1.Pobieranie i przewodzenie wody w roślinie

Wyróżniamy 2 sposoby pobierania wody z gleby: 1) pobiera ją cały organizm 2)pobierają ją wyspecjalizowane organy. Pędy roślin pokryte są kutykulą która ogranicza parowanie i utrudnia pobieranie wody z otoczenia. Pobieranie wody przez Pędy zachodzi Przy udziale hydatodów. Dzięki obecności włośników powierzchnia systemu korzeniowego jest b. duża. Absorpcja wody przez korzeń zachodzi w strefie położonej blisko wierzchołka wzrostu. Woda tu jest pobierana tylko wtedy, gdy potencjał wody w komórkach korzeni jest mniejszy od potencjału wody w glebie.

W roślinie woda przem. Się z komórki do komórki i przewodzona jest w ksylemie. Drogi przemieszczania przez tkanki: w apoplaście tj. w obrębie ścian i przestworów międzykom. lub w symplaście (cytoplazma poszczególnych kom).

2.Wpływ czynników zewnętrznych na pobieranie wody.

Do czynników zewnętrznych wpływających na pobieranie wody wpływają:

-czynniki glebowe (woda grawitacyjna, higroskopijna, kapilarna. Duża zdolność gleby do magazynowania gleby umożliwia roślinom przeżycie okresów suszy).

-czynniki atmosferyczne(pobieranie wody w ciągu dnia jest ściśle związane z szybkością transpiracji)

3.Co to jest potencjał wodny, osmotyczny i ciśnienia i podaj ich średnie i ekstremalne wartości dla różnych komórek i tk.roślinnych.

Potencjał wodny jest wyrazem swobodnej energii cząsteczek wody, która może zostać zamieniona na pracę przepływu.

Potencjał osmotyczny przyjmuje zawsze wartość ujemną. Jest jedną z trzech sił wpływającą na wartość pot. wody.

Potencjał ciśnienia przyjmuje wartość dodatnią, bo zwiększa en. swobodną a więc zwiększa pot. wody w kom.

4.Budowa, występowanie i funkcja akwaporyn.

Akwaporyny należą do integralnych białek błonowych (MIP). Umożliwiają one masowy przepływ wody przez błonę.

Obecność tych białek stwierdzono w tonoplaście i plazmolemie. Łańcuch polipeptydowy tych białek sześciokrotnie przenika błonę, a jego N- i C- końcowe fragmenty wystają po cytoplazmatycznej stronie błony. Poza tym odgrywać bardziej specyf. Funkcje w hydratacji ziaren pyłku, pęcznieniu i kiełkowaniu nasion oraz ruchach aparatów szparkowych. Cechą charakterystyczną akwaporyn jest ich duża wrażliwość na działanie soli rtęci. Wyróżniamy akwaporyny (RD28, alfa- TIP, gamma- TIP).

5.Transpiracja, rodzaje transpiracji, parametry i wpływ na transpirację.

Transpiracja utrata wody przez roślinę pod wpływem parowania. To zjawisko dyfuzyjne, którego przyczyną jest istnienie gradientu potencjału wody.

-Transpiracja kutykulama - woda paruje z całej zewnętrznej powierzchni rośliny, a więc ze skutynizowanej epidermy.

-Transpiracja szparkowa - podczas parowania wody z powierzchni komórek otaczających przestwory międzykomórkowe dochodzi najpierw do zmiany fazy wody z płynnej na gazową i dopiero para wodna ucieka przez otwory aparatów szparkowych

Czynniki wpływające na natężenie transpiracji.

Stopień rozwarcia szparek, ilość szparek, temperatura, ruchy aparatów szparkowych, kwas abscysynowy, światło, wiatr, dostępność wody w glebie, wilgotność powietrza, opory dyfuzyjne.

-intensywność transp [mikromol H2O* m2*s2], [mgH2O1 dm*h]

-współczynnik transp [moIH2O* CO2 / mol]

6.Mechanizm otwierania i zamykania aparatów szparkowych.

Otwieranie aparatów szparkowych spowodowane jest spadkiem potencjału wody w komórkach szparkowych na skutek reakcji związanych z fotosyntetycznym metabolizmem węgla, transportem produktów fotosntezy oraz jonów. W wyniku zmniejszania pot wody w kom szpark przemieszcza się do nich woda, wzrasta ciśnienie turgorowe i komórki się otwierają. Zamykanie zachodzi na skutek utraty wody przez komórki szparkowe do atmosfery (zamykanie hydropasywne) lub w wyniku reakcji metabolicznych (zamyk hydroaktywne). Reakcje te indukowane np. przez odwodnienie liścia lub zwiększenie podaży na ABA prowadzą do utraty turgoru i zamknięcia szparki.

