1.ZWIĄZKI ORGANICZNE WYSTĘPUJĄCE W KOMÓRKACH I ICH FUNKCJA
Związki org. stanowią w roślinie od 90-95% suchej masy, zbudowane są głównie z C, H O, N; dzielimy je ze względu na budowę chemiczną i funkcje
Budowa chemiczna:
-cukrowce, białka, tłuszczowce, kw. nukleinowe, barwniki fitohormony, substancje swoiste
Funkcja:
strukturalna(budulcowa)- skł. ścian i protoplastu(białka, tłuszczowce, celuloza, hemicelulozy, zw. pektynowe, legniny)
zapasowa- pula substancji stanowiących rezerwę materiałów budulcowych i energetycznych(cukrowce, białka, tłuszcze właściwe)
katalityczna i regulacyjna- związki o dużej aktywności metabolitycznej(enzymy, kw. nukleinowe, witaminy, fitohormony, chlorofil, fitochrom)
ochronna i komunikacyjna- chroniąca przed patogenami(bakterie i wirusy) i szkodnikami; przekaźniki sygnałów pomiędzy roślinami, oraz między roślinami a organizmami innych grup
2.PĘCZNIENIE
Uwolnienie koloidów hydrofilowych, którego efektem jest zwiększenie masy i objętości. Stopień pęcznienia zależy od liczby i rodzaju grup hydrofilowych i stężenia roztworu. Szybkość pęcznienia zależy od liczby i rodzaju grup hydrofilowych i stężenia roztworu oraz od temperatury.
3.DYFUZJA
- samorzutne przemieszczanie się cząsteczek (lub jonów)jednej substancji względem cząsteczek (jonów) drugiej substancji zachodzące w obrębie danego ośrodka
- dyfuzja jest wynikiem ruchów kinetycznych cząsteczek
- kierunek dyfuzji w kierunku gradiantu stężenia substancji
- szybkość dyfuzji zależy od gęstości ośrodka, temp. i wielkości cząsteczek
4. OSMOZA
Jest to dyfuzja wody przez błonę półprzepuszczalną oddzielającą dwa roztwory różniące się potencjałem wody.
*kierunek przepływu wody z godnie z gradiantem (spadkiem)stężenia wody tj. od roztworu o niższym (bardziej ujemnym) potencjale wody
*osmoza przebiega tak długo aż nastąpi wyrównanie potencjałów wody po obu stronach błony półprzepuszczalnej.
5.POSTACIE WODY GLEBOWEJ I JEJ DOSTĘPNOŚĆ
-higroskopijna- warstwa cząsteczek wody powlekająca cząsteczki gleby, utrzymywana przez nią z wielką siłą (niedostępna
-błonkowata- warstwa cząsteczek wody następna po w/ w przyciągana z siłą przekraczającą siły ssące korzenia(niedostępna
-kapilarna- wypełniająca kapilary w glebie, przytrzymywana siłami napięć powierzchniowych, nie przemieszcza się w głąb profilu glebowego (dostępna
-grawitacyjna- wypełniająca większe przestwory glebowe, przemieszczająca się w głąb profilu glebowego pod wpływem siły ciążenia(dostępna
7.PROCES TRANSPIRACJI I CVZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA JEJ INTENSYWNOŚĆ
Rodzaje transpiracji:
- szparkowa- największe znaczenie (w liściach
- kutikularna i przedchlinkowa(w zdrewniałych pędach u roślin, na owocach gruszek
intensywność transpiracji: ilość wody wytranspirowanej przez określoną powierzchnię rośliny w jednostce czasu
czynniki zewnętrzne:
- potencjał wody i powietrza otaczającego roślinę
- światło
- temperatura
- wiatr
8.BILANS WODNY ROŚLINY
Bilans wodny jest to różnica pomiędzy ilością wody pobranej a ilością wody wydalonej do otoczenia
Bilans wodny może być:
-dodatni(korzystny)
-zróżnicowany(zahamowanie wzrostu)
-ujemny(więdnięcie)
współczynnik więdnięcia(WW)-jest to ilość wody w glebie (w % suchej masy gleby przy której dochodzi do trwałego więdnięcia roślin). Współczynnik ten zależy od zawartości koloidów hydrofilowych w glebie.
