1. Proč zeleně zbarvené rostliny žijí na hladině vodních ploch a červené v mořských hlubinách?
Zeleně zbarvené rostliny absorbují při fotosyntéze světlo z červené části spektra. Voda takové světlo dobře nepropouští, v hloubce zůstávají pouze zelené a modré paprsky, k jejich pohlcení jsou zapotřebí červené pigmenty.
2. Jakými vlastnostmi se semenné rostliny liší od mechů? Dejte alespoň čtyři znamení.
1) dostupnost všech typů látek;
2) přítomnost kořenů (vývoj kořenového systému);
3) rozmnožování semeny, přítomnost orgánů, ve kterých se tvoří (šiška, květ, plod);
4) nezávislost hnojení na přítomnosti vody;
5) převaha sporofytu (asexuální generace) nad gametofytem (sexuální generace) ve vývojovém cyklu
3. Jakými vlastnostmi se liší vyšší semenné rostliny od nižších rostlin? Dejte alespoň tři znamení.
Nižší rostliny jsou řasy, vyšší semenné rostliny jsou nahosemenné a krytosemenné (kvetoucí rostliny).
1) Nižší rostliny nemají pletiva (mechanické, vodivé atd.)
2) Nižší rostliny nemají orgány (listy, kořeny atd.)
3) Nižší rostliny se rozmnožují sporami a semenné rostliny semeny.
4) V řasách spermie plavou ve vodě a v semenných rostlinách samčí reprodukční buňky (spermie) neplavou a dosáhnou vajíčka během opylení.
4. Najděte v zadaném textu tři chyby. Uveďte čísla vět, ve kterých došlo k chybám, a opravte je. (1)Řasy jsou skupinou nižších rostlin, které žijí ve vodním prostředí. (2) Chybí jim orgány, ale mají tkáně: kožní, fotosyntetické a vzdělávací. (3) Jednobuněčné řasy provádějí jak fotosyntézu, tak chemosyntézu. (4) Ve vývojovém cyklu řas dochází ke střídání pohlavních a nepohlavních generací. (5) Během pohlavního rozmnožování se gamety spojují, dochází k oplození, v důsledku čehož se vyvíjí gametofyt. (6) Ve vodních ekosystémech plní řasy funkci producentů.
2) Řasy nemají orgány ani tkáně.
3) Chemosyntéza probíhá pouze u bakterií.
5) Při splynutí gamet v rostlinách vzniká sporofyt.
5. Jak se kapradiny stávají složitějšími ve srovnání s mechy? Dejte alespoň tři znamení.
1. Kapradiny mají kořeny.
2. Vodivé a mechanické tkáně jsou dobře vyvinuté.
3. Životnímu cyklu dominuje sporofyt.
6. Najděte v zadaném textu chyby. Uveďte čísla vět, ve kterých jsou provedeny, opravte je. (1) Zelené řasy se skládají z různých tkání. (2) V jejich buňkách spolu s fotosyntézou dochází k chemosyntéze. (3) Z anorganických tvoří látky organické. (4) Stejně jako kvetoucí rostliny absorbují řasy vodu a minerální soli svými kořeny. (5) Mořské řasy – chaluha se živí lidmi.
1) 1 – zelené řasy se skládají z identických buněk a nemají tkáně;
2) 2 – v buňkách řas nedochází k chemosyntéze;
3) 4 – řasy nemají kořeny
7. Jaká je role pubescence na listech, stoncích, plodech a semenech rostlin?
1) Chloupky na listech a stoncích rozptylují světlo, čímž šetří fotosyntetické orgány před příliš jasným světlem.
2) Chloupky na listech a stoncích vytvářejí stacionární vrstvu vzduchu vedle epidermis a snižují odpařování vody.
3) Tvrdé a bodavé chlupy mohou chránit před sežráním (kopřiva).
4) Chlupaté plody a semena se snadno přichytí na srst zvířat nebo je odnese vítr (pampeliška, topol atd.)
8. Vyjmenujte strukturní a nutriční znaky lišejníků a uveďte jejich roli v přírodě.
1) Lišejníky jsou symbiotické organismy, stélka lišejníků se skládá z houbového mycelia propleteného s jednobuněčnými řasami nebo sinicemi.
