FIZJOLOGIA

1. CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA POBIERANIE WODY PRZEZ KORZENIE

2. ROLA TRANSPIRACJI W TRANSPORCIE WODY

3. KORELACJE WZROSTU WYSTĘPUJĄCE W KORONACH DRZEW.

4. EFEKT GRAWITACJI WE WZROŚCIE I RÓŻNICOWANIU SIĘ ROŚLIN.

5. WPŁYW AUKSYN NA FOTOTROPIZM I GEOTROPIZM.

6. MECHANIZM KWITNIENIA ROŚLIN

7. CZYNNIKI ENDOGENICZNE , ŚRODOWISKOWE I ICH WPŁYW NA REGULACJĘ KORON DRZEW.

8. OD CZEGO ZALEŻY WRAŻLIWOŚĆ DRZEW NA CHEMICZNE ZANIECZYSZCZENIE ŚRODOWISKA.

9. MIEJSCE SYNTEZY I DROGI TRANSPORTU STYMULATORÓW WZROSTU.

10. ROLA WIERZCHOŁKOWYCH PĘDÓW W REGULATORACH PROCESÓW WZROSTU I RÓŻNICOWANIA

11. ZNACZENIE GIBERYLIN W PROCESIE WZROSTU I RÓŻNICOWANIA SIĘ DRZEW.

12. WPŁYW FITOHORMONÓW NA RÓŻNICOWANIE SIĘ SŁOJA ROCZNEGO

13. CO TO JEST FITOCHROM I JEGO ZNACZENIE ?

14. ZNACZENIE TRANSPIRACJI

15. RODZAJE MECHANIZMÓW TRANSPORTU PRZEZ BŁONY KOMÓRKOWE.

16. MIEJSCE POWSTAWANIA I PROCES PRZENOSZENIA STYMULATORÓW WZROSTU.

17. METODA MANOMETRYCZNA WARBURGA.

20. TEORIE OTWIERANIA SIĘ SZPAREK.

21. DROGA ELEKTRONU P-680.

22. DROGA ELEKTRONU P-700

23. OD CZEGO ZALEŻY INTENSYWNOŚĆ FOTOSYNTEZY - CZYNNIKI ZEWNĘTRZNE.

24. CZYNNIKI WEWNĘTRZNE FOTOSYNTEZY.

25. CHARAKTERYSTYKA I ZNACZENIE PROCESÓW KATABOLICZNYCH I ANABOLICZNYCH.

26.MECHANICZNY TRANSPORT WE FLOEMIE.

27.ZWIĄZKI WYSOKOENERGETYCZNE

28. CYTOPLAZMA

29. CZYNNIKI POWODUJĄCE DENATURACJĘ BIAŁKA

30. STRUKTRA BIAŁEK

31. PĘCZNIENIE

32. GUTACJA

33. WPŁYW AUKSYNY NA RÓŻNICOWANIE I WZROST

34. TRANSPIRACJA I JEJ ROLA I ZNACZENIE W TRANSPORCIE U DRZEWIASTYCH.

35.ROLA ELEKTRONÓW W ODDYCHANIU.

36.ROLA CZYNNIKÓW HORMONALNYCH W PROCESIE REGENERACJI ROŚLIN.

37.OMÓW MECHANIZMTRANSPORTU WODY W PNIACH DRZEW NA WYSOKOŚĆ.

38. KLASY ENZYMÓW

39. ZWIĄZKI FENOLOWE

40. GRUPY FUNKCYJNE ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH I REAKCJE W KOMÓRKACH ŻYWYCH

41. MECHANIZMY INGERENCJI RÓŻNYCH TYPÓW.

42. WODA

43. ODPORNOŚĆ ROŚLIN NA NISKIE TEMPERATURY.

1.CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA POBIERANIE WODY PRZEZ KORZENIE

Czynniki środowiskowe wpływają :

• pośrednio; czynniki zmieniające transpirację- część, działania liścia, wzrost korzeni.

• Bezpośrednio czynniki glebowe- zawartość wody w glebie, stężenie roztworu glebowego, areacja, temperatura.

ZAWARTOŚĆ WODY W GLEBIE; postacie wody w glebie: higroskopowa, błonkowata ( niedostępna dla roślin) , kapilarna grawitacyjna ( dostępna dla roślin). Rośliny czerpią wodę z gleby gdy jest ona w stanie polowej pojemności wodnej( max. Ilość wody jaką gleba może utrzymać po wpłynięciu nadmiaru wody wskutek sił ciążenia wyrażona w procentach suchej masy i pełnej pojemności wodnej ( dochodzi woda grawitacyjna. Zawartość wody w glebie gdy rośliny zaczynają w niej więdnąć wyrażoną w procentach suchej masy gleby nazywamy wilgotnością stałego więdnięcia. Temperatura niska silnie zmniejsza pobranie wody , zwiększa się lepkość cytoplazmy i zmniejsza się jej przepuszczalność dla wody, zmniejsza się wzrost korzenia i jego aktywność metaboliczna, zwiększa się lepkość wody i zmniejsza się natężenie procesów dyfuzji. Areacja gleby- w glebach dobrze natlenionych jest szybsze pobieranie wody niż w glebach o niskiej zawartości tlenu- zmniejsza się oddychanie korzeni, przepuszczalność cytoplazmy i zachwianie wzrostu korzeni. Stężenie roztworu glebowego - wzrost stężenia roztworu glebowego może być wywołany nadmierną ilością nawozów sztucznych lub zraszaniem wodą bogatą w składniki mineralne. Może to spowodować suszę fizjologiczną- brak możliwości pobierania wody mimo jej dostatku w środowisku, a nawet może być przyczyną oddawania wody przez roślinę do roztworu glebowego - zgodnie z gradientem stężeń.

2.ROLA TRANSPIRACJI W TRANSPORCIE WODY

Mechanizm pobierania i przewodzenia wody jest inny w przypadku silnej transpiracji a inny u roślin , które transpirują słabo. Podczas silnej transpiracji działają : mechanizm pasywny, który jest umiejscowiony w liściach. Natomiast w przypadku słabej transpiracji widoczny staje się mechanizm aktywny, umiejscowiony w korzeniu i przejawia się jako tzw. ciśnienie korzeniowe.

MECHANIZM PASYWNY: Jest wynikiem ssącego działania transpiracji . W procesie transpiracji woda wyparowuje ze ścian mezofilu, a wysychające ściany czerpią wodę z wnętrza komórek wskutek działania sił inhibicyjnych .Obniża się wtedy ciśnienie turgorowe (cT) wzrasta natomiast potencjał osmotyczny (Po) wskutek jej odparowania. Obniżenie turgoru i wzrost potencjału osmotycznego prowadzi do wzrostu siły ssącej komórek (S=Po-cT) . Wzrost siły ssącej komórek powoduje przenikanie do nich wody z sąsiednich komórek, otrzymujących z kolei wodę z cewek i naczyń w nerwach liścia . Ubytek wody w naczyniach wywołuje w nich podciśnienia hydrostatyczne ( sięga przez łodygę do korzeni).

W poszczególnych elementach naczyniowych woda tworzy słupy sięgające od cewek w liściu do korzeni . Ciągłość słupów wodnych jest warunkiem niezbędnym pobierania jak i przewodzenia pasywnego. Każdy słup wody podnoszony jest w górę za pomocą sił ssących wywołanych dużą transpiracją. Ruch wody odbywa się na drodze najmniejszego oporu poprzez ściany komórkowe albo przez cytoplazmę i plazmodesmy lub od wakuoli do wakuoli na zasadzie osmozy. Korzenie w tym procesie odgrywają jedynie bierną rolę tworząc system rurociągów. Roślina nie zużywa więc własnej energii do pobierania wody , lecz wykorzystuje różnicę pomiędzy siłą ssącą gleby i atmosfery.

TEORIA KOHEZYJNA. Podnoszenie się słupa wody jest uwarunkowane napięciem w górnej części słupa wytworzonym przez transpirację i spójnością cząstek wody.

