženie rastlinného tela

Rastlinná bunka a jej organely

Plazmodezma Na rozdiel od živočíchov sú bunky rastlín obklopené tuhou bunečnou stenou z polysacharidov. Susedné bunky sú kvôli tomu oddelené párom bunečných stien a naviac stredovou lamelou. Napriek tomu sú bunečné steny čiastočne priepustné, transport medzi susednými bunkami je zaistený práve plasmodezmami. Plazmodezma (množ. č. plazmodezmata alebo plazmodezmy) - mikroskopický kanál na bunečnej úrovni v rastlinných pletivách. Funkcia - transport a komunikácia medzi susednými bunkami cez bunečné steny. Plazmodezmata sa skladajú z 3 vrstiev: cytoplazmatickej membrány, rukávu plazmy a desmotubulu (trubice). 3

Mitochondrie – guľovité, oválne alebo tyčinkovité organely Mitochondrie – guľovité, oválne alebo tyčinkovité organely. Stavba – na povrchu sú dve biomembrány. Vonkajšia je hladká, vnútorná tvorí krysty (vchlípeniny). Vnútro mitochondriálna matrix. Majú vlastnú DNA. Funkcia – oxidácia a fosforylácia živín, energia sa ukladá do makroergic- kých väzieb ATP. Dýchacie a energetické centrá bunky.

Endoplazmatické retikulum Stavba - sústava vzájomne prepojených silne sploštených kanálikov. V okolí jadra je napojené na perinukleárny priestor. Na povrchu sú viazané ribozómy = granulované ER, alebo je povrch bez ribozómov = hladké ER. Funkcia - syntéza bielkovín – granulované ER, syntéza lipidov a polysacharidov- hladké ER, preprava rôznych látok v bunke transportnými vreckami odškrcovanými na okrajoch ER a GA, skladovací priestor rôznych bunkových produktov, regulačné riadenie - riadi rýchlosť prestupu rôznych látok, pH a i.

Lyzozóm Stavba - vrecká guľovitého tvaru uzavreté jednotkovou membránou. Obsahujú enzýmy, ktoré majú vzťah k vnútrobunkovému tráveniu. Vznikajú odškrcovaním od GA a ER - primárne lyzozómy, pohybujú sa v cytoplazme a splývajú s vakuolami a vznikajú sekundárne lyzozómy (fagolyzozómy). Funkcia - rozklad = trávenie makromolekulárnych látok na jednoduché organické látky, trávenie vlastných bunkových štruktúr = autofágia, tým sa bunka zbavuje nepotrebných štruktúr. Pri odumretí alebo poškodení bunky sa membrána lyzozómov rozpadá a dôjde k rýchlej lýzii bunky.

Rozdiely medzi rastlinnou a živočíšnou bunkou - Bunková stena pektinová blana – primárna lamela, pevnosť bunky, tvar, ochrana Plastidy bunkové organely – chloroplasty, chromo plasty, leukoplasty Vakuoly tonoplast, bunková šťava

Schematický prierez bunkovou stenou

Zložky bunkovej steny. Celulóza – v mladých rastl. čista, molekula nitkovitá – micely, rozpustná v konc. kys., celuláza –hydrolýza (glukóza), výroba papiera, textilné vlákna, lieh, hnoj - bioplyn Hemicelulóza - necelulózový polysacharid (xylóza, glukóza, arabinóza, galaktóza), v bunkovej stene, zdrevnatených pletivách Lignín – vysokomolekulárny polymér, amorfná, hnedá látka, nestráviteľný, drevnatenie bunkových stien

Bunková stena

Bunková stena Pektíny – vápenato horečnaté soli k. D-galakturónovej, v ovocí a iných dužinatých častiach rastlín, rôsolovatejú zahusťovanie marmelád Triesloviny – impregnácia bunkových stien, rastlinné látky rôznorodej povahy, ochrana rastlín pred škodcami, so soľami železa čierne zrazeniny, tanín v čaji, Alkaloidy a glykozidy – toxické účinky pre živočíchy, v hubách a rastlinách Saponíny – tvoria penivé roztoky, podpora vstrebávania minerálnych látok, vyššie konc. – hemolytický účinok Lignifikácia – drevnatenie rastlín, nerozložiteľný v zaživ. trakte Inkrustácia – usadzovanie kys. kremičitej a jej soli, na povrchu krištaliky – mechanické poškodzovanie

