Gospodarka wodna i komórki i rośliny

1# Błona biologiczna- mają cześć polarną i nie polarną. Głowa hydrofilowa jest zwrócony do środowiska hydrofilowego ta głowa.

2# Dwufazowość błon –

3#Asymetria błon:

Zwierzęta- fosfatydy cholina i sfingomielina, fosfatydyloetanoloamina, -seryna, -izonozytol,

-sterynowy 18:0, palmitynowy (16:0) , arachidonowy (24:0)

Rośliny- fosfolipidy kwaśne, kwas fosfatydowy, glikolipidy, kwas palmitynowy 16:0

4#Sposoby wiązania białek błonowych z dwuwarstwową lipidową:

Ułożenie transbłonowe, włączenie poprzez lipidy, przyłączenie poprzez białka

Białka błonowe- mają glikoproteiny na powierzchni i glikoproteiny.

5#funkcje białek błonowych- białka transportujące, łączące, receptory i enzymy

6#Stabilność błon- występuje rotacja, i ruchy Flip-flap, dyfuzyjne, relaksacyjne,

7# Aktywność translokującej lipazy

8#Rodzaje transportu przez błony:

-bierny – bez użycia energii, tam gdzie jest mniej – za pomocą przekaźników lub kanałów

-aktywny – z użyciem energii

9# Kanały anionowe (plazmo lemma i tonoplast):

-aktywowane przez hyperpolaryzację membran, uczestniczą w utrzymaniu potencjału spoczynkowego błony komórkowej

-aktywowane przez cytoplazmatyczne stężenie Ca2+

-selektywne kanały m.in. dla NO3- i Cl- uczestniczące w regulacji potencjału ciśnienia i potencjału osmotycznego w komórce

Kanały kationowe (plazmo lemma, tonoplast):

-kanały Ca2+

-kanały K+

Kanały wodne – akwaporyna, integralne białka, błonowe, ułatwiające przenikanie wody

10# Rodzaje transportu:

-transport sprzężony – Symport i Antyport

-transport wspomagany- jak dodaje się ATP , zmiana kształtu białka i powrót do stanu pierwotnego

W roślinie są pompa zasilana światłem i pompa protonowa

11#Bramkowanie kanałów(zamykanie):

-otwieranie i zamykanie kanałów:

* R O C – receptory błonowe

* V O C – zmiany napięcia

* S M O C – wtórne przekaźniki, (Ca2+, kinazy białkowe)

* S O C – zmiany naprężenia błony

12# Ruch błon (Endo i egzocytoza)

13#Róznice w budowie i transporcie roślina/zwierzę

Symport zasilany przez Na + symport zasilany przez H+

14# Przepuszczalność prze błony:

-przechodzą- cząsteczki hydrofobowe, polarne bez ładunków – benzen glicerol

-nie przechodzą- większe polarne bez ładunków i jony- glukoza , H+ , Na + , K+

15# Transport wody odbywa się przez akwaporyny (kanały u obu komórek zwierz/roślina) składa się z 4 łańcuchów polipeptydowych, fosforylacja reszt serynowych katalizowana przez zależna od Ca kinazę białkową regulacja szybkości przepływu wody.

16# Woda w roślinie:

-struktura krystaliczna

-nieuporządkowana

17# Zalety polarności wody:

-Doskonały rozpuszczalnik dla substancji z ładunkiem

-duże ciepło właściwe- aby podnieść temperaturę o 1 stopień trzeba dostarczyć dużo energii

-duże ciepło parowania- przejście do fazy płynnej w gazową wymaga dostarczenia dużej energii:

*korzyści dla rośliny- utrzymanie temperatury ciała na stałym poziomie , przy wahaniu się temperatury otoczenia

-dzięki polarności:

*kohezja- wzajemne przyciąganie cząsteczek wody zapewnia wytrzymałość słupa wody na rozciąganie

*adhezja- przyciąganie wody przez ujemne naładowane ściany komórkowe i powierzchnię naczyń

*napięcie powierzchniowe- przyciąganie się cząsteczki na styku fazy wodnej i gazowej jest większe w obrębie fazy wodnej niż gazowej

*kapilarność- powierzchnie ścian komórkowych naczyń wystawiono na działanie powietrza, pozostając wilgotne i nie zasychają

18# woda jako świetny rozpuszczalnik- ma wysoką

19# Funkcje wody w roślinie:

-rozpuszczalnik szeregu substancji w komórce oraz środowisku wielu reakcji chemicznych

-bierze udział w wielu reakcjach chemicznych jako substratu lub produktu reakcji

-woda związana z makromolekułami, odpowiada za ich strukturę, co z kolei wpływa na aktywność metaboliczną tych związków

-podtrzymuję turgor komórek i całej rośliny nadając jej sztywność. W wyniku zmian turgoru zachodzą np. ruchy roślin oraz wyspecjalizowanych organów

-jest czynnikiem umożliwiającym szybki wzrost elongacyjny (wydłużeniowy) komórek i tkanek.