MECHANIZM AKTYWNY . Tkwi w korzeniu i uwidacznia się w przypadku słabej transpiracji, wymaga dopływu energii. W wyniku tego procesu pojawia się ciśnienie korzeniowe, którego widocznymi objawami są guttacja i płacz roślin.

Istota tego procesu:- wg. hipotezy osmotycznej ( woda transportowana jest na zasadzie osmozy) - wg . hipotezy nieosmotycznej ( komórki miękiszu wydzielają wodę do naczyń czynnie lecz z wykorzystaniem energii uwalnianej w procesie oddychania)

3.KORELACJE WZROSTU WYSTĘPUJĄCE W KORONACH DRZEW.

Regulatorami wzrostu określa się związki organiczne które w małych ilościach wykazują działanie troficzne , pobudzają , hamują lub w inny sposób wpływają na procesy wzrostu i rozwoju roślin. Mianem tym określamy związki naturalne jak i syntetyczne. Naturalne hormony: auksyny, giberyliny, cytokininy. Syntetyczne: etylen, kwas abscysynowy. Hormonem rodzimym nazywamy substancję roślinną wyprodukowaną i przenoszoną z jednej części organu do drugiej , gdzie wpływa na specyficzne procesy fizjologiczne. Hamowanie lub stymulowanie procesów wzrostu zależy od stężenia substancji wzrostowej. Regulator stosowany w stężeniach fizjologicznych pobudzający wzrost rośliny nazywamy stymulatorem wzrostu natomiast substancje hamujące wzrost rośliny nazywamy inhibitorami wzrostu. Nie są to jednak związki toksyczne i ich działanie jest odwracalne.

4.EFEKT GRAWITACJI WE WZROŚCIE I RÓŻNICOWANIU SIĘ ROŚLIN.

Geotropizm polega na wyginaniu się organów roślinnych pod wpływem pola grawitacyjnego Ziemi. Korzenie rosną gównie z kierunkiem sił ciążenia ( geotropizm dodatni), gdy pędy kierują się w drugą stronę to jest to geotropizm ujemny. Gdy pędy boczne, korzenie boczne liście ustawiają się pod pewnym kątem w stosunku do linii pionowej, jest to plagiotropizm. Siła ciążenia wywołuje w danym organiźmie roślinnym niesymetryczne rozmieszczenie auksyn. Po dolnej stronie łodygi ułożonej poziomo stężenie auksyn jest wyższe niż w dolnej. Dolna strona łodygi rośnie wskutek tego szybciej, a niejednakowa szybkość wzrostu wywołuje wygięcie łodygi w górę. W korzeniu ułożonym poziomo następuje również podobne asymetryczne rozmieszczenie auksyn ( dolna strona korzenia zawiera więcej niż górna). Korzeń jest bardziej wrażliwy na auksyny niż łodyga, duże stężenie auksyny hamuje wzrost. Górna strona rośnie szybciej co powoduje wyginanie się korzenia w dół. Dzięki zdolności przyjmowania bodźca grawitacyjnego korzenie rosną w dół, w głąb środowiska odżywczego, natomiast części nadziemne roślin przyjmują położenie pionowe niezależnie od pochylenia terenu.

5.WPŁYW AUKSYN NA FOTOTROPIZM I GEOTROPIZM.

( patrz o auksynie)

Jednostronne oświetlenie łodygi zmienia stężenie auksyny po obu jej stronach; po oświetlonej jest mniejsze. Taki układ powoduje wygięcie łodygi i wzrost od strony zaciemnionej- większy stymulowany przez auksynę. Siła ciążenia wywołuje w danym organizmie nierównomierne rozmieszczenie auksyn. Po dolnej stronie łodygi ułożonej pionowo jest więcej- szybszy wzrost, wygięcie łodygi w górę.
W korzeniu jest tak samo ale auksyna hamuje w nim wzrost , górna strona rośnie szybciej i korzenie rosną w dół.

6.MECHANIZM KWITNIENIA ROŚLIN

Roślina może zakwitnąć po zakończeniu okresu juwenilnego. Stanowi to zasadniczy zwrot w życiu rośliny polegający na przejściu od rozwoju wegetatywnego do generatywnego- wykształcenia kwiatów. Merystem wierzchołkowy przestaje tworzyć liście międzwęźla, wydłuża się i zaczyna wytwarzać zawiązki kwiatowe. Wytworzenie zawiązków kwiatowych zależy od czynników wewnętrznych (wiek i odpowiedni rozmiar rośliny) i zewnętrznych ( temperatura, długość dnia i nocy). W związku z tym wyróżniamy dwa procesy wernalizacji i fotoperiodyzmu.

Wernalizacja - pobudzający wpływ niskich temperatur na zakwitanie. Rośliny zielne można podzielić na jednoroczne i dwuletnie . Rośliny jednoroczne zaczynają rozwój na wiosnę, w lecie zawiązują kwiaty i wydają nasiona. Rośliny dwuletnie w pierwszym roku wytwarzają jedynie organy wegetatywne ( korzenie i liście często ułożone w rozetę). Rośliny te mogą wytworzyć zawiązki kwiatowe jedynie po przejściu zimy ( wymagają okresu przechłodzenia). Na drugi rok przechodzą do stadium generatywnego . Bez okresu przechłodzenia rośliny te nie zakwitają lub zakwitają ze znacznym opóźnieniem. Miejscem percepcji czynnika chłodu w roślinie jest merystem wierzchołkowy, a w nasionach części embrionalne. Efekt jaryzacji może być utrwalony. EFEKT WERNALIZACJI ( jaryzacji) może zostać przeniesiony drogą szczepienia. Hormon odpowiedzialny za kwitnienie to wernalina- fakt istnienia tej substancji stoi jednak pod znakiem zapytania , nigdy bowiem nie udało się wyodrębnić jej z rośliny ani określić jej budowy chemicznej. Prekursor ( termolabilny produkt pośredni) - wernalina ( termostabilny produkt końcowy). Niektóre rośliny rozetowe zakwitają w wyniku potraktowania giberyliną , zastępuje to w pewnych przypadkach okres przechłodzenia w procesie wernalizacji.

Fotoperiodyzm jest reakcją rośliny na czas trwania i periodyczne następstwo podczas okresów światła i ciemności. Reakcja roślin przejawia się w postaci zakwitania , a także wytwarzania bulw, stanu spoczynku , opadania liści, krzewienia. Niektóre rośliny mogą zakwitać tylko w warunkach dnia długiego ( 14h-lato) inne tylko w warunkach dnia krótkiego( 10h-wczesna wiosna, jesień). Liczy się okres nieprzerwanej ciemności ( reagują na światło białe i czerwone) przy świetle o długości fali 730 ( daleka czerwień) rośliny nie reagują na przerwanie ciemności). Liczy się ostatni błysk ( jeżeli najpierw czerwone, a potem długa czerwień- rośliny nie reagują , gdy jest odwrotnie - reagują)

Hipotezy: 1) Hipoteza fitochromu - fitochrom działa bezpośrednio , zmienia przepuszczalność membran komórkowych. Zmiany przepuszczalności membran mają spowodować zmiany w roślinie. 2) Hipoteza Mohra- efekt fitochromu nie ogranicza się jedynie do przepuszczalności membran komórkowych, ale również do uaktywnienia niektórych genów, stymuluje syntezę określonych enzymów. 3) Hipoteza florigenu- efekt indukcji fotoperiodycznej może być przekazywany z rośliny w drodze szczepienia ( podobnie jak z wernaliną) . Miejscem percepcji bodźca fotopieriodycznego są rozwinięte liście. W warunkach dnia długiego tworzą się cewki przypominające drewno wczesne, a w warunkach dnia krótkiego przypominające drewno późne.

7.CZYNNIKI ENDOGENICZNE , ŚRODOWISKOWE I ICH WPŁYW NA REGULACJĘ KORON DRZEW.