8.Transport jonów przez błony komórkowe.

Związki te mogą być transportowane na zasadzie:

-dyfuzji prostej zachodzi od stęzenia większego do mniejszego

-dyfuzji złożonej poza gradientem szybkość przenikania zależy od gradientu potencjału elektrycznego i gradientu ciśnienia osmotycznego

-dyfuzji ułatwionej uczestniczą struktury białkowe

-jonofory

-transport aktywny ( transport pierwotny), (transport wtórny)

-symport i antyport protonowy

-pompy jonowe- pompa protonowa,

-kanały wodne i jonowe (anionowe, kationowe)

9.Asymilacja azotu u roślin wyższych.

Głównymi formami azotu pobieranymi przez rośliny są jon y NO3, NH4.Redukcja azotanów poprzedza ich właściwą asymilację. Redukcja NO3 do NH4 wymaga wydatkowania dużej ilości energii: redukcja 1 jonu NO3 zużywa 8 elektronów.

Przebiega on dwustopniowo.

I etap to red azotanów do azotynów zachodzi w cytoplazmie katalizowany przez reduktazę azotanową

II etap redukcji asymilacyjnej katalizuje reduktaza azotynowa z udziałem zredukowanej ferredoksyny jako donora protonów. Głównym mechanizmem asymilacji azotu jest tzw. Cykl GS- GOGAT (syntetazy glutaminowej - syntazy glutaminianowej). W reakcji tej azot zostaje wbudowany w strukturę amidową glutaminy. Przyswajane jest w ten sposób ok. 90% jonów NH4. 10. Rodzaje i rola mikoryzy w pobieraniu składników mineralnych.

Mikoryza ektotroficzna występuje na krótkich korzeniach wielu gat roślin dwuliściennych. Korzenie nie mają wówczas włośników i pozbawione są czapeczki. Grzybnia występuje głównie na powierzchni korzeni tworząc gęstą sieć splątanych nitek zwanych płaszczyzną lub siatką Hartiga. Czasami grzybnia penetruje pomiędzy komórki kory korzenia, ale nie wnika do wnętrza jej komórek. Mikoryza endotroficzna grzybnia wnika do wnętrza komórek korzenia. Wyst u większości drzew. Symbioza mikorytyczna polega na zaopatrywaniu grzybów w produkty fotosyntezy wytwarzane przez rośliny w zamian za przekazywane im zw mineralne, które występują w podłożu w formie trudno przyswajalnej. Grzyby ułatwiają pobieranie Zn i Cu., mogą syntetyzować hormony (gibereliny, cytokininy, antybiotyki) zmniejszając liczebność patogenów. Rośliny mikorytyczne są odporniejsze na niekorzystne warunki: nieoptymalną temp gleby, niekorzystne pH lub obecność substtoksycznych.

11. Kiedy w roślinie dochodzi do nagromadzenia azotynów i azotanów i ich redukcja do formy NH4.

Nagromadzenie azotu w roślinie rozpoczyna się w momencie wykształcenia korzenia zarodkowego i osiąga maksimum w liniowej fazie wegetatywnego rozwoju roślin.

Reakcje w których prowadzone są przekształcenia zw azotu służą mikroorganizmom do pozyskiwania energii. Udostępnienie azotu organicznego zawartego w glebie odbywa się przez bakterie i grzyby przerabiające na NH3 związki org w proc amonifikacji. NH3 utleniany jest do NO3 a potem do NO2 w proc nitryfikacji Końcowe produkty jony NH4, NO2, tlenki azotu i N2 są wydzielane do otoczenia.

12. Przystosowania roślin do wykorzystania azotu z gleb o niskiej jego zawartości.

Duże zapotrzebowanie na azot z jednej strony, a możliwość wystąpienia jego niedoboru w środowisku z drugiej strony narzucają oszczędne gospodarowanie tym pierwiastkiem. Azot jest tylko w śladowych ilościach wydzielany do atmosfery. Niewielkie ilości aminokwasów mogą być wydzielane przez korzenie. Większe jego ilości roślina traci dopiero w opadających owocach i liściach. Choć przed zrzuceniem liści część tego pierwiastka jest wycofywana do innych organów.

