Wykład 1
1.Fizjologia roślin, fitopatologia- nauka zajmująca się badaniem procesów życiowych roślin oraz funkcjami ich organów. Badane procesy to m.in. wzrost, odżywianie, oddychanie i rozmnażanie. Jest jedną z gałęzi botaniki i fizjologii.
Zadaniem fizjologii roślin jest poznanie:
1.Poszczególnych zjawisk zachodzących w żywej komórce roślinnej
2. Procesów odpowiedzialnych za te zjawiska
3. Mechanizmów uczestniczących uczestniczących regulacji tych procesów
4. Zależność między organizmem i otaczającym go środowiskiem
Fizjologia roślin jest podstawą przyrodniczego wykształcenia rolnika, wyjaśnia procesy, w których rośliny przekształcają proste surowce- dwutlenek węgla, wodę, sole mineralne w skomplikowane substancje, zaspokajające potrzeby ludzi. Znajomość tych procesów pozwala ulepszać metody uprawy roślin i roli. Badania nad fizjologią żywienia mineralnego są wykorzystywane przy doskonaleniu metod nawożenia. Osiągnięcia fizjologii wzrost i rozwój przyczynia się wprowadzenie nowoczesnych metod regulacji plonów
2. Komórka roślinna- podstawowy, strukturalny i funkcjonalny element budowy roślin. Pełni ona funkcje życiowe polegające na:
- pobieraniu związków chemicznych ze środowiska
- przekształcaniu ich w substancje budujące własne materie
Funkcje te umożliwiają komórce: wzrost, wytwarzanie komórek potowych
Komórki roślinne dzielą się przez podział polegający na wytworzeniu - po podziale jądra komórkowego - ściany rozdzielającej komórkę macierzystą na dwie komórki potomne. Kształt większości komórek roślinnych, ze względu na istnienie sztywnej ściany komórkowej, jest stały i uzależniony od ich funkcji oraz mechanicznych oddziaływań między sąsiadującymi ze sobą komórkami w obrębie tkanki.
3. Kształt komórki: przyjmuje zwykle postać wielościanów, które bywają równowymiarowe oraz mniej lub bardziej wydłużone (np.: komórki tkanek mechanicznych mechanicznych przewodzących) Przeciętna wielkość komórki roślinnych waha się w granicach
od 20 do 300 um. Komórki zbudowane są z mniejszych jednostek tzw. Organelli, które pełnią różne funkcje.
Składniki budujące komórkę możemy podzielić na plazmatyczne (żywe) i nieplazmatyczne (martwe) Wszystkie żywe składniki znajdujące się w komórce nazywamy protoplastem. Do protoplastu należą: błona komórkowa, jądro kom., cytoplazma, mitochondria, plastydy, rybosomy, reticulum endoplazmatyczne oraz aparaty Golgiego, lizosomy, plazmodesmy. Do martwych części komórki należą wakuola i ściana komórkowa.
4. Ze względu na typ budowy komórek i stopień ich zorganizowany, wszystkie organizmy żywe zaliczamy do:
- Prokariota- bakterie, sinice
- Eukariota- pierwotniaki, grzyby, zwierzęta, rośliny
Komórki prokariotyczne nie zawierają: mitochondria, plastyków, aparatów Golgiego siateczki śródplazmatycznej, lizosomów, różnice w ścianie i błonie komórkowej, aparatu genetycznego w formie nukleotydu (splątana podwójna nić DNA)
5. Komórka Prokariota- błona zewnątrz, otoczka, ściana komórkowa, cytoplazma, rybosomy, plazmid, pile, nukleoid
nukleoid - obszar cytoplazmy, w którym znajduje się nić DNA;
otoczka - ściana o funkcji szkieletowej, na niej są zawieszone rzęski;
ściana komórkowa, która pełni funkcję ochronną, w jej skład wchodzi mureina.
błona komórkowa - struktura oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego;
rybosomy - organelle służące do produkcji białek;
rzęski i wici, które są wypustkami pełniącymi funkcję ruchową, nie we wszystkich typach bakterii są obecne;
6. komórka Eukariota- pierwotniaki, grzyby, zwierzęta, rośliny
komórki roślin i zwierząt mają podobny plan budowy, ale różnią się odmiennymi warunków bytowania i sposoby pozyskiwania energii i materii. Zwierzęta są organizmami cudzożywnymi (heterotroficznymi i ruchliwymi). Rośliny w przeważającej większości są trwale związane z miejscem swego wzrostu i rozwoju. Komórki zwierzęce pozostają nagie podczas gdy rośliny otoczone są grubą ścianą komórkową. Komórka roślin zawierają chloroplasty pozwalające im na przekształcanie energii świetlnej w energię wiązań chemicznych.
7..Ściana komórkowa- martwy składnik komórki, otoczka komórki o funkcji ochronnej i szkieletowej. Jest wytworem protoplastu. Podstawowym składnikiem ściany komórkowej jest celuloza (wielocukier zbudowany z cząstek celulozy) i jej pochodne (hemiolulozy) i pektyna oraz lignina jest substancją lepiszczową powodującą zawartość struktury komórek drewna. Ściana komórkowa leży na zewnątrz błony komórkowej w tkankach ściany komórkowej sąsiadują ze sobą komórki są zlepione pektyną, substancje tworzące blaszke (zbudowana jest z substancji pektynowych i tworzy lepiszcze które spalają ściany sąsiednich komórek)
8. Młode komórki roślin otoczone są ściana pierwotną, której struktura wewnętrzną stanowi ułożone celulozowe wypełnione hemicelulozę i pektyną. Wszystkie komórki obserwuje się również ścianę wtórną- powstającą po wewnętrznej stronie ścian pierwotnej, zwykle grubsza i bardziej wytrzymała.
9 Ściany wtórne mogą być zdrewniałe, skorkowaciałe, skutymizowane. Kutyna- ma wygląd przypominający wosk, jest złożona z trudno rozpuszczalnych estrów kwasów tłuszczowych. Tworzy nieprzepuszczalna dla cieczy i gazów warstwę (kutykulę) na powierzchni nadziemnych organów roślinnych. W starych komórkach obserwuje się również ściane wtórną powstałą po wewnętrznej stronie ściany pierwotnej zwykle grubsza i bardziej wytrzymała niż pierwotna o uporządkowanej budowie szkieletu celulozowego również wypełnionego hemicelulozą i pektyną
Funkcje ściany komórkowej
Ogranicza wzrost komórki
Chroni przed urazami mechanicznymi
Zabezpiecza przed nadmiernym parowaniem
Nadaje kształt i sztywność komórce
Chroni przed utratą wody
Przepuszcza substancje
10. między komórkami istnieją wąskie połączenia w postaci plasmodesm
Plasmodesmy- łączą ze sobą protoplasty komórek, które sąsiadują ze sobą dzięki nim komórki w łatwy sposób mogą wymieniać pomiędzy sobą różne substancje.
Błona komórkowa- Jest ona złożona z 3 warstw fosfolipidów oraz białek, z których niektóre są luźno związane z powierzchnią błony (białka peryferyjne), a inne przebijają błonę lub są w niej mocno osadzone białkowym lub niebiałkowym motywem (białka błonowe).