Siły mechaniczne- drzewa poddawane są ciągłym stresom takim jak :ściskanie, naprężanie, zginanie, kołysanie ( pod wpływem wiatru). Wpływ zginania i kołysania powoduje że oś łodygi staje się na ogół eliptyczna, a jej większa średnica leży w płaszczyźnie kołysania. Tak więc kołysanie może w pewien sposób stymulować kambium do zwiększenia liczby podziałów, a ruch może mieć istotny wpływ na kształt pnia. Drzewa rosnące na terenie otwartym ( luźno) są wygięte koronami w kierunku z którego najczęściej wieją wiatry. Światło - rośliny rosnące w ciemności charakteryzują się silnym wykształceniem międzywęźli , słabym zróżnicowaniem tkanek i niedorozwojem liści. Bezpośredni wpływ światła przejawia się zatem wyraźnym hamowaniem wzrostu elongacyjnego łodygi i stymulacją wzrostu liści. Drzewo rosnące samo będzie miało gruby, krótki pień i szeroko rozłożone grube gałęzie ( cała siła wkładana jest w wytworzenie aparatu asymilacyjnego). Natomiast drzewo rosnące w zwarciu ma pień długi, prosty i małą koronę. Wpływa na to konkurencja o światło. Następuje tu zjawisko świetlnego punktu kompensacyjnego ( zrównanie się fotosyntezy z oddychaniem) . Roślina pochłania tyle dwutlenku węgla ( fotosynteza) ile oddaje ( oddychanie). Zależy on od gatunku rośliny ( cieniolubna lub światłożądna), temperatury , stężenia CO₂ . Temperatura- zbyt niska lub zbyt wysoka powoduje słabe wykształcenie się korony lub zupełne zahamowanie wzrostu.

Woda- zbyt duże nawodnienie gleby, a także wysoka wilgotność powietrza może doprowadzić do silnego krzewienia się roślin i dużej produkcji liści co prowadzi do wzajemnego ocieniania.

8. OD CZEGO ZALEŻY WRAŻLIWOŚĆ DRZEW NA CHEMICZNE ZANIECZYSZCZENIE ŚRODOWISKA.

Związki toksyczne- już w małych dawkach hamują wzrost, a w dawkach większych wywołują śmierć rośliny ( sole metali ciężkich, a ze związków organicznych eter, toluen). Działanie toksyczne tych środków zależy w dużej mierze od właściwości środowiska . Związek działający silnie toksycznie na rośliny uprawne w hodowlach wodnych może mieć mniejszy wpływ na rośliny uprawiane w hodowlach piaszczystych, a jeszcze mniejszy w glebie. Odporność na zasolenie- stężenie różnych soli w roztworze glebowym jest na ogół niskie, ale istnieją gleby o dużej zawartości soli mineralnych. Duże zasolenie gleby utrudnia pobieranie wody, a nagromadzona w komórce sól może powodować nadmierne zwiększenie ciśnienia osmotycznego, hamowanie procesów syntezy i zatrucie protoplastu co w efekcie prowadzi do śmierci rośliny. Mimo to roślinność takich gleb jest stosunkowo obfita. Rośliny rosnące na glebach zasolonych ( halofity lub stenorośla) są odpowiednio przystosowane co umożliwia im rozwój w tych warunkach. Rośliny odporne na zasolenie charakteryzują się przede wszystkim wyższymi wartościami osmotycznymi soku komórkowego. U większości halofitów mimo iż pobierają one chlorki przez całe życie zawartość soli ulega redukcji i utrzymuje się na określonym poziomie. Jednym z czynników regulujących wielkość ciśnienia osmotycznego u halofitów może być nagromadzenie wody w liściach i łodygach ( co upodabnia je do sukulentów). Innym zabezpieczeniem może być wydzielanie soli dzięki odpowiednim gruczołom wydzielniczym na liściach i łodydze. Odporność na zasolenie zależy również w dużym stopniu od wieku rośliny. HERBICYDY- mogą powodować zmiany fizjologiczne, biochemiczne i morfologiczne.

9.MIEJSCE SYNTEZY I DROGI TRANSPORTU STYMULATORÓW WZROSTU.

Do stymulatorów wzrostu należą auksyny, giberyliny, cytokininy. AUKSYNY produkowane są w tkankach merystematycznych czyli w wierzchołkach wzrostu pędu i w najmłodszych liściach. Tam ich stężenie jest największe. Przemieszczanie auksyn jest polarne od wierzchołka do korzenie- bazypetalnie - szybko, jest to transport aktywny, wymaga obecności cukrów i tlenu( energii). Apikalnie - od podstawy łodygi do wierzchołka, zachodzi wolno. Odbywa się zgodnie z prawami dyfuzji. Stymulatory powstają także w nasionach. Giberyliny - powstają w tkankach w wysokiej aktywności wzrostowej, przemieszczane są niepolarnie, zarówno przez ksylem jak i floem. Giberyliny powodują wzrost elongacyjny. CYTOKININY- stymulują podziały komórek merystematycznych korzeni i przenoszone są przez ksylem wraz z prądem transpiracyjnym., ruch natomiast w obrębie rośliny jest ograniczony. Przyjmuje się , że jest to transport niepolarny. Wpływ cytokinin na roślinę: - przyspieszają podziały komórek. Cząsteczka cytokininy składa się z puryny która na 6 węglu posiada grupę aminową z dołączonym bocznym łańcuchem lub pierścieniem. - powoduje wydłużanie się komórek. Cytokininy w wyraźny sposób modyfikują działanie auksyn oraz innych regulatorów wzrostu, występujące pojedynczo nie dają wielkich efektów,- przyspieszają kiełkowanie nasion niektórych rośliny- pobudzają rozwój pąków bocznych - powstrzymują starzenie się organów i tkanek roślinnych.

10.ROLA WIERZCHOŁKOWYCH PĘDÓW W REGULATORACH PROCESÓW WZROSTU I RÓŻNICOWANIA

Aktywnie rosnący pęd szczytowy hamuje rozwój pędów bocznych. Usunięcie pędu wierzchołkowego powoduje uruchomienie pędów bocznych , a jeden z nich przejmuje rolę głównego hamując pozostałe- dominacja wierzchołkowa.

11. ZNACZENIE GIBERYLIN W PROCESIE WZROSTU I RÓŻNICOWANIA SIĘ DRZEW.

Charakterystyczną cechą giberylin jest zwiększanie wzrostu łodyg. Stymulują również podziały komórek. Transport giberylin zachodzi przez system przewodzący ( naczynia i sita) wraz z innymi przewodzonymi substancjami . Biosynteza giberylin w młodych liściach, korzeniach i wierzchołkach wzrostu. W tych częściach występują w wyższych stężeniach. Giberylina zwiększa aktywność merystemu subapikalnego od którego zależy wydłużanie się międzywęźli. Pełni zatem rolę czynnika regulującego równowagę pomiędzy rozwojem liści, a wydłużaniem międzywęźli i kwitnieniem. Przy małej zawartości giberylin roślina pozostaje w stadium rozety , przy wyższym natomiast tworzy łodygę i zakwita. Giberyliny przerywają stan spoczynku pąków, wywołują nie tylko wydłużanie lecz stymulują również podziały komórek., zwłaszcza w merystemach subapikalnych.

12. WPŁYW FITOHORMONÓW NA RÓŻNICOWANIE SIĘ SŁOJA ROCZNEGO

Głównym fitohormonem wpływającym na różnicowanie słojów rocznych jest auksyna. Powstaje ona w dużych ilościach wiosną w pączkach i spływając wzdłuż pnia pobudza komórki kambium do intensywnych podziałów, co wywołuje przyrost pnia na grubość. Wytwarzanie auksyn wykazuje rytm roczny. Najwięcej auksyn wytwarzane jest wiosną w związku z tym komórki słoja wytwarzane wiosną mają większą średnicę promieniową i cienkie ściany. Następnie w cyklu rocznym produkcja auksyny maleje co powoduje wytwarzanie komórek coraz bardziej grubościennych i o małej średnicy promieniowej aż do całkowitego zahamowania przyrostu jesienią. W związku z tym następuje wyraźne zróżnicowanie przyrostów w poszczególnych latach jak i w obrębie jednego słoja rocznego.