13, 14, 16 Fizjologiczna rola Ca i K

Pierwiastki te nie wchodzą w skład syntetyzowanych związków organicznych, lecz znajdują się w roślinie zwykle w postaci wolnych jonów, przy czym potas występuje w roślinie praktycznie zawsze w formie wolnych kationów, natomiast wapń tworzy z różnymi substancjami organicznymi liczne związki kompleksowe Obecność potasu wpływa na intensywniejsze pobieranie wody przez roślinę i jednocześnie zmiesza jej transpirację. Powoduje to większe uwodnienie wszystkich składników komórki, a w związku z tym intensywniejszy przebieg wszystkich procesów życiowych. Przyczynia się do lepszego rozprowadzania węglowodanów w roślinie. Najwięcej potasu gromadzi się w tkankach twórczych i w młodych rosnących częściach roślin. Potas zaliczany do trio chemicznego NPK służący do nawożenia, wpływa na gospodarkę wodną roślin poprzez sterowanie aparatami szparkowymi i utrzymanie turgoru tkanek oraz uczestniczy w przemieszczaniu asymilatnów. Aktywuje wiele enzymów transferaz i oksydoreduktaz. Szczególnie ważna jest jego rola w transporcie NO3 ponieważ przy braku K gromadzą się w roślinie proste związki azotowe, które obniżają jakość surowców roślinnych, synteza białek, łagodzi ujemny wpływ braku wody. Brak powoduje początkowo ciemne zabarwienie liści i zasychanie brzegów starszych w warunkach dużej zasobności gleby w potas rośliny mogą nadmiernie pobierać K co pogarsza jakość plonów a zwłaszcza ich wartość paszową-więdną Podatne na suszę i mróz oraz na choroby (grzyby). Wapń hamuje pobieranie wody ogranicza transpirację i powoduje odwodnienie komórek może spowodować zahamowanie procesów życiowych w roślinie Przyczynia się do zobojętniania trującego dla roślin kw. szczawiowego Wzmacnia ściany komórkowe Bierze udział w syntezie cukrowców podczas kiełkowania nasion i wschodów roślin Przemieszcza cukry(amylazę) Wpływa na przepuszczalność cytoplazmy reguluje stan w roztworze cytoplazmy i przyczynia się do ekonomicznego gospodarowania wodą w roślinie Niedobór ujawnia się najpierw na młodych częściach roślin zamieranie wierzchołków pędów skręcanie młodych liści sucha zgnilizna owoców pomidora i papryki gorzka plenność jabłek Nadmiar chloroza. Przeciwstawne działanie jonów potasu i wapnia przyczynia się do utrzymania w równowadze pewnych procesów życiowych.

Fizjologiczna rola N i P. Fosfor jest jednym z podstawowych pierwiastków budulcowych roślin. Wchodzi w skład jądra komórkowego bierze udział w podziale komórek walną rolę spełnia w stożku wzrostu Skraca okres wegetacji roślin Występuje w formie organicznej i mineralnej. Mineralne to orto i pirofosforany skoncentrowane głównie w wakuoli W miarę dojrzewania roślin znaczna część jest wykorzystywana do budowy zw. organicznych. Kwasy nukleinowe DNA-nośnik informacji genetycznej RNA - bierze udział w syntezie białek. Zw. energetyczne ADP ATP w których fosfor tworzy pirofosforanowe zw. stanowiące magazyn energii w roślinie. NAD NADP są to koenzymy które przenoszą protony i elektrony wodoru w redukcji azotanów i biologicznym utlenianiu. Fityna jest solą wapniowo-magnezową kw. Fitynowego występująca w nasionach bulwach, które stanowią materiał zapasowy fosforu uruchamiany w czasie Niedobór powoduje zahamowanie wzrostu podziemnych jak i nadziemnych części roślin. Liście żółkną począwszy od brzegów. Wpływa ujemnie na rozwój kwiatów owoców i kwiatów. Objawy chlorozy. Azot w roślinach znajduje się w dwóch formach: organicznej i nieorganicznej (mineralnej). W tej ostatniej najczęściej w postaci azotanów, które jeszcze nie zostały przekształcone w formę aminową. Zajmuje szczególne miejsce pośród innych składników ze względu na jego specyficzne znaczenie w metabolizmie. Wchodzi w skład wszystkich białek stanowiących podstawowy składnik protoplazmy oraz w skład białek złożonych nukleoproteidów komponentów jądra komórkowego. Wysoka zdolność białek do reakcji uwarunkowana jest chemiczną aktywnością aminokwasów, których synteza jest niemożliwa bez azotu. Oprócz tego azot stanowi część składową amin, amidów, a także cząsteczki chlorofilu. Magazynuje białko złożone nukleoproteidy i enzymy. Wchodzi w skład ATP, ADP , koenzymów NAD i NADP, FAD fosfolipidy. W początkowym okresie wzrostu roślin niedobór N zaczyna się od starszych liści z których jest transportowany do młodszych liści. Starsze liście się odbarwiają się na kolor jasno zielony a następnie od wierzchołków zaczynają żółknąc. Zostaje zahamowany wzrost roślin a nowe liście są wyraźnie mniejsze. Niedobór przyspiesza rozwój i dojrzewanie roślin.