Błony muszą dla swojego właściwego funkcjonowania zachować półpłynną konsystencję. Zarówno znaczne obniżenie jak i znaczne podwyższenie temperatury zmienia właściwości błony w stopniu, który może być dla komórki śmiertelny. Transport wody, substancji przez błone komórkową możliwy jest dzięki kanalikom nazywanym porami o róznej średnicy
FUNKCJE BŁON:
- tworzenie bariery pomiędzy cytoplazma a otoczeniem
- ułatwienie rozpoznawania komórek
- utrzymywanie równowagi pomiędzy środowiskiem wewnętrznym i na zewnątrz komórki
Zniszczenie błon plazmatycznych powoduje śmierć komórki. Tonoplast membrana plazmatyczna odgranicza wakuole od cytoplazmy. Układy te przenikają w różnych kierunkach w cytooplazmę i łączą się z plazmo lemmą i błoną jądrową
11. Retukulum endoplamatyczne= siatka węwnątrzplazmatyczna= ER
wewnątrzkomórkowy i międzykomórkowy system kanałów odizolowanych od cytoplazmy podstawowej błonami (membranami) biologicznymi. Tworzy nieregularną sieć cystern, kanalików i pęcherzyków.
12. Wśród błon można wyróżnić:
Rozróżnia się dwa typy retikulum:
Retikulum endoplazmatyczne szorstkie (granularne) - ER-g - charakteryzujące się obecnością licznych rybosomów, osadzonych na jego zewnętrznej powierzchni, rozbudowywana w komórkach szybko rosnących oraz w komórkach w których zachodzi biosynteza białek (np. neurony, komórki nabłonka gruczołowego trzustki).
Retikulum gładkie (agranularne) - ER-a - niezwiązane z rybosomami, stąd jego nazwa - gładkie. Rozwinięta w komórkach syntezujących niebiałkowe produkty organiczne (np. komórki jelita, komórki tkanki tłuszczowej)
13. Cytoplazma- Dzieli się ją na cytoplazmę podstawową (cytozol) oraz struktury błoniaste (organelle). To płynny złożony koloid wody, zawierający min. Wodę 75-85%, białka 10-20%, lipidy 2-3%, kwasy tłuszczowe, węglowodany 1-2% oraz sole mineralne 1% (np.: wapnia, magnezu, soli)
14. Mikrotubule cytoplazmatyczne- mikrotubule cytoplazmatyczne stanowiące elementy cytoszkieletu i sterujące ruchami organelli komórkowych.
mikrotubule kinetochorowe odgrywające ważną rolę w czasie ruchu chromosomów i ogólnie przy podziale komórki
15. Filamenty pośrednie (ang. intermediate filaments) - grupa białek włókienkowych (średnica 10 nm) stanowiących jeden z głównych komponentów cytoszkieletu komórkowego oprócz mikrotubul (średnica 24 nm) i mikrofilamentów aktynowych bądź miozynowych (średnica odpowiednio 7 i 15 nm). Są one bardzo wytrzymałe, przez co chronią komórkę przed mechanicznymi uszkodzeniami na skutek rozciągania. Znajdują się one w cytoplazmie, gdzie otaczają jądro komórki i rozciągają do jej krańców.
16. Procesy zachodzące w cytoplazmie podstawowe
17. Ruchy cytoplazmy
cyrkulacyjny - cytoplazma płynie w różnych kierunkach w pomostach cytoplazmatycznych
rotacyjny - cytoplazma płynie w jednym kierunku wokół wakuoli, inaczej nazywany cyklozą
pulsacyjny - cytoplazma płynie raz w jednym, raz w drugim kierunku (wokół wakuoli)
fontannowy - szczególna odmiana ruchu cyrkulacyjnego, w którym cytoplazma płynie wokół dwóch wakuoli w przeciwnych kierunkach
Ruchy cytoplazmy spowodowane są skurczami włókienek kurczliwych
plazmoliza - proces odstawania protoplastu od ściany komórkowej - zachodzi w roztworze hipertonicznym.
deplazmoliza - proces odwrotny do procesu plazmolizy - zachodzi w roztworze hipotonicznym
18. Chloroplast- (ciałko zieleni) - otoczone podwójną błoną białkowo-lipidową organellum komórkowe występujące u roślin i glonów eukariotycznych. Są rodzajem plastydów. Zawierają zielone barwniki chlorofile pochłaniające energię światła słonecznego potrzebną do fotosyntezy. W nich zachodzi przemiana dwutlenku węgla oraz wody z wykorzystaniem energii świetlnej w glukozę oraz tlen. Maja kształt soczewkowaty.
Membrany plazmatyczne-to małe spłaszczone okragle tylakoidy
19. Aparat Golgiego - organellum występujące niemal we wszystkich komórkach eukariotycznych, służące chemicznym modyfikacjom substancji zużywanych przez komórkę, bądź wydzielanych poza nią. Podstawową jednostką strukturalną aparatu Golgiego jest diktiosom.
W strukturach Golgiego odbywa się:
20. W obrębie diktiosomu wyróżnia się dwa bieguny:
biegun cis (formowania)
biegun trans (dojrzewania)
Od bieguna cis do bieguna trans wzrasta procentowa zawartość lipidów (cholesterolu). Po stronie cis znajdują się enzymy: transferaza N-acetyloglukozoaminy oraz transferazy: galaktozylowa, fukozylowa, sialowa.
Sieć cis stanowi "przedział ratunkowy" dla białek powstałych w retikulum endoplazmatycznym, które zostały przypadkowo złapane w pęcherzyki płynące do aparatu Golgiego (zostają one wyłapane przez enzymy i skierowane z powrotem).
Sieć trans (ang. trans-Golgi network) stanowi stację rozdzielczą i sortująca, w której produkty z wnętrza diktiosomu zostają rozsortowane zależnie od przeznaczenia i zapakowane do odpowiedniego typu pęcherzyków:
21. Aparat golgiego spełnia wiele ważnych funkcji: wydziela zagęszczone substancje poza komórkę w procesie egzocytozy tzw. odwrócpnej pinocydozy
Syntetyzuje polisacharydy strukturalne
W tkankach lącznych oporowych odpowiedzialny jest za synteze mukopolisacharydow
Sprząga węglowodory z proteinami które produkowane SA przez ER
Uczestniczy w przekazywaniu wielu substancji w obrebie komorki i poza nia
22. NA PEWNO DOKOŃCZ
RybosomyRybosomy - biorą udział w biosyntezie białek dlatego licznie występują w młodych silnie rosnących Komorkach
Inicjalizacja translacji-laczenie podjednostek
Rybosomy umieszczone SA w cytoplazmie, chloroplastach, mitochondriach, jadrze komorkowym
organelle służące do produkcji białek w ramach translacji. Są zbudowane z rRNA i białek. Katalityczna aktywność rybosomu związana jest właśnie z zawartym w nim rRNA, natomiast białka budują strukturę rybosomu i działają jako kofaktory zwiększające wydajność translacji.