2) Řasy nebo sinice fotosyntetizují a dodávají houbám fotosyntetické produkty, houby absorbují vodu a minerální soli z prostředí a sdílejí je s řasami.
3) Lišejníky jsou úplně první živé organismy na holém kameni, postupně kámen ničí a vytvářejí předpoklady pro tvorbu půdy. Některé organismy se živí lišejníky. Jsou indikátory stavu životního prostředí.
9. Najděte v zadaném textu tři chyby. Uveďte čísla vět, ve kterých jsou provedeny, opravte je. (1) Nižší rostliny, řasy, mají jednobuněčné nebo mnohobuněčné tělo. (2) Talus všech řas je pokryt tkání, která plní ochrannou funkci. (3) Řasám chybí pravé listy, stonky a kořeny. (4) Chlamydomonas, Spirogyra a Laminaria jsou klasifikovány jako zelené řasy. (5) Chlamydomonas má miskovitý chromatofor a je schopen fotosyntézy. (6) Hnědé řasy jsou chemotrofy podle typu výživy. (7) Spirogyra je mnohobuněčná vláknitá řasa se spirálními chromatofory.
2 – řasy nemají tkáň;
4 – řasa je klasifikována jako hnědé řasy;
6 – hnědé řasy jsou podle způsobu výživy fototrofy.
10. Jaké progresivní vlastnosti se vytvořily v generativních orgánech a pohlavním rozmnožování krytosemenných rostlin během procesu evoluce? Uveďte alespoň čtyři znaky a zdůvodněte jejich význam.
1) vzhled květu zvýšil účinnost opylení;
2) dvojité oplodnění, v důsledku čehož má semeno triploidní endosperm, který zlepšil výživu embrya;
3) vývoj vajíček ve vaječníku pestíku zajistil jejich ochranu (ochranu semen);
4) výskyt plodů v krytosemenných rostlinách přispěl k ochraně semen a jejich distribuci;
5) přítomnost nektárií zajistila přilákání hmyzu k opylení
11. Vzhled množení rostlin semeny, na rozdíl od množení spor, hrál důležitou roli v evoluci rostlinného světa. Uveďte alespoň čtyři důkazy významu této aromorfózy. Vysvětli svoji odpověď.
1) semena byla lépe chráněna integumentem (semenným obalem), který zajistil jejich přežití;
2) semena obsahovala velkou zásobu živin, která zajišťovala vývoj embrya a jeho klíčení, menší závislost na vnějších faktorech;
3) nezávislost hnojení na vodě během rozmnožování semeny (na rozdíl od rozmnožování spor);
4) semeno je mnohobuněčný orgán, což zvyšuje šance na jeho přežití, a spora je jedna buňka
12. Jak se liší výtrus od semene? Uveďte alespoň tři rozdíly.
1) výtrus je jednobuněčný útvar (specializovaná buňka), který provádí nepohlavní rozmnožování rostlin; semeno je mnohobuněčný orgán, který zajišťuje pohlavní rozmnožování rostlin;
2) ve výtrusech není přísun živin, v semenech je zásoba živin, které se využívají při klíčení;
3) výtrus má ochranný obal, semeno má obal semen, který z velké části chrání embryo a další části semene
13. Jak se liší semeno borovice strukturou od výtrusu kapradiny? Uveďte alespoň tři rozdíly.
1) semeno je mnohobuněčný útvar, výtrus je jednobuněčný;
2) semeno má embryo, výtrus ho nemá;
3) semeno má rezervu živin, výtrus ne
14. Zvažte navržené klasifikační schéma pro vyšší rostliny. Zapište chybějící výraz ve své odpovědi, označený otazníkem v diagramu.
15. V lidské stravě se doporučuje užívání mořských řas – chaluh. Jaký význam má jeho použití při normalizaci tělesných funkcí?
1) mořské řasy mají schopnost akumulovat chemický prvek jód;
2) jód je nezbytný pro normalizaci funkce štítné žlázy
16. Uveďte alespoň čtyři rozdíly ve struktuře a životním cyklu krytosemenných od nahosemenných.
1) přítomnost květin a ovoce;
2) různé formy života – trávy, keře, stromy;
3) opylování provádí nejen vítr, ale také zvířata;
4) vajíčko je chráněno vaječníkem
17. Vyjmenuj hlavní aromorfózy rostlinného světa.
1) Vzhled procesu fotosyntézy.
