cz.2 oddychanie, Biologia, fizjologia roślin


TRANSPIRACJA

Jest procesem wyparowania wody z rośliny. Zjawisko to ma na naturę fizyczną, gdyż polega na dyfuzji cząsteczek pary wodnej z powierzchni wewnętrznej - transpiracja szparkowa lub z zewnętrznej liści - transpiracja kutikularna.

Rodzaje transpiracji:

Kutukula nabłonki bez postaciowe warstwa pokrywająca epiderma.

tk. kutikularna- okrywają całą powierzchnię liścia prze kutikulę, stanowi mały % ogólnej transpiracji 5-20% . jest intensywna w młodych liściach zależy od wieku. Zależność roślin do higrofitów, hydrofitów, mezofitów, kserofitu.

1. hydrofity- rośliny wodne

2. higrofity - rośliny miejsc wulgotnych

3. mezofity - pośrednie

4. kserofity - rośliny miejsc suchych.

U hydrofitów jest obszerna transpiracja a u kserofitów bardzo niska.

Tk. szparkowa (przetchlinowa) - transpiracja jest wprospropocjonalna do sumy średnic rozwarcia aparatów szparkowych a odwrotnie propocionalna do drogi jaką przebywa woda do aparatów szparkowych. Transpiracja odbywa się przy udziale szparek (aparaty szparkowe). Jest to wypasowywanie wody z miękisza do przetworów międzykomórkowych z tych przetworów przez szparkę do atmosfery. Jest to transpiracja wewnętrzna.

Ilość organów szparkowych na powierzchni liścia jest różna i zależy od gatunku.

Czynniki zewnętrzne- nasłonecznienie. Liczba aparatów szparkowych zależy od blaszki liściowej, u dwuliściennych aparaty szparkowe przewężane są po stronie dolnej, a górna ma mało aparatów szparkowych. Wynika to z ułożenia liścia na łodydze, bo światło pada prostopadła na blaszkę liściową. U jednoliściennych światło pada ostro na blaszkę liści i aparaty szparkowe są albo równomiernie rozmieszczone albo przewężają w górnej części liścia. Aparat szparkowe stanowią 1-3% na powierzchni liścia wydajność posiadania przez szparki duży około 50%.

Pasowanie brzeżne- intensywne przy młodych liściach i otworkach, jest to pasowanie , tu jest większe efekt brzeżnej. Parowanie przez jeden duży otwór jest słaby

Reguła Stefana- intensywność parowania nie zależy od większości powierzchni.

Tk. przetchlinkowa- parowanie zachodzi przez przetchlinki w korku dotyczy drzew i krzewów gdzie korek jest tk. okrywającą.

Wskaźniki transkrypcji:

1.intensywność transkrypcji wyróżniamy w g wody x dm³x n¯²

wartość od 0,1-3,0 g H2O· dm³·n¯² informacje o tym ,że np. kukurydza może wypasować 4kg H2O a w ciągu całej wegetacji 180.

2. współczynnik transkrypcji wyrażamy jako liczbę uwarunkowaną. Mówi ile roślina zużywa wody w ciągu całej wegetacji na wyprodukowanie 1g suchej masy, dotyczy znajomości używania H2O przez roślinę, niska wartość transpiracji oznacz, że roślina oszczędza gospodarkę wodną, a wysoka transpiracja oznacza, że roślina ma dużą gospodarkę wodną.

Czynniki wpływające na wartość transkrypcji:

Znaczenie transpiracji dla roślin:

Korzystne

Niekorzystne:

Rodzaje transportu wody:

    1. Wodę pobira się prze kom. włośników ułożonych poprzecznie do centrum (walca osiowego). kanał apalastyczny- oznacza transport H2Oz komórki do komórki.

    2. migracja przez cytoplazmę 1 komórki do cytoplazmy 2 komórki przez plazmodesnę w kanałach synplastycznych

    3. migracje z wakuoli do wakuoli drogą osmatyczną.