23. Mitochondrium -o wydłużonym kształcie, ograniczone dwiema membranami plazmatycznymi Posiada: wlasna informacje genetyczna DNA, aparaty syntetyzuja czesc bialek mitochondrialnych, enzymy uczestniczace e procesie oddychania, stanowia miejsce produkcji energii.otoczone błoną organellum, obecne w większości komórek eukariotycznych. Organella te mają różną wielkość, przeważnie od 2 do 8 μm, mogą też szybko zmieniać swój kształt i rozmiary. Są one miejscem, w którym w wyniku procesu oddychania komórkowego p
24. W skład soku komórkowego wypełniającego wakuolę wchodzą:
antocyjany (barwnik o barwie czerwonej bądź niebieskiej, zależnie od pH), np. cyjanidyna w owocach śliwy
Alkaloidy - zwykle trucizny (np. nikotyna, kofeina, kokaina, morfina, teofilina, teobromina, chinina, kolchicyna, skopolamina, atropina) Wodnicznki - wydzielone w cytoplazmie przestrzen wypelniona sokiem komorkowym sklad: związki nieorganiczne (woda,jony potasowe,sodowe,wapniowe,krysztaly szczawianu wapnia oraz weglanu wapnia)organiczne(wolne aminokwasy bialka cukry glikozydy
25. Funkcje wakuol
magazyn wody w komórce
magazynowanie substancji, które mogłyby działać szkodliwie np. na cytoplazmę (głównie alkaloidy, kauczuk)
utrzymywanie niskiego stężenia jonów sodowych w cytozolu (dzięki znajdującym się w tonoplaście pompom jonowym)
czasami trawienie wewnątrzkomórkowe - wakuole mogą zawierać enzymy hydrolityczne biorące udział w procesie trawienia
wodniczki tętniące - u pierwotniaków słodkowodnych biorą udział w osmoregulacji i wydalaniu; nazwa "tętniąca" pochodzi od jej nieustannego kurczenia się, spowodowanego wyrzucaniem poza obręb komórki nadmiaru wody
wodniczki trawiące - u pierwotniaków reguluje poziom płynów w organizmie i wypuszcza soki trawienne w celu trawienia pokarmu
26.LIZOSOMY stanowią organelle komórkowe charakteryzujące się polimorfizmem, (występują wyłącznie w komórkach eukariotycznych) niewielkie (0,02-0,8 μm) struktury kuliste lub owalne, otoczone pojedynczą błoną. Zawierające enzymy rozkładające białka, kwasy nukleinowe, węglowodany i tłuszcze.
27. na pewno dokończ
Jądro komórkowe- ma kształt kulisty, otoczone 2 membranami plazmatycznymi. Główne struktury, które obecnie sa SA budowie jądra komórkowego to:
- błona jadrowa- podwójna membrana otaczajaca całe organellum i odzielająca je od cytoplazmy, Jest NIEPRZEPUSZCZALNYM DNEM WIĘKSZOŚCI CZASTEK, DLATEGO OBECNIE S.A. W NIEJ PORY JĄDROWE pozwalające wnikanie tylko określonych czastek
Blonka jadrowa-siec delikatnych włókienek białkowych utworzona przez laminy stanowiace rusztowanie
Jąderko zawiera material genetyczny dlugie nicie DNA z duza ilością bialek tworząc chromosomy
Kariolimfa-wypelnia przestrzen miedzy strukturami jadra silnie uwodniona podstawowym sklanikiem SA bialka i szereg enzymow związanych z funkcjami jadra
28.NAPEWNO DOKOŃCZ
Zawiera większość materiału genetycznego komórki, zorganizowanego w postaci wielu pojedynczych, długich nici DNA związanych z dużą ilością białek, głównie histonowych, które razem tworzą chromosomy.
28..Jaderko- zbudowane z kwasu RNA i białek. Stanowi ośrodki w których tworzą się rybosomy
29. Funkcje jądra komórkowego:
Nosnik genetyczny przechowywanie i powielanie informacji
- koordynacja różnorodnych aktywności życiowych komórki (stanowi niejako mózg komórki)
- przechowywanie i powielanie informacji genetycznej do cytoplazmy za pomocą RNAw postaci długiego ….
30. Czynniki wpływające na rozwój roślin:
- czynniki endogenne- wpływ czynników endogennych uwarunkowany jest informacjami genetyczne. Główne role odgrywają tu fitohormony (regulatory wzrostu i rozwoju), syntetyzowane w małych ilościach…silnie działają
31. Auksyny, hormony wzrostowe roślin (regulatory wzrostu i rozwoju roślin). Auksyny wytwarzane są w stożkach wzrostu pędów i korzeni oraz w młodych liściach. Przemieszczają się w organizmie rośliny w sposób polarny (gł. od wierzchołka wzrostu do podstawy organu). Pobudzają wzrost roślin, wpływają na wyginanie łodyg i korzeni (tropizmy), otwieranie się pąków liści i kwiatów, stymulują powstawanie korzeni bocznych, wpływają ponadto na niektóre procesy metaboliczne, np. na regulację syntezy białek, RNA (kwasy nukleinowe), na aktywność enzymów. Auksyny syntetyczne stosowane są jako środki chwastobójcze oraz regulujące i przyspieszające wzrost i rozwój roślin.
Wykład 21.10.2011
Gospodarka wodna roślin
Woda jest najważniejszym ilościowo składnikiem każdej żywej komórki i każdej żywej tkanki
Zawartość wody w roślinach: w tkankach można przekraczać 90%ich masy
Protoplazma 85-90% wody
Chloroplasty mitochondria 50
Owoce soczyste 85-95
Miękkie liście 80-90
Korzenie 70-90
Pień świeżo ściętego drzewa ok. 50
Dojrzałe nasiona 10-15
Nasiona bogate w tłuszcz 5-7%
2. Znaczenie wody w życiu roślin
Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem dla licznych substancji przejście substancji do roztworu zapewnia swobodną dyfuzje cząsteczką i Jonom, co umożliwia niezbędne dla przebiegu reakcji zbliżenia cząsteczkę reagujących związków. Woda stanowi medium, w którym następuje transport substancji odżywczych związków organicznych soli mineralnych , zarówno w sitach jak i naczyniach.
3. Woda jest substratem surowcem wielu reakcjach chemicznych przebiegających w protoplazmie jest przyłączana w reakcjach hydrolizy dostarcza wodę w fotosyntezie bierze udział w reakcjach kondensacji z różnymi związkami
Woda wystęupuje w wakuolach zapewnia kom stan jędrności w skutek przebiegających procesów osmotycznych
Woda ułatwia otrzymanie odp. Temp organizmu roślinnego ma ona wysokie ciepło własciwe, oraz wysokie ciepło parowania, dzięki czemu jest czynnikiem biorącym udział w regulowaniu temp tkanek roślinnych
6.Jest czynnikiem umożliwiającym szybki wzrost komórek i tkanek.
7.Woda jest uniwersalnym środowiskiem dla prawidłowego przebiegu czynności życiowych 8obniżenie zawartości wody poniżej normalnego poziomu zmniejsza natężenie procesów fizjologicznych i może doprowadzić do śmierci rośliny.