Cytoplazmatická membrana Lipoproteínová štruktúra - dve vrstvy lipidu v strede sú z obidvoch strán obklopené vrstvami proteínu. Asymetrická stavba, vnútorný a vonkajší povrch nie sú rovnaké

Vakuola Malé zrnka v cytoplazme – väčšie vakuoly rôzneho tvaru Centrálna vakuola - v starších bunkách Tonoplast – lipoproteínová semipermeabilná membrána Obsah (bunk. šťava) – zásobné látky, vylúčeniny metabolizmu, anorganické soli, org. látky Funkcia – mechanická, turgor bunky Rozkladné procesy – enzymatická aktivita Translozóm – organela transportujúca metabolity do vakuoly

Vakuola – bunka koreňa prasličky translozóm

Plastidy sú zeleno sfarbené od základnej cytoplazmy Chloroplasty sú zeleno sfarbené od základnej cytoplazmy ohraničené dvojitou membránou ich obsah vypĺňa základná hmota - stróma v stróme sa nachádza sieť uzavretých membrán v tvare mechúrikov – tylakoidy tylakoidy sú na seba uložené a vytvárajú takto zložitý membránový systém – graná súčasťou strómy je aj DNA a enzýmy potrebné na priebeh fotosyntézy

. . Mesofylová bunka

, .

Chloroplasty Elektronová mikroskopia chloroplastu

Chlorofyl je zelený pigment jeho základnú súčasť tvorí porfirinové jadro a dlhý nepolárny reťazec. Chemicky sa radí medzi porfiriny s komplexne viazaným kovovým horčíkom. (C55H72O5N4Mg) Zo štyroch známych chlorofylov majú význam predovšetkým: chlorofyl a chlorofyl b

Plastidy Chromoplasty žlté až červené plastidy, 3D molekula Chromoplasty žlté až červené plastidy, v lupienkoch, okvetných lístkoch, plodoch, koreňoch, obsahujú karotenoidy (prekurzor vit. A), bakteriochrofyl, fosfolipidy, proteiny Vitamín A Vitamín A

Plastidy Leukoplasty bezfarebné plastidy amyloplasty – zásoby škrobu, proteinoplasty – zásoby bielkovín, elaioplasty – zásoby tuku

Heterotrofné – pre svoju existenciu získavajú uhlík z rozkladu organických látok, ktoré prijímajú z okolia pre svoj rast a vývoj

Mixotrofné – primárne existujú ako autotrofné organizmy, ale môžu sa živiť aj organickými látkami (mäsožravé rastliny)

Autotrofné – vytvárajú látky pre svoj život a rast pomocou autotrofie t.j. schopnosť organizmu vytvárať si organické látky z anorganických, pomocou fotosyntézy.

Fotosyntetická asimilácia - fotosyntéza - metabolický dej, pri ktorom vznikajú organické látky a kyslík, v procese viazania slnečnej energie a jej premeny na energiu chemických väzieb 12H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O - premena atmosfer.CO2 na glukózu, uvoľnenie O2, svetelnou energiou a asimilačnými farbivami. Život vo forme, aká existuje na našej planéte je podmienený fotosyntézou

Procesy fotosyntézy Primárne cyklická fosforylácia Sekundárne - termochemická fáza

Fosforylácia cyklická Absorpciou svetelného kvanta (fotónu) prejde chlorofyl do excitovaného stavu a vyšle elektrón so značnou energiou. Ten sa cestou cez kofaktory a cytochrómy vráti do molekuly chlorofylu. Elektrón odovzdá energiu fotónu reakciou P ADP ATP chl - molekula chlorofylu, cy - cytochróm, e - elektrón, P – fosf.zvyšok s makroergickou väzbou Kofaktory - flavínmononukleotid, vit. K