9.SUSZA GLEBOWA
SUSZA GLEBOWA jest wtedy gdy wilgotność gleby spada do poziomu WW i zaczyna brakować wody dostępnej dla roślin
SUSZA FIZJOLOGICZNA jest wtedy gdy w glebie jest dostępna dla roślin woda, ale rośliny nie mogą jej pobrać bo występuje:
- nadmierne zasolenie
- niska temp.
- brak tlenu
- obecność metali ciężkich lub zw. toksycznych
10.Autotrofy i heterotrofy
a) autotrofy: - org. samożywne
- asymilują zw. org. z pozostałych zw. nieorganicznych
- należą do nich rośl. zielone i bakterie chemosyntetyczne
b) heterotrofy - org. cudzożywne
- nie asymilują CO2
- syntetyzują zw. org. z innych zw. org.
- należą do nich saprofity,symbionty,pasożyty
11. ZNACZENIE PROCESU FOTOSYNTEZY
Fotosynteza jest najważniejszym procesem biologicznym w przyrodzie ponieważ dzięki niemu nagromadza się energia chemiczna w postaci węglowodanów, białek, tłuszczów i innych zw. org. które służą jako podstawowe źródła energii dla wszystkich istot żywych. Utrzymuje w atmosferze stały poziom O2 (21%), cały tlen w atmosferze pochodzi z fotos. Zapobiega akumulacji CO2 w atmosferze.
12. BUDOWA CHLOROPLASTU I LOKALIZACJA FAZ FOTOSYNT.
Chloroplast zbudowany jest z :
- dwóch membran plazmatycznych otaczających chloroplast od zewnątrz
- bezbarwnej białkowej substancji wewnątrz chloroplastu zwaną stromą lub matriksem
- system lamellarny, czyli skomplikowany, warstwowy układ membran, złożony z tylakoidów stromy.
W gronach zlokalizowany jest chlorofil. Oprócz lamelli tworzących grana występują znacznie większych rozmiarów lamelle stromy pozbawione chlorofilu, zwane inaczej lamellami międzygranowymi.
Na terenie stromy występ. także rybosomy (zawierające RNA), niewielkie ilości DNA oraz enzymy uczestniczące w procesie fotosyntezy. Aczkolwiek rybosomy te są mniejsze od rybosomów cytoplazmatycznych jednak pełnią takie same funkcje tzn. mają zdolność do syntezy białek, co zapewnia autonomię tych organelli.
Chloroplasty mogą powstawać z leukoplastów lub protoplastów.
lokalizacja faz fotosyntezy:
faza jasna zachodzi w błonach tylakoidów
faza ciemna zachodzi w stromi
13.BARWNIKI CHLOROPLASTOWE
chlorofile: chlorofil a - barwa niebieskozielona, występ. we wszystkich roślinach zielonych.
chlorofil b- barwa żółtozielona, występ. we wszystkich roślinach zielonych z wyjątkiem pewnych glonów.
karotenoidy: karoteny- barwa pomarańczowoczerwona, występ. we wszystkich rośl. zielonych, w korzeniach marchwi, niektóre owoce, nasiona
ksantofile- barwa jasnożółta, występ. w niektórych tk. roślinnych zarówno zielonych jak i niezielonych.
Udział karotenoidów w fotosyntezie jest pośredni; pochłaniają one promienie niebiesko fioletowe i przekazują energię chlorofilowi a, który jest głównym barwnikiem fotosynezy. Ponadto pełnią rolę ochronną zapobiegając tzw. fotooksydacji chlorofilu, która następuje w przypadku nadmiernego oświetlenia.
Chlorofil-pomiary wykazały, że na około 500 cząsteczek chlorofilu tylko jedna cząsteczka jest aktywna, stanowiąc tzw. centrum aktywne systemu. Pozostałe cząsteczki chlorofilu tworząc coś w rodzaju pułapki czy też anteny chwytającej fotony. Energia każdego fotonu schwytanego przez którąkolwiek z cząsteczek barwnika należącą do danego systemu, przekazywana jest w końcu do centrum aktywnego, które dzięki temu może pracować z dużą wydajnością.