Fizjologiczna rola S i Mg. Siarka w roślinach jest jednym z podstawowych składników budujących substancję organiczną. Pobierają głównie z gleby w formie SO4. Może też być absorbowany przez liście w formie gazowej SO2. Siarka występuje w roślinach w połączeniach mineralnych i organicznych. Mineralne stanowią siarczany które są zapasową formą siarki w roślinie. Organiczne zw. "S" dominują aminokwasy cysteina, cystyna, metionina. Aminokwasy te ulegają różnym przemianom metabolicznym, stanowią podstawę syntezy olejków eterycznych. Jon siarczanowy spełnia funkcję fizjologiczne w procesach oksydoredukcyjnych. Niedobór wywołuje u roślin zmniejszoną aktywność fotosyntetyczną. Rośliny są sztywne i kruche o cienkich łodygach. Młode liście są jasnozielone co często jest związane z niedoborem azotu "S" odgrywa dużą rolę w gospodarce azotowej roślin. U roślin dobrze zaopatrzonych w .S" maleje stosunek N:S W zielonych częściach roślin waha się od 0.028 do 0.032 zmniejszenie tego stosunku powoduje brak siarki lub azotu. Zwiększa się zaw. białka a zmniejsza N nie białkowego N-NO3. Z roślin upr. najczęściej niedobór wys. u motylkowych i krzyżowych połączony z ograniczeniem syntezy białka oraz glukozydanów i allin. Rośliny są mało wrażliwe na duże stężenie SO4 z podłoża. Zatrucia może spowodować SO2 z atm. wywołujący nekrozę liści. Magnez 0.15-0.35 w.s.m Stanowi niezbędny składnik cząsteczki chlorofilu. Oprócz tego zobojętnia w roślinie powstające kw. Wyniku tego powstają trudno rozpuszczalne sole np. szczawian magnezu. Bierze udział w budowie ścian kom. W postaci pektynianu magnezu. Udziela się w metabolizmie fosforu przekształca go z formy nie org. W org. jest częścią składową koenzymów transferaz. Aktywator enzymów, z Ca wpływa na mechaniczne uszkodzenia, zmniejsza porażenie przez choroby, bierze udział w fotosyntezie, 6-25% znajduje się w chlorofilu stabilizuje chloroplasty, jest niezbędny w procesie syntezy kw. Nukleinowych i utrzymania ich stabilności. Niedobór objawia się w roślinach brakiem chlorofilu i jego syntezy. Liście stają się chlorotyczne u zbóż pojawiają się żółte prążki między żyłkami liścia. U dwuliściennych brunatnieją blaszki liścia i obumierają. Paciorkowatość roślin starych, zasychanie stożków wzrostu, obniżenie plonu.

15.Regulacyjne rola wapnia jako wtórnego przekaźnika informacji.

Jony wapnia są ważnym czynnikiem regulującym metabolizm komórkowy, uczestniczą jako wtórny przekaźnik informacji ze środowiska - transduktor, w jednym z najbardziej podstawowych systemów kontrolnych komórek.

Poziom Ca w cytosolu jest stosunkowo niski - stężenie poniżej jednego mikromola. Zmiany poziomu Ca w cytoplażmie pełnią rolę informacyjną - są między komórkowym i wewnątrz komórkowym sygnalizatorem. Jony Ca wpływają na:

-podziały komórkowe

-wzrost objętościowy komórek

-różnicowanie komórek

-ruchy cytoplazmy i chloroplastów

Funkcja Ca jako transduktora sygnałów docierających do komórki zależy od jego związania z kalmoduliną (białka o dużym powinowactwie do Ca). Kompleksy Ca - kalmodulina kontroluje aktywność szeregu kluczowych enzymów: kinezy białkowe, fosfatazy, kinezy NAD, Ca - atepazy, regulują funkcje błon.