3. imbibicja-pęcznie
4.Transpiracja czynne parowanie wody z nadziemnych części roślin. Rośliny transpirują przez aparaty szpakowe transpiracja szparkowa przez skórę transpiracja kutykularna i przez przetchlinki przetchlinkowa. Transpiracja szparkowa stanowi ok. 75-90 procent transpiracji ogólnej kutykularna nie przekracza kilku% u drzew i roślin cieniolubnych udział transpiracji kutykularnej jest większy niż u roślin światłolubnych
Transpiracja ma podstawowe znaczenie w przewodzeniu wody przez tkanki roślin obniża też temp rośliny chroni przed ich przegrzaniem,. Jest procesem fizjologicznym czynnie regulowane przez roślinę. Ubytek wody z powierzchni roślin jest uzupełniany przez nią za pomocą systemu korzeniowego kontaktującego się z wodą zawartą w glebie
Jednostki transpiracji wskaźniki transpiracji
Potrzeby wodne rośliny charakteryzuje współ transpiracji rośliny
Intensywność transpiracji wyraża się w g wyparowanej wody na jednostkę powierzchni liścia 1dm3 na jednostkę czasu 1h
Intensywność transpiracji zależy od gatunku rośliny wieku warunków zewnętrznych światło temp wilgotność
Im większa powierzchnia liści np. drzewo tym ilość wyparowanej wody większa
Klon 14, 3m liczba liści 177tyś ogólna pow ierzchnia 0, 4H ilość wyparowanej wody na 1h = 255kg
Współczynnik transpiracji to ilość wyparowanej wody wyraża się w gramach na i g przyrostu suchej masy roślin w okresie wegetacji, jest miarą efektywności wykorzystania wody, rośliny, które oszczędnie gospodarują wodą(kukurydza) mają niższy współczynnik od roślin, które w nieodpowiednich warunkach wyparowują więcej wody dając niskie plony
Dla roślin okopowych 200-300
Pastewnych 400- 500
Dla łąkowych 470
Czynnikami wpływającymi na szybkość transpiracji są: wilgotność powietrza (odwrotnie proporcjonalna), ciśnienie powietrza odwrotnie proporcjonalna, temp wprost proporcjonalna, wielkość powierzchni parujące, światło
Funkcje liścia asymilacja, CO2 w procesie fotosyntezy, transpiracja oraz wymiana gazowa.
. Transpiracja kutykularna parowanie wprost zew powierzchni liścia
Kutykula celuloza wosk kutyna: Nieprzenikliwa dla gazów i wody Wykazuje zdolność do pęcznienia napęczniała oddaje część wody do atmosfery i wysysa jednocześnie nowe ilości wody z kom roślinnych. Natężenie transpiracji kutykularne zależy od grubości kutykuli kaktusy - brak transpiracji kutykularnej młode liście transpiracja wysoka.
Transpiracja szparkowa parowanie z zewnętrznej powierzchni liścia:
Dwa etapy: I parowanie wody z powierzchni wewnętrznej- z powierzchni komórek miękiszu gąbczastego i palisadowego. II dyfuzja powstałej pary wodnej przez szparki na zewnątrz.
Intensywność transpiracji szparkowej niekiedy zbliża się do szybkości parowania z swobodnej powierzchni wody tej samej wielkości i kształtu, co liść po, mimo że aparaty szparkowe zajmują zaledwie 1,5% całej powierzchni liścia
Dlaczego? Rzeczywista powierzchnia parowania wilgotne i cieńkie ściany komórek miękiszu jest wielokrotnie mniejsza od powierzchni liścia w zależności od gatunku rośliny, powierzchnia wewnętrzna liscia przewyższa zewnętrzną 7-30razy.
Dyfuzja intensywnie powstającej pary wodnej przez olbrzymią liczbę drobnych szparek przebiega szybciej
7.Prawo Stefana parowanie z powierzchni bardzo małych odbywa się proporcjonalnie do ich średnicy a nie do powierzchni dyfuzja przez większy otwór odbywa się z taką samą szybkością jak z 2 otworów mniejszych. Jeśli średnica otworu większego będzie równa sumie średnic otworów mniejszych.
8Rozmieszczenie aparatów szparkowych
Po górnej i dolnej skórce liścia u większości gatunków roślin drzewiastych w dolnej stronie skórki gęstość rozmieszczenia szparek zależy od gat. rośliny i wynosi średnio 100-400 szparek na mm2
Na 1mm2 znajduje się 300 szparek to napowierzchni równej powierzchni przekroju poprzecznego ołówka znajduje się aż 15tyś szparek
Liście przeciętnej wielkości może mieć kilka mil szparek
Budowa aparatu szparkowego tworzą się we wczesnym stadium rozwojowych rośliny już na zawiązkach pędów aparat składa się z 2 kom szparkowych, między którymi znajduje się otwór szparka połączona do komory pod szparkowej w miękiszu gąbczastym wewnątrz organu. Komórki szparkowe w odróżnieniu od pozostałych komórek epidermy zawierają chloroplasty i są zdolne do przeprowadzania fotosyntezy nie posiadają natomiast plazmodesm
Na krawędziach komórek szparkowych(od strony szparki) wykształciły się występne ściany komórkowej zwane listwami szparkowymi. Gdy szparka jest zamknięta listwy zachodzą na siebie zamykając przepływ gazów komórki szparkowe wraz z listwami pokryte są grubą warstwe kutykuli. Ściany tych komórek są nierównomiernie zgrubiałe zwłaszcza w zdłuż szparki
Czynniki wpływające na stan aparatów szparkowych: Stopniowe otwarcie aparatów zależy od czynników zewnętrznych: Światło i CO2. Mechanizm glukozowy .Niedobór, CO2 zużytego przez fotosynteze pH wzrasta do 7 aktywacja fosfatazy skrobiowej przemiana skrobi asymilacyjnej do glukozy wzrost potencjału osmotycznego i turgoru otwieranie aparatów szparkowych
Niskie, pH spowodowane pobraniem CO2 do kom mezofilu i akumulacja kwasu węglowego intensywna fotosynteza akumulacja skrobi fotosyntetycznej niedobór osmotycznie czynnej glukozy spadek turgoru zamykanie aparatów szparkowych
Mechanizm jonowy deficyt wody stymuluje Syntezę kwasów abscysynowego w liściach ABA zwiększa przepusczalność błon komórek aparatów szparkowych dla jonów potasowych jony potasowe wpływają z komórki spada turgor zamykanie aparatów szparkowych.