14.PRZEBIEG PROCESU FOTOSYNTEZY
Całość procesu skł. się z dwóch oddzielnych, lecz związanych ze sobą faz:
*fazy świetlnej (fotochemicznej)złożonej z reakcji fotochemicznej, tzn. reakcji wymagającej światła do swego przebiegu.
*fazy ciemnej złożonej z reakcji biochemicznych, zachodzących bez udziału światła, chociaż przy wykorzystaniu energii chemicznej powstałej jego kosztem.
Faza świetlna przebiega w membranach tylakoidów i polega na rozszczepieniu(fotolizie) wody pod wpływem energii świetlnej pochłoniętej i przetworzonej przez chlorofil. W wyniku rozszczepienia wody wydziela się tlen, ponadto uwalnia się H+ oraz elektron co prowadzi do powstania tak zwanej siły asymilacyjnej, w skład której wchodzą NADPH2 - zawierający zapas wodoru pochodzącego z rozszczepienia wody oraz ATP- będący magazynem energiiagazynem energiiświatła.
Podczas tej fazy energia świetlna zostaje przekształcona w potencjalną energię wiązań chemicznych. Natomiast w fazie ciemnej siła asymilacyjna redukuje grupę karboksylową, wytworzoną po związaniu CO2, do grupy aldehydowej, czyli do poziomów cukrów.
15.ROŚLINY TYPU C4
Rośliny te są odporniejsze na CO2, którego jest coraz więcej. Nie zatrzymuje skrobi w chloroplastach co nie powoduje przy podwyższeniu CO2 rozerwania chloroplastów i ginięciu roślin.
cechy anatomiczne:
- w liściach występuje pochewka wokołowiązkowa
- kom. miękiszu asymilacyjnego promieniście ułożone wokół pochewki
- dwa rodzaje chloroplastów
cechy metaboliczne:
- dwa akceptory CO2- pierwotny RuDP, wtórny PEP
- podział funkcji między chloroplastami
cechy fizjologiczne:
- wysoka intensywność fotosyntezy rzeczywistej
- wysokie wykorzystanie światła w fotos. (7%)
- wysoka sprawność odprowadzania asymilatów z liści np. kukurydza.
- oszczędna gospodarka wodna
Są to rośliny przyszłości: oszczędna gospodarka wodna, sprawne odparowanie asymilatów - magazynowanie skrobi.
16.ROŚLINY TYPU CAM
Są to przeważnie rośliny dwuliścienne i niekiedy jednoliścienne.
Rośliny typu CAM wiążą dwutlenek węgla nocą (kiedy ich szparki są otwarte)wbudowując go w jabłczan, zw. czterowęglowy, magazynowany w wakuoli. W ciągu dnia, kiedy szparki są zamknięte i nie ma wymiany gazowej między rośliną i atmosferą, następuje dekarboksylacja jabłczanu i uwalnia się znowu CO2 .Tym razem znajduje się w tkance liścia, może być zatem przekształcony stopniowo w cukry proste.
Rośliny CAM są zdolne do wymiany gazowej na rzecz fotosyntezy oraz do istotnego zmniejszenia strat wody, toteż występują na pustyniach, gdzie nie mogą przeżyć rośliny typu C3, ani typu C4
17.CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA INTENSYWNOŚĆ FOTOSYNTEZY
a)środowiskowe: światło, CO2, temperatura, woda, skł. mineralne
b)wewnętrzne: anatomia liścia, rozmieszczenie chloroplastów, zawartość chlorofilu, wiek organu.
18.TRANSPORT I DYSTRYBUCJA ASYMILATÓW W ROŚLINIE
transport- odbywa się w środowisku wodnym. Dzieli się na bliski i daleki.
Bliski odbywa się na niewielkie odległości z niewielką szybkością, przez tkankę miękiszową i głównie na drodze dyfuzji.
Daleki odbywa się na duże odległości z dużą szybkością przy udziale floemu i na zasadzie transportu aktywnego.
Transport asymilatów odbywa się przez całą dobę, ich nadmiar gromadzony jest w liściach w postaci skrobi, potem rozprowadzany jako sacharoza po organach rośliny i zużywany do budowy i funkcji życiowych rośliny.
