29) Istota procesu fotosyntezy u roślin, fazy fotosyntezy. Czynniki środowiskowe wpływające na proces fotosyntezy. Rola światła

u roślin. Czynniki wpływające na proces kiełkowania nasion. Typy kiełkowania nasion. Ruchy roślin, przykłady.

1) Istota procesu fotosyntezy u roślin, fazy fotosyntezy.

Fotosynteza- (fotos-światło, syntezie- składania) proces powstawania związków organicznych z CO2 i najczęściej wody przy

udziale energii świetlnej z równoczesnym wydzieleniem tlenu cząsteczkowego.

Istotą fotosyntezy jest wytwarzanie materii organicznej. Rezultatem fotosyntezy jest produkcja związków organicznych.

Produkty tego procesu stanowią podstawowy materiał odżywczy nie tylko dla roślin, ale także dla mikroorganizmów całego

świata i dla człowieka. Fotosynteza warunkuje autotroficzność roślin, co odróżnia świat roślinny od zwierzęcego.

Fazy fotosyntezy:

a) faza reakcji fotochemicznych (faza świetlna), dochodzi do wytworzenia siły asymilacyjnej

- wymaga światła

- obejmuje dwie fosforylacje:

1) cykliczna (produkt ATP)

2) niecykliczna (produkt: ATP, NADPH), zachodzi fotoliza wody

Procesy fazy jasnej zachodzą równocześnie i są ze sobą sprzężone.

b) faza reakcji enzymatycznych (faza ciemna)

- nie wymaga światła

-zużywane są produkty fazy świetlnej (ATP, NADPH),

U większości roślin lądowych faza ciemna związana jest z funkcjonowaniem cyklu Calvina- Bensona, który dzieli się na trzy

etapy (karboksylacja, redukcja, regeneracja),

2) Czynniki środowiskowe (egzogenne) wpływające na proces fotosyntezy:

a) światło- podstawowy czynnik wpływający na wydajnośc fotosyntezy (szczególnie fazy ciemniej). Intensywnośc procesu

fotosyntezy zależy zarówni od barwy swiatła jak i jego intensywności (nateżenia). Do pewnego momentu wzrost natężenia światła

wzmaga tempo fotosyntezy, jednak nadmierne oświetlenie powoduje zahamowanie tego procesu- głównie przez utlenianie

chlorofilu w fotosystemach,

b) temperatura- wpływa głównie na fazę ciemną fotosyntezy, ze względu na dużą liczbę enzymów biorących udział w cyklu

Alvina, im niższa temp. Tym mniejsza intensywność fotosyntezy, a w wyższej temp. Intensywność procesu będzie rosła, jednak

po przekroczeniu optimum (ok.20-35C dla większości roślin) nastąpi szybki jej spadek,

c) stężenie CO2- jest on jednym z substratów fotosyntezy. IM więcej dwutlenku węgla dostarczymy roślinie tym szybciej

fotosynteza będzie zachodzić,

d) ilośc wody- ma wieloraki wpływ na intensywność fotosyntezy,jest substratem tego procesu. Wpływa na uwodnienie komórek

aparatów szparkowych, a tym samym na ich otwieranie i zamykanie. Brak wody silnie hamuje fotosyntezę,powoduje również

zamykanie aparatów szparkowych i tym samym ograniczenie dostępności CO2 do fotosyntetyzujących komórek,

e) pierwiastki mineralne- istotny wpływ wywiera na fotosyntezę odżywianie mineralne, np. niedobór pierwiastków mineralnych

jak Fe, Mg czy N hamuje syntezę chlorofilu, cytochromów i nukleotydów, bez których fotosynteza nie może przebiegac.

Niedostatek K, Mn i Cl,ogranicza aktywnośc enzymów ważnych dla fotosyntezy.

3) Rola światła u roślin

- przez fotosyntezę światło warunkuje wytwarzanie związków organicznych będących materiałem budulcowym i energetycznym,

- światło jest również czynnikiem indukcyjnym, który działa nie jako źródło energii, lecz jako sygnał w regulacji wzrostu roślin.