13. CO TO JEST FITOCHROM I JEGO ZNACZENIE ?

FITOCHROM jest to barwnik odpowiedzialny za wiele zjawisk sezonowych w roślinie tj. zakwitanie, kiełkowanie, Innymi słowy fitochrom dopasowuje rytm wzrostu i rozwoju rośliny do warunków świetlnych panujących w danej porze roku. Fitochrom występuje w dwóch postaciach jako fitochrom P660 i P730 Obie formy mogą przechodzić jedna w drugą pod wpływem światła o określonej długości fali. Fitochrom P730 może przechodzić w fitochrom P660 również bez udziału światła. FITOCHROM P660 pochłania światło czerwone i pod wpływem tego światła przekształca się w fitochrom P730. W ciemności jest trwały. Jest nieaktywny fizjologicznie . Fitochrom P730 pochłania światło ciemnoczerwone ( daleką czerwień) ulegając przy tym przekształceniu w formę P660 W ciemności nie jest trwały lecz w powolnej reakcji chemicznej przekształca się z powrotem w formę P660 zaś fitohrom P730 jest aktywny fizjologicznie . Prawdopodobnie zmienia on aktywność genów kierujących takimi procesami jak : - zakwitanie, kiełkowanie nasion wrażliwych na światło, wydłużanie łodygi, rozwój chloroplastów, synteza niektórych barwników np.: antocyjanów.

Znaczenie:- fitochrom kieruje syntezą regulatorów kwitnienia w zależności od rytmu następujących po sobie okresów światła i ciemności. W roślinach krótkiego dnia fitochrom P730 wstrzymuje syntezę regulatorów kwitnienia i dlatego rośliny te wymagają zaciemnienie przez odpowiednio długi okres dobrany tak aby stężenie fitochromu obniżyło się do tego stopnia ażeby umożliwiło syntezę hormonu zakwitania. W roślinach długiego dnia fitochrom P730 wywołuje kwitnienie. Brak tej formy fitochromu spowodowany zbyt długim okresem ciemności nie dopuszcza do kwitnienia. Fitochrom bierze udział: - w procesie wydłużania roślin , - w rozwoju liści i wzroście blaszki środkowej , - w różnicowaniu i rozwoju chloroplastów. Z pojawieniem się aktywnej formy fitochromu wiąże się szereg takich procesów jak: synteza antocyjanów, białka, RNA oraz wrażliwość fotopieriodyczna.

14. ZNACZENIE TRANSPIRACJI

Dzięki transpiracji następuje obniżenie temperatury rośliny , co zapobiega przegrzaniu. Transpiracja warunkuje jednokierunkowy przepływ wody i rozpuszczonych w niej substancji mineralnych, a w pewnych przypadkach również transport związków organicznych ( alkaloidów produkowanych w korzeniach, cukrów transportowanych z korzenia do wierzchołków pędów). Występowanie zjawiska transpiracji jest nieuniknione gdyż liście mogą spełniać swe funkcje jedynie przy otwartych szparkach przez które musi wnikać dwutlenek węgla. Nadmierna jest niepożądana gdyż przez otwarte szparki zachodzi utrata wody , której niedostatek hamuje wzrost i rozwój roślin, a w skrajnych przypadkach może doprowadzić do śmierci.

15. RODZAJE MECHANIZMÓW TRANSPORTU PRZEZ BŁONY KOMÓRKOWE.

W zależności od rodzaju czynników warunkujących pojawienie się sił transportujących substancję przez błony wyróżniamy 1) TRANSPORT BIERNY - odbywa się na zasadzie różnicy stężeń ( od wyższego do niższego) nie wymaga dostarczania energii przez organizm ustaje po wyrównaniu stężeń. Transport bierny odbywa się na zasadzie dyfuzji kosztem energii kinetycznej cząstek. 2 ) TRANSPORT AKTYWNY- odbywa się przy użyciu energii metabolicznej dostarczanej przez organizm w postaci ATP. Może odbywać się wbrew stężeniom od niższego do wyższego.

16. MIEJSCE POWSTAWANIA I PROCES PRZENOSZENIA STYMULATORÓW WZROSTU.

Jako stymulatory wzrostu stosuje się auksyny w celu:

• zapobiegania opadania owoców

• inicjacji w stymulacji wzrostu owoców

• przyspieszenie ukorzenienia sadzonek oraz pobudzania tworzenia korzenia przy przesadzaniu roślin , regulacji kwitnienia, stymulacji aktywności kambialnej przy zarastaniu ran i szczepianiach. Auksyna stymuluje rozwój korzeni, rozwój kallusa i związana jest z merystemem wzrostu. Koniec bazalny ma większą zdolność ukorzeniania niż apikalnym . Źródłem auksyny są rozwijające się pąki.

17. METODA MANOMETRYCZNA WARBURGA.

Roślina w czasie oddychania wydziela CO₂ a pobiera O₂ odwrotnie niż przy fotosyntezie. Jest to wymiana gazowa. Metoda manometryczna służy do określania intensywności tego procesu a właściwie do określania zmian ciśnienia jakie spowodowane są w fazie gazowej wydzielaniem bądź pobieraniem gazów ( oddychanie lub fotosynteza). Manometr rejestruje zmiany danego procesu. Ciśnienie jednego z gazów utrzymuje się na stałym poziomie (CO₂). P=CO₂ const. Ponieważ ług pochłania dwutlenek węgla więc PCO₂= 0 mierzymy więc spadek ciśnienia tlenu. Dla fotosyntezy zamiast ługu stosujemy bufor węglanowy ( stężenie ma być stałe).
Aparatem mierzymy ciśnienie i trzeba to przeliczyć na ilość gazu używamy tu stałej naczynkowej KO₂= 1,5 tlenu gdy ciśnienie zmieni się o 1. Określamy ilość tlenu przez czas wydzielania lub pochłonięcia na jeden gram suchej ( świeżej) masy lub na powierzchnię liścia na 1 cm długości igieł sosny na 100 szparek na 1mg chlorofilu. Manometr reaguje na zmianę ciśnienia , temp. , ciśnienia atmosferycznego.

20. TEORIE OTWIERANIA SIĘ SZPAREK.

1.KWASOWOŚCI- w świetle dwutlenek węgla zostaje zużyty w fotosyntezie. Zmniejsza się ilość kwasu węglowego, odczyn kwasowy komórki z kwaśnego w ciemności (pH=5) przechodzi w obojętny w świetle (ph=7). Odczyn ten jest optymalny dla enzymu fosforylaza , który przeprowadza rozkład skrobi na glukozę. Wzrasta potencjał osmotyczny komórki. Podwyższa się turgor, co powoduje otwieranie się szparek. W ciemności przy oddychaniu rośnie stężenie dwutlenku węgla, komórka zakwasza się , glukoza przechodzi w skrobię, turgor komórki maleje- szparki zamykają się .2. CZYNNIK - ŚWIATŁA , obniżenie stężenia dwutlenku węgla wpływa na nagromadzenie potasu (K) w komórkach z otocznia . Dużą ilość K⁺ prowadzi do podwyższenia turgoru i otwarcia szparek. Czynnik - ciemność , wzrost stężenia dwutlenku węgla , kwas abscysynowy obniżają zawartość potasu w komórkach szparkowych. Turgor się zmniejsza i szparki zamykają się . 3. ZEGARA BIOLOGICZNEGO - jest to coś w rodzaju pamięci zlokalizowanej w roślinie planowanej przez czynniki zewnętrzne. 4. KWAS ABSCYSYNOWY jest to hormon roślinny pochodny izoprenu hamujący procesy wzrostu i rozwoju, przyspiesza opadanie liści i owoców oraz przechodzenie pąków w stan spoczynku. 5. Stężenie cukru w komórkach przyszparkowych. Cukier jest produkowany na świetle, dyfunduje przez co wzrasta ciśnienie osmotyczne, a to zwiększa turgor.

