Metabolity pierwotne i wtórne – podział i ich rola w roślinie.
METABOLITY PIERWOTNE
Są to związki występujące w każdym żywym organizmie, także roślinie, pełniące podstawową rolę w przemianach warunkujących procesy życiowe. Należą tutaj związki wielkocząsteczkowe, jak:
Kwasy nukleinowe
Białka
Lipidy
Polisacharydy
Cukry proste
Kwasy organiczne
Aminokwasy
Porfiryny
Są to substancje energetyczne, budulcowe i zapasowe.
METABOLITY WTÓRNE
To zróżnicowane grupy swoistych związków chemicznych wytwarzanych przez różne rośliny, niejednokrotnie w dużych stężeniach. Należą tutaj substancje jak:
Terpenoidy – udział w przenoszeniu elektronów i protonów (ubichinony, plastochinony), barwniki fotosyntetyczne (karotenoidy), składniki błon, hormony, zwabiają zwierzęta przenoszące pyłek lub rozsiewające nasiona, rola ochronna przed patogenami, odstrasza zwierzęta roślinożerne
Sterole – elementy strukturalne niektórych błon, w połączeniu z cukrami tworzą glikozydy. Substancje ochronne.
Garbniki/Taniny – ochronna, wyt trucizn, mogą hamować wzrost i rozwój innych roślin w najbliższym otoczeniu
Alkaloidy – zawierają azot, substancje chroniące przed infekcją mikroorganizmów, czynniki odstraszające zwierzęta roślinożerne ze względu na toksyczność i gorzki smak. Występują gł u roślin zielnych.
Żywice – ochronna przed patogenami
Fenole – rola ochronna przed infekcją mikroorganizmów.
Dyfuzja prosta i osmoza jako szczególny przypadek dyfuzji – zjawiska zachodzące w osmometrze, roztwory Izo-, hypo- i hipertoniczne, turgor, siła ssąca, ciśnienie osmotyczne.
Dyfuzja prosta - proces mieszania się ze sobą cząsteczek spowodowany ich przypadkowymi ruchami, wzbudzonymi termicznie. W wyniku tych ruchów dochodzi do przypadkowego, lecz postępującego przemieszczania się substancji ze środowiska, w którym stężenie tej substancji jest większe do środowiska, w którym stężenie jest mniejsze tzn zgodnie z ujemnym gradientem stężenia substancji. Zapewnia sprawne przemieszczanie się substancji na krótkich dystansach (w obrębie przedziałów komórkowych). Ustaje w wyniku wyrównania się stężeń po obu stronach błony, czyli w momencie ustalenia stanu równowagi dynamicznej.
Osmoza – niezależne od nakładu energii, spontaniczne przemieszczanie się wody przez błony zgodnie z gradientem stężenia wody po obu stronach błony. Błony komórek są selektywnie przepuszczalne tzn pozwalają na przemieszczanie się wody i innych drobnych cząsteczek pozbawionych ładunku, np. dwutlenku węgla.
Roztwór izotoniczny – r-r o takim samym stężeniu i wywierający takie samo ciśnienie osmotyczne jak badany r-r.
Roztwór hipertoniczny – r-r wykazujący wyższe ciśnienie osmotyczne, a tym samym wyższe stężenie w stosunku do badanego r-ru.
Roztwór hipotoniczny – r-r o mniejszym stężeniu, wywierający niższe ciśnienie osmotyczne w stosunku do badanego r-ru.
Siła ssąca - zdolność komórki do pobierania wody na drodze osmozy; s. s. k. (ψ) zależna jest od potencjału wody soku komórkowego zawartego w wodniczkach (ψsk, o którym decyduje głównie jego stężenie), o wartości ujemnej, oraz od potencjału (ciśnienia) turgorowego (ψt), czyli stopnia napięcia ściany komórkowej, który może być dodatni lub równy 0; można to wyrazić równaniem: ψk = ψsk + ψt; komórka może pobrać wodę, gdy jej ψk ma wartość ujemną.
Turgor – stan jędrności żywej komórki lub tkanki spowodowany wysyceniem wodą, umożliwiający utrzymanie kształtu i określonej pozycji przez roślinę lub narząd, nie posiadający dobrze wykształconej podtrzymującej tkanki mechanicznej.
Turgor zależy od ciśnienia turgorowego – ciśnienia wywieranego przez protoplast na ścianę komórkową. Ciśnienie turgorowe zależy od potencjału osmotycznego soku wakuolarnego oraz od właściwości fizykochemicznych ściany komórkowej.
Ciśnienie osmotyczne – to ciśnienie, które trzeba by przyłożyć aby przeciwdziałać przepływowi wody przez błonę półprzepuszczalną zgodnemu z gradientem potencjałów chemicznych: z ośrodka zawierającego czystą wodę do ośrodka zawierającego r-r wodny. Ciśnienie osmotyczne r-ru wzrasta wraz z temp i liczbą rozpuszczonych w wodzie cząsteczek (n), które dalej nie dysocjują. Zgodnie z regułą Van’t Hoffa ciśnienie osmotyczne rozcieńczonego r-ru jest równe ciśnieniu, jakie wywierałaby dana substancja w stanie gazowym w tej samej temp i objętości. Wzór:
n-liczba moli
R- stała gazowa
T- temperatura ∏=$\frac{\text{nRT}}{V}$
V- objętość
Cs- osmolonalność r-ru
Dyfuzja prosta, ułatwiona i transport aktywny w ujęciu termodynamicznym: prawa Ficka, potencjał chemiczny, potencjał elektrochemiczny, równanie Nernsta, równanie Goldmana, pompa jonowa (protonowe i wapniowa), kanały jonowe (anionowe, kationowe), akwaporyny, nośnik błonowy.