Donory asymilatów to liście o pełnej aktywności fotosyntetycznej
Akceptory asymilatów to łodygi, korzenie, kwiaty, owoce, stożki wzrostu, rozwijające się liście.
19.FOTOSYNTEZA A PRODUKTYWNOŚĆ ROŚLIN
Produkcja suchej masy tk. roślinnych wytworzonych w wyniku procesu fotosyntezy. nazywa się produktywnością. Produktywność zależy od sprawności aparatu fotosyntetycznego roślin, strat suchej masy, wynikającej z procesów oddechowych i od czynników klimatycznych i glebowych. Od produktywności zależy ich wzrost:
a) asymilaty wytwarzane w procesie fotosyntezy
b) asymilaty zużyte w procesie oddychania
c) asymilaty zużyte do budowy tk. rośl.
a- fotosynteza brutto (rzeczywista)
b- oddychanie
c- fotosynteza netto(pozorna)
a - b = c
Czynniki wpływające na produktywność roślin:
klimatyczne- temp. stężenie CO2, wilgotność powietrza, wiatr, światło, toksyczne zanieczyszczenia powietrza,
glebowe- skład mechaniczny i struktura gleby, zawartość skł. mineralnych i organicznych, odczyn pH, zasobność w wodę dostępną dla roślin, stosunki powietrzne, liczebność mikroflory i mikrofauny, toksyczne zanieczyszczanie gleby.
20.ZNACZENIE PROCESU ODDYCHANIA
-energetyczna dostarcza energię potrzebną do normalnego funkcjonowania komórki, tkanek i organów
-biochemiczna dostarcza zw. wyjściowych do syntezy podstawowych skł. komórkowych.
21.TYPY ODDYCHANIA
-oddychanie tlenowe(właściwe)- całkowite utlenienie substratu przy udziale tlenu atmosferycznego na CO2 i H2O; zasadniczy typ oddychania we wszystkich komórkach roślin wyższych w normalnych warunkach
-fermentacja właściwa- rozpad substratu na proste związki organiczne i CO2bez udziału tlenu atmosferycznego (np. fermentacja alkoholowa czy mlekowa)
-fermentacja oksydocyjna- częściowe utlenienie substratu przy udziale tlenu atmosferycznego na proste związki organiczne i wodę (np. fermentacja octowa)
Fermentacje zachodzą u roślin niższych to jest niektórych grzybów i bakterii.
22.SUBSTRATY ODDECHOWE
1/3 asymilatów jest zużywanych jako substraty oddechowe
-zasadniczymi substratami oddechowymi są cukrowce(węglany)
-inne związki tj. kilku-i wielocukrowce, tłuszcze czy białka zanim staną się substratami oddechowymi muszą ulec hydrolizie na związki prostsze
- energetyczność substratów oddechowych jest odwrotnie proporcjonalne do stężenia ich utlenienia
ASYMILATY są to produkty asymilacji CO2 powstające w procesie fotosyntezy.
23.PRZEBIEG ODDYCHANIA TLENOWEGO I LOKALIZACJA POSZCZEGÓLNYCH ETAPÓW W KOMÓRCE.
Lokalizacja etapów oddychania w kom.
- glikoliza - w cytoplazmie podstawowej
- cykl Krebsa- matrix, mtochondrium
- łańcuch oddechowy - błona wewnętrzna, mitochondrium(grzebienie)
ETAPY ODDYCHANIA
- glikoliza substraty oddechowe o długim łańcuchu węglowym ulegają rozpadowi na reszty dwuwęglowe kw. octowego, który łączy się z koenzymem A tworząc acetylo- CoA
- cykl Krebsa- całkowite utlenienie acetylo-CoA w szeregu cyklicznie powtarzających się reakcji odłączania CO2, przyłączania H2O, odłączania atomu wodoru
- łańcuch oddechowy - odłączone w cyklu Krebsa atomy wodoru (oddzielenie protonu i elektronu) są przenoszone przez szereg specyficznych enzymów i koenzymów- podczas transportu atomów wodoru uwalnia się energia- wodór ostatecznie łączy się z tlenem atomu i powstaje czad.