Zawartość wody w liściu w słoneczne dni często występuje deficyt wody w liściu prowadzi do utraty turgoru w komórkach szparkowych zamykanie szparek nawet na świetle
Dostępność wody glebowej brak dostępnej wody w glebie zmniejsza zawartość wody w liściach - szparki zamykają się
Środki antytranspiracyjne: do spryskiwania lub aerozowania hamują transpiracje kwas dodecenylobursztynowy - zamykanie szparek
Czynniki wewnętrzne liścia wielkość powierzchni parującej- budowa liścia (rozmiary liczba szparek grubość kutykuli). Wielkość systemu korzeniowego
Ciśnienie powietrza (odwrotnie proporcjonalna transpiracja w warunkach naturalnych zależy od zmieniających się okresowo czynników, intensywność światła temperatury, niedosyt wilgotności powietrza) w nocy transpiracja zahamowana przy braku światła aparaty szparkowe są zamknięte.
11. Fizjologia znaczenie transpiracji
MINUSY
Transpiracja jest nieunikniona gdyż organy fotosyntezy liści mogą spełniać swe funkcje jedynie przy otwartych szparkach, przez które musi wnikać, CO2
Transpiracja jest niepożądana, gdy przez otwarte szparki zachodzi utrata wody, której niedostatek hamuje wzrost i rozwuj roślin a w skrajnych przypadkach może je doprowadzić do śmierci
PLUSY transpiracja obniża temp liścia i chroni go przed przegrzaniem. Transpiracja sprzyja transportowi substancji mineralnych od korzeni do wierzchołków.
Gutacja i płacz roślin
Gutacja roślin wydzielanie przez liście wody w stanie ciekłym proces zachodzi przez hydatody
Ciecz, która się wydziela w procesie gutacji nie jest czystą wodą zawiera ślady cukru soli mineralnych
Gutacja zachodzi wtedy, kiedy istnieją korzystne warunki pobierania wody przez korzenie a niekorzystne dla transpiracji powietrze nasycone jest parą wodną - transpiracją zahamowaniu ulega zahamowaniu. Gutacja nie ma większego znaczenia w życiu roślin „zawór bezpieczeństwa”
PŁACZ rośliny wyciekanie wodnistego soku z uszkodzonej tkanki miękiszowej np. brzoza. Po rozwinięciu się liści płacz roślin ustaje
Mechanizm gutacji i płaczu przyczyną gutacji i płaczu roślin jest dodatnie ciśnienie panujące w naczyniach- ciśnienie korzeniowe. Jest wywołane aktywnym pobieraniem wody przez korzenie.
12. Pobieranie i transport wody
Roślina pobiera wodę system korzeniowy wiązki sitowo naczyniowe (korzeń łodyga liść) stanowią zamknięty nieprzerwalny układ.
System korzeniowy zaopatruje
Kształt korzeniu charakterystyczny dla poszczególnych gat. roślin
System palowy 1 główny korzeń, który przewyższa swoją grubością
System wiązkowy wiele korzeni równorzędnych, z których żaden nie góruje rozwojem nad inny korzenie wyrastają u podstawy pędu
Przybyszowe rozwijają się na innych organach łodygach liściach taki system pozwala rośliną rozmnażać się wegetatywnie bez udziału nasion.
13. Sfery korzenia w przekroju [podłużnym wyróżnia się 5 sfer różnią się budową anatomiczną i właściwościami fizjologicznymi (Schemat)
14 drogi przewodzenia wody (rys 2,22)
15, transport wody w poprzek korzenia
16. Migracja wody przez tkanki.
Transport wody elementami ksylenu
W walcu osiowym woda wiązkami naczyniowymi lub cewkami dostaje się do łodygi a dalej przez ogonki liściowe do liścia
Naczynia składają się z martwych kom które ściany poprzeczne zanikły i utworzyły się długie kanały ściany naczyń są zgrubiale i mają liczne jamki , naczynia transportują wode i sole mineralne na duże odległości występują w łodygach i pniach
Cewki tworzą dł. ciągi są węższe od naczyń ściany mają jamki
Przez tkanki liścia cewki i naczynia woda rozprowadza jest do miękiszu palisadowego i gąbczastego
Migracja wody następuje przez ścianę ko miękiszu
Mechanizm pasywny w liściach siła ssąca powoduje podnoszenie słupa wody id cewek w liści aż do korzeni komórek.
Mech aktywny w korzeniu uwidacznia się w słabych transpiracjach wymaga dopływu energii.
Wpływ czynników środowiska na pobieranie wody
Zawartość wody w glebie, temp, areacja gleby wyparcie tlenu z gleby tzw. uduszenie rośliny, stężenie roztworu glebowego może być wywołane nadmierną ilością nawozów sztucznych
Susza fizjologiczna
Niska temp słabe natlenienie wysokie stężenie roztworu glebowego utrudnia pobieranie wody przez korzenie. Woda w glebie zasolonej jest trudno dostępna z powodu dużego stężenia osmotycznego.
Wpływ warunków w glebie na hamowanie pobierania wody
Bilans wodny przedstawia stan jej gosp. wodnej w konkretnych warunkach środowiska i w określonym czasie jest po prostu różnicą pomiędzy ilością wody pobranej z gleby i utraconej w procesie transpiracji Lub gutacji w czasie wody (bilans dobowy) lub dłuższym. Zewnętrznym wskaźnikiem bilansu wodnego jest stan uwodnienia rośliny
Bilans zrównoważony pobieranie wody dorównuje stratom. Ujemny- straty wody przewyższają jej pobieranie przy znacznym niedoborze wody w tkankach przejawia się więdnięciem, więdniecie początkowe powoduje straty ale jest przejściowe jeśli niedobór wody zostanie uzupełniony np. po opadzie, przedłużony w czasie bilans ujemny związany zwykle suszą glebową prowadzi do trwałego więdnięcia i zamierania roślin. Dodatni pobieranie wody przez rśline przewyższa straty (dodatnim zazwyczaj nocą gdy transpiracja ustaje a w glebie znajduje się woda dostępna, rośliny odzyskują turgor).
Rodzaje więdnieć
Deficyt wody hamuje kiełkowanie fotosyntezę oddychanie syntezę Białek i tł pobieranie i przewodzenie subst mineralnych
Okresy krytyczne zapotrzebowanie rośliny na wodę zmienia się w czasie jej rozwoju.
Kserofity rośliny sucholubne kserofilne przystosowane fizjologiczne mogą magazynować wodę przy niewielkiej ilości wody mogą budować swoje ciała, przystosowanie ich do środowiska polega na redukcji przepuszczalności epidermy aparatów szparkowych i kutikuli dla utrzymania odpowiedniej ilości wody w tkankach a także na przystosowaniu systemu korzeniowego do pobierania wody z głęboko położonych źródeł bądź też z wilgotnej atmosfery, a następnie magazynowanie jej w łodygach liściach czy korzeniach.
Higrofity rośliny zamieszkujące siedlisko o dużej wilgotności zarwóno gleby jak powietrza
Budowa zapewnia transpirację w warunkach wilgotnych dochodzących do 100%. Aparaty szparkowe zwykle znajdują się na wypukłościach skórki po obu stronach liści. Wydalanie wody z liści często zapewniają hydatody. Cienkie blaszki liściowe pokryte są epidermą której powierzchnia jest dodatkowo zwiększana przez żywe włoski. System korzeniowy i tkanki przewodzące wode są słabo rozwinięte.