17.Fizjologiczna rola żelaza i manganu.

Żelazo należy do mikroelementów, stężenie w roślinie 100-300 ppm Fe w s.m. rola Fe: ważny składnik enzymów oksydoredukcyjnych uczestniczących przeniesieniu elektronów. Żelazo w tej roli występuje w układach hemowych, ferrodoksyna i nitrogenazie. Żelazo może też tworzyć mostek jonowy między enzymem a substratem.

Funkcje żelaza:

-bierze udział w procesach oddychania tlenowego

-jest aktywatorem enzymów

-jest katalizatorem w syntezie chlorofilu i niektórych białek

-zależy od niego liczba rybosomów i ilość białek (w warunkach deficytu Fe maleje) i liczba wolnych aminokwasów (w warunkach deficytu rośnie).

W warunkach niedoboru Fe maleje ilość białek chloroplastów, przez co zmniejsza się intensywność fotosyntezy i poziom karotenoidów. Podczas deficytu Fe występują objawy toksyczności manganu.

-odgrywa pewną rolę w metabolizmie azotowym rośliny: w procesie redukcji azotanów bierze udział ferrodoksyna a w procesie wiązania N - cząsteczkowego -nitragina (enzym zawierający Fe)

Mangan - jest mikroelementem rozmieszczonym w roślinach nierównomiernie. Zawartość od kilkunastu do kilkuset ppm w s.m. Rola Mn:

-jest aktywatorem wielu enzym uczestniczących w metabolizmie białek cukrowców cukrowców lipidów.

-uczestniczy w procesie fotosyntezy w reakcji przeniesienia elektronów z wody na fotosystem związany z wydzieleniem tlenu - ma wpływ na proces oddychania, jego obecność powoduje większe pobieranie tlenu przez roślinę. Bierze udział w tlenowej i beztlenowej fazie oddychania

-zbyt duży poziom Mn w roślinie przy jednoczesnym deficycie Fe powoduje toksyczność manganu.

18.Fizjologiczna rola cynku miedzi i niklu.

Cynk -zawartość od 20 do 200 ppm w s.m. Rola cynku:

-wpływa na aktywność wielu enzymów wchodzi w skład dehydrogenazy glutaminowej, alkoholowej, karboksypeptydazy, anhydrazy węglanowej, wraz Cu dysmutazy ponadtlenowej.

-uczestniczy w regulacji metabolizmu cukrowców i syntezie białek.

-stanowi integralną część błon komórkowych, jest strukturalnym składnikiem rybosomów. Występuje w metaloproteinach, jest jonem stabilizującym sfałdowanie subdomen białkowych oraz indukuje ich powstawanie.

-bierze udział w transkrypcji genów.

-stabilizuje metabolizm cukrowców kwasów nukleinowych.

-wpływa na proces oddychania roślin, ma wpływ na przemiany fosforanów nieorganicznych w organiczne, wpływa na syntezę auksyn.

Miedź.- zawartość od 2 -20 ppm w s.m. Rola Cu:

-jest składnikiem przenośników elektronów w reakcjach oksydoredukcyjnych, w ten sposób wpływa na fotosyntezę, oddychanie, metabolizm związków azotowych i cukrowych.

-uczestniczy w lignifikacji ściany komórkowej.

-stabilizuje gospodarkę wodną u dwuliściennych dwuliściennych rozwój ziarniaków u zbóż.

-pośrednio wpływa na asymilacje CO2 prze wpływ na zawartość chlorofilu.

Nikiel- zawartość od 0,2 do 0,5 ppm w s.m. Rola Ni:

-jest składnikiem ureazy, przez co pełni ważną funkcje w odżywianiu azotowym roślin.

-uczestniczy w metabolizmie pochodnych mocznika.

-wpływa na pobierania Fe i wiązania N atmosferycznego.

-może zwiększać zawartość witaminy p w roślinie.

19.Fizjologiczna rola mikroelementów pobieranych w formie anionów.

Czyli Bor, Molibden, Chlor:

Bor- zawartość od kilku do 100 ppm w s.m. Rola

-tworzy labilne połączenia z cukrowcami ich pochodnymi.

-stymuluje wzrost roślin, pełni ważną rolę w regulacji aktywności wzrostowej komórek.

