Potencjal wody: Ψ_w=( μ_w- μ_w⁰)/V_w

Potencjal chemiczny wody w roztworze: μ_w

Potencjal chemiczny czystej wody μ_w⁰

Cząstkowa molowa objętość wody V_w

Skladowe potencjlau wody: ψ_w= ψ_p + ψ_π + ψ_m + ψ_g

Potencjal ciśnienia (turgor)ψ_p

Potencjal osmotyczny (sub. drobnocząsteczkowe) ψ_π

Potencjal matrycowy(sub. wielkocząsteczkowe) ψ_m

Potencjal związany z silami grawitacji ψ_g

Gleba jako podloże i żródlo skadników mineralnych

Gleba- jest to uklad heterogeniczny zlozony z trzech faz: plynnej cieklej i gazowej oraz makro i mikroorganizmów. Faza stala zlożona zarówno ze związków organicznych między innymi próchniczych jaki i mineralnych stanowi niejako zbiornik jonów z których niewielka cześć jest rozpuszczona w fazie plynnej zwanej roztworem glebowym

Formy skladników mineralnych i ich dostępność dla roślin

Siarka -utlenowana SO^2-₄ SO₂; Fosfor utlenowany H2PO₄^2-; Wapń pobierany tylko w niskim pH Ca²⁺; Magnez Mg²⁺; Potas K⁺; Azot NO^-₃ NH ⁺₄^; Żelazo niskie pH Fe²⁺ Fe³⁺; Mangan Mn²⁺ Mn³⁺; Miedź Cu²⁺ Cu⁺; Cynk Zn²⁺; Nikiel Ni²⁺; Chlor Cl^-

Rodzaje wody glebowej i dostępność dla roślin

-Para wodna, lód, śnieg- niedostępna dla roślin kserofity-para wodna

-Woda krystalizacyjna -niedostępna, ulatnia się w temp. 105C CaSO₄ *H₂O

-Woda higroskopowa -niedostępna otacza cząstki glebowe ulatnia się w 105C

-Woda blonkowata - tylko zewnetrzne części w niewielkim stoponiu dostępne dla roślin odklada się na wodzie higroskopijnej

-woda kapilarna najważniejsze źródlo wody dla roślin

-woda grawitacyjna- tylko częściowo dostępna po obfitych deszczach

-woda grunotwa -plytko zalegająca wody podziemne częściowo dostępne może być źródlem wody kapilarnej

Mechanizm pobierania jonów przez korzenie

Jony są pobierane z roztworu glebowego wbrew gradientowi stężęńa wiec na drodze aktywnej . Aktywny i selektywny transport skld. pokarmowych przez blony kom. korzenia warunkuje nie tylko akumulacje jonów w roślnie ale i zmiane ich stosunków ilościowych w porównaniu ze skladem jonowym roztworu glebowego jednak z możliwościa zachowania równowagi ladunków elektrycznych . W tym duża role odgrywa zmiana jonów H⁺ na inne kationy orazHCO^-₃ lub OH^- na inne aniony

Jony są transportowane przez:

-Bialka przenośnikowe wykazujące kinetykę analogiczna do kinetyki reakcji enzymatycznych. Przenośniki uczestnicza w przenoszeniu biernym jonów i aktywnym , symport z jonami wodorowymi.

Pompy wodorowe które wytwarzają transmembranowy gradient potencjalu elektrochemicznego .

Kanly jonowe-umożliwiają selektywne przniknanie jonów potasowych, wapniowych, chlorkowych, transport na zasadzie dyfuzji

Sprawność funkcjonowania przenośnika podobnie jak enzymu może być badzo różna Daje to końcowe narzędzie regulacji intensywności pobierania jonów ze środowiska w róznych warunkach . Korzeń nie ma jednakowej zdolności pobierania jonów: potas, fosfor, azot sa pobierane przez strefe wlośnikową i wzrostową. Wapń pobierany jest tylko przez cześć wierzcholkową

Mechanizmy transportu wody w roślinie:

Absorbcja wody przez korzeń zachodzi glównie w strefie polożonej blisko wierzcholka wzrostu gdzie komórki skórki mają cienkie ściany i liczne wlośniki. Pobieranie wody w tej strefie zachodzi tylko wtedy gdy potencjal wody w komórkach korzeń jest niższy od potencjalu wody w glebie. Ilość wody zaaobsorobwanej przez korzeń zależy od wilekości powierzchni absorbującej i różnicy potencjalów między korzeniem a glebą oraz od oporów na jakie napotyka woda na drodze swojego przeplywu

Przemieszczanie się wody w roślinie:

-z komórki do komórki

-w apolaście tj w obrębie ścian i przestworów międzykom.

