ŽIVA

Pohyb vody v rostlině

Voda je pro život nejdůležitější molekulou, bez ní by jeho rozvoj nebyl možný. Co dělá z vody tak unikátní sloučeninu (viz také Živa 2022, 2: XLV–XLVII)? Jde zejména o polární charakter vazby mezi kyslíkem a vodíkem, který si můžeme představit tak, že elektrony této vazby jsou přitahovány od vodíku ke kyslíku. To vytváří na vodíku parciální kladný náboj, který může interagovat s volným elektronovým párem kyslíku jiné molekuly vody, a tím vzniká spojení vodíkovými můstky. Svou intenzitou sice nedosahují síly vazby kovalentní, ale přesto mají významný dopad. Pokud srovnáme např. chování síry a kyslíku v jejich sloučeninách s vodíkem, zjistíme, že zatímco kyslík vytváří ochotně vodíkové můstky, síra tuto tendenci nemá. Proto je voda (H₂O) za normálních podmínek na Zemi kapalina a sulfan (H₂S) plyn. Voda je navíc velmi pozoruhodná kapalina, protože má velké měrné teplo a slouží i jako výborné polární rozpouštědlo. Rostliny, jejich buňky a pletiva, obsahují velké množství vody a jejich životní pochody jsou na vodě závislé. Proto má smysl se zabývat vztahem vody a rostlin a pozorovat pohyb vody v rostlinách.

Citovaná a použitá literatura

TAIZ, Lincoln, et al. Plant Physiology and Development. 6th Edition, Sinauer Associates, Sunderland, CT, 2015. ISBN-10.080530245X. Zejména kapitoly 3 a 4.

HOFÍRKOVÁ, Miroslava. Regulace otvírání a zavírání průduchů ve vztahu k osmotickému stresu. 2019. Bakalářská práce. Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta, Katedra experimentální biologie rostlin. https://dspace.cuni.cz/handle/20.500.11956/109837

NAMYSLOV, Jiří. Buněčné mechanismy diferenciace apoplastických bariér v kořeni. Praha, 2015. Bakalářská práce. Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta, Katedra experimentální biologie rostlin. https://dspace.cuni.cz/handle/20.500.11956/69742

Materiály k výuce

• pohyb-vody-v-rostline.pdf – Pracovní list k tématu Pohyb vody v rostlině
• pohyb-vody-v-rostline.docx – Pracovní list k tématu Pohyb vody v rostlině
• pohyb-vody-v-rostline-1.pdf – Pracovní list k tématu Pohyb vody v rostlině – autorské řešení
• pohyb-vody-v-rostline-1.docx – Pracovní list k tématu Pohyb vody v rostlině – autorské řešení

Obrazové přílohy

• Schéma pohybu vody v rostlině a jejím okolí (šipky značí směr). Voda vstupuje do rostliny kořeny, pokračuje vodivými pletivy a je transpirována zejména listy. Pohyb vody řídí gradient vodního potenciálu. Podle M. Hály kreslila R. Bošková
  
• Postupná plazmolýza buněk pokožky (epidermis) cibule. Buňky byly inkubovány v hypotonickém prostředí (destilované vodě), mírně hyper­tonickém (půlmolárním roztoku chloridu sodného, 0,5M NaCl, následující obrázek) a silně hyper­tonickém (1M NaCl, jiný následující obrázek). Na tomto obr. jsou buňky plně turgescentní – voda vtéká do buněk, vytváří se pozitivní tlak (turgor, odtud adjektivum turgescentní) a protoplast tlačí na buněčnou stěnu. Pozitivní tlak přispívá k vyrovnání vodního potenciálu vně i uvnitř buňky a dosažení stavu rovnováhy. Buněčná stěna je natolik pevná, že vzniklému tlaku odolá a rostlinné buňky ani v destilované vodě neprasknou. Zvětšeno 100krát. Foto M. Hála
  
• Postupná plazmolýza buněk pokožky (epidermis) cibule. Buňky byly inkubovány v hypotonickém prostředí (destilované vodě, předchozí obrázek), mírně hyper­tonickém (půlmolárním roztoku chloridu sodného, 0,5M NaCl, tento obrázek) a silně hyper­tonickém (1M NaCl, následující obrázek). Na tomto obr. vidíme počínající plazmolýzu, kdy je ještě část protoplastu připojena k buněčné stěně. Zvětšeno 100krát. Foto M. Hála
  
• Postupná plazmolýza buněk pokožky (epidermis) cibule. Buňky byly inkubovány v hypotonickém prostředí (destilované vodě), mírně hyper­tonickém (půlmolárním roztoku chloridu sodného, 0,5M NaCl, předchozí obrázek) a silně hyper­tonickém (1M NaCl, tento obrázek). Na tomto obrázku jsou zcela plazmolyzované buňky. Buněčná stěna zůstává na svém místě a scvrklý protoplast, z něhož odtekla část vody, setrvává uvnitř. Není obklopen vzduchem, ale solným roztokem, který volně prochází přes buněčnou stěnu. Zvětšeno 100krát. Foto M. Hála
  
• Průduch na spodní pokožce listu tabáku. Svěrací buňky ledvinovitého tvaru mají mezi sebou průduchovou štěrbinu, která umožňuje výměnu plynů mezi listem a okolní atmosférou. Buněčná stěna přiléhající ke štěrbině je výrazně ztlustlá (lignifikovaná sekundární buněčná stěna) a je třeba pozitivního tlaku ve svěracích buňkách, aby se od sebe oddálily a štěrbina se otevřela. Za pozornost stojí také fakt, že svěrací buňky obsahují na rozdíl od okolních pokožkových buněk chloroplasty. Zvětšeno 1000krát. Foto M. Hála
  
• Příčný řez stonkem slunečnice. Na řezu byl floroglucinolem obarven lignin vyztužující buněčné stěny. Vidíme radiálně uspořádané tmavší plochy, které představují silně lignifikované cévní svazky. Lignifikace buněčných stěn jim dodává pevnost, aby vydržely vysoké negativní tlaky nezbytné pro hromadný tok vody xylémem (tvořeným mrtvými buňkami). Zvětšeno 40krát. Foto M. Hála
  

Archiv článků pro pedagogy a studenty

© 2023 Časopis ŽIVA – Rozhled v oboru veškeré přírody.
Založil roku 1853 J. E. Purkyně.
Vydává Nakladatelství Academia,
Středisko společných činností AV ČR, v. v. i., za podpory Akademie věd ČR.