24.CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA INTENSYWNOŚĆ ODDYCHANIA
temperatura, dostępność tlenu, stężenie CO2, zawartość H2o, rodzaj- wiek organu, faza rozwojowa, czynniki stresowe.
26.PIRERWIASTKI NIEZBĘDNE, POŻĄDANE, BALASTOWE I TOKSYCZNE
pierwiastki niezbędne: to takie bez których roślina nie może realizować całego cyklu rozwoju
- nie można ich zastąpić
- uczestniczą w metabolizmie roślin
Są to:
*makroelementy: N, P, Cl, Mg, Ca, S
*mikroelementy: Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Cl,
pierwiastki toksyczne
pierwiastki pożądane
pierwiastki balastowe
27.TRANSPORT BIERNY I AKTYWNY SKŁ. MINERALNYCH
Transport bierny odbywa się na zasadzie dyfuzji kosztem energii kinetycznej cząsteczek. Transport bierny czyli bez dostarczania energii przez organizm.
Transport aktywny odbywa się przy zużyciu energii metabolicznej, dostarczanej przez organizm w postaci ATP. Może on (chociaż w cale nie musi)odbywać się w brew stężeniom, tzn. od stężenia mniejszego do większego.
28.CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA POBIERANIE I TRANSPORT SKŁ. MINERALNYCH.
Czynniki te to:
- zasobność gleby w skł. mineralne
- odczyn gleby
- potrzeby nawozowe roślin
- straty składników mineralnych wynikających z ich wymywania, uwstecznianie lub wynoszenie z plonem
29.FORMY POBIERANIA, FUNKCJA FIZJOLOGICZNA I OBJAWY NIEDOBORU POSZCZEGÓLNYCH MAKROELEMENTÓW.
pierwiastek: azot
Forma pobierania: NO3, NH4+, mocznik
Funkcja i transport : Składnik : aminokwasów, białek, kw. nukleinowych, koenzymów, chlorofilu, cytokinin. Transport przez floem i ksylem.
Objawy niedoboru: Hamowanie wzrostu, szczególnie liści, małe krzewienie chloraza liści starszych (dolnych - zasychających ). Łatwa reutylizacja.
pierwiastek: fosfor
Forma pobierania: H2PO4-, HPO42-
Funkcja i transport: Składnik kw. nukleinowych, fosfolipidów, kluczowa rola w reakcji przenoszenia, akumulacji energii. Transport przez floem i ksylem.
objawy niedoboru: Zahamowanie wzrostu, liście ciemnozielone, często od dolnej strony fioletowo purpurowe (np. pomidory )
pierwiastek: siarka
Forma pobierania: SO42-
Funkcja i transport: Składnik: cystyny, cysteiny, metioniny, białek, sulfolipidów, różnych koenzymów, (np. CoA ), występuje w związkach smakowych i zapachowych chrzanu i czosnku, olejach gorczycznych.
Transport przez floem i ksylem.
Objawy niedoboru: Chloraza całych liści, żyłki czerwonawe, czasem brak turgoru liści. Objawy zbliżone do braku azotu. Łatwa reutylizacja.
pierwiastek: potas
Forma pobierania: K+
Funkcja i transport: Występuje w postaci jonowej, aktywator ponad 50 enzymów. Uczestniczy w osmoregulacji (np. aparatu szparkowego ) i w równowadze jonowej. Łatwo remobilizowany.
pierwiastek: wapń
Forma pobierania:Ca2+, chelaty
Funkcja i transport: Kofaktor enzymów np. fosfolipazy, amylazy, ATP-azy, stabilizator kilku receptorów. Składnik pektyn i ściany komórkowej.
Stabilizator błon komórkowych.
Wtórny przekaźnik informacji w regulacji metabolizmu.
Transport prawie wyłącznie przez ksylem.
Objawy niedoboru: Drastyczne zahamowanie wzrostu, zamieranie wierzchołków pędu , śluzowacenie korzeni, nietypowe chlorazy. Deformacja liści, szczególnie kapustnych, sucha zgnilizna owoców: pomidora i papryki, gorzka plamistość jabłek.
Słaba reutylizacja międzyorganowa.
pierwiastek: magnez
Forma pobierania: Mg2+
Funkcja i trans...
Rainhardt