FIZJOLOGIA ROŚLIN wykład 2

Obecności podwyższają ocenę :D

Gospodarka wodna

H2O jest cząsteczką polarną dzięki temu może tworzyć wiązania ( mostki wodorowe) pomiędzy sobą, z innymi cząsteczkami polarnymi lub cząsteczkami obdarzonymi ładunkiem

Paradoksalnie prostota w budowie cząsteczki wody jest przyczyną jej wyjątkowych właściwości

Kohezja – wysoka spoistość wewnętrzna

Adhezja – przyciąganie pomiędzy cząsteczkami innych substancji

Właściwe zaopatrzenie komórki w wode ma zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania każdego organizmu

- woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem i dlatego jest konieczna do przebiegu wszelkich reakcji chemicznych

- związki jonowe KCL rozpuszczają się w wodzie dzięki interakcją między jonami i dipolami wody

- woda uwadnia makromolekuły tworząc wokół nich tzw. Otoczki wodne, co warunkuje utrzymanie właściwej konformacji przestrzennej co decyduje o właściwym funkcjonowaniu

- woda w zamkniętej przestrzeni komórki bd wywierała siłę fizyczną – ciśnienie hydrostatyczne, które:

-decyduje o kształcie komórek

-jest siłą decydująćą o powiększaniu powierzchni komórki czyli jej wzroście

Transport jest tylko i wyłącznie bierny, nigdy aktywny i odbywa się na zasadzie osmozy

Osmoza obejmuje:

-a dyfuzje prostą wody przez dwuwarstwę lipidową

-dyfuzję ułatwioną poprzez specyficzne kanały białkowe, zwane akwaporynami

Klasy akwaporyn roślinnych:

-PIP – plazmolema

-TIP – tonoplast

Akwaporyny – budowa

Działają na zasadzie fosforylacji i defosforylacji

Transport przez błony plazmatyczne ( OSMOZA)odbywa się zgodnie z gradientem potencjału chemicznego wody(dyfuza)

W fizjologii zamiast potencjału chemicznego mówi się tylko potencjał i jest wartością potencjału chemicznego wody podzieloną przez objętość molową wody

Potencjał wody jest miarą energii swobodnej wody w jednostce objętości, może też byś=ć wyrażany w jednostkach ciśnienia

Potencjał wody zależy od stężenia substancji osmotycznie czynnych ,ciśnienia hydrostatycznego, siły grawitacji i sił inhibicyjnych. Dwie pierwsze wartości są najważniejsze.

Potencjał osmotyczny jest zawsze ujemny a drugi dodatny.

Potencjał inhibicyjny – pęcznienie koloidów.

Zmiana potencjału chemicznego wody względem wody czystej określa potencjał osmotyczny, roztworu, który powstaje na skutek obniżenia potencjału wody poprzez ropuszczenie substancji ijest mniejsze od zera. Im więcej jest substancjirozpuszczonych tym potencjał osmotyczny jest bardziej ujemny. Dyfuzja wody jest z roztworu o większym do roztworu o mniejszym potencjale wody.

Pobieranie i transport wody w roślinie

- transport zgodnie z gradientem potencjału wody, przez systemy korzeniowe

Warunkiem bietrnego pobierania i jej dalekiego transportu jest różnica potencjałów wody w glebie i atmosferze.

Siła ssąca liści

- transpiracja – parowanie wody z powierzchni liści i rośliny

1. transpiracja kutykularna – od 5 do 20% parowania

2. transpiracja szparkowa – poprzez szparki większość

Transport długodystansowy – z ksylemu korzeni i łodygi i migracja wody ( cewki u nagozalążkowych, ksylemu u okrytozalążkowych)

Transport krótkodystansowy – z gleby do korzenia i komórek włośnikowych do ksylemu.

1.Apoplast – woda wnika do ściany kom, i transportowana jest ścianą do momentu napotkania bariery ( endodermy)

2. Symplast – woda przedostaje się plasmodesmami aż do ksylemu.

3. na zasadzie osmozy z udziałem kanałów wodnych – woda może wchodzić do cytoplazmy iż cytoplazmy do iinych komórek przez akwaporyny

Roślina ma wiele kanałów wodnych z dołu do góry a nie jeden duży, bo gdyby zostało uszkodzone to roślina obumiera. Dzięki temu że jest ich tak dużo to woda w razie w jest przekazana do innych naczyń i dalej nawadnia roślinę. Przedostaje się przez „jamki”. Wszystko zależy od potencjału wody.