Mezofity to rośliny siedlisk umiarkowanych mają dobrze rozwinięty syst korzeniowy a także tkanki przewodzące mechaniczne okrywające i miękiszowe.
WYKŁAD 3
1.Autografy - organizm samożywny- organizm samodzielnie wytwarzający związki organiczne. Potrzebuje do tego wody, dwutlenku węgla i energii słonecznej (zachodzi proces fotosyntezy), bądź energii chemicznej, którą uzyskuje ze spalania (utleniania) związków nieorganicznych (chemosynteza); rośliny, glony, sinice, niektóre bakterie, niektóre pierwotniaki.
2. Heterotrafy- organizm cudzożywny- organizm odżywiający się cudzożywnie, wykorzystują gotowe, złożone związki organiczne, które w organizmie ulegają rozkładowi do związków prostych np.: aminokwasów, kwasów tłuszczowych i w ten sposób wykorzystywane są przez komórki do syntezy, specyficznych związków i uzyskania energii niezbędnej do wykorzystania czynności życiowych; rośliny bezchlorofilowe, bakterie saproficzne i pasożytnicze, zwierzęta i grzybopodobne, rośliny pasożytnicze, grzyby i zwierzęta.
3. Metabolizm- ogół przemian biochemicznych zachodzących w elementarnej części materii żywej, jaką jest komórka, warunkujących wymianę energii i materii między nią a otoczeniem.
Dzięki przemianom metabolicznym możliwe jest wykazywanie podstawowych czynności życiowych prze organizmy: wrażliwość na bodźce i pobudliwość roślin, wzrost, ruch czy rozmnażanie.
4. Ze względu na zachodzące w metabolizmie przemiany energetyczne można podzielić przemiany chemiczne na: endoergiczne - warunkiem zajścia reakcji endoergicznych jest dostarczenie odpowiedniej ilości energii do układu. Egzoergiczne- przemiany chemiczne wiążą się z wydzieleniem porcji energii.
5. W zależności od typu przemian wyróżnia się 2 przeciwstawne procesy:
Anabolizm- synteza złożonych substancji organicznych z prostych, gromadzenie energii (reakcje endoergiczne), zgromadzona energia jest uwalniana w procesach katabolicznych. Katabolizm- rozkład złożonych substancji organicznych do związków prostych, uwalnianie energii (reakcje egzoergiczne), stanowi źródło energii dla przemian anabolicznych
6. Szlak metaboliczny- ciąg reakcji enzymatycznych prowadzących od określonego substratu do produktu ostatecznego, w której produkt jednej reakcji jest substratem kolejnej, zwykle katalizowanej przez inne enzymy np.: glikoliza, reakcja pomostowa.
Cykl przemian metabolicznych- szlak metaboliczny, w którym część produktów ostatniej reakcji jest zarazem substratami pierwszej reakcji w tym samym cyklu np.: cykl Kresa,
cykl Calvina, cykl mocznikowy.
7. Szlaki anaboliczne i kataboliczne są ze sobą ściśle powiązane, gdyż reakcje syntezy (anaboliczne) zachodzą przy niezbędnym nakładzie energii z zewnątrz, która wykorzystywana jest z energii uwalnianej w reakcjach rozkładu (katabolicznych)
Reakcje syntezy i rozkładu przeprowadzone są jednocześnie , chodź w różnych strefach komórki. W związku z tym, że reakcje maja miejsce w odmiennych częściach komórki, energia uwalniana w procesach katabolicznych musi być w jakiś sposób przetransportowana do miejsca procesów syntezy. Dzieje się to za pośrednictwem związków wysokoenergetycznych.
8. Podstawowe przenośniki energii i elektronów w komórce
Adenozonotrójfosforan (ATP), uniwersalny przenośnik energii w komórce
- zawiera wiązania wysokoenergetyczne pomiędzy resztami fosforowymi
- hydroliza wiązań prowadzi do powstawania adenozynodifosforanu (ADP), reszty fosforanowej (Pi) oraz uwolnienia energii
ATP+ H20--- ADP + Pi+ 30,5 KJ/mol
- możliwa dalsza hydroliza do adenozynomonofosforanu (AMP), również z wydzieleniem dużej ilości energii
- hydroliza ATP jest wykorzystywana w trakcie enzymatycznych reakcji engoergicznych jako źródło energii
- powszechnie wykorzystywany w procesie fosforyzacji białek np.: enzymatycznych
- nie jest gromadzony i musi być stale odnawiany
- produkowany w trakcie oddychanoa komórkowego komórkowego mitochondrium
9. Dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy (NAD+), podstawowy przenośnik elektronów i protonów wodorowych (H+) w komórce.
Jest koenzymem wielu enzymów, występuje w formie utlenionej, po przyłączeniu dwóch elektronów i protonu przechodzi w formie zredukowana NADH, Podobna rolę w reakcjach fotosyntezy pełni NADP+. Od NADP+ różni się dołączona reszta fosforanową, a jego forma zredukowana to NADPH.
10. Acetylokoenzym A (acetylo- CoA), aktywny octan, reszta octanowa powiązana wiązaniem wysokoenergetycznym z koenzymem A. Zajmuje centralna pozycję w metabolizmie komórki: powstaje w wyniku przemian katabolicznych węglowodanów, kwasów tłuszczowych, aminokwasów. -Może być wykorzystany w syntezie kwasów tłuszczowych oraz jako substrat oddechowy w cyklu Kresa.
11. Enzymy- białka katalizujące reakcje zachodzące w żywych organizmach.
Funkcja enzymów jest regulacja szybkości przeprowadzanych reakcji chemicznych;
Biorą udział w ważnych przemianach anabolicznych: synteza białek, cukrów i tłuszczów, obniżając energię aktywacji, czyli najniższego poziomu energetycznego substratu, niezbędnego do zainicjowania reakcji, zmniejszają ilość energii dostarczanej do reakcji endoergicznych w stosunku do reakcji zachodzących be udziału enzymów.
12. Enzymy: wykazują specyficzność względem odpowiedniego substratu, nie wpływają na równowagę reakcji, są bardzo aktywne katabolicznie kilkakrotnie przyspieszając reakcje, zapewniają prawidłowa kierunkowość reakcji, a przez co i większa skuteczność.
13. Oddychanie komórkowe
Proces utleniania biologicznego, w którym związki organiczne (węglowodany) utleniane zostają do prostych związków nieorganicznych takich, jak CO2 i H20 z uwolnieniem energii, służącej następnie do innych procesów warunkujących podtrzymanie życia C6H12O6+602—6CO2+6H20+energia (ATP)
Głównym założeniem oddychania jest wyzwolenie użytecznej metabolicznie energii w postaci ATP. Oddychanie komórkowe zachodzi w organellum komórkowym, mitochondrium, (centrum energetyczne komórki)
14.Główne związki wykorzystywane prze komórki jako źródło energii:
węglowodany - podstawowe , łatwo dostępne źródło energii w komórce
tłuszcze- związki wysokoenergetyczne, główny materiał zapasowy w organizmach zwierzęcych
białka- wykorzystywane w ostatniej kolejności, wymagają dezaminacji.
