TR.ANSPIRACJE I OMOWIC

ZNACZENIE TEGO PROCESU

DLA ROŚLIN

Trampiracja -jest to utrata wody

przez żywą roślinę w skutek

parowania wyróżniamy

transpirację:

a) komplementarną - odbywającą się z

powierzchni zewnętrznej liścia lub

innego organu transpirującego
b) szparkowa i przetchlinkowa
odbywająca się z powierzchni wewnętrznej.

Na transpirację wpływa: światło, temperatura, niedosyt wilgotności powietrza, dostępność wody glebowej, watr, stężenie CO2. Transpiracja na rośliny ma wpływ dodatni i ujemny.

Dodatni:

1. Jest konieczna do uruchomienia
głównego mechanizmu pobierana i
transportu wody w roślinie przy
braku tego procesu woda jest
dostarczana do wszystkich części
rośliny za pośrednictwem ciśnienia
korzeniowego do wszystkich części rośliny

2.Ułatwia pobieranie składników mineralnych z gleby. Wzrost
transpiracji powodujący
intensywniejsze pobieranie wody,
nie zwiększa znacznie pobierania
jonów.

3.Obniża temperaturę organów
transpirujących, w wyniku
zużywania energii cieplnej w formie
ciepła parowania co często chroni
roślinę przed przegrzaniem.
Obniżenie temp. Liścia w wyniku
transpiracji 1 - 4 °C.

4.Intensywna transpiracja
wywołująca okresowe wahania w
zawartości wody w roślinie, a tym
samym zmiany w tyrgorze komórek,
wpływa na wzrost liścia, pędów 1
owoców. Spadek turgoru komórek
ogranicza tempo wzrostu tych
organów co jest korzystne ze
względu na lepsze wykształcenie
tkanek wzmacniających,
mechanicznych, gruba kutikula
grube ściany komórek, odporność na
czynniki chorobowe.

Ujemny:

Zło konieczne powodujące więcej uszkodzeń i przypadków nieodwracalnego więdnięcia roślin niż jakikolwiek inny czynnik, niekorzystnie działający na rośliny.

17. WYJAŚNIĆ WZÓR S = P-T

tS - siła ssąca. P - potencjał osmotyczny, T - turgor)

Woda przemieszcza się z komórki do komórki dzięki różnicy a sile ssącej (S). Komórka o wyższej sile ssącej odciąga wodę z komórki o mniejszej sile ssącej. Może tez przemieszczać się z komórki o większym potencjale osmotycznym (P) do komórki o mniejszym wówczas gdy siła ssąca tej drugiej komórki jest większa. O wymianie wody pomiędzy komórkami decyduje wielkość siły ssącej komórki i otaczającego ją roztworu. Siła ssąca komórki jest modyfikowana przez ciśnienie turgorowe (cT). Powstaje ono w następstwie wnikania cząsteczek wody do wakuoli, która zwiększa swą objętość i poprzez protoplast wywiera nacisk na ścianę komórki. Ciśnienie turgorowe jest równe co do wielkości ciśnieniu wywieranemu przez wnętrze komórki na ścianę komórki. Siła z jaką komórka pobiera wodę z zewnątrz jest zależna od Po i cT komórki. Można to wyrazić wzorem: S = Po- cT (wartość w atmosferach) Si i cT komórki może ulec dużym zmianom w zależności od zawartości w niej wody oraz wielkości Po rnax. Wartości S_s oraz cT równa sie Po. Odnośnie Ss ma to miejsce w komórkach roślin całkowicie zwiędniętych w których cT = 0. Jeśli zaś cT osiąga swą najwyższą wartość równe jest Po (cT = 0 ) przy maksymalnym uwodnieniu komórki i wówczas S_s = 0. Taki stan występuje u roślin wodnych. Potencjał osmotyczny to siła z jaką woda dąży do wyrównania swego potencjału chemicznego po obu stronach plazmolemmy lub jako potencjalne możliwości pobierania wody przez komórkę wynikającą ze stężenia substancji osmotyczne czynnych w protoplazmie.

18. OKREŚLIĆ TRANSPIRACJĘ KUTIKULARNA I SZPARKOWA.

omowic WPŁYW czynników

FIZYCZNYCH I BIOLOGICZNYCH NA TRANSPIRACJĘ

Transpiracja kantikutarna - to parowanie wprost z zewnętrznej powierzchni liścia czyli ze skórki pokrytej kutikulą, która powieka liść. W skład kutikuli wchodzą trzy substancje: celuloza, wosk i kutyna, wykształcona w postaci płytek ułożonych obok siebie lub nad sobą. Warstwa kutikuli jest w zasadzie nieprzenikliwa dla gazów 1 wody, ale wykazuje zdolności pęcznienia, głównie ze względu na hydrofilowe właściwości celulozy. Napęczniała kutikula oddaje część wody do atmosfery w postaci pary wodnej i wysysa jednocześnie nowe ilości wody z