21. DROGA ELEKTRONU P-680.

System barwników PS II. W systemie tym aktywne centrum również tworzy chlorofil a. Jest on charakterystyczny sposób związany z białkiem przez to ma dane maksimum absorbcji światła. Mieści się ono w promieniach jasnoczerwonych ( o dł. 680 um ) dlatego ta odmiana chlorofilu a jest oznaczona 680. Przy powstaniu tlenu ( końcowego produktu fotosyntezy) tworzą się dwa elektrony . ( wolne elektrony zostają skierowane na barwniku PS II ) gdzie wypełniają dziury, a następnie są wybijane pod wpływem pochłoniętych fotonów światła jasnoczerwonego. Wywołane elektrony przepływając powodują przyłączanie się do ADP. Powstaje ATP który stanowi akumulator energii i jest drugim zasadniczym składnikiem siły asymilacyjnej. Elektrony przechodzą dalej z powrotem na system PS I.

22. DROGA ELEKTRONU P-700

Po pochłonięciu elektronu przez P-700 zostaje wybity z niego elektron który zostaje przeniesiony na ferrodoksynę a z niej na nukleotyd gdzie kierowane są też protony pochodzące z fotolizy wody. Powstaje NADPH₃ . "Dziury" po wybitych elektronach są wypełniane przez elektrony pochodzące z P-680 . W przypadku gdy ferrodoksyna nie może oddać elektronu na nukleotyt elektron ten wraca z powrotem na P-700. Energia uwolniona: podczas tego przepływu zostaje magazynowana przez ATP.

23. OD CZEGO ZALEŻY INTENSYWNOŚĆ FOTOSYNTEZY - CZYNNIKI ZEWNĘTRZNE.

DWUTLENEK WĘGLA- zwiększenie zawartości CO₂ powoduje zwiększenie fotosyntezy, ale tylko przy dużej intensywności światła, przy małej pozostaje bez wpływu.

INTENSYWNOŚĆ ŚWIATŁA- w miarę wzrostu wzrasta intensywność fotosyntezy aż do punktu wysycenia. Przy określonej intensywności światła następuje zrównanie się fotosyntezy z oddychaniem ( punkt kompensacyjny światła). Zbyt silne światło hamuje proces fotosyntezy . BARWA ŚWIATŁA- Najbardziej aktywne w fotosyntezie jest światło czerwone i niebieskofioletowa najmniej zielone. TEMPERATURA - optymalna dla roślin klimatu umiarkowanego to 25 ^oC. Przy zbyt niskiej temperaturze nie zachodzi. W wyższej temp. natężenie fotosyntezy nie utrzymuje się przez dłuższy czas na tym samym poziomie lecz spada w miarę upływu czasu na skutek destrukcji białek enzymatycznych, szybkiego wzrostu oddychania ( zaczyna przeważać nad fotosyntezą), nagromadzenie się znacznej ilości asymilatów w liściach. WODA - jest źródłem wodoru dla siły asymilacyjnej uwadnia protoplast. Więdnięcie liści hamuje silnie fotosyntezę. Niedobór wody wywołuje zamykanie szparek, a tym samym ogranicza dostęp CO₂. Spadek turgoru obniża powrót do normalności i jest długotrwały. ODŻYWIANIE MINERALNE - niedostatek Mg , Fe, N hamuje syntezę chlorofilu oraz cytochromów, nukleotydów, ferrodoksyny. Pierwiastki takie jak K, Mn, Cl są aktywatorami poszczególnych reakcji biologicznych składających się na całość procesu fotosyntezy. HERBICYDY i INSEKTYCYDY- opryskiwanie tymi środkami również hamuje fotosyntezę. Tlen- powyżej 21% w powietrzu hamuje proces fotosyntezy.

24. CZYNNIKI WEWNĘTRZNE FOTOSYNTEZY.

ZAWARTOŚĆ CHLOROFILU- wahania zawartości chlorofilu mają niewielki wpływ na fotosyntezę gdyż nie cały chlorofil bierze aktualny udział w tym procesie. Zahamowanie syntezy chlorofilu powoduje zahamowanie procesu fotosyntezy.

ANATOMIA LIŚCIA- od wielkości i rozmieszczenia aparatów szparkowych, od wielkości przestworów międzykomórkowych ( szybkość wnikania CO₂) od grubości kutykuli, od budowy miękiszu gąbczastego i palisadowego ( ilość światłą jaka przenika do liścia). ROZMIESZCZENIE CHLOROPLASTÓW- wpływa na natężenie fotosyntezy jedynie przy niezbyt intensywnym świetle ( wtedy gdy światło jest czynnikiem ograniczającym). Chloroplasty zmieniają swe położenie w komórce pod wpływem zmian oświetlenia. EPISTROFIA chloroplasty ustawione są wzdłuż górnej powierzchni komórki ( przy niskich intensywnościach światła) PARASTROFIA -chloroplasty przemieszczają się na boczne ściany komórki i w ten sposób się zasłaniają ( przy wyższych intensywnościach światła)

25. CHARAKTERYSTYKA I ZNACZENIE PROCESÓW KATABOLICZNYCH I ANABOLICZNYCH.

PRZEMIANY ANABOLICZNE to procesy syntezy w którym organizmy wytwarza z substancji prostych pobranych z otoczenia substancje budujące jego ciało. W całokształcie przemian materii można wyróżnić wiele szlaków metabolicznych prowadzących od pierwszych reakcji fotosyntetycznego włączania CO₂ do różnych składników organicznych. Równowaga pomiędzy szybkością wytwarzania produktów poszczególnych szlaków metabolicznych zapewnia gromadzenie się różnych składników zgodnie z aktualnymi potrzebami organizmu roślinnego. Warunkiem sprawnego funkcjonowania poszczególnych szlaków metabolicznych jest bezpośredni kontakt wszystkich enzymów tego szlaku z kolejnymi substancjami. Pierwszym trwałym produktem fotosyntetycznej asymilacji CO₂ jest trójwęglowy związek który może być dalej przekształcony na różnych szlakach prowadzących do wszystkich organicznych składników roślinnych. W wyniku działania szeregu transferaz i fosfataz z kwasu 3- fosfoglicerylowego mogą powstać w roślinie wszystkie cukry proste. W okresach gdy później odbywa się fotosynteza asymilacja CO₂ roślina korzysta z materiałów zapasowych zarówno do budowy nowych związków jak i do pokrycia potrzeb energetycznych. Mechanizmem tym są nagromadzone wielocukry, tłuszcze, białka zarodowe. Niektóre organizmy nie fotosyntetyzujące korzystają jedynie z tego typu związków potrzebnych z zewnątrz. PRZEMIANY KATABOLICZNE- to proces rozkładu złożonych substancji organicznych na proste przy czym uwalnia się energia zużywana przez organizm. Procesy anaboliczne i kataboliczne przebiegają wieloetapowo tworząc szlaki metaboliczne, w których produkt końcowy jednej reakcji jest materiałem wyjściowym następnej. Każda z reakcji chemicznych wchodzących do tego łańcucha jest katalizowana przez odrębny enzym. Ta sama substancja może pod wpływem enzymu dostarczać energii a równocześnie pod wpływem innego może być kierowana na drogę syntezy wielocukrów, tłuszczów, białek i kwasów nukleinowych. Substancje te np.: pirogronian to punkty węzłowe metabolizmu które łączą szlaki kataboliczne i anaboliczne. Podstawowy proces anaboliczny to fotosynteza tworzący się w fotosyntetycznym cyklu produkcji. Kwasy 3- fosfoglicerynowy jest wspólnym prekursorem dla węglanów, tłuszczów i białek.

26.MECHANICZNY TRANSPORT WE FLOEMIE.

Substancje transportowe ( głównie cukry) wnikają do rurek sitowych w miejscu gdzie ściśle przylegają do miękiszu. Przenikanie cukru z miękiszu do rurek jest procesem aktywnym odbywającym się wbrew gradientowi stężeń i wymaga nakładu energii ( mechanizmy nośnikowe). Dzięki mechanizmom nośnikowym w rurce panuje wysokie stężenie osmotyczne w miejscu produkcji asymilatów, a niskie w miejscu ich pobierania. Jest sporne czy w rurkach sitowych woda utrzymuje się w bezruchu a porusza się tylko asymilat czy też asymilat i woda przemieszczają się razem jako "przepływ masowy". Teoria przepływu pod ciśnieniem wyjaśnia że zachodzi wyrównanie ciśnienia wskutek przepływu roztworu zgodnie z hydrostatycznym gradientem ciśnienia. Siłą motoryczną przepływu cieczy jest nie tylko ciśnienie, ale również potencjały elektryczne gdy roztwór wykazuje obecność jonów- teoria przepływu elektroosmotycznego.