2) Diferenciace těla na tkáně a orgány.
3) Vznik opylení (zánik potřeby vody pro hnojení).
4) Vznik semen s přísunem živin.
18. Uveďte alespoň čtyři rozdíly ve struktuře a životním cyklu jehličnatých nahosemenných rostlin od kapradin.
1) přítomnost jehličí (upravené listy)
2) množení semeny
3) hnojení nezávisí na vodě
4) většinou stromové formy života
19. Určete oddíly, do kterých patří rostliny zobrazené na obrázcích. Uveďte vlastnosti, podle kterých jste je zařadili do těchto oddělení. Jaké jsou sporofyty v těchto rostlinách?
1) 1 – Oddělení mechorostů;
2) neexistují žádné kořeny (existují rhizoidy);
3) na vrcholcích výhonků se vyvíjejí krabice se sporami;
4) 2 – oddělení Krytosemenné (Květoucí);
5) přítomnost květů, ovoce;
6) u mechorostů je sporofyt zastoupen sporogonem (tobolkou na stopce) na gametofytu;
7) u krytosemenných rostlin je sporofyt zastoupen dospělou rostlinou (se všemi vegetativními a generativními orgány)
20. Najděte v zadaném textu „Fern-like“ tři chyby. Uveďte čísla vět, ve kterých došlo k chybám, a opravte je. Uveďte správnou formulaci. (1) Největší počet druhů kapradinovitých rostlin se vyskytuje ve vlhkých tropických oblastech, protože jejich rozmnožování je závislé na dostupnosti vody. (2) V životním cyklu kapradin dochází ke střídání nepohlavních a pohlavních generací. (3) Dospělá kapradina je sporofyt, tedy pohlavní generace. (4) Gametofytem v těchto rostlinách je zelená deska (thallus), která se vyvíjí ze zygoty. (5) Na gametofytu se tvoří gamety, pro pohyb spermií k vajíčku je zapotřebí voda. (6) Sada chromozomů v buňkách gametofytů je diploidní. (7) Ve vývojovém cyklu kapradin převažuje sporofyt.
1) 3 – sporofyt – jedná se o asexuální generaci;
2) 4 – gametofyt (prothallus) se vyvíjí ze spóry;
3) 6 – haploidní sada chromozomů gametofytu (diploidní sada chromozomů ve sporofytu)
21. Určete, do kterých oddílů patří rostliny, jejichž orgány jsou znázorněny na obrázcích 1 a 2. Uveďte znaky, podle kterých jste je do těchto oddílů zařadili. Kde se sporangia nacházejí v těchto rostlinách?
1) 1- divize Gymnosperms;
2) přítomnost kuželů;
3) semena na šupinách šišek leží otevřená (chráněna pouze obalem semen);
4) 2 – oddělení Equiformes (ve tvaru ocasu);
5) kloubový stonek (výhonek);
6) listy jsou uspořádány do přeslenu (listy jsou šupinaté, přeslenovité větvení);
7) přítomnost oddenku;
8) u nahosemenných se sporangia nacházejí v šiškách;
9) u přesličkových sporangií se nacházejí ve výtrusných kláscích.
22. Uvažujme rostliny zobrazené na obrázcích 1 a 2. Urči oddělení, ke kterým patří. Uveďte vlastnosti, podle kterých jste vyobrazené rostliny zařadili do těchto oddílů. Jaké jsou gametofyty těchto rostlin?
1) 1 – oddělení Equiformes (ve tvaru ocasu);
2) stonek je segmentovaný;
3) listy jsou uspořádány do přeslenu (šupinaté);
4) klásek nesoucí spory na špičce výhonku;
5) 2 – oddělení Krytosemenné (Květoucí);
6) přítomnost květu a ovoce;
7) gametofyt přesliček – prothallus;
8) samčí gametofyt krytosemenných rostlin – pylové zrno (zrnka prachu);
9) samičí gametofyt krytosemenných – zárodečný vak.