komórek skórki. Natężenie transpiracji kutikularnej zależy przede wszystkim od grubości kutikuli. U roślin stanowisk wilgotnych mających cienką warstwę kutikuli, transpiracja kutikularna nie ustępuje szparkowej, czasem ją przewyższa. U sukulentów i innych roślin miejsc suchych transpiracja szparkowa praktycznie nie występuje. Młode liście mają stosunkowo wysoką transpirację kutikularną, która w miarę starzenia się liści ulega zmniejszeniu. Nawet u roślin jednego i tego samego gatunku poszczególne liście różnią się od siebie intensywnością transpiracji kutikularnej. Liście rosnące w pełnym świetle słonecznym mają grubą kutikulę Rośliny rosnące w cieniu po przeniesieniu na słońce, uszkadzają się z powodu nadmiernych strat wody. Zachodzi to gdy szparki są zamknięte. Transpiracja przez kutikulę ok. 5 -20% wody.

Transpiracja szparkowa - to proces złożony z dwóch ze sobą związanych etapów: a) parowania H₂O z powierzchni wewnętrznej, tzn. z komórek miękiszu gąbczastego i palisadowego.

b) dyfuzji powstałej pary wodnej na zewnątrz. Intensywność tej transpiracji oblicza się w pewnych przypadkach szybkości parowania ze swobodnej powierzchni wody, tej samej wielkości i kształtu co liść pomimo, że rozwarte aparaty szparkowe zajmują 1 - 5% całej powierzchni liścia. Jest tak z dwóch powodów:

• rzeczywista powierzchnia
  parowania - wilgotne i cienkie ściany komórkowe mezofilu jest
  wielokrotnie większa od
  powierzchni liścia przewyższa
  zewnętrzną 7 -30x

• dyfuzja intensywnie powstającej
  pary wodnej przez olbrzymią liczbę
  drobnych szparek przebiega
  szybciej. Nagromadzona w
  przestworach komórkowych para
  wodna dyfunduje przez szparki na
  zewnątrz, które się otwierały lub
  zamykają, hamując dyfuzję 1
  transpirację

Czynniki fizyczne wpływające na proces transpiracji szparkowej: -światło powoduje otwieranie szparek, umożliwia wnikanie do wnętrza liścia CO2 niezbędnego do fotosyntezy. W ciemności gdy fotosynteza nie zachodzi, szparki zamykają się chroniąc roślinę przed nadmierną utratą wody.

• CO2- zawartość wody w liściu

• temperatura

• regulatory wzrostu.
  Transpiracja szparkowa zachodzi w
  dzień, ok.80%

19.WZGLĘDEM MORFOLOGICZNYM, ANATOMICZNYM I FIZJOLOGICZNYM HYGROFITY

I KSEROFITY

Hygrofity - rośliny terenów obfitujących w wodę glebową i o dużej wilgotności powietrza. Należą tu rośliny wilgotnych klimatów zwrotnikowych oraz roślinność niektórych stale wilgotnych terenów

Klimatu umiarkowanego - szczawik zwyczajny. Wytwarzają duże gąbczaste tkanki (arenchynry \ którymi tlen dyfunduje z części nadziemnych do części podziemnych lub podwodnych. Nie transpirują nadmiernie mają mało dużych szparek.

- liść - cienka skórka, brak kutneru i
nalotu nie ma

nadmierną transpiracją

• u roślin wodnych aparaty
  szparkowe tylko od strony górnej.

• zawartość soku komórkowego i
  jego potencjał jest mały, me muszą
  zdobywać wody

• bardzo wrażliwe na odwadnianie.
  Kserofity - rośliny zdolne do znoszenia okresów suszy, rosną na
  terenach gdzie opady występują
  rzadko. Wykształciły rożne
  mechanizmy przystosowawcze,
  umożliwiające bytowanie w tego
  rodzaju warunkach:

• mają ograniczoną transpirację:
  małe liście lub zredukowane do
  kolców,

• gruba kutikula z nalotem
  woskowym,

• gęsty kutner na liściach,

• zwijają się liście przy deficycie
  wody,

• gromadzenie wody w specjalnych
  tkankach.

• fotosyntetyczną funkcję liści
  zastępuje łodyga,

• system korzeniowy silnie
  rozwinięty

• silnie rozwinięte tkanki
  mechaniczne, liście me więdną,

• mają wysoki potencjał osmotyczny
  w soku komórkowym, który może
  wynosić od 10 do 20 MPa.