27.ZWIĄZKI WYSOKOENERGETYCZNE

Komórka roślin stanowi układ termodynamicznie nietrwały wymagający stałego dopływu energii. Energii tej dostarczają procesy kataboliczne. Bardzo duża ilość energii wytwarzana w procesie katabolicznym musi być przechwycona i zmagazynowana w związku wysokoenergetycznym ATP , zredukowanej NAD

ATP + H₂O ADP + H₃PO₄ NADP + H⁺ + 1/2 O₂ NAD + H₂

Związki te biorą udział w większości przemian biochemicznych. ATP może się tworzyć w komórkach podczas- fosforylacji fotosyntetycznej niecyklicznej lub w chloroplastach, - fosforylacji fotosyntetycznej cyklicznej lub w chloroplastach, - fosforylacji w łańcuchu oddechowym w mitochondriach, - fosforylacji substratowej w czasie glikolizy w cytoplaźmie. Fosforylacja oksydacyjna polega na akumulacji energii świetlnej . W obu przypadkach energia zostaje magazynowana w ATP a następnie przenoszona na układy wymagające dopływu energii. Uwolniona energia może wykonać pracę chemiczną transportu mechanicznego cieplną lub świetlną . ATP ADP + P +energia ( fosforan nieorganiczny). Jak widać z reakcji energia może być w każdej chwili uwolniona przez odłączenie reszty fosforanowej. ATP powstaje przez połączenie fosforanu nieorganicznego (P) do ADP- fosforylacja która wymaga znacznego nakładu energii. ADP+P energia ATP ATP powstaje zarówno w fazie świetlnej jak i w procesie oddychania.

28. CYTOPLAZMA

Jest zolo żelem czyli mieszaniną form roztworów koloidalnych ( zolu i żelu). W postaci żelu w komórce występują błony komórkowe , błony otaczające organelle ( są to błony wybiórcze , przepuszczają niektóre substancje). Włókna tzw. mikrotubule mają konstrukcję żelu. Zol- roztwór koloidalny mocno nawodniony. Żel- obniżona temp. lub nieco odwodniony roztwór koloidalny .

29. CZYNNIKI POWODUJĄCE DENATURACJĘ BIAŁKA-

• wysoka temp. - substancje mocno hydrofilne ( alkohole) - silne elektrolity ( kwas octowy) - ultradźwięki - promieniowanie UV - herbicydy - metale ciężkie - wysokie ciśnienie.

30. STRUKTRA BIAŁEK

Białka zbudowane są z aminokwasów ( ok. 100) w skład białek wchodzi 20 % z nich tworząc kilka typowych rodzajów. Wzór:

R-CH-COOH

NH₂ Aminokwasy mają zdolność do polimeryzacji. Połączenie między grupą aminową jednego a hydroksylową drugiego nazywamy wiązaniem peptydowym, a powstałe łańcuchy polipeptydowymi.

W środowisku obojętnym proton hydroksylowy przechodzi do grupy aminowej

COOH^-

R-CH

NH₃+

W środowisku kwaśnym proton ze środowiska przyłączony jest do grupy aminowej.

Białko wykazuje ładunek dodatni.

COOH^-

R-CH H⁺

NH₃⁺

W środowisku alkalicznym - proton oddawany jest do środowiska, uzyskujemy

Przewagę ładunku ujemnego

COO^-

R-CH OH^-

NH₂

Roztwór koloidalny - rozmiary cząsteczek od 20 do 2000 um. Białka tworzą roztwory koloidalne . W budowie białka wyróżniamy struktury :

1. jednorzędową ( sekwencja aminokwasów) określa kolejność aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym . Nie jest ona przypadkowa lecz ściśle określona i charakterystyczna dla danego enzymu.

2. Drugorzędowa ( helisa) sekwencja aminokwasów ulega skręceniu, łańcuch ten jest niestabilny i skręcony wokół niewidzialnego walca, a reszty aminokwasów są skierowane na zewnątrz spirali.

3. 
   Trzeciorzędowa ( przestrzenne rozmieszczenie łańcuchów) spirala zgina się i fałduje we wszystkich trzech wymiarach. Powstają dodatkowe wiązania np. mostki dwusiarkowe S-S , wiązania jonowe, kohezyjne i wodorowe. Utrzymują one i stabilizują L-spiralę w postaci trójwymiarowego splotu. Struktura ta jest wrażliwa na warunki środowiska ( temperatura, pH) . Jeżeli któryś z tych warunków ulegnie zmianie przekraczającej pewną granicę to zostaje zerwana struktura trzeciorzędowa i białko ulega denatracji

4. Czwartorzędowa - powiązanie podjednostek- kilka struktur trzeciego rzedu połączonych w wiekszy agregat powstają wiązania takie jak w strukturze trzeciego rzędu oprócz mostków siarczkowych. Struktury te szczelnie do siebie pasują i powierzchnia ich kontaktu jest duża

5. Pięciorzędowa - struktury trzeciego rzędu łączą się z jakimś związkiem jonem metalu albo połączeniem się białka ze związkiem nieorganicznym.

Funkcje białek:- w postaci enzymów katalizują reakcje chemiczne przebiegające w organizmach gdyby nie one reakcje nie przebiegałyby z wymaganą prędkością. - katalizatory zwane enzymami zawsze są białkami ale nieraz mogą zawierać części niebiałkowe. Są elementem budulcowym struktur komórkowych ( membrany plazmatyczne organelle komórkowe); funkcja enzymatyczna i budulcowa nie muszą się wzajemnie wykluczać - czasami stanowią materiał zapasowy ( np. w nasionach roślin motylkowych)

31. PĘCZNIENIE jest to hydratacja ( uwadnianie) koloidów. Pęcznieniu ulegają niektóre części komórek zbudowane z substancji o charakterze koloidów hydrofilowych tzn. takich które mają powinowactwo do wody. Pęcznienie wiąże się nie tylko ze wzrostem masy ale i objętości. Cząsteczki wody dufundując pomiędzy micelle koloidów rozsuwają je. Siły ssące pęczniejących koloidów mogą osiągać ogromne wartości zwłaszcza jeśli koloid został w wysokim stopniu odwodniony. W komórce wodę chłoną głównie ściany komórkowe zbudowane z celulozy lub z zawartością pektyn i hemiceluloz - białka wchodzące w skład protoplasu- ziarna skrobi oraz inne wielocukry i substancje zapasowe.

32. GUTACJA

Jest to wydzielanie przez liście wody w stanie ciekłym ( przy transpiracji wydalana jest para wodna). Odbywa to się przez szparki wodne, wypotniki czyli hydatody. Wydzielana ciecz oprócz wody zawiera ślady cukrów, soli mineralnych, aminokwasów. Gutacja występuje wtedy kiedy istnieją warunki korzystne dla pobierania wody przez korzenie a niekorzystne dla transpiracji i występuje to w naszym klimacie późnym latem przy bardzo dużej wilgotności powietrza ( niedosyt wilgotności powietrza jest bliski zera) . Zwykle wieczorem lub wczesnym rankiem i gdy po ciepłym dniu następuje chłodna noc. Nad ranem można zaobserwować na brzegach liści kropelki wody i są one często brane za rosę. GUTACJA BIERNA- wykraplany płyn nie jest czynną wodą lecz jest mniej lub bardziej wykroplonym sokiem komórkowym . GUTACJA CZYNNA- przyczyną gutacji jest dodatnie ciśnienie panujące ciśnienie panujące w naczyniach zwane ciśnieniem korzeniowym. Wywołane jest ono aktywnym pobieraniem wody przez korzenie.

