Fizjologia roślin - jest jedną z dyscyplin nauk biologicznych. Nauka o funkcjonalno metabolicznych aspektach ontogenezy roślin.

Fizjologia roślin a plonowanie:

Błona komórkowa: komponenty budujące błony znajdują się w nieustannym ruchu ich czasy półtrwania różnią się wyraźnie.

Rodzaje transportu przez błony:

-transport bierny(dyfuzje proste, białka kanałowe, białka nośnikowe);

- transport aktywny (białka nośnikowe); wymaga energii i odbywa się wbrew gradientowi stężeń; transport jonu wodorowegoróżnica wartości energii i powoduje transport jon właściwy;

Gospodarka wodna roślin:

-pobieranie wody z podłoża

-transport wody w roślinie;

-wyparowywanie wody do atmosfery;

Zjawiska fizyczne mające zastosowanie w gospodarce wodnej roślin:

- pęcznienie- dotyczy substancji wielkocząsteczkowych (białka) chłonących wodę siłami imbibicji;

-dyfuzja - zachodzi w przypadku cieczy i gazów;

-osmoza - podlegają roztwory wodne substancji rozpuszczalnych w wodzie; zjawisko dyfuzji ograniczonej występowaniem błony selektywnie transportującej;

Elementy układu osmotycznego:

-dwa roztwory różniące się stężeniem czyli wielkością potencjału wody( w komórce to sok komórkowy sąsiadujących komórek);

- błona selektywnie przepuszczalna plazmolema otaczająca protoplast i tonoplast otaczający wakuole;

Akwaporyny:

- białka obecne w błonach komórkowych, wyspecjalizowane w sprawnym przewodzeniu wody;

-przepustowość jest regulowana fizjologicznie, wysoki potencjał wody zewnątrz stymuluje fosforylację reszt serynowych przez Ca-zależną kinazę białkową;

Osmoza:

- komórka jako układ osmotyczny, równanie potencjału wody:

-potencjał wody komórki jest wypadkową trzech wartości;

- potencjał osmotyczny ma wartość ujemną, zależy od ilości substancji niskocząsteczkowych rozpuszczonych w soku komórkowym (jony soli mineralnych, cukry proste i dwucukry, aminokwasy, barwniki rozp. w wodzie);

- potencjał ciśnienia wartość dodatnia na wskutek wywołany przez protoplast na ściany komórkowe;

- potencjał macierzy, spowodowany obecnością wysuszonych koloidów (np. nasiona);

- potencjał macierzysty w uwodnionych zwakuolizowanych warunkach jest równy 0.

Funkcje wody w roślinie:

-rozpuszczalnik substancji biologicznie czynnych;

- bierze bezpośredni udział w wielu reakcjach jako substrat fotosynteza lub produkt - oddychanie;

-woda hydratacyjna związana z makromolekułami odpowiada za ich strukturę (białka, kwasy nukleinowe, lipidy błon);

- wypełnia wakuole , utrzymuje turgor;

- umożliwia szybki wzrost;

- uczestniczy w transporcie substancji( drewno, łyko);integracja procesów;

- w niektórych sytuacjach może obniżać temp.

Bierny transport i pobieranie wody:

- odbywa się dzięki energii słonecznej;

- wskutek parowania transpiracji powstaje siła ssąca transpiracji wymuszająca ruch wody;

- duża siła transportu biernego;

- w ten sposób przemieszcza się ok. 90% wody;

Gradient potencjału wody( ) wymusza przepływ wody w układzie: gleba - roślina - powietrze;

Gleba

Roślina

Powietrze

Drogi przemieszczania się wody w roślinie:

- transport daleki( od korzeni do liści);

-transport bliski pomiędzy komórkami

+kanał apoplastyczny (ściany kom., przestrzenie międzykom.)

+kanał symplistyczny (cytozol, wakuole);

+plazmodesmy (wypustki cytoplazmatyczne);

Transpiracja wyparowywanie wody z rośliny, głównie liści - organów transpirujących;

Rodzaje transpiracji:

- szparkowa - parowanie z powierzchni wewnętrznej liściaparowanie do przestrzeni międzykomórkowej a potem na zewnątrz ~ 90%;

- kutykularne - z zewnętrznej pow. Liścia pokrytej kutikulą ~ 10%;

- przetchlinkowa - para wodna wydostaje się przez przetchlinki <5%;

Aparaty szparkowe znajdujące się w epidermie umożliwiają regulację transpiracji szparkowej:

- wytwory epidermy;

- brak przestrzeni międzykom.;

- posiadają chloroplasty;

- mają zdolność ruchu;

- fotonastia aparatów szparkowych;

- ruch turgorowy;

- przyczyną są szybkie zmiany potencjału ciśnienia;

Otwieranie aparatów szparkowych spowodowane jest wzrostem stężenia substancji osmotycznej sacharoza, fotosynteza, chloroplast. Są to reakcje zależne od światła.

Czynny transport i pobieranie wody - parcie korzeniowe.

- odbywa się dzięki energii metabolicznej pochodzącej z procesu oddychania;

- niewielka siła tego transportu;

- mała ilość wody;

- odgrywa istotną rolę przy braku transpiracji;

- jego przejawy to płacz roślin i gutacja;

Mechanizmy aktywnego transportu wody zlokalizowane są w korzeniu: - transport wody z cienkościennych komórek walca osiowego (perycykle) do kom. ksylemu;

- jony i inne substancje osmotycznie czynnie transportowane;

- transport aktywny ATP;

-wytworzenie gradientu

-obniżenie w ksylemie;

- jednoczesne podwyższenie w kom. z których pochodziły jony.

---