-w symplaście tj przez cytpolazme poszczególnych komórek polączonych plazmodesmami

Parcie korzeniowe: polega na aktywnym transporotwaniu jonów i innych substancji osmotycznie czynnych z kom. parenchymatycznych walca osiowego do wnętrza elementów przewodzących ksylemu . Powoduje to obniżenie potencjalu wody w soku ksylemu i jednocześnie podwyższenie potencjalu wody w kom. z której pochodzily jony . Powastaje wiec różnica potencjalów wody między kom. a sokiem ksylemu która jest przyczyna przeplywu wody między tymi ukladami zgodnego z gradientem potencjalu wody

Teoria kohezyjno transpiracyjna: dzięki silom kohezji woda w ksylemie tworzy slup cieczy który jest podciagany na znaczne wysokości w wyniku podciśnienia hydrostatycznego wywolanego transpiracja. Komórki liścia pozostające w kontakcie z atmosferą środowiska lub z atmosferą zwenętrzna przestworów międzykom. stale tracą wodę obniża się ich potencjal wodny co powoduje ze woda przemieszcza się do nich z innych glębiej polożonych kom. a w końcu z kom. polożonych w siąsiedztwie elementów naczyniowych ksylemu i wreszcie z ksylemu. Ubytek wody w ksylemie powoduje powstanie podciśnienia hydrostatycznego w naczyniach dzięki czemu slup wody zostanie podciągniety do góry. Straty wody z ksylemu w liściach są uzupelniane przez komórki korzenia które oddaja do ksylemu wode pobrana z gleby .

Mechanizm transportu we floemie

Zaladunek floemu: Przemieszczanie produktów fotosyntezy z chloropastu do cytoplazmy odbywa się na zasadzie antyportu triozofosforan przemieszcza się z chloroplastu a fosforan do chloroplastu z udzilem prznośnika. Dalszy etap przemieszczanie zależy od syntezy sacharozy z udzialem enzymów a ściśle kontrolujących aktywność po czym następuje zaladunek floemu. Zaladunek floemu jest transportem aktywnym wymagającym pokonania bardzo wysokiej bariery gradientów potencjalu chemicznego przemieszczanych związków. Zaladunek może odbywać się w dwojaki sposób: poprzez symplastyczny kontakt przez plazmodesmy między kom. miękiszowymi a komórkami towarzyszącymi i rurkami sitowymi ; przez apoplast gdy brak kontaktu symplastycznego między komórkami miękiszu floemowego i kompleskem kom. towarzyszącej - rurki sitowe. Z apoplastem zaladunek odbywa się na zasadzie symplastu sacharozy i protonu.

Rozladunek floemu: Odbywa się w kom. akceptorów do których transporotwane są substancje przmieszczane przez floem . Przebiega zgodnie z malejącym gradientem potencjalu chemicznego czyli może zachodzić na zasadzie aktywowanej lub ulatwionej dyfuzji Akceptory intensywnie rosnące mlode liscie sa zaopatrywane w substancje pokarmowe przez symplast , akceptory akumulujące w swych tkanakch sub. pokarmowe jak wegetatywne ograny spichrzowe importuja zwiazki węglowe przez apoplast, akceptory reprodukcyjne sa ladowane przez apoplast.