15. Etapy oddychania tlenowego
1. Glikoliza: jest przeprowadzana w cytoplazmie, ciąg reakcji prowadzonych do powstawania z 1 cząsteczki glikozy 2 cząsteczek pirogronianu, dochodzi do reakcji NAD+ do NADH, oraz do fosforyzacji substratowej, utworzenia ATP przez przeniesienie reszty fosforanowej z ufosforylowanego substratu.
CH6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD--- CH3COCOO- + 2 ATP+ 2 NADH
16. 2. Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronainu (reakcja pomostowa)
reakcja pomostowa przeprowadzana jest w macierzy mitochondrialnej, przekształcenie pirogronianu do reszty acetylowej związanej z koenzymem A (acetylo- CoA),
wydzielany jest CO2 powstają zredukowane formy
NADH, CH3COCOO-+ CoA+NAD+-----ACETYLO-CoA+CO2+NADH
17. Cykl Kresa (cykl kwasó trójkarboksylowych, cykl kwasu cytrynowego)
przeprowadzany w macierzy mitochondrialnej, cykliczny ciąg reakcji którego pierwszym etapem jest dołączenie acetylo-CoA do 4- węglowego szczwiooctanu,
utworzony 6-węglowy cytrynian ulega szeregowi przemian w tym dekarboksylacji (odłączony jest CO2) i dehydrogeneracji (powstaje NAD oraz FADH2), podczas cyklu Kresa zachodzi fosforyzacja substratowa, substratowi efekcie następuje regeneracja szczawiooctanu
acetylo- CoA+3NAD+FAD+ + GDP+Pi—2CO2+3NADH+FADH2+GTP+CoA
17. Fosforyzacja- proces chemiczny polegający na przyłączeniu reszty fosforanowej do związku chemicznego.
Fosforyzacja fotosyntetyczna (fotosforylacja)- synteza ATP pod wpływem energii dostarczanej przez fotony światła.
Fosforyzacja oksydacyjna- synteza ATP kosztem energii wywalanej w czasie transportu atomów wodoru i elektronów na tlen.
Fosforyzacja substratowa- synteza ATP z ADP i fosforanu nieorganicznego (Pi) oraz energii powstającej w wyniku wewnętrznej reorganizacji cząsteczki związku organicznego której poziom energetyczne spada.
18. 4. Łańcuch oddechowy (utlenianie końcowe na łańcuchu oddechowym)
-właściwy łańcuch oddechowy zbudowany jest z 4 dużych kompleksów białek (reduktazy i oksydazy) będących częścią błony wewnętrznej mitochondrium.
- elektrony z NADH I FADH2 są przekazywane między kompleksami łańcucha oddechowego, oddechowego wydzielana energia jest wykorzystywana do transportu protonów wodorowych H+ przez wewnętrzna błonę mitchondrium do przestrzeni międzybłonowej.
19. Łańcuch odechowy C.D.
- elektrony z FADH2 są przekazywane do łańcucha oddechowego na dalszym etapie niż NADH, i stąd pozwalają na przepompowanie mniejszej liczby protonów protonów a więc dostarczają mniej energii
- wytworzony gradient protonów H+ jest wykorzystywany przez syntezę ATP do wytworzenia ATP- podczas syntezy protony przedostają się z powrotem do macierzy mitochondrialnej
- ostatecznym akceptorem elektronów i protonów wodorowych jest tlen (postaje H20) czyli produkcję ATP w łańcuchu oddechowym określamy jako fosforyzację oksydacyjną.
20. Bilans oddychania
w czasie glikolizy zużywane są 2 cząsteczki ATP na aktywację glukozy, uzyskiwane są natomiast 4 cząsteczki ATP, po dwie na każda z dwóch cząsteczek pirogronianu powstałego powstałego glukozy- zysk netto to 2 ATP na cząsteczkę glukozy (jest to jedyny zysk energetyczny fermentacji)
21. Bilans oddychania C.D
w cyklu Kresa przemiany każdej z 2 cząsteczek acetylo-CoA dostarczają 1 cząsteczkę GTP, równoważną ATP. W łańcuchu oddechowym protony przepompowane dzięki elektronom pochodzącym z NADH pozwalają na syntezę 3 cząsteczek ATP; dla FADH są to tylko 2 cząsteczki
22. Bilans oddychania C.D 2
łącznie w cyklu oddychania tlenowego 10 cząsteczek NAD+ ulega redukcji do NADH: 1 na każda z dwóch cząsteczek pirogronianu powstałego glikolizie 1 na każda cząsteczkę pirogronianu przekształconą w acetylo-CoA w reakcji pomostowej po 3 na każdą cząsteczkę acetylo-CoA w cyklu Kresa (dodatkowo w cyklu Kresa uzyskiwana jest 2 cząsteczka FADH2 na każda cząsteczkę acetylo-CoA), dostarczenie 2 cząsteczek NADH powstałych powstałych glikozie ( powstałych cytoplazmie) do łańcuch oddechowego (oddechowego mitochondrium) wymaga transportu przez błonę mitochondrium i powoduje straty energii, w wysokości 1 ATP na cząsteczkę. Bilans łączny utleniania 1 cząsteczki glukozy: 2 ATP (aktywacja glukozy) + 4 ATP (glikoliza) + 2 ATP (cykl Kresa), 2 ATP (transport NADH)+ 10x 3ATP (utlenianie NADH)+ 2X 2 ATP (utlenianie FADH2)= 36 ATP
23. Procesy anaboliczne
Fotosynteza- to proces wiązania energii świetlnej w związkach organicznych przy wykorzystaniu dwutlenku węgla i wody jako substratów. Jest podstawowym mechanizmem powstawania materii organicznej, wykorzystywanej następnie przez prawie wszystkie organizmy na Ziemi. Na fotosyntezę składa się: faza jasna zależna od światła,
faza ciemna- mogąca zachodzić w ciemności zależna jednak od produktów fazy jasnej.
6CO2+12H2O+2867KJ-----C6H1206+6O2+6H20
24. Czynniki wpływające na intensywność fotosyntezy:
1. Intensywność oświetlenia (lepsze oświetlenie poprawia intensywność fotosyntezy, różne rośliny maja różne optymalne natężenia światła, przy zbyt intensywnym oświetleniu dochodzi do uszkodzenia fotosystemów chloroplastów; roślina chroni się ustawiając chloroplasty tak aby przyjmowały jak najmniej światła.