-wpływa na metabolizm cukrowców, kwasów nukleinowych oraz na tworzenie się komponentów ściany komórkowej, obecność Boru wpływa na odpowiednią strukturę ściany.

-pełni rolę w reakcjach na hormony i funkcjonowaniu błon.

Molibden zawartość od 0, 1 do 0,3 p pm w s.m. Rola

-wchodzi w skład układów enzymatycznych biorących udział w metabolizmie azotu: wchodzi w skład kompleksu nitrogenazy aktywującej azot w procesie wiązania przez bakterie brodawkowe.

-jest składnikiem oksydoreduktazy redukującej azotany do amoniaku.

-jest niezbędny do syntezy kwasu askorbinowego

-wpływa na ilość fosforu w roślinie i bierze udział w przeróbce fosforu

-wywiera wpływ na fotosyntezę (zwiększa intensywność, umożliwia rozpoczęcie fotosyntezy w niższej temperaturze niższym stężeniu światła, wpływa na tworzenie i stabilność chlorofilu)

-poprawia gospodarkę wodną rośliny, przez zwiększenie zdolności zatrzymywania wody w tkankach.

Chlor zawartość od 0,2 do 2 % Rola:

-jony CI w procesie fotosyntezy biorą udział w reakcji rozkładu H2O wydzieleniem O2

-powoduje stymulacje H-atepazy

-spełnia funkcje osmoregulacji komórek

-ma wpływ na wzrost i plon roślin

-chlor zwiększa ciśnienie osmotyczne w komórkach oraz zwiększa stopień pęcznienia koloidów plazmy

-prawdopodobnie wpływa na gospodarkę wodną przez obniżenie transpiracji.

20.Wplyw czynników zewnętrznych na oddychanie

Temperatura-(min,opt=35,max) prze temp. max i min proces ustaje, a prze optymalnej przebiega najszybciej. Temp optymalna dychania >od temp fotosyntezy o kilkanaście stopni C. Większa temp o 10 °C od temp min powoduje zwiększenie szybkości odd do 2,5x.

Tlen stężenie 02-214 w atmosferze -od d właściwe.02 nie jest czynnikiem ograniczającym odd. Spadek stężenia 02 poniżej 10% zatrzymuje od d tlenowe. Przy braku tlenu a uruchamiana zostaje fermentacja właściwa -od d beztlenowe. Stężenie 2­3% w powietrzu wykazuje na zmianę mechanizmu od d z tlenowego na beztl. Szybkość zużywania glukozy (substrat) jest wyższa w warunkach beztl. niż ti. Jest to tzw. Efekt Pastueua. Współczynnik Pastuera- stosunek ilości glukozy utl w war ti do ilości glukozy zużywanej w warunkach beztl.

Dwutlenek węgla- wzrost stęz C02 powoduje spadek intensywności odd.

Woda.- niedobór wody w nasionach powoduje zahamowanie odd i uniemożliwia ich skiełkowanie. Nasiona do przechowywania mają do 12% wody. Wzrost wilgotności o 1% powoduje wzrost intensywności od d 20 krotnie. W wyniku zbyt dużego wzrostu wilgotności następuje zagrzewanie się i gnicie. Nie dobór wody w liściach powoduje przejściowy wzrost szybkości odd. a przy postępującym odwodnieniu spadek tempa pobierania tlenu.

Światło -uruchamia w org zielonych fotooddychanie i powoduje odd cieniowego.

Stężenie substratów oddechowych.- roś zawierające mało substancji zapasowych odd słabiej. Rodzaj i wiek tkanek. Organy i tkanki młodsze odd intensywniej. Odd owoców maleje w miarę dojrzewania.

Klimakterium- wzrost intensywności odd poprzedzający stężenie. Występuje u jabłoni, pomidora banana po zbiorze.

Etylen - stymuluje oddychanie tk. roślinnych. Wzrost biosyntezy etylenu powoduje wzrost odd. Urazy mechaniczne- wzrost odd. o 80% Wiatr- spadek tempa odd. Inhibitory odd.- obecność ich powoduje spadek odd, HCN, CO, H2S, NaF, jony metali ciężkich. Stymulatory odd- wzrost oddychania. Auksyna, etylen.

21Wpływ czynników wewnętrznych na oddychanie.