Transport floemowy : silą motoryczna ruchu w rurkach sitowych jest gradient stężeń ciśnienia hydrostatycznego czyli między punktem zaladunku a rozladunku floemu. Przeplyw soku floemowego pod ciśnieniem jest uwarunkowany stale odbywającym się przemieszczaniem substancji pokarmowych z kom. donora do floemu co powoduje wzrost stęzenia soku w kom. sitowych czyli zmniejszenie potencjalu osmotycznego na skutek gradientu potencjalu wody między ksylemem i floemem w poblizu donora zachodzi wzrost ciśnienia turgorowego. W mijscach rozladunku maleje stęzenie soku floemwoego a wiec rośnie zarówno potencjal osmotyczny jak i potencjal wody co powoduje jej przeplyw do ksylemu .

Budowa tkanki przewpodzącej ksylemu i floemu.

Ksylem: tk . przewodzaca, rozprowadza wode i sole mineralne od korzenia do calej rośliny. W sklad ksylemu wchodzą:

-cewki-kom. wydlużone na końcach zwęzone mają ukośne ściany poprzeczne zdrewniale nierównomierne odkladanie się ścian wtórnych prowadzi do powstania zgrubień, dojrzale cewki są martwe.

-naczynia- charakterystyczne dla okrtonasiennych sa to dlugie rury utworzone z kom które przeksztalcily się w czlony naczyniowe. Czlony te podobne sa do cewek i pelnią te same funkcje ale sa lepiej przystosowane do transportu wody ze względu na częściowy lub calkowity zanik ścian poprzecznych. Czlony naczyniowe najprawdopododniej z cewek

-wlókna drzewne-rozmieszczone pojedynczo lub grupami pomiędzy innymi kom. tkanki w ścianach zredukowane jamki lejkowate . Typowe wlókno to element martwy i wylącznie mechaniczny

-miękisz drzewny- jest żywym elementem drewna pelni role tkanki spichrozowej i zapewnia lączność i innymi tkankami.

Floem: -przewodzi organiczne sub. pokarmowe najwyższy stopień organizacji u okrytozalążkowych w sklad wchodzą:

-rurki sitowe-pionowe szeregi kom. które nazywają się czlonami rur sitowych są to kom. żywe o wydlużonym ksztalcie celulozowej ścianie. Ich wnętrze wypelnia duża wodniczka u doroslych jądro przewaznie zanika. Charakterystyczne perforacje na ścianach poprzecznych.

-kom. towarzyszące- w lyku roślin okrytozalążkowych są żywe wydlużone, mniejsze od sit i przylegaja do nich, czlon kom. sitowej i kom towarzyszącej powstaja przez podlużny podzial kom. macierzystej.

-miękisz lykowy- kom. mniej lub bardziej wydlużone w postaci pasm wśród innych elementów lyka , czasem może pelnić funkcje spichrzowe

-wlókna lykowe-zwykle dluższe od wlókien drzewnych i róznia się od nich jamkami prostymi . nie występuje w lyku niższych drzewe.

Rodzaje transpiracji oraz struktury anatomiczne wplywające na natęzenie transpiracji

Rodzaje transpiracji:

-kutykularna -odbywa się z powierzchni zewnętrznej liścia lub innego organu transpirującego

-szparkowa i przetchlinkowa - odbywa się z powierzchni wewnętrznej

Natęzenie transpiracji kutykularnej wynosi do ok. 20% transpiracji ogólnej , kutykula mlodych liści lepiej przepuszcza wode od liści starych. Higrofity cienka kutykula, kserofity i sukulenty gruba i niskoprzepuszczalan kutykula. Większośc wody 80% traci roślina w wyniku transpiracji z wew. pow. zwlaszcza szparkowej. Woda paruje z powierzchni wilgotnych liści, ścian kom. mezofilu liściowego do atmosfery wypelniającej przestrzenie międzykom. a z nich przez otwarte szparki dyfunduje w postaci gazowej do atmosfery. Szybkość parowania wody w pow. wew. zalezy od niedosytu pary wodnej w atmosferze wew. liścia , a szybkosc dyfuzji pary wodnej przez szparki uwarunkowana jest dyfuzyjnym gradientem pary wodnej między wnętrzem liścia i atmosferą zew. a także liczba lokaliozacja romzieszczeniem i stopniem otwarcia szparek. Budowa liścia ma wplyw na szybkośc transpiracji i zalezy od wielkośći powierzchni, od oporu warstwy granicznej czyli od wielkości ksztaltu i wlaściwości powierzchni liścia , Opór dyfuzyjny kutykuli zalezy od struktury i gęstości warstw kutyny i wosków , opór dyfuzyjny szparek zależy od stopnia rozwaracia aparatów szparkowych