33. WPŁYW AUKSYNY NA RÓŻNICOWANIE I WZROST

AUKSYNA należy do regulatorów wzrostu, jest związkiem organicznym mającym zdolność do wywołania wzrostu elongacyjnego łodygi. Najpospolitszą auksyną jest IAA ( kwas indolilo-3-octowy). Występuje we wszystkich roślinach wyższych. Tworzą się w pąkach wierzchołkowych oraz w młodych liściach. Transport auksyny odbywa się biegunowo od szczytu organu ku jego podstawie. IAA powstaje w tkankach roślinnych z aminokwasu występującego w białkach. Auksyna spełnia różnorodne funkcje fizjologiczne w roślinie wydłużanie komórki w strefie wzrostu auksyny rozluźniają strukturę ściany komórkowej tworząc ją bardziej podatną na rozciąganie , zwiększają stopień przenikania wody między komórkami. Podział komórek zwłaszcza w kambium ( zapoczątkowują jego działalność). , merystemie bocznym ( współdziałając z cytokininami) . Tworzenie związków korzeniowych- sadzonki wytwarzają u swej zasady korzenie - zależy to od auksyn. Dla przyspieszenia wytworzenia odpowiedniej liczby korzeni, sadzonki moczy się w roztworze syntetycznej auksyny. Auksyna pobudza wzrost zalążni albo dna kwiatowego z którego tworzą się owoce. Zapobiegają opadaniu liści i owoców. W młodych liściach zawartość auksyny jest wysoka w stosunku do ogonka liściowego. Gdy liść starzeje się zawartość auksyn maleje i różnica się zaciera , gdy równa się tworzy się warstwa podcinająca liść i liść, owoce odpadają. Hamowanie rozwoju pąków bocznych- posuwająca się w dół fala auksyn wprowadza pąki boczne w stan spoczynku. Dominacja wierzchołkowa pąk główny hamuje rozwój pąków bocznych. Również ruch roślin ; foto i geotropizm związane są z aktywnością auksyn. ROLA . regulacja wysokości korzenia hamuje rozwój pąków, kallusa, aktywuje kambium i różnicowanie naczyń stymulująco wpływa na syntezę białek i kwasów nukleinowych. Wpływa na zwiększenie rozciągliwości komórek.

34. TRANSPIRACJA I JEJ ROLA I ZNACZENIE W TRANSPORCIE U DRZEWIASTYCH.

W związku z różnorodną budową liścia i łodygi wyróżniamy kilka typów transpiracji: - transpiracja kutykularna - prowadzi wprost z zewnętrznej powierzchni liścia czyli ze skórki okrytej kutykulą ( w skład kytykul wchodzą celuloza, woda i kutyna) są to substancje wykształcone w postaci płytek ułożonych obok siebie lub nad sobą. Na pęczniała kutykula oddaje część wody do atmosfery w postaci pary i wysysa jednocześnie nowe ilości wody z komórek skórki. Warstwa kutykuli wykazuje pewną ograniczoną zdolność pęcznienia głównie ze względu na hydrofilowe właściwości celulozy. Natężenie transpiracji kutykularnej zależy do grubości kutykuli. Im cieńsza tym transpiracja wyższa ( szybsza). Transpiracja szparkowa- parowanie wewnętrznej powierzchni liścia złożone z dwóch etapów: - parowanie wody z powierzchni wewnętrznej to znaczy z powierzchni komórek miękiszu gąbczastego i palisadowego- dyfuzji powstałej pary wodnej przez szparki na zewnątrz.

Roślina jest w stanie zmieniać w pewnym zakresie intensywność transpiracji szparkowej - poprzez otwieranie bądź zamykanie aparatów szparkowych przez które następuje dyfuzja z pary wodnej. Aparaty szparkowe znajdują się na dolnej i górnej części liścia. BUDOWA: duże komórki szparkowe zawierające chloroplasty a pomiędzy tymi komórkami znajduje się otwór por szparkowy ( system wentylacyjny liścia z atmosferą). Od strony szparki komórki szparowe mają grubszą ścianę. Przy wzroście turgoru w komórce ściany cieńsze ( od strony komórek przyszparkowych ) rozdymają się wskutek czego komórka przyjmuje kształt bardziej wygięty a szparka powiększa się. W razie zmniejszenia turgoru- proces odwrotny i zamykanie się szparki. Głównym czynnikiem wywołującym otwieranie się szparek jest światło. Powoduje to wniknięcie do wnętrza liścia CO₂ niezbędnego w procesie fotosyntezy. W ciemności gdy fotosynteza nie może zachodzić szparki zamykają się chroniąc roślinę przed utratą wody. Dyfuzja pary wodnej przez szparki . Przez szparki dyfunduje para wodna oraz gazy tj: CO₂ i O_{2 .} Dyfuzja gazów zachodzi szybciej przez dużą ilość małych otworów niż przy całej ilości dużych ( reguła Stefana) . Tłumaczy się to tym że dyfuzja jest szybsza przy brzegach otworów niż w jego środku. Ilość parowania jest wprost proporcjonalna do średnicy otworów.

35.ROLA ELEKTRONÓW W ODDYCHANIU.

Oddychanie polega na oddawaniu energii ze związków wysokoenergetycznych. Utlenianie biologiczne polega na utlenianiu wodoru na wodę. Elektrony jako jedyny czynnik budujący ziemistą materię mają zdolności odbioru energii w postaci fotonów światła jaka dociera do Ziemi ze Słońca powoduje to podniesienie ich z normalnego poziomu energetycznego na wyższy. Stan ten jest nietrwały, prowadzi do wydzielenia pochłoniętej energii w postaci ciepła lub światła. Aby ta energia została wykorzystana do cyklu ziemskiego konieczny jest mechanizm umożliwiający zatrzymanie elektronów na wyższym poziomie energetycznym. Główną rolę odgrywa chlorofil z produktami jego działania którymi są ATP i NADPH, które ulegają przekształceniom w cyklu regulacji węgla , a w wyniku tego powstają trwałe związki węglowodany i asymilaty. Elektrony tych związków zostają skierowane w procesie oddychania na NAD, a w łańcuchu oddechowym oddają energię powracając do pierwotnego poziomu. Energia ta jest wykorzystywana w różnych procesach życiowych a przepływ elektronów jest zamkniętym obwodem podtrzymywanym przez energię termojądrową słońca.

36.ROLA CZYNNIKÓW HORMONALNYCH W PROCESIE REGENERACJI ROŚLIN.

Badania wykazały że zranione komórki wydzielają ekstrakty wzmagające podział komórek zdrowych co dowodzi istnienia hormonu przyrannego. Dużą rolę w procesie regeneracji odgrywają auksyny. Związki te w zależności od stężenia oraz gatunku i organu wpływają na wszystkie stadia tego procesu. Auksyny mają również wpływ na biegunowość. Zdrewniałe sadzonki odznaczają się orientacją biegunową i regeneracją części korzeni i pędów nadziemnych . Właściwość ta jest niezależna od położenia sadzonki i tłumaczy to o polarnym przemieszczaniu auksyn.

37.OMÓW MECHANIZMTRANSPORTU WODY W PNIACH DRZEW NA WYSOKOŚĆ.