Fosforylácia necyklická Donorom elektrónov je voda. Hydroxylový anión dodá elektrón s nízkou energiou cez cytochrómy na chlorofyl. Ten po dopade fotónu vyrazí energeticky bohatý elektrón, ktorý je pohltený NADP. Takto vzniknutý radikál NADP pohltí protón, prejde na NADPH, ktorý redukuje CO2. Súčasne z jednej molekuly ADP pripojením fosfátového zvyšku (P) vznikne molekula ATP

Termochemická fáza bez prítomnosti svetla fixácia CO2 vznik sacharidov (glukóza) zdroj energie ATP redukovadlo NADPH2 Dva mechanizmy fixácie: akceptor ribulóza 1,5 bisfosfát (rastl. C3) akceptór fosfoenolpyruvát (rastl. C4)

Rastliny C3 Patrí sem väčšina rastlín mierneho pásma. Je to nevýhodnejší proces ako u rastlín C4, lebo v priebehu fotosyntézy majú rastliny otvorené prieduchy a preto vytvorené organické látky (OL) môžu byť hneď rozkladané v procese fotorespirácie. Majú cyklus karboxylových kyselín - Calvin-Bensonov cyklus. Princíp: 1) karboxylácia Tu vstupuje CO2, viaže sa na akceptor ribulózo - 1,5 bifosfát (RuBP), vznikne nestály šesťuhlíkatý produkt, ktorý sa vzápätí rozpadne na dve molekuly trojuhlíkatej kyseliny => názov rastlín C3 2) redukcia Tu vstupuje redukčné činidlo NADPH + H+. Časť (1/6) z produktu, ktorý vznikne sa zúčastňuje na tvorbe sacharidov, ďalšia časť 5/6 putuje do tretej fázy. 3) regenerácia 5/6 prvotného produktu sa využije na regeneráciu akceptora ribulózo - 1,5 bisfosfátu. Vzniknutá glukóza sa ukladá do zásoby podľa druhu bunky vo forme sacharózy, škrobu alebo sa z nej vytvoria tuky a bielkoviny

Rastliny C4 Tieto rastliny majú tzv. cyklus dikarboxylových kyselín - Hatch-Slackov cyklus. 1) karboxylácia Prebieha v mezofylových chloroplastoch. Prvým akceptorom CO2 je fosfoenolpyrulát, ktorý sa mení postupne na oxalacetát nazývaný taktiež malát. Tu vznikajú 4 uhlíkaté kyseliny => názov rastlín C4 2) redukcia Je to v podstate Calvinov cyklus, pôsobením enzýmu sa z malátu, ktorý prechádza do chloroplastov pošiev cievnych zväzkov odštepuje CO2 a viaže na ribulózo - 1,5 bisfosfát a prebieha Calvinov cyklus. 3) regenerácia Odštiepením CO2 z malátu vzniká produkt pyruvát, ktorý prechádza späť do mezofylových chloroplastov a prostredníctvom enzýmu sa mení na akceptor fosfoenolpyrulát.

Faktory ovplyvňujúce fotosystézu Vnútorné - fyziologický stav rastliny (vek, postavenie listov) - metabolické procesy (množstvo a kvalita chlorof., nahromadenie asimilátov) Vonkajšie - intenzita svetla (červené a modré, ultrafialové –brzdí, infračervené – neúčinné) - koncentrácia CO2 – väčšie odchýlky spomalenie až zastavenie fotosyntézy - teplota – 0-40oC, optim. t. 25-30 oC, - voda - nedostatok vody, spomalenie fotosyntézy - minerálne látky – N, P, K, Fe, Mg, Cu, Cl, Zn

Činitele ovplyvňujúce intenzitu fotosyntézy Farebný kruh Vln. dĺžka farba < 380 ultrafialové 380 – 420 fialová 420 – 450 modrofialová 450 – 480 modrá 480 – 510 modrozelená 510 – 550 zelená 550 – 570 žltozelená 570 – 590 žltá 590 – 600 oranžová 600 – 630 oranžovočervená 630 - 750 červená 750 – 780 tmavočervená 780 > infračervené SVETLO Svetlo je primárnym zdrojom energie pre fotosyntézu. List absorbuje 2–3 % svetla, zvyšok prepúšťa alebo odráža, niektoré zelené riasy (chlorela) absorbujú až 20 % žiarenia 430-480 nm - modré svetlo, čo zodpovedá absorpcii chlorofylu, ako hlavného fotosyntetického farbiva. Maximum absorpcie svetla pripadá na vlnové dĺžky okolo 640-700 nm - červené svetlo.