2. Temperatura ( ze wzrostem temperatury rośnie prędkość fotosyntezy ale tylko do pewnych granic; przy zbyt wysokiej temperaturze dochodzi do unieczynnienia aparatu fotosyntetycznego, optimum dla różnych roślin zwykle przypada w pobliżu temperatur w których zwykle występują)
3. Dostępność wody ( woda jest konieczna m.in. do wytwarzania siły asymilacyjnej w fazie jasnej fotosyntezy, mała ilość wody powoduje zamykanie szparek i ogranicza dostępność CO2)
4. Dostępność CO2- (zwiększenie ilości CO2 w komórce powoduje wzrost efektywności fotosyntezy, przy małym stężeniu CO2 enzym wiążący CO2 powoduje jego uwalnianie powodując jednocześnie straty energii- proces ten niekorzystny dla roślin nazywamy fotoddychaniem, rośliny stosując różne mechanizmy przeciwdziałają temu mechanizmowi:
a) rośliny o fotosyntezie typu CAM wiążą CO2 w nocy, gdy szparki są otwarte a traty wody niewielkie i magazynują go w postaci kwasów w wakuolach komórki. W dzień szparki są zamknięte a roślina zużywa zmagazynowany CO2.
b) w fotosyntezie typu C4- mają w liściu prócz miękiszu gąbczastego wypełniającego jego wnętrze C4 także miękisz wieńcowy- otaczający samą wiązkę przewodzącą.
Mezofil liści roślin typu C3 jest zróżnicowany na miękisz palisadowy i gąbczasty. Odbywa się tu fotosynteza oraz fotooddychanie.
Rośliny prowadzące fotosynteze typu C4 posiadają jako pierwotny akceptor dwutlenku węgla, fotoennolopirogronian (PEP),. Pierwszym produktem jest szczawiooctan który następnie przekształca się w jabłczan. Jabłczan jest transportowany do komórek miękiszu wieńcowego w którym to dwutlenek węgla jest odłączany po czym wprowadzony w cykl Calvina.
25. Barwnik fotosyntezy
Chlorofil- barwnik absorbujący energię słoneczną stanowi zasadniczą część fotoskładów przekształcających energię świetlną na chemiczną. Chlorofil cechują dwa maksima absorpcji: w zakresie światła niebieskiego niebieskiego nieci słabsze czerwone, zielona barwa roślin (i chlorofilu) jest spowodowana odfiltrowaniem zakresów widma pochłanianych przez chlorofil, u roślin wyższych występują dwie formy chlorofilu- a i b a)-niebieskozielony barwnik, b)- zielonożółty barwik.
26. Chlorofile są magnezoporfirynami- w środku czterech pierścieni węgloazotowych czyli pirogowych ułożonych w czworokąt położony jest atom magnezu.
Karoteny- dodatkowe barwniki fotosyntetyczne absorbujące światło o nieco innej długości fali niż chlorofil i przekazujące na niego energię pełnią funkcję barwników osłonowych.
27. Faza jasna fotosyntezy: to pierwsza faza fotosyntezy zachodząca wyłącznie w obecności światła; prowadzi do związania energii świetlnej w przenośnikach chemicznych.; faza jasna zachodzi w błonach tylakoidów
12H20+18ADP+12NADP+ +ENERGIA--- 18ATP+12NADPH+602
28. Budowa aparatu fotosyntetycznego
*Fotosystem I oraz fotosystem II są zespołem białek i kilkuset cząsteczek barwników fotosyntetycznych, ( fotosystem I zawiera więcej chlorofilu a i mniej chlorofilu b niż fotosystem II; nazywany jest P700 absorbuje promieniowanie o długości fali 700 nm, fotosystem II tzw. P680 pochłania promieniowanie o długości fali 680 nm.
* barwniki fotosyntetyczne tworzą struktury przypominające anteny zbierające energię świetlną przekazujące je do centralnej cząstki chlorofilu w fotosyntezie;
* poza fotosystemami w reakcjach fazy świetlnej bierze udział szereg przenośników związanych z błoną tylakoidu lub znajdujących się w jego bezpośrednim sąsiedztwie.
29. Przebieg fazy jasnej
* światło padając na fotosystem i powoduje wybicie elektronu na wyższy poziom energetyczny
* wybity elektron wędruje przez kolejne przenośniki przechodzi przez ferredoksynę i trafia na NADP+ znajdujący się w stromie chloroplastów
* cząsteczka NADP+ (ulega redukcji) po przyjęciu elektronu przyłącza proton wodorowy H+ tworząc NADPH
* przepływowi elektronów przez plastochion towarzyszy „pompowanie” protonów wodorowych H+ ze strony do wnętrza tylakoidów co z kolei generuje proces fosforyzacji fotosyntetycznej w którym z ADP i reszty fosforanowej (Pi) syntetyzowana jest cząsteczka ATP
* Włączenie do wnętrza tylakoidu portony wodorowe pochodzą z rozkładu cząsteczki wody (fotoliza) z której tez biorą się elektrony uzupełniające „lukę elektronową” w fotosyntezie II
30. Produktami fazy jasnej są:
* NADPH+ H+ (uwodorowana postać fosforanu dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego)
* ATP (adenozynotrifosforan)
* tlen dyfundujący do atmosfery
NADP+H+ i ATP tworzą tzw. Sile asymilacyjna, wykorzystywana w kolejnych etapach fotosyntezy.
31. Fazy ciemne fotosyntezy (cykl Calvina)
Jest to proces wiązania dwutlenku węgla przy wykorzystaniu produktów jasnej fazy (NADPH i ATP), prowadzący do wytworzenia prostych węglowodanów). Proces jest niezależny od obecności światła a jedynie od produktów fazy jasnej. Zachodzi w stromie chloroplastów.
6CO2+ 12NADPH+18 ATP---- C6H1206+6H20+12NADP+ + 18ADP+18Pi
32. Przebie fazy ciemnej
Karboksylacja: Co2 przyłączany jest do rybulozobisforanu, powstały sześciowęglowy związek natychmiast rozpada się do dwóch trójwęglowych czasteczek kwasu fosfoglicerynowego)
Redukcja- kwas fosfoglicerynowy przy wykorzystaniu NADPH i ATP jest redukowany do aldehydu fosfoglicerynowego (pierwszy produkt fotosyntezy- trioza).
Cząsteczki aldehydu są wykorzystywane syntezy: glukozy, sacharozy i skrobi oraz do trzeciego etapu fazy ciemnej tzw. Regeneracji.
33. Fotosynteza- pochodzi z języka greckiego: phos= światło+ synteza.
Początek badań nad fotosyntezą datuje się od 1630 roku,
*van helmont stwierdził że rośliny zielone same wytwarzają substancje organiczne a nie czerpią ich z gleby
* w XVIII wieku angielski uczony Priestley odkrył że „rośliny mogą naprawiać powietrze zepsute przez palące świece” (1772r.)
* holenderski badacz Ingenhousz stwierdził że przemiany zachodzące podczas „ naprawiania zepsutego powietrza” wymagają światła (1779r.). Wkrótce potem okazało się że składnikiem „niedobrego” powietrza pochłanianym przez rośliny jest dwutlenek węgla a ponadto ponadto procesie tym zużywana jest woda
* niemiecki uczony Mayer stwierdził (1843r.) że rośliny pochłaniają energię słoneczną i przekształcają ją w energię chemiczną wiązań asymilatów.
* w 1862r. J.Sachs srwierdził że pierwszym dostrzegalnym produktem asymilacji CO2 jest skrobia geomadzaca się w plastykach.
* lata 40 XXw.- Calvin i Benson za opracowanie cyklu reakcji związanych z asymilacja dwutlenku węgla otrzymali nagrodę Nobla.
3
Wyszukiwarka