Dyfuzja: Następuje przemieszczenie się (transport) cząsteczek 1 substancji do cząsteczek 2 substancji od stężenia większego do stężenia mniejszego w celu wyrównania stężeń w komórce.
Samorzutne przenikanie jednej fazy układu w głąb drugiej, spowodowane bezładnym ruchem cieplnym cząsteczek. Dyfuzja zachodzi w każdej temperaturze, szybkość wzrasta przy podwyższeniu temperatury czyli, że wzrasta energia kinetyczna cząsteczki. Obserwujemy ją pomiędzy gazami, cieczami i ciałami stałymi.
Im większy gradient stężeń tym szybkość dyfuzji jest większa.
Proces dyfuzji jest bardzo wydajny, jednak w przypadku transportu cząsteczek na niewielkie odległości powoduje szybkie wyrównanie stężeń w małych obojętnych roztworach.
Dyfuzja jest procesem samorzutnym i trwa dopóki nie nastąpi stan równowagi, w którym potencjał chemiczny układu stanowią jednakowe we wszystkich obszarach układy.
Szybkość dyfuzji zależy od:
- temperatury,
- częstości ośrodka.
Osmoza:
Jest rodzajem dyfuzyjnego przemieszczanie się wody przez błony półprzepuszczalne, czyli takie, przez które drobinki związków rozpuszczonych nie przenikają lub dyfundują bardzo słabo. Zahamowanie lub ograniczenie dyfuzji cząsteczek rozpuszczalnych, w porównaniu z dyfuzją cząsteczek rozpuszczalnika, powoduje wytworzenie gradientu potencjału wody. Jeżeli w osmoskopie roztwór znajduje się po 1 stronie błony, a rozpuszczalnik (czysta woda) po drugiej, wówczas potencjał wody w roztworze będzie mniejszy niż potencjał czystej wody. Wynika to z definicji mówiącej, że potencjał wody chemicznie czystej jest równy zeru, natomiast potencjał wody w roztworze ma wartość ujemną. Zatem cząsteczki wody będą dyfundować do roztworu zgodnie z malejącym gradientem potencjałów wody.
Żeby zaszła osmoza:
- musi być między roztworami błona półprzepuszczalna.
O przenoszeniu się wody przez błonę decydują:
- gradnient stężenia wody
- gradient ciśnienia.
Gospodarka wodna kom. roślinnej charakteryzowane jest przez
- siłę ssącą
- potencjał osmatyczny Po
- ciśnienie turgarane cT
S=Po-cT
Potencjał osmotyczny- odpowiada klasycznemu pojęciu potencjału osmatycznego, lecz ze znakiem przeciwnym. Zmienia się on w szerokich granicach w zależności między innymi od gatunków roślin. Przeciętnie w komórkach roślinn uprawnych wynosi od -2,0 do -0,5Mpa, natomiast u kserohibitów i halofitów może osiągać wartość ok. - 20 Mpa.
Miarą ciśnienia osmatycznego stanowi ciśnienie, jakie należałoby generować w roztworze, aby zahamować przenikanie do niego cząsteczek wody przez błonę półprzepuszczalną.
Potencjał osmotyczny zależy od:
os tego czy jest propocinalny do temperatury w stopniu Calvina.
Jest propocionalny do różnicy stężeń roztworu znajdującego się w roztworze osmatycznym
Zależy od stężenia moralnego a nie od wielkości cząsteczek.
Czynniki wpływające na potencjał osmotyczny:
elektrolity
diposachorydy
monosacharydy
aminokwasy
Potencjał ciśnieniowy (turgonowy) - jest odpowiednikiem turgonu (T) i może przyjmować wartości ujemne, dodatnie i równe zeru. Wartość ujemne osiąga rzadko, np. w naczyniach intensywnie transpirujących roślin.
S = Po - T
Potencjał macierzysty (imbibicyjni-kapilarny)- określa udział pęcznienia i adsorpcji wody przez cząstki koloidalne w kształtowaniu potencjału wody w komórce i prawie zawsze jest ujemny.
Roztwór hipertoniczny- ma wyższy potencjał osmotyczny a niższy potencjał wody.
Roztwór hipotoniczny - ma niższy potencjał osmotyczny a wyższy potencjał wody.
Denaturacja białek
Dochodzi wówczas gdy zniszczeniu ulega struktura wtórna białek, czyli zdestabilizowanie zostają wiązania przestrzenne w cząsteczkach. Do wiązań tych zalicza się wiązania wodorowe, dwusiarczwoe, jakowe i koordynacyjne.