Činitele ovplyvňujúce intenzitu fotosyntézy Oxid uhličitý (CO2) koncentrácia oxidu uhličitého v ovzduší je 0,03% je základom výživy celého organického sveta, jeho množstvo sa v ovzduší zvyšuje produkciou baktérií, rozkladom organických látok, dýchaním a spaľovaním fosílnych palív. vyššia koncentrácia CO2 znamená aj väčšiu efektivitu fotosyntézy (hlavne u C3 rastlín), ale zrýchlenie fotosyntézy je často len dočasné a to kvôli iným faktorom, ktoré na ňu vplývajú (napr. dostupnosť minerálnych látok, hlavne dusíka). Oxid uhličitý je atmosférický plyn tvorený dvoma atómami kyslíka a jedným atómom uhlíka. Jeho sumárny chemický vzorec je CO2. Je bezfarebný, nehorľavý, málo reaktívny, ťažší než vzduch. Vzniká ako produkt biologických procesov, napríklad dýchania a kvasenia a ako produkt horenia zlúčenín uhlíka

Činitele ovplyvňujúce intenzitu fotosyntézy Voda (H2O) je dôležitá pre život samotného fotosyntetizujúceho organizmu, aj ako dôležitý donor elektrónov v priebehu fotosyntetickej reakcie. z vody pochádza aj kyslík, ktorý sa pri fotosyntéze uvoľňuje ak je nedostatok vody, neprebieha fotolýza vody, rastlina zatvára prieduchy a tak obmedzí prísun CO2. neprebiehajú deje fotosyntézy, zníži sa množstvo ATP rastlina vädne a neskôr môže uhynúť. Voda (novší systémový názov oxidán) je chemická zlúčenina vodíka a kyslíka. Je základnou podmienkou pre existenciu života na Zemi. Za normálnej teploty a tlaku je to bezfarebná, číra kvapalina bez zápachu a chuti. V prírode sa vyskytuje v troch skupenstvách: v pevnom (sneh, ľad), v kvapalnom (voda) a v plynnom (vodná para). Je najrozšírenejšou látkou na Zemi. Je podstatnou zložkou biosféry a má popri pôde prvoradý význam pre zabezpečenie výživy ľudstva. Je základnou zložkou biomasy, hlavným prostriedkom pre transport živín, pre ich prijímanie a vylučovanie. Pre rastliny je významné nielen jej celkové množstvo za rok, ale tiež výskyt a rozdelenie vo vegetačnom období vzhľadom na ich rastové fázy. Pre mnohé živočíchy je voda priamo životným prostredím.

Činitele ovplyvňujúce intenzitu fotosyntézy Teplota Fotosyntéza sa uskutočňuje v rozmedzí teplôt, ktoré znášajú bielkoviny a pri ktorých nemrzne voda (0°C až 40°C). Pri vyšších alebo nižších teplotách fotosyntéza neprebieha. Efektivita fotosyntézy je podmienená aj typom rastliny, vo všeobecnosti pre ihličnany je ideálna teplota v rozmedzí 15°C až 25°C, zatiaľ čo pre listnaté stromy mierneho pásma je ideálne teplota v rozmedzí 20°C až 30°C. Optimum teploty pre fotosyntézu C3 rastlín je obvykle nižšie ako u C4 rastlín. Preto sú C4 rastliny v prírode výraznejšie zastúpené v teplých zemepisných šírkach.

Činitele ovplyvňujúce intenzitu fotosyntézy

Dýchanie rastlín – Disimilácia Princíp disimilácie - proces rozkladu vysoko- molekulových látok na nízko molekulové, látky bohaté na energiu sa štiepia na jednoduchšie, za postupného uvoľňovania energie Energia z chemických väzieb asimilátov sa uvoľňuje postupne, sériou reakcií, ktoré sú podobne ako asimilácia riadené enzýmami.