20. OMÓWIENIE SZYBKOŚCI PRZEWODZENIA WODY W ROŚLINIE UWZGLĘDNIAJĄC CZYNNIKI 3'fOLOGICZNE I FIZYCZNE WPŁYWAJĄCE NA

TEN PROCES

Znaczenie siły, z jakimi transpirujące komórki mezofilu liściowego pobierają wodę z naczyń lub cewek, sprawiają że transport wody w łodydze odbywa się często ze znaczną szybkością. Zależy ona nie tylko od intensywności transpiracji, ale również od budowy anatomicznej systemu przewodzącego i oporów występujących na drodze wody przez żywe komórki korzenia. Naczynia tworzą o wiele bardziej przepustowy i sprawniejszy system przewodzący niż cewki, mimo znacznego zróżnicowania średnicy komórek naczyniowych u różnych gatunków roślin. Maksymalne szybkości przewodzenia wody w części pędowej (w m - n⁵)

-pnącza 100- 150

-rośliny zielne 10 - 60

• drzewa liściaste 4 - 44

• drzewa szpilkowe I -1,4
  -mchy 12-2

• krzewy 1 -o

Szybkość pobierania i transportu zależy od: warunków zewnętrznych; szybkość pobierania przez korzeń zależy od:

- stężenia roztworu glebowego
- ilości wody

• temperatury gleby

-natlenienia gleby

Gleby zimne - większa lepkość -trudniej jest pobierana w temp 0 °C

Dla warzyw w warunkach 10 °C pobieranie wody jest utrudnione.

21.KOMURKI WARTOŚĆ OSMOTYCZNA. TURGOR ORAZ JAKIM WAHANIOM MOGĄ TE

PA RAMETR Y ULEGA C

Siła ssąca - siła z jaką woda będzie wnikać do komórki nazywamy siła ssącą komórki (S), wyrażamy ją w atmosferach.

Turgor - stan napięcia ścian komórkowych. W przypadku gdy roztworem zewnętrznym będzie czysta woda, maksymalne napięcie ściany komórkowej będziemy nazywać turgorem maksymalnym.

Ciśnienie osmotyczne - to ciśnienie

które równoważy osmotyczne / przenikanie wody. Jeżeli komórka jest całkowicie pozbawiona turgoru (cT = 0\ to S = Po. Czyli siła ssąca komórki osiąga swą wielkość maksymalną, równą potencjałowi osmotycznemu soku, natomiast objętość komórki jest wtedy najmniejsza. Taki stan występuje u roślin całkowicie zwiędniętych. Jeśli Turgor osiągnął swą maksymalną wielkość (cT = Po) to w takim wypadku siła ssąca komórki jest równa zero. (Po - cT = 0). Taki stan występuje u roślin wodnych całkowicie zanurzonych w wodzie. W normalnych warunkach komórki roślin lądowych w skutek strat wywołanych transpiracja (parowaniem) nie osiągają pełnego turgoru, a ich siła ssąca (S = Po - cT) powoduje pobieranie wody z gleby.

22. WYJAŚNIĆ DLACZEGO
KOMÓRKĘ ROŚLINNĄ MOŻNA
NAZWAĆ OSMOTYCZNA
Według hipotezy osmotycznej
korzeń zachowuje się jak osmometr.
w którym woda dyfunduje z mniej
stężonego roztworu glebowego,
przez selektywnie przepuszczalne
warstwy cytoplazmy do bardziej
stężonego roztworu w naczyniach
korzenia.

Osmoza jest procesem fizycznym, który nie wymaga dopływu energii metabolicznej, wymaga jednak różnicy stężeń. Różnica ta jest podtrzymywana, ponieważ komórki miękiszu walca osiowego "aktywnie* wydzielają do naczyń elektrolity tub inne związki. Wydzielanie to wymaga energii oddychania tlenowego i z tej przyczyny istnieje ścisły związek pomiędzy dostępem tlenu, a aktywnym pobieraniem wody. Przy braku różnicy stężeń, korzeń nie może funkcjonować jako osmometr.

23. OMÓWIĆ METODY BADAŃ

NAD . WYMAGANIAMI POKARMOWYMI ROŚLIN Niezbędność poszczególnych mineralnych składników pokarmowych dla roślin bada się przy użyciu sztucznych kultur. Metoda ta polega na hodowli roślin w specjalnie sporządzanych podłożach (sztucznych) np. wodnych lub piaskowych. Rodzaje sztucznych kultur

1. Kultury wodne- polegają na
   hodowli roślin w pożywkach
   płynnych, dostosowanych
   zawartością do potrzeb
   pokarmowych roślin. Rośliny hoduje
   się w specjalnych naczyniach, które
   zaopatrzone są w odpowiednie
   nakrywki z otworami, w których
   umieszczone są wykiełkowane
   nasiona roślin. Warunkiem
   pomyślnej wegetacji jest
   przewietrzanie pożywki. Korzenie
   pobierają z pożywki sole mineralne,
   dlatego co pewien czas należy
   regulować poziom soku w pożywce.