Intensywność oddychania jest w normalnych warunkach proporcjonalna do potrzeb energetycznych komórki a zatem do zapotrzebowania na ATP , jest ona nieustannie dostosowywana do potrzeb. Im tkanki mają mniej cytoplazmy tym oddychanie jest słabsze, słabe uwodnienie cytoplazmy również zmniejsza intensywność oddychania. Duży wpływ mają: 1) stymulatory (regulatory wzrostu zwłaszcza auksyny) które w niskich stężeniach zwiększają intensywność oddychania i 2)

inhibitory (cyjanek tlenek węgla azydki fluorki nitrofenole jodooctany).

22.Rola i przebieg oddychania u roślin.

Dostarczanie energii w formie ATP zawartej w związkach zapasowych. Produkty pośrednie służą do fotosyntezy innych związków. Substraty: związki organiczne cukrowce, tłuszczowce i białka. Etapy oddychania: 1- glikoliza - przemiana heksozy do pirogronianu zachodzi w cytoplazmie. 2 - Cykl Krebsa - przemiana pirogronianu w czynny octan (acetylo CoA) i włączanie intensywności PAR i ujawniają stabilizację fotosyntezy powyżej określonej wartości napromieniowania, zwanej punktem wysycenia (punktem kardynalnym). 3- Punktem wysycenia światłem układu fotosyntetycznego zależy od rodzaju i wieku rośliny i częściowym wykorzystaniem w nich energii. Większość reakcji przebiega w mitochondriach. Uwalniana w procesie oddychania energia zatrzymywana jest przez komórkę w postaci wysokoenergetycznych wiązań A TP a częściowo ulega rozproszeniu.

24.Bilans energetyczny u rośliny w ciągu doby.

Oddychanie (ubytek tlenu, wzrost temp., ubytek s.m. jeżeli nie ma fotosyntezy, wzrost stężenia C02, wydziela H20 w postaci pary) C6H1206 + 602 = 6C02 +6H20 +288kj mol­1

Przy utlenianiu 1 mola glukozy wyzwala się 673 kcal - 2822kj. Energia ta nie rozprasza się całkowicie w postaci ciepła, lecz w znacznej mierze zatrzymana jest wysokoenergetycznych wiązaniach fosforanowych. Obliczono, że przy oddychaniu tlenowym (CKT) przy utlenianiu 1 cząsteczki glukozy powstaje 40 wysokoenergetycznych wiązań fosforanowych magazynowych

25.Budowa i rozmieszczenie barwników fotsyntetycznych.

chlorofile-są to głównie barwniki fotosyntezy. U wszystkich roślin sinic i prochlorofitów a, u roślin telomowych i zielenic ponadto chlorofil b. pod względem budowy chemicznej chlorofil jest pochodny poryfiny cyklicznego układu tetrapirolowego. Chlorofilu układ ten zawiera magnes w chelatowym połączeniu. Z hydrofilnym układem porfirynowym związany jest estrowo fitol- długi węglowodorowy łańcuch z grupą alkoholową na końcu. Fitol ma charakter litofilny i umożliwia cząsteczce chlorofilu zakotwiczenie się w lipidowych warstwach błony tylakoidowej w pierścieniu występują wolne elektronu. Chlorofil wbudowany jest w błony tylakoidowe i stanowi integralną cześć. Karotenoidy- barwniki te występują w każdym aparacie fotosyntetycznym, choć w stężeniu kilkakrotnie niższym od chlorofilu. Są pochodnymi tetraterpenów zbudowanymi z 40 atomów węgla. Wyróżnia się w nich dwie grupy: karoteny będące nienasyconych węglowodorami niezawierającymi tlenu oraz ksantofile, węglowodory utlenione. Karotenoidy mają wybitnie litofilny i są wbudowane w błony tylakoidowe, prawdopodobnie w połączeniu z białkami. Najważniejsze karotenoidy to powszechnie występujący 13- karoten, a spośród ksantofili dominującą w liściach formą jest luteiria. Fikobiliny- barwniki te występują w aparacie fotosyntetycznym sinic, kryptofitów i krasnorostów. Są to białka silnie związanie z bilinową chromoforową. Fikobiliproteiny tworzą kompleksy, umieszczone nie wewnątrz błon tylkkoidowych, ale na ich zewnętrznych powierzchniach, w postaci struktur o średnicy około 35 mm, zwanych fikobilisomami. Również te barwniki biorą udział w fotosyntezie jako pomocnicze receptory światła.

26.Ogólna charakterystyka procesu fotosyntezy.