PASYWNY- działa podczas silnej transpiracji i jest umiejscowiony w liściach , jest wynikiem ssącego działania transpiracji. Wysychające ściany pobierają wodę z wnętrza komórek następuje wzrost siły ssącej komórki. Przenika do nich woda z sąsiednich komórek naczyń, cewek i tak przez łodygę do korzeni. Działa to na zasadzie podciśnienia. AKTYWNY- tkwi w korzeniu, występuje przy małej transpiracji i wymaga dopływu energii z przemian metabolicznych zachodzących w korzeniu. W wyniku funkcjonowania mechanizmu aktywnego wywiązuje się ciśnienie korzeniowe, którego objawami są gutacje i płacz roślin. Droga wody w roślinie naczyniowej obejmuje trzy etapy. W pierwszym woda przechodzi z komórki włośnikowej poprzez żywe komórki miękiszu korzeniowego do wiązek przewodzących korzenia. . Odbywa się to na zasadzie osmozy, ale woda może też wędrować ścianami komórkowymi. Drugi etap obejmuje transport jej martwymi elementami przewodzącymi drewna ( naczynia, cewki) w korzeniu, łodydze i liściach ( długość tego odcinka drogi zależy od wysokości rośliny). Dużą rolę w tym etapie odgrywa siła spójności ( kohezji) cząsteczek wody. Nie zezwala ona na rozerwanie delikatnych słupów wody podciąganych ku górze w naczyniach i cewkach siłą ssącą transpiracji. W trzecim etapie woda z wiązek przewodzących liścia ( żyłek liściowych) poprzez żywe komórki miękiszu liściowego dociera do miejsca kontaktującego się z komorą powietrza, skąd paruje i w postaci pary wodnej uchodzi przez szparki powietrzne liścia do atmosfery ( transpiracja) . Siłą napędową transportu wody jest przede wszystkim ssące działanie transpiracji w mniejszym stopniu parcie korzeniowe

38.KLASY ENZYMÓW

1. OKSYDOREDUKTAZY - katalizują reakcję ze zmianą wartościowości składników stopnia utleniania- (dehydrogenazy, reduktazy , oksydazy, oksygenazy)

2. TRANSFERAZY - katalizują z przenoszeniem grup chemicznych pomiędzy dwoma składnikami

3. HYDROLAZY- katalizują reakcje rozpadu z udziałem wody - (esterazy, glikozydazy , peptydazy.)

4. LIAZY- katalizują z odłączaniem grup bez udziału wody (dekarboksylazy)

5. IZOMERAZY - katalizują przemiany wewnątrzcząsteczkowe

6. LIGAZY - katalizują wytwarzanie wiązań międzycząsteczkowych w połączeniu z reakcji rozpadu wysokoenergetycznego ( syntazy).

39.ZWIĄZKI FENOLOWE

1. KUMARYNA nadaje zapach sianu. Substancja toksyczna. Związki pokrewne kumarynie wpływają hamująco na krzepliwość krwi. Kumaryna jest silnym inhibitorem kiełkowania nasion. 2. FLAWONIDY żółte barwniki rozpuszczalne w wodzie np.: chryzyna w pączkach topoli, flawonole np. rutyna w forsycji. Bardzo często występują w połączeniu z cukrami jako glikozydy flawonowe . 3. GARBNIKI - rola czynników hamujących wzrost i kiełkowanie nasion. Garbniki hydrolizujące np. taniniy. Garbniki nie hydrolizujące z których powstają xxxxxxxxxx częste w korze drzewiastych. Występują w korze, liściach, drewnie i owocach. 4. LIGNINY- są to substancje występujące w ściankach komórek różnych roślin ( drzew szpilkowych, liściastych, u roślin zielnych, rodz. Złożonych,motylkowatych i u roślin jednoliścienych.) Powodują drewnienie komórek i zwiększenie ich wytrzymałości mechanicznej. Cząsteczki ligniny lokują się pomiędzy mikrofibryllami- celulozowym tworząc z nimi trwałe połączenia. 5. ALKALOIDY- związki zasadowe organiczne pochodzenia roślinnego zawierające azot. W roślinach występują w postaci soli w kwasach: szczawiowym, cytrynowym, bursztynowym, taninowym. Można je podzielić na pirydynowe ( nikotyna i anabazyna) ,chinolizydowe, tropanowe ,indolowe. 6. POLIPEPTYDY- polimery i izopremy.

40. GRUPY FUNKCYJNE ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH I REAKCJE W KOMÓRKACH ŻYWYCH

-OH (hydroksylowa), -COOH (karboksylowa ), -NH₂ (aminowa) -COO ( estrowa), -NH-CO- (amidowa), tiolowa , = CO (karbonylowa), C-O-C glikozydowa

Reakcje:

• samorzutne

• fotochemiczne ( z udziałem światła) - mogą zajść przy pomocy naświetlenia.

• Oksydoredukcyjne - ( procesowi utleniania towarzyszy redukcja lub odwrotnie)

• Enzymatyczne ( katalizowane przez białka enzymatyczne) . Kataliza polega na obniżeniu energii aktywacji i na tworzeniu przejściowego nietrwałego kompleksu substratu z białkiem enzymatycznym E+S= ES=E+P . Szybkość reakcji enzymatycznych zależy od temperatury o od odczynu środowiska ( różne optimum)

• Reakcje sprzężone - ATP=ADP O kierunkach reakcji chemicznych decuduje wartość jej stałej równowagi K ( jest to iloraz stężenia produktów reakcji do stężenia substratów. W warunkach izotermicznych i izobarycznych K danej reakcji jest zmienne.

41. MECHANIZMY INGERENCJI RÓŻNYCH TYPÓW.

-Reakcja nie hamowana

• blokowanie miejsca przyłączenia substratów

• blokowanie miejsca przyłączenia koenzymów

• blokowanie dodatkowego kofaktora

• blokowanie dodatkowego koenzymu

• blokowanie przez związanie substratu

• przyłączanie w sąsiedztwie strefy centrum aktywnego powodujące zmianę konformacji

42. WODA

Uniwersalne środowisko do przebiegu procesów życiowych, doskonały rozpuszczalnik dla wielu substancji , środek transportu mineralnych i organicznych i mineralnych substancji odżywczych. Substrat w wielu reakcjach biochemicznych ( fotosynteza , hydroliza) . Występując w wakuolach zapewnia komórce jędrność na skutek przebiegających procesów osmotycznych, ułatwia utrzymywanie odpowiedniej temperatury organizmu - cząsteczki mają charakter polarny, wysoka bezładność cieplna, anomalny ciężar właściwy, wysoka spójność, wysoka adhezja, minimalna lepkość przy 29⁰C, stała dielektryczna.

43. ODPORNOŚĆ ROŚLIN NA NISKIE TEMPERATURY.

Mrozoodporoność - jest to odporność na niskie temperatury mogące spowodować śmierć mrozową komórek przez wykrystalizowanie wody w przestworach międzykomórkowych co powoduje odwodnienie i koagulację cytoplazmy.

Mrozoodporność polega na zwiększaniu stężenia osmotycznego soku komórkowego i obniżenia punktu zamarzania, głównie drogą przemiany skrobi w cukier częściowym odwodnieniu i zagęszczeniu cytoplazmy , dzięki czemu pozostała woda związana jest znacznymi siłami z koloidami plazmatycznymi.

Zimotrwałość w obniżonej temperaturze jest utrudnione pobieranie wody i wysychanie , ochroną przed tym jest zrzucanie liści na zimę ( u cypryśnika zrzucanie całych gałęzi) Zamarzanie wody i powstawanie lodu nie zachodzi w nasionach gdyż są one wysuszone. Skutki wytworzenia lodu zależą od miejsca gdy w protoplaście następuje zniszczenie organelli i śmierć komórki) . Gdy ochładzanie jest bardzo szybkie nie dochodzi do trwałego ochłodzenia. Lód w przestworach międzykomórkowych prowadzi do odwodnienia komórki.

Teoria napięć mechanicznych ( z lat 30 tych) - odwodnienie poszczególnych elementów protoplastu zachodzi z niejednakową prędkością co może spowodować duże różnice naprężeń.

Odwodnienie komórek w trakcie przemrożenia prowadzi do zniszczenia struktury oraz denaturacji białek - zbliżenie łańcuchów polipeptydowych i powstanie mostków dwusiarczkowych . Obie teorie nie uzyskały akceptacji. W czasie łagodnych i śnieżnych zim wysoka temperatura może sprzyjać intensywności oddychania.

Wymakanie roślin . Woda z topniejącego śniegu nie może przenikać głębiej - stwarza warunki anaerobowe , może to powodować uszkadzanie korzeni , tkanek w czasie rozrywania gleby i korzeni.

Wysuszające działanie wiatru

Oblodzenie

1999

Strona 3 z 17

1999

Strona 1 z 17

---