23. Určete, do kterých oddílů patří rostliny, jejichž části jsou na obrázku. Jmenujte dvě charakteristiky, podle kterých je lze zařadit do těchto oddělení. Co mají tyto rostliny společného se sexuálním rozmnožováním?
1) č. 1 – oddělení Gymnospermy;
2) jsou hrboly;
3) semena leží otevřená na šupinách (chráněna pouze obalem semen);
4) č. 2 – oddělení Krytosemenné (Květoucí);
5) jsou květiny;
6) jsou ovoce;
Obecná charakteristika pohlavního rozmnožování
7) rozmnožovat se semeny (jsou vajíčka);
8) tvoří pyl (dochází k opylení);
9) oplození nezávisí na vodě (spermie se pohybují po pylové lejce, samčí gamety nejsou schopné samostatného pohybu).
Fotoautotrofní způsob výživy prostřednictvím fotosyntézy se co do rozsahu a významu stal, jak jsme viděli, jedním z hlavních způsobů výživy řas a jiných zelených rostlin. V různých odděleních řas existují druhy, které jsou přísné (povinné) fotosyntézy. Patří sem např. z modrozelených řas Anabaena cylindrica, A. variabilis, Anacystis nidulans, některé kmeny Nostoc muscorum aj.; ze zelené – řada druhů Chlorococcum, některé druhy Chlamydomonas, druhy Xanthophyta jako Polyedriella helvetica a Monodus subterranea; řada kmenů rozsivek.
Mnohé řasy však mají schopnost celkem snadno přejít za určitých podmínek z fotoautotrofního způsobu výživy na asimilaci různých organických sloučenin a provádět heterotrofní či fotoheterotrofní typ výživy nebo tyto způsoby výživy kombinovat s fotosyntézou.
Schopnost růstu na organických médiích ve tmě nebo na světle za nepřítomnosti CO02 byla prokázána u velkého množství druhů patřících mezi modrozelené, zelené, žlutozelené, rozsivky a další řasy.
Jsou známy i formy řas, které jsou auxotrofními organismy a vyžadují exogenní zdroje některých fyziologicky aktivních organických látek, zejména vitamínů B12, B1 a biotinu.
Mnohé řasy, přestože mají schopnost provádět fotosyntézu, tedy nejsou povinnými fotoautotrofními organismy a vyznačují se vysokou plasticitou a širokou škálou typů výživy.
Schopnost řas asimilovat některé organické látky výrazně závisí nejen na chemické povaze těchto látek, ale také na genetických vlastnostech kmene. Například srovnávací studie schopnosti různých druhů a kmenů chlorelly využívat sacharidy, jako je glukóza, galaktóza, manóza, fruktóza, arabinóza, maltóza, laktóza a sacharóza pro heterotrofní růst (ve tmě), ukázala, že nejlepším zdrojem uhlíkem pro většinu plodin je glukóza. Zároveň byly mezi studovanými formami chlorelly nalezeny i kmeny, které rostly na galaktóze mnohem lépe než na glukóze. Řada kmenů efektivně využívala jak glukózu, tak galaktózu. Některé formy využívaly fruktózu přibližně stejným způsobem jako glukózu, ale na médiu s galaktózou rostly několikrát hůře. Manóza, fruktóza, laktóza a sacharóza se ukázaly jako nevhodné zdroje uhlíku pro většinu plodin, i když některé kmeny chlorelly mohly tyto cukry využívat. Stejná rozmanitost vlastností kmenů ve vztahu k jejich schopnosti využívat různé cukry byla zjištěna pro další zelené, stejně jako modrozelené a žlutozelené a některé další řasy.
Acetát, pyruvát a některé další organické kyseliny jsou také vhodné jako organický zdroj uhlíku pro heterotrofní růst řas, i když míra a povaha jejich použití, stejně jako v případě asimilace cukru, závisí na vlastnostech plodin.