Fotosyntezę można zdefiniować jako syntezę związków organicznych prostych substancji mineralnych kosztem energii świetlnej. Fotosynteza jest najważniejszym procesem biochemicznym w przyrodzie, ponieważ dzięki niemu nagromadza się energia chemiczna w postaci węglowodanów; białek, tłuszczów i innych związków organicznych, które służą jako podstawowe źródło energii. Fotosynteza służy do 4 rodzajów celów: produkcja związków organicznych, produkcja tlenu i redukcja C02 z atmosfery, tworzenie warstwy ozonowej i paliwa kopalne powstałe ze szczątków. 6C02 + 6H20 =C6H1206 + 602 proces fotosyntezy składa się z dwóch oddzielnych lecz związanych ze sobą: fazy świetlnej fotochemicznej, złożone z reakcji fotochemicznych tzn. reakcji wymagających światła do swojego przebiegu, fazy ciemnej złożonych z reakcji biochemicznej bez udziału światła, chociaż przy wykorzystaniu energii chemicznej powstałej jego kosztem. Faza świetlna przebiega w membranach tylakoidów i polega na rozszczepieniu wody pod wpływem energii świetlnej pochłoniętej i przetworzonej przez chlorofil. W wyniku rozszczepienia wody wydziela się tlen a ponadto uwalnia się wodór oraz elektron co prowadzi do tzw. Siły asymilacyjnej w skład której wchodzą NADPH2 zawierający zapas wodoru pochodzącego z rozszczepienia wody oraz A TP będącym magazynem energii pochodzącej ze światła. T e związki są pierwszymi trwałymi produktami przetwarzania energii świetlnej zachodzącego w chloroplastach i odgrywają zasadniczą rolę w fazie ciemnej. Faza ciemna cykl fotosyntetyczny redukcji węgla Faza ta przebiega w strefie chloroplastów polega na tym, że siła asymilacyjna redukuje CO2.

27.Wytwarzanie siły asymilacyjnej i wykorzystanie PAR w fotosyntezie

Faza świetlna przebiega w membranach tylakoidów i polega na rozszczepieniu wody pod wpływem energii świetlnej pochłoniętej i przetworzonej przez chlorofil. W wyniku rozszczepienia wody wydziela się tlen i uwalnia H+ oraz elektron, co prowadzi do powstania tzw. siły asymilacyjnej w skład której wchodzą NADPH2 - zawierający zapas wodoru pochodzący z rozszczepienia wody oraz ATP - będący magazynem energii pochodzącej ze światła.

PAR Podstawowym źródłem energii dla procesu fotosyntezy jest promieniowanie widzialne o długości fali380 - 770 nm. Promieniowanie fotosyntetyczne w skrócie PAR obejmuje nieco węższy zakres d/ugości fal od 400- 700 nm. Energia PAR absorbowana jest w chloroplastach przez dwa układy barwników oznaczonych symbolami PS I, PS II. Energia ta potrzebna jest do redukcji cząsteczek C02 do poziomu cukrów.

28.Porównaj rośliny C3, C4 i CAM

C3 rośliny strefy umiarkowanej, pierwszym związkiem w którym związany jest CO2 jest trójwęglowy kwas 3-fosfoglicerynowy.

Akceptorem CO2jest fosforanowa pochodna rybulozy 1,5-bisfosforybuloza zaś enzymem katalizującym tę reakcję jest rubisco. C4 niektóre rośliny strefy zwrotnikowej mają Charakterystyczną budowę anatomiczną liścia: komórki miękiszu oraz specjalną grupę komórek otaczających wiązki przewodzące zwaną pochwą okołowiązkową. CO2 jest przyłączane do wysokoenergetycznego związku - fosfoenolopirogronianu enzymem katalizującym tę reakcję jest karboksylaza fosfoenolopirogronianowa, pierwszym produktem przyłączania CO2 jest związek czterowęglowy szczawiooctan. Procesy karboksylacji fosfoenolopirogronianu do szczawiooctanu i dekarboksylacji jabłczanu zachodzą równocześnie ale w innych typach komórek (oddzielone przestrzennie). CAM są to rośliny niektórych gatunków rosnących w klimacie p6łpustynnym i pustynnym, otwierają szparki tylko w nocy umożliwiając dopływ CO2 . CO2 zostaje przyłączony do fosfoenolopirogronianu z utworzeniem szczawiooctanu enzymem katalizującym jest karboksylaza fosfoenolopirogronianowa, szczawiooctan ulega redukcji do jabłczanu i jest magazynowany do dużych liści i tam gromadzony w wakuolach. Wakuolach ciągu dnia jest on powrotem przeniesiony do...