Mechanizm pobieranie wody:

Mechanizm aktywny - ujawnia się w przypadku braku lub silnego ograniczania transpiracji. Jest on umiejscowiony w korzeniu i nosi nazwę parcia korzeniowego. Widocznym objawem tego zjawiska jest gutacja i płacz roślin. Procesy te mają naturę fizjologiczną, ustają więc w przypadku zahamowania aktywności enzymatycznej komórki wywołane np. chloroformem. Siły parcia korzeniowego są najczęściej rzędu 0,1-0,2 MPa i tylko u niektórych gatunków roślin mogą być wyższe. Mechanizm aktywny spełnia pomocniczą rolę w gospodarce wodnej roślin. Istotne znaczenie odgrywa wiosną, w okresie rozwijania się pąków drzew i krzewów, kiedy nie zachodzi proces transpiracji szparkowej. Potencjał osmotyczny jest największy w liściach najniższy w korzeniu. Energia roślin powstaje w procesie oddychania.

Mechanizm bierny (transpiracja liściowa) - zachodzi dzięki transpiracji wywołyjące spadek potencjału wody w liściach i wzrost różnicy potencjału między komórkami miękiszu liści i włośników. Również na skutek transpiracji powstaje ujemne ciśnienie hydrostatyczne w naczyniach, a ciągłość nitkowatych słupów wodnych w ksylemie, warunkujących przepływ zapewniają siły kohezji i adhezji.

Jest to zasadniczy proces determinacji szybkości przepływu wody przez transpirujące liście.

Siły kolrezji- siły spójności między cząsteczką H2o

Siły adhezji- siły przylegania cząsteczek wody do ścian naczyń.

Gutacja- wpychanie wody przez zakończenia naczyń przewodzących na liściu lub na komórkach „hydrotaty”. Występuje gdy roślina ma dobry dostęp do wody i kiedy pod ciepłym dniu jest chłodna noc i wilgotność względna wzrasta. Jej motorem jest parcie korzeniowe.

Płacz roślin- zbieranie się soku brzoskwionowego na wiosnę (koniec II). Jest to najczęsciej przed deszczem.

Tkanka przewodząca- w przeciwieństwie do większości tkanek jest zbudowana z niejednorodnych komórek. Dzieli się na łyko i drewno.

Łyko (floem)- elementami łyka są przede wszystkim rurki sitowe, służą one do przeprowadzani produktów asymilacji z liści do łodygi i korzenia.

Rurki sitowe- składają się z szeregu komórek. Komórki rurek są żywe, silnie zwakuolizowane, jednak zachowany protoplast pozbawiony jest jądra komórkowego.

Komórki przyrurkowe

Włókna łykowe- komórki o charakterze wzmacniającym

Miękisz łykowy- gromadzi substancje zapasowe.

Drewno (ksylem)- tkanka, której podstawową rolą jest przeprowadzanie wody wraz z solami mineralnymi z korzenia do łodygi i liści. Składa się z:

Naczynia- to długi powstałe w wielu leżących jedno na drugiej komórek, gdzie stopniowo zanikał protoplast i ściany poprzeczne. Są to elementy martwe, ich ściany często są wzmocnione zdrewniałymi zgrubieniami. Wyróżniamy naczynia: pierścieniowate, spiralne, siatkowate i z jamkami. Jaki są charakterystycznym elementem ściany komórkowej, ponieważ nie ulega zdrewnieniu, i pozostają one jako otwory zapewniające kontakt z sąsiadującymi komórkami. Charakterystyczne dla roślin okrytonasiennych.

Cewki- to pierwotne komórki przewodzące wodę wraz z solami mineralnymi. Są typowe dla paprotników i roślin nagonasiennych. Cewki to komórki o ostro zakończonych końcach zachodzących na siebie klinowo. Cewki nie mają protoplastu i są przez to martwe. Mają silnie zdrewniałe ściany komórkowe z wieloma jamkami, przez które woda przepływa do innych komórek.

Włókna drzewne- są to elementy martwe będące główną częścią składową szkieletu podtrzymującego całość rośliny, stanowi podstawą masę drewna drzew liściastych, decydując o jego grubości.

Miękisz drzewny- zbudowany z żywych komórek przechowujących substancje zapasowe. Np. skrobię.

ODDYCHANIE- proces kataboliczny polegający na oksydacyjnym rozkładzie związków organicznych z wydzielaniem i częściowym wykorzystywaniem zawartej w nich energii. Odbywa się on w każdej komórce żywej, a większość jego reakcji przebiega w mitochondriach. Energia uwalnianie w procesach oddychania zatrzymywana jest przez komórki w postaci wysokoenergetycznych wiązań fosforowych ATP, a częściowo ulega rozproszeniu.