Mogą ją powodować:
Czynniki chemiczne:
etenol, aceton,
jony metali ciężkich,
mocne kwasy i zasady
chloroform, fenol, detergenty
czynniki fizyczne:
UV
Ultradźwięki
Wysychanie
Ogrzewanie
Plazmoliza- zanik ciśnienia turgonowego i napięcia ścian komórkowych. Dalej zachodzi odciąganie wody sprzyja jedynie kurczeniu się protoplastu i jego oddzielanie od ścian. Stan w którym cytoplazma odstaje tylko w kątach komórek określa się jako plazmoliza kątowa. Jeśli proces ten nastąpi u połowy komórek danej tkanki wówczas nosi nazwę plazmolizy granicznej. Jeśli skupia się w śdoku mamy doczynienia z plazmolizą wypukłą czyli kołpakową. Plazmoliza zachodzi tylko w żywych komórkach.
Deplazmoliza - woda z powrotem wraca do wakuoli.
Gospodarka wodna:
Zawartość wody w organizmach roślin wynosi 70-90%i zależy od środowiska żcyia, podłożą, od organów roślin.
Hydrofity- w roślinach w całości zanurzone w wodzie
Kserofity- występują w miejscach gdzie roślina ma sucho
właściwe
supulenty np. kaktusy
W nasionach organach przetwrzalnych i spoczynkowych zawartość wody jest mała i mają zachamowania np. proces fizjologiczne.
Rodzaje wody w glebie:
1. woda fizjologiczna- użyteczna, dostępna dla roślin
2. woda fizjologiczna- nieużyteczna, nie jest dostępna dla roślin.
krystalizacja- związana w siatce kryształu, minerał glebowy, można się jej pozbyć z gleby przy tem. 6C
higroskopowa- warstwa molekuł wody, podlegająca cząsteczkom gleby, utrzymująca przez nie z olbrzymią siła.
Błonkowa- warstwa molekuł wody, przyciągana z coraz to mniejszą siłą lecz zawsze przekracza siły ssące korzenia, pozbywamy się jej przy tem. 105C
Kapilarna- woda dostępna wypiera włosowate kanaliki (kapilary) w glebie, jest podtrzymywana siłą napięć powietrznych i nie ulega sile ciśnienia (nie spływa na niższy poziom)
Grawitacyjne- dostępna po drodze dla roślin, bo spływa na niższy poziom, wypełnia okresowo więc kapilarny w glebie jest podtrzymywana siłami napięć powietrznych, nie ulega sile ciśnienia (nie spływa na niższy poziom).
Gruntowa (zaskórna) - dostępna gdy jej poziom nie zalega głęboko wykorzystywana jest przez rośliny.
Woda dostępna dla roślin to- woda grawitacyjna i kapilarna
Nie dostępna to- błonkowata i higroskopijna.
Czym pobiera się wodę z gleby:
korzeń- strefa chłonna- włośnikowa- jest pobierana najobficiej ilość włośników na 1mm jest 400
włośniki - uwypuklenie ściany komórkowej (strefa wzrostu jest większa ale mnijsza niż strefa włośników.
Wilgotność tzw. więdnięcie -sytuacja gdy w glebie są tylko wody fizjologiczne nieużywane i rośliny więdną, brak wody dostępnej w glebie.
Gleba powierzchnia sucha- na wiosnę lub w lecie zdarza się nieraz dłuższe okresy bezdeszczowe które wywołują suszę. Roślina wskazuje nieraz ujemny bilans wody, mimo, że mają wody w glebie pod dostatkiem. Dzieje się to dlatego iż warunki nie pozwalają na pobranie wody z gleby np. niska temperatura.
Susza fizjologiczna - zjawisko w którym roślina nie może pobrać wody nawet jeśli jest ona w środowisku. Czynniki uniwersalny pobieranie wody z gleby przez rośliny:
niska temp.
Zasolenie gleby - zbyt duże stęż jonów anionów i kationów w glebie, soli
Słabe natlenienie gleby
niskiePH
Siła ssąca korzenia -siła z jaką korzeń pobiera wodę wraz z solami mineralnymi, strefą włośnikową i korzeniem z gleby. Jeśli roztwór wodniczki komórki 1 jest bardziej stężony niż w komórce drugiej, to wówczas woda, zgodnie ze zmniejszającym się gradientem jej potencjału będzie przepływać z komórki 2 do 1. siła ta to ssąca siła korzenia.
Okres krytyczny w gospodarce wodnej- to okres kiedy roślina potrzebuje dużo wody, a gdy jest jej brak to obniża się plon, roślina nie kwitnie. Roślina potrzebuje wody do kwitnięcia i wytwarzania się organów wegetatywnych.
Okres krytyczny wobec braku wody:
zborze- strzelanie źdźbło - kłoszenie
kukurydza - kwitnienie - dojrzałość mleczna
motylkowate pastewne - kwitnienie
burak nasienny - wytwarzanie pędów generatywnych o kwitnienie
ziemniak - kwitnienie i zawiązywanie bulw
soja - kwitnienie - nalewanie nasion
rzepak - kwitnienie - nalewanie nasion