Heterotrofní růst řas ve tmě je mnohem pomalejší než autotrofní růst na světle. Při osvětlení řas kultivovaných v médiu, například glukózou, ale bez CO02, je pozorováno zvýšení rychlosti jejich růstu a absorpce glukózy. V tomto případě plodiny přecházejí na fotoheterotrofní typ výživy, kdy se ATP generovaný při fotosyntetických fosforylačních reakcích používá k asimilaci glukózy. Na příkladu řady kmenů Chlorella se ukazuje, že pokud je kulturám pěstovaným na světle na médiu s glukózou poskytnut oxid uhličitý, mohou buňky řas přejít na mixotrofní typ výživy. Rychlost růstu a produktivita takových plodin převyšuje jejich rychlost růstu při autotrofní výživě a přibližně se rovná součtu jejich produktivity při fotoheterotrofní a autotrofní výživě. Přitom se zjevně nejedná o obecný vzorec a poměr různých typů výživy v buňkách řas se může výrazně lišit v závislosti na fyziologických a biochemických vlastnostech kultury a charakteristice organizace intracelulárních regulačních procesů. V důsledku studia cest biochemických přeměn organických látek absorbovaných buňkami různých řas v podmínkách fotoheterotrofní a mixotrofní výživy, jakož i změn v aktivitě chloroplastových a cytoplazmatických enzymů při přechodu z autotrofní na tyto typy výživy se nyní začínají vyjasňovat některé vnitřní mechanismy restrukturalizace metabolismu řas při změně druhu výživy. V některých případech je přechod na fotoheterotrofní výživu spojen s indukcí dalších enzymových systémů, které se podílejí na transformaci organických látek absorbovaných buňkou. Například byla prokázána indukce isocitrátlyázy u Euglena gracilis pod vlivem acetátu. U některých forem chlorelly byla vlivem sacharózy zjištěna indukce invertázy, která štěpí molekulu tohoto cukru na glukózu a fruktózu. Aktivita některých enzymů fotosyntetického aparátu, zejména enzymů Calvinova cyklu, se může poněkud snížit, když kultury řas přejdou na zdroje organického uhlíku. Organické látky absorbované buňkami jsou někdy oxidovány na CO02, který lze později využít při fotosyntéze. Na druhé straně může také docházet k přímému použití zdrojů organického uhlíku: acetátu prostřednictvím cyklu kyseliny glyoxylové, glukózy prostřednictvím hexokinázové reakce. Možnost přímé (nikoli nepřímé fotosyntézou) asimilace uhlíku z organických zdrojů byla prokázána např. u Chlamydomonas mundata a Chlamydobotrys stellata, kdy asimilace acetátu těmito řasami zůstala prakticky nezměněna, když byl fotosyntetický aparát experimentálně vypnut pomocí specifické inhibitory fotosyntézy. Podobný obraz byl pozorován u Chlamydomonas reinhardii: fotosyntetický aparát byl inhibován použitím rifampicinu, specifického inhibitoru syntézy chloroplastové RNA, a růst řas byl podpořen pomocí glukózy.
Kromě využití organických sloučenin jako zdroje uhlíku jsou řasy schopny přejít z asimilace anorganického dusičnanového dusíku na asimilaci organických zdrojů dusíku – močoviny, amidů a některých aminokyselin. Heterotrofní asimilace dusíku – asimilace dusíku z organických sloučenin – byla u řas opakovaně prokázána jako volitelná forma výživy dusíkem.
V tomto případě, stejně jako v případě absorpce sacharidů a organických kyselin, závisí využití aminokyselin řasami výrazně na fyziologických a biochemických vlastnostech kmenů. Bylo prokázáno, že aminokyseliny, jako je arginin, glykol, ornitin, mohou být použity všemi kmeny chlorelly, zatímco alanin, asparagin, serin a cystein mohou být použity pouze některými kulturami. Lysin, valin, histidin, methionin a tryptofan vedly k inhibici růstu některých forem řas.
Jedním z charakteristických rysů některých zástupců modrozelených řas je jejich schopnost obejít se bez vázaných forem dusíku a vázat volný vzdušný dusík podobně jako mikroorganismy fixující dusík.
Rozmanitost a plasticita způsobů krmení řas jim umožňuje mít široký rozsah a zabírat řadu ekologických nik.
Výzkum způsobů výživy řas umožnil zavedení mnoha z nich do průmyslové (masové) kultury.