2. Kultury wazonowe- podłożem
   dla roślin jest pasek, gleba,torf
   żwir, Rośliny hoduje się w
   glinianych wazonach. Pożywkę
   dostarcza się przez podlewanie lub
   wkraplanie. Roztwór pożywki
   powinien być dostarczony do
   wymagań roślin. Pożywka powinna
   odznaczać się odpowiednim
   odczynem, stężeniem,
   zbalansowaniem i w odpowiednich
   proporcjach zawierać składniki
   odżywcze, a sumy elektrocheniczne
   kationów i anionów winny być sobie
   równe.

3. Kultury hydroponiczne - uprawa
   roślin w basenach. Baseny
   napełniane są do dwóch trzecich
   pożywką, nad powierzchnią jej

Ściółce znajdują się otwory do wentylacji, uzupełniania pożywki, pomiaru pH i temperatury. Dolne partie korzeni zanurzone są w wodnym roztworze pożywki, a większe ich części wraz z szyjką korzeniową znajdują się w ściółce.

4. Metoda izotopowa -zastępowanie częściowo atomów składnika pokarmowego w środowisku odżywczym roślin -radioaktywnym. oraz śledzenie, lokalizacja izotopu w tkankach roślin i oznaczenie tego stężenia za pomocą licznika Gergera.

2J. PRZEDSTA WIC MECHANIZM POBIERANIA SKŁADNIKÓW MINERALNYCH

PRZEZ ROŚLINY

System korzeniowy roślin pobiera z gleby wodę oraz substancje mineralne. Oba te procesy przebiegają w zasadzie niezależnie od siebie, świadczy o tym różnica w składzie mineralnym roślin i gleby, roztworu glebowego. różnica ta jest wywołana wybiórczością korzeni polega ona na tym, że korzenie mają zdolność wybierana z gleby substancji w sposób niezależny od pobierania wody. W korzeniu można wyróżnić pięć stref, różniących się budową i właściwościami fizjologicznymi. Nie jest do końca jednak zbadane, która strefa odgrywa zasadniczą rolę w procesie pobierania substancji mineralnych. Doświadczenia. które były w tym celu prowadzone wykazują, ze wszystkie komórki stref korzeni mogą pobierać substancje mineralne, szczególnie dużo wiąże strefa merystematyczna. Nie jest ona najbardziej znacząca strefą w dostarczaniu substancji mineralnych roślinie, gdyż pochłonięte substancje przez strefę merystematyczną zużywane są na własne jej potrzeby nie przekazując nic do organów nadziemnych. Zasadniczą natomiast rolę w zaopatrywaniu tych organów w substancje mineralne odgrywa strefa włośnikowa. Stanowi ona strefę najbardziej aktywną w procesie pobierania różnych związków (wody, soli mineralnych) ze środowiska zewnętrznego. Oprócz korzeni substancje mineralne mogą pobierać także liście. Pozwala to na stosowanie w praktyce rolniczej tzw. nawożenia dolistnego, polegającego na skraplaniu liści roślin rozcieńczonym roztworem soli mineralnych, zwykle z dodatkiem detergentu, czyli środka zwiększającego przyczepność roztworu (obniżającego napięcie powierzchniowe). Metoda ta ma znaczenie przy nawożeniu roślin już wyrośniętych, szczególnie wtedy, gdy wskutek braku pewnych mikroelementów, występują u tych roślin objawy niedoboru. Metoda nawożenia dolistnego znajduje tez zastosowanie w połączeniu ze środkami ochrony roślin. Dostarczone tym sposobem substancje mineralne wnikają do liścia przez kutikulę, skórkę, albo przez otwarte szparki i w mezofilu wtaczają się w metabolizm rośliny .Pobieranie substancji mineralnych jest procesem niezwykle skomplikowanym, który przebiega z udziałem sił fizykochemicznych i metabolicznych. Korzenie mogą pobierać zarówno jony, jak i całe cząsteczki mineralne oraz organiczne. Zasadniczą rolę w procesie odżywiania mineralnego odgrywa pobieranie jonów. Dyfuzja jonów w tkance korzenia -ściany komórkowe zbudowane są z celulozy i pektyn, Istniejące w ścianach mikropilary, czyli przestrzenie między rmcełann. umożliwiające dyfuzję wody oraz jonów, odległość konieczna. Między sąsiednimi micelami celulozy i pektyn, przewyższają znaczne rozmiary jonów. Najczęściej jony dufundują swobodnie w głąb korzenia wzdłuż ścian komórkowych nasyconych wodą.. Nie mogą one jednak dyfundować, równie sąsiednie przez plazmolemmę do cytoplazmy. W skład plazmolemmy wchodzą bowiem cząsteczki lipidów a odległość pomiędzy ich

---