Czynniki zewnętrzne wplywające na natęznie transpiracji

-światlo- czynnik inicjujący otwieranie się szparek i tym samym uruchamiający proces transpiracji szparkowej. Ok. 70% energii świetlnej ulega zmianie na energie cieplną i stymuluje transpiracje, liście naslonecznione transpiruja szybciej niż ocienione.

-temperatura- wplywa na intensywność transpiracji oddzialuje na stopień otwarcia szparki i na proces parowania wody dostarcza niezbędnej energii do oderwania się cząsteczki wody z fazy cieklej i przejścia w faze gazową.

-niedosyt wilgotnośći powietrza - czynnik warunkujący transpiracje, Wzrostowi suchości powietrza towarzyszy wzrost intensywności transpiracji w powietrzu wilgotnym transpiracja maleje a przy braku niedosytu wilgotnosci powietrza ustaje.

-dostępność wody glebowej- warunek normalnego przebiegu procesu transpiracji dla większości roślin optymalna wilgotnosć glebowa waha się od 60 do 80 % gdy ilość wody w glebie jest ograniczona następuje zahamowanie procesu transpiracji.

-ruch mas powietrza- zazwyczaj nad powierzchnią parującą się zwiększa, natężenie transpiracji się zwiększa w miare wzrostu szybkosci wiatru , najszybszy wzrost transpiracji ma miejsce przy stosunkowo slabym wietrze.

-stężenie CO₂-wplywa pośrednio na transpiracje oddzialuje na stopień otwarcia szparek, nadmierne stęzenie powoduje zamykanie się szparek

Mechanizm ruchu szparek

Szparki sa zamknięte w nocy otwierają się w godzinach porannych pod wplywem światla

-utrata turgoru powoduje zwiotczenie ścian kom. zmienia ksztalt kom. i powoduje zamknięcie szparek a przy wzrosćie turgoru następuje wygięcie się ścian kom. szparkowych przylegających do siebie w wyniku czego otwierają się ruchy szparek uzależnione sa od mechanizmu osmotycznego. Otwieranie się szparki poprzedzone jest wzrostem sily ssącej kom. szparkowych, pobraniem wody z sąsiednich kom. epidermalnych i wzrostu turgoru. Sekwencja zjawisk jest odwrotna gdy szparka się zamyka - światlo to czynnik inicjujący otwieranie się szparek cale te procedury oprócz tego wplywaja na stęzenie CO₂ i odzczyn kom.

Konkurencja antagonizm i synergizm jonów.

Konkurencja jonów: rodzaj wspóldzialania jonów spowodowany bardzo zbliżonymi wlaściwościami chemicznymi. Jony konkuruja o aktywne centra enzymów lub przenośników zanajdujących się w blonie kom. dotyczy to jonów K⁺ i Na⁺ na tyle podobnych ze w komórce mogą pelnić zbliżone funkcje

Antagonizm jonów oddzialywanie jonów o odmiennych wlaściowściach lub o różnych ladunkach np. K⁺ i Ca²⁺ i K⁺ i Mg²⁺. Zwiększone stężenie potasu w podlożu zmniejsza pobieranie Ca²⁺ i odwrotnie gdy brak potasu w podlożu rośliny pobierają większa ilość Ca²⁺ i Mg²⁺.

Synergizm jonów: zjawisko odwrotne do antagonizmu polega na stymulowaniu pobierania jednego pierwiastka przez inny. Przykładem może być stymulowanie pobierania kationów przez pewien azotan w roztworze glebowym i fosforanów przez obecność miedzi.

autor:

Maciek (zolw)

plik pobrany ze strony www.bwm.special.pl

zapraszam na www.forumbio.prv.pl

---