Vyparovanie vody - Transpirácia kutikulárna - voda z listov sa vyparuje cez pokožku (malý výdaj vody). prieduchová - výdaj vody cez prieduchy až 99,9 %. Voda sa odparuje z tenkostenných buniek špongiového parenchýmu do medzi -bunkových priestorov a cez prieduchy von. Intenzita transpirácie - množstvo vody, ktorú rastlina vyparí z jednotky plochy na 1 m2 za jednotku času.

prerušovaná prieduchmi umožňujú výmenu plynov, PRIEDUCHY celistvosť pokožky listu je prerušovaná prieduchmi umožňujú výmenu plynov, regulujú vyparovanie vody a zabraňujú vysychaniu b. sú tvorené dvojicami zatváravých buniek, ktoré regulujú veľkosť štrbiny medzi nimi keď je prieduch otvorený, môže dochádzať k výmene plynov, keď je zatvorený - výmena plynov obmedzená

REZ LISTOM Kutikula Pokožka Mesofylové bunky Palisadový parenchým Vzduchové bubliny Špongiovitý parenchým Pokožka Kutikula . Chloroplasty . Prieduchy . . .

Stavba rastlinného tela Funkcie koreňa mechanická vyživovacia metabolická vodivá zásobná rozmnožovacia

Stonka nadzemná časť rastliny, na ktorej vyrastajú listy a rozmnožovacie orgány. spája orgány výživy - koreň a listy. byliny – rastliny so šťavnatou nezdrevnatenou stonkou Typy stoniek bylín: byľ - po celej dĺžke olistená, často rozkonárená stvol - prízemná listová ružica, bezlistá, nerozkonárená, na vrchole kvet alebo súkvetie steblo - listnatá, dutá, rozdelená kolienkami na články poplaz - nadzemná stonka plaziaca sa po povrchu pôdy podzemok - prízemná alebo podzemná prezimujúca časť stonky, zvyčajne so zvyškami starých listov

Trichómy Krycie – pokrývajú povrch rastliny, jedno alebo viacbunkové, mŕtve, vyplnené vzduchom, ochrana pred požratím, stratou vody, teplu Žľaznaté – liečivé a aromatické látky, živé bunky, vylučujú silice, živice a iné Pŕhlivé – jednobunkové, ostrý hrot, pálivá tekutina Absorpčné – na pokožke koreňov, rozpúšťanie minerálnych látok, listy hmyzožravých rastlín, proteolytické enzýmy,

Zloženie rastlinného tela

PRIEMERNÉ ZLOŽENIE RASTLINNÉHO TELA . vláknina bielkoviny bezdusíkaté látky tuky popol popol

Faktory vplývajúce na zloženie Vnútorné – druh a odroda krmoviny (vyšší obsah bielkovín, vyšší obsah glycidov, bielkovinovo-glycidové) Vonkajšie Podnebie – zrážky, slnečná energia, teplota Bonita pôdy – pôdny režim, štruktúra pôdy, pH, obsah živín, agrotechnika Stupeň zrelosti – starnutie rastliny, vláknina Spôsob zberu a skladovania – vyplavenie živín mechanické znečistenie,

Rozdelenie krmív Podľa pôvodu - rastlinné - živočíšne - minerálne Podľa množstva živín - objemové (suché, šťavnaté) - jadrové Podľa spôsobu získavania - hospodárske - priemyslové Podľa druhu živín - glycidové, - bielkovinové, - vitamínové, - minerálne

Racionalizácia využitia krmív Kvalitná organizácia výroby krmív Krmovinová základňa Objemové krmiva Výroba objem. kr. Odber vz. krmív Školený vzorkovateľ Zásahy do osevnej štruktúry kŕmnych plodín Zásahy do výroby, konzervovania skladovania krmív Stanovenie obs. živín Kvalita a rýchlosť analýz Hardware, software Zostavenie kŕm. dávky Dostatok kvalitných krmív Optimalizo- vaná KD Dosiahnutie predpokladanej úžitkovosti