Długodystansowe : klon, topola i inne drzewa.

Parcie korzeniowe – transport wody musiciągle w roślinie zachodzić, a ten transport umożliwia działanie gdy bierny bd zablokowany. Wydziela ciecz przez korzeń, po odcięciu od niego łodygi.Wytłaczanie roztworu z wiązek przewodzących nasi nazwę eksudacji – wydzielenia

Jeśli w miejscu ucięcia łodygi zamontuje się manometr można przekonać się że roztwór wytłaczany jest pod pewnym ciśnieniem i jest to parcie korzenioe.

Aktywne pobieranie wody - aktywny transport jonów K- z komórek parenchymatycznych do naczyń obniżenie potencjału wody w ksylemie przepływ wody z komórek parenchymatycznych do naczyń zgodnie z gradientem potencjału wody.

Sam transport wody jest bierny ale żeby nastąpił musi być Aktywne pobieranie wody.

Gutacja – wydzielanie kropli na brzegach liści

- zachodzi w warunkach wysokiego wysycenia atmosfery parą wodną.

- w skutek zahamowania transpiracji nastepuje wykraplanie soku ksylemu przez kory przy zakończeniach wiązek przewodzących

- pory te to hydatody

- jest skutkiem parcia korzeniowego

-jest wentylem bezpieczeństwa i działa gdy parowanie jest zatrzymane i by nie było nadmiaru wady to usuwana jest w ten sposób

Znaczenie ciśnienia korzeniowgo

-przy pobieraniu i zaopatrzeniu roślin w wodę w warunkach gdy rośliny sa niezdolne do transpiracji

-wczesną wiosną gdy brak liści

- całkowite wyłączenie transpiracji w warunkach pełnego wysycenia powietrza parą wodną

Regulacja pobierania wody przez rośliny

-transport aktywny: czynniki zewnętrzne regulujące aktywne pobieranie wody: - temperatura gleby, natlenienie gleby

-bierne pobieranie wody : czynniki regulujące transpiracje – temp. Powietrza, wilgotność względna powietrza, ruchy powietrza, światło( najważniejszy czynnik, decyduje o aktywności aparatów szparkowych)

Aparaty szparkowe

- I typ – nerkowaty kształt ( wększość roślin) – różna grubość ściany elem, przylegającego do ściany są

-buławkowaty kształt( trawy i turzyce) mężczyzna – ciężarki, kobieta – piszczelowaty kształt, wewnętrzen elem są bardzo grube, zewnętrzne cienkie.

Zmiana potencjału osmotycznego decyduje otwarciu lub zamknięciu szparki. Im więcej wody tym większe naprężenie i wybrzuszają się cienkie elementy, za nimi idą grube i to prowadzi do otwarcia szparki.

Elementy wpływające na otwarcie się aparatów szparkowych

-światło niebieskie i światło czerwone: głównie światło niebieski – akumulacja jonów K+ i Cl- i NO3- w wakuoli komórek szparkowych

Receptorem światła niebieskiego w chloroplastachjest zeaksantyna. Światło niebieski indukuje konwersję nieaktywnej formy trans zeaksantyny w aktywną formę cis.

Receptorem fal światła niebieskiego w plazmolemie jest fototropina ( kinaza serynowo – treoninowa) i stymulacja ATPazy.

2. Akumulacja jabłczanu w wakuoli komórek szparkowych

-następuje fotosynteza

Regulacja stanu otwarcia światłem czerwonym

1. Akumulacja sacharozy w wakuoli komórek szparkowych

–sacharoza jest substancją osmotycznie czynną

Dobowe zmiany przewodności szparkowej ok stężenia K+ i sacharozy w komórkach szparkowych, a w popołudniowych światło czerwone

Bilans wodny B – rośliny jest róznicą pomiędzy ilością wody którą roślina pobiera od ilości wody jaką transpiruje

B=P-T

Bilans wody może być zrównoważony, ujemny lub dodatni.

Susza fizjologiczna – stan fizjologiczny, gdzie roślina powinna wodę pobrać bo jest ale jej nie może pobrać. Może być np. zbyt duże zasolenie gleby w danym miejscu, gdy woda jest zamarznięta,