Poszczególne organy rośliny różnie reagują na działanie światła. Silne światło, bogate w promienie fioletowe i ultrafioletowe

wpływa hamująco na wzrost roślin (np. rośliny wysokogórskie), światło rozproszone i słabe pobudza pędy do szybkiego wzrostu i

wydłużania (np. wysokie drzewa w lasach).

4) Czynniki wpływające na proces kiełkowania nasion:

a) zewnętrzne- temperatura, wilgoć, światło, tlen

b) wewnętrzne- budowa łupiny, inhibitory, stan zarodka

5) Typy kiełkowania nasion:

a) kiełkowanie nadziemne (epigeiczne)

- dynia, cebula, fasola, rośliny szpilkowe

- wydłuża się hipokotyl (częśc podliścieniowa zarodka) który wynosi liścienie nad powierzchnię gleby

- liścienie są mięsiste, gromadzą materiały zapasowe i po wydostaniu się na powierzchnię kiełkują i początkowo pełnią funkcę

organu asymilacyjnego,

b) kiełkowanie podziemne (hipogeiczne)

- wydłuża się epikotyl (część nadliścieniowa), czerpiący początkowo materiał zapasowy z liścieni, które pozostają w łupinach

nasiennych, groch, dąb,

6) Ruchy roślin, przykłady

Taksje są ruchami wyraźnie ukierunkowanymi odpowiednimi bodźcami, np.

• Światłem (fototaksja)
• Substancjami chemicznymi (chemotaksja)
• Temperaturą (termotaksja)

Tropizm - ruchy organów roślinnych o wyraźnie kierunkowym charakterze – ściśle związane z kierunkiem działania bodźca.

Polegają głównie na wyginaniu organów w kierunku bodźca ( lub w tropizm dodatni „+” stronę przeciwną tropizm ujemny „-” ).

Organ może również ustawić się pod pewnym kątem do kierunku działania bodźca – jest to plagiotropizm.

Fototropizm – reakcja ruchowa rośliny na jednostronne oświetlenie. Wykazują go przede wszystkim łodygi i liście, ale i również

korzenie. Jednostronne oświetlenie zmienia stężenie auksyn po obu stronach rośliny. Wg jednej z koncepcji przemieszczają się

one ze strony oświetlonej na stronę zaciemnioną, wg innej – pod wpływem światła ulegają rozkładowi. W konsekwencji

zaciemniona strona rośliny staje się zasobniejsza w auksyny. W wypadku łodygi skutkuje to szybszym wzrostem w tej właśnie

strony i wygięciem łodygi w kierunku światła. W wypadku korzenia wygina się on w przeciwną stronę, do kierunku padania

światła.

Geotropizm - ukierunkowany ruch roślin wywołany przyciąganiem ziemskim; dodatni geotropizm wykazują korzenie zwrócone w

kierunku wnętrza ziemi, natomiast ujemny pędy nadziemne.

Tigmotropizm – reakcja na bodziec dotykowy. Występuje u roślin, które dzięki wąsom czepnym potrafią umocowywać się i

wspinać ku światłu wykorzystując w tym celu podporę. Ucisk ze strony podpory powoduje przemieszczenie auksyn na przeciwną

stronę – rośnie ona szybciej i pęd owija się wokół podpory.

Chemotropizm – reakcja ruchowa na czynnik chemiczny

Nastie- są ruchami organów roślinnych, niezależnymi od kierunku działania bodźca – zależą od budowy organów, wynikają

głównie z konstrukcji biologicznej rośliny

Sejsmonastie – ruchy wywołane działaniem bodźca mechanicznego, na przykład wstrząsu czy dotyku

Nyktinastie – ruchy senne roślin, ruchy organów roślinnych, wywołane rytmicznymi zmianami okresów światła i ciemności (dnia

i nocy), powodujące podnoszenie się i opadanie liści, płatków kwiatowych, pręcików

Termonastia – ruch organów roślinnych jest wywołany zmianami temperatury

Wylądowanie owada na powierzchni liścia rosiczki okrągłolistnej wywołuje podrażnienie – sejsmonastię włosków gruczołowych.

Jednocześnie związki azotowe znajdujące się w ciele owada pobudzają włoski do produkcji soków trawiennych – zachodzi

chemonastia. Kiedy jeszcze liść rosiczki zawija się nad ofiarą, szczelnie ją otulając, zachodzi chemotropizm