Fizjologia roślin- nauka o objawach życia roślin, obejmuje procesy zachodzące w roślinach, mechanizmy regulacji zachodzące w tych roślinach, efektem procesów zachodzących w roślinach od momentu kiełkowania do wydania nasion.
Podstawa przyrodniczego wykształcenia- sukcesy w uprawie, doskonalenie żywienia mineralnego, fizjologia rozwoju i plonowania, reakcja na bodźce i czynniki środowiska, przy udziale światła dochodzi do wzrostu i rozwoju roślin.
Skład chemiczny rośliny:
a)metabolity pierwotne- wszystkie te związki które są niezbędne do funkcjonowania komórki na każdym etapie jej wzrostu (węglowodany, tłuszcze, białka, kwasy nukleinowe)
Funkcje:
-budulcowa-celuloza buduje ścianę komórkową, białka budują błonę cytoplazmatyczną, fosfor i glikozydy budują błony (chemiceluloza i lignina)
-materiały zapasowe- węglowodany, białka, tłuszcze (są w nasionach i pąkach)
-funkcja transportowa- asymilaty (są transportowane przez floem)
-funkcja regulacyjna- białka enzymatyczne
Metabolity wtórne- wtórne substancje swoiste, nie muszą występować w każdej komórce tylko są gromadzone w wybranych jej częściach np.: barwniki, antocyjany, olejki eteryczne, alkaloidy, związki fenolowe, barwniki plastydowe (chlorofil i karoten)
Węglowodany:
Polisacharydy- glutany: skrobia i celuloza. W przypadku skrobi cząsteczki glukozy wiązane są wiązaniem alfa, w celulozie występuje wiązanie beta.
W roślinie skrobia występuje w 2 postaciach:
a)skrobia asymilacyjna- jest końcowym efektem procesu fotosyntezy, jest to forma w liściach,
b)skrobia zapasowa- występuje w nasionach i ziarniakach, w organach zapasowych.
Wykorzystanie skrobi odbywa się na zasadzie hydrolizy i fosforolizy:
Hydroliza skrobi- dotyczy skrobi zapasowej, jest to proces enzymatyczny, dzieje się z udziałem amylaz. Enzymy wykazują tylko w przypadku silnego uwodnienia. Produktem hydrolizy są cząsteczki dwuglukozowe (maltoza).
Fosforoliza skrobi- łańcuch skrobiowy skraca się o jedną cząsteczkę glukozy. W tym procesie bierze enzym fosforylaza glukanowa, do tej cząsteczki glukozy dołącza się aktywny fosforan. Jest cząsteczką wyjściową do syntezy sacharozy, w formie sacharozy odtransportowane asymilaty.
Sacharoza jest to dwucukier zbudowany z cząsteczki fruktozy i glukozy.
2 cechy sacharozy:
-jest małą cząsteczką i dobrze rozpuszczalną w wodzie
-cukier jest niskocząsteczkowym i nie jest aktywny chemicznie.
Tłuszczowce i ich rola:
-pełnią funkcję zapasową
-budują błony cytoplazmatyczne
Białka- ekstensyny ścian komórkowych, białko występuje w ścianie komórkowej, decyduje o rozciągliwości ściany komórkowej
-białko enzymatyczne i budulcowe- błony cytoplazmatyczne
-białko zapasowe- alguniny, globuminy, gluten
Optymalna temperatura dla fotosyntezy to 20-25 stopni C, a dla oddychania 30-35 stopni C.
Jeżeli roślina rośnie w niedoborze wody uruchamia aparat szparkowy (przymyka je), chroni to roślinę przed utratą wody i utrudnia dostęp dwutlenku węgla. Ogranicza to proces fotosyntezy.
Oddychanie- istotą tego procesu jest dostarczanie energii metabolicznej w postaci ATP co jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania rośliny.
Typy procesów oddychania:
-oddychanie beztlenowe
-oddychanie tlenowe-jest typowym oddychaniem dla organizmów wyższych
Etapy oddychania (aktywna cząsteczka acetylo-koenzym A)
I etap-jets etapem beztlenowym
II etap Krebsa- reakcje odwodorowania związków
III etap- istotą tego oddychania jest przenoszenie oderwanych wodorów przez kolejne przenośniki. Towarzyszą temu przenośniki energii ATP.
Rola tlenu w oddychaniu- wyłapywanie tlenu wędrującego z przenośnikami energetycznymi.
Wytwarzanie energii w łańcuchu mitochondrialnym inaczej nazywa się fosforybacją oksydacyjną, dlatego że dochodzi tam do wytworzenia cząstek ATP za pomocą wiązania wysokoenergetycznego przez resztę kwasu fosforowego.
Wykorzystanie energii zgromadzonej w postaci ATP:
-do pracy chemicznej-wszystkie syntezy chemiczne
-do transportu jonów (transport tylko aktywny przez błony mitochondrialne), wody (wtedy kiedy występuje parcie korzeniowe), asymilatów (wszystkie asymilaty wymagają ATP do swojego transportu, transport odbywa się w formie sacharozy)
-do pracy mechanicznej- do jej ruchów
-część energii jest wyzwalana w formie ciepła, ponieważ efektywność oddychania nie jest efektywna. Jest około 40-50% utraty ciepła.
Substraty oddechowe:
-substraty cukrowe (węglowodany) głównie glukoza
-związki tłuszczowe. Są wysokoenergetyczne. Rozkładają się do związków dwuwęglowych.
-białka.
Oddychanie roślin oleistych wymaga większej ilości tlenu.
Roślina a oddychanie beztlenowe- okresowo może ono u roślin zachodzić. Wytwarza się toksyczny etanol i jest mało energetyczne.
Natężenie oddychania w roślinie jest odbiciem intensywności procesów metabolicznych w roślinie. Im większa intensywność wzrostu tym większa intensywność oddychania.
Zjawiska fizyczne związane z gospodarką wodną:
Dyfuzja-swobodny ruch fazy rozproszonej (substancja rozpuszczona) względem rozpuszczalnika. Zjawisko dyfuzji dotyczy substancji gazowych. Dyfudować mogą substancje w obrębie wakuoli.
Osmoza-przemieszczanie się wyłącznie rozpuszczalnika pomiędzy dwoma roztworami rozdzielonymi między sobą błoną półprzepuszczalną. Osmoza dotyczy przemieszczania się wody pomiędzy komórkami. Jest podstawą ruchu wody pomiędzy poszczególnymi komórkami.
Pęcznienie w roślinie-jest procesem fizycznym, polega na uwodnieniu koloidów hydrofilnych. Jest zależne od grup hydrofilnych w koloidach. Grupy hydrofilne są to wszystkie grupy poza grupami CH (hydrofobowe).
Znaczenie pęcznienia- pęcznienie koloidów występuje jako materiały zapasowe w nasionach.