-jest środowiskiem przemieszczania się na znaczne odległości substancji mineralnych oraz fitohormonów

-dzięki transpiracji obniża się temperatura nadziemnych organów rośliny, co dodatkowo warunkuje ruch substancji mineralnych rozpuszczonych w wodzie.

20#Pęcznienie (imbibicja):

-uwodnienie koloidów hydrofilowych (hydratacja)

-grupy hydrofilowe: OH, COOH, CO, CHO, NH2, SH

-koloidy o charakterze hydrofilowym występujące w komórce: białka, polisacharydy, ligniny, substancje zapasowe

-stopień pęcznienia koloidu zależy od rodzaju koloidu, potencjału chemicznego wody, pH, punktu izoelektrycznego.

21# Dyfuzja- przemieszczanie się cząsteczek określonej substancji w danym obszarze. Cząsteczki dyfundują dzięki energii kinetycznej.

-kierunek dyfuzji jest zawsze zgodny z gradientem potencjału chemicznego danej substancji, ku obszarowi, gdzie potencjał ten jest niższy

-szybkość dyfuzji zależy:

*od wielkości potencjału chemicznego (im większy, tym dyfuzja szybsza)

*od wielkości cząsteczek dyfundujących (im mniejsza tym szybciej dyfundują)

*od gęstości ośrodka (im ośrodek bardziej rzadki, tym szybsza dyfuzja)

-Na zasadzie dyfuzji odbywa się wymiana gazowa pomiędzy rośliną a otoczeniem. Podlegają jej: tlen

CO2, para wodna, substancje lotne.

22# Osmoza:

-osmozą nazywamy dyfuzję drobin wody przez błonę półprzepuszczalną, oddzielającą dwa roztwory wodne różniące się stężeniami (potencjałami osmotycznymi), przy jednoczesnym zahamowaniu dyfuzji ciała rozpuszczonego.

-warunkiem wystąpienia zjawiska osmozy jest obecność dwóch roztworów różniących się potencjałami osmotycznymi (stężeniami) oraz przegrody półprzepuszczalnej rozdzielającej te roztwory.

-w roztworze bardziej stężonym potencjał chemiczny cząstek wody jako rozpuszczalnika jest niższa, natomiast w roztworze rozcieńczonym – wyższa.

-ponieważ tylko woda wykazuje zdolność przenikania przez błonę półprzepuszczalną siła „napędową” zjawiska osmotycznego będzie różnica potencjału chemicznego wody po obu stronach błony półprzepuszczalnej i naturalna tendencja do wyrównania tego potencjału.

23# Zależność potencjału wody w komórce od tych typów oddziaływań określa równanie:

Ψw = Ψp + (-)Ψn + (-)Ψt

Gdzie: Ψp – ciśnienie turgorowi ściany komórkowej

Ψn (zawsze ujemna wartość)- oddziaływanie osmotyczne związków małocząsteczkowych, głównie wakuolarnych

Ψt (zawsze ujemna wartość)- napięcie powierzchniowe w mikrokapilarach ściany komórkowej oraz przyciąganie wody przez grupy hydrofilowe.

24# Potencjał chemiczny wody:

-potencjał wody- oznaczamy literą Ψ (psi)

-oznacza aktywność wody wznoszoną do danego układu przez każdy mol wody

-wielkość potencjału wody wyraża się w jednostkach ciśnienia 1atm.= 0.1 MPa

-potencjał chemiczny wody czystej w warunkach normalnego ciśnienia ma wartość zerową

-potencjał wody w roztworze jest tym niższy im więcej jest w wodzie rozpuszczanej substancji

-przemieszczenie się wody z komórki do komórki na zasadzie osmozy odbywa się zawsze zgodnie z gradientem potencjału wody (w kierunku gdzie ten potencjał jest niższy – bardziej ujemny)

25# Potencjał osmotyczny (ciśnienie osmotyczne) – Ψ π

Jest to siła której należy użyć aby zapobiec jednokierunkowemu ruchowi wody przez błonę komórkową w kierunku roztworu o wyższym stężeniu substancji osmotycznie czynnych (o niższym potencjale wody Yw)

26# Potencjał osmotyczny jest zależny od:

-temperatury (proporcjonalnie)

Wzrost temperatury o 50 stopni C powoduje wzrost ciśnienia osmotycznego tylko o około 18%

-różnicy stężeń