Substratami oddechowymi są związki powstające w procesie fotosyntezy, bądź przetwarzanie w późniejszych metabolicznych procesach- węglowodany, tłuszcze, białka.

Oddychanie tlenowe

Przebiega w warunkach dużego dostępu tlenu i dostarcza komórkom znacznej ilości energii ATP. Energia ta następnie wykorzystywana do czynności życiowych: syntezy związków organicznych, pobieranie wody i soli mineralnych oraz ich transport, przewodzenie substancji organicznych, wzrost i ruch. Metabolity powstające podczas przemian oddechowych stanowią surowce wyjściowe dla syntezy innych organicznych składników komórkowych.

Oddychanie beztlenowe

Odbywa się w przypadku ograniczenia lub braku dostępu tlenu.

  1. fermentacja właściwa (beztlenowa)- przebiega bez udziału tlenu i prowadzi do powstania prostych związków organicznych, CO2 i małych ilości energii np. rozkład glukozy do etanolu prowadzony przez drożdże. Dzięki energii uzyskanej z tych przemian, okresowo zalewane wodą rośliny mogą przetrzymać swe procesy życiowe.

  2. Fermentacja utleniająca (oksydacyjna)- zachodzi przy ograniczonym dostępie tlenu , a jej wynikiem jest częściowe utlenienie substratu prostsze związki organiczne i wodę. Proces ten jest bardziej wydajny niż fermentacja właściwa.

Pomiary szybkości oddychania- metody te oparte są na pomiarach wymiany gazowej i najczęściej oznacza się albo szybkość zużywania tleny, albo szybkość uwalniania CO2.

Współczynnik oddechowy- stosunek objętościowy wydzielanego CO2 do ilości pobranego tleny RQ. Informuje nas o rodzaju utleniającego substratu.

Szlak przemian oddechowych

  1. glikoliza- przemiana hektozy do piranozy

  2. cykl Krebsa- przemiana pirogfranoanu w czynny octan acetylo CoA i włączenie go w łańcuch 9 reakcji. Następuje całkowity rozpad substratu oddechowego na CO2 i wodór.

  3. łańcuch oddechowy - ostatni etap oddychania, służący do wykorzystywania energii uwalniającej w reakcji utleniania wodoru przez tlen atmosferyczny do cząsteczki wody. Etap ten dostarcza komórkom roślinnym najwięcej fizjologicznej użytecznej energii ATP.

Czynniki oddychania:

Temperatura - przy wzroście tem. O 10C temperatury normalnej do optymalnej szybkość oddychania zwiększa się 2- 2,5 razy. Przy temperaturze min i max proces ustaje. Zbyt wysoka temp. Doprowadza do nadmiernych strat suchej masy.

Tlen- 21% tleny jest procesem właściwym, spadek do 10% silnie hamuje oddychanie tlenowe.

CO2- wzrasta stężenia CO2 powoduje zmniejszenie intensywności oddychania, kiełkowania nasion jest hamowane przy wysokim stężeniu CO2

Woda- niedobór wody w nasionach powoduje zarówno zahamowanie oddychania jak i uniemożliwia ich kiełkowanie

Światło- uruchamia proces fotooddychania, powoduje zahamowanie oddychania ciemnego.

Składniki mineralne- rośliny wygłodzone- zawierające niewielkie ilości materiałów zapasowych oddychają znacznie wolniej.

Rodzaj i wiek tkanek i organów i rośliny - młodsze organy oddychają intensywniej niż starsze.

Etylen- stymuluje oddychanie tkanek roślinnych, spełnia rolę hormonalnego regulatora syntezy enzymów oddechowych.

Urazy mechaniczne, zranienie i choroby- wywołują wzrost intensywności oddychania.

Inne czynniki:

Wiatr- silny wiatr powoduje przymykanie się szparek, ogranicza tempo oddychania

Inhibitory oddychania- związki, które występują nawet w ilości śladowych stężeniach, wywiera hamujący wpływ na oddychanie. Są to: HCN, Co, H2S, NaF, jony metali ciężkich np. miedź.

Symulatory oddychania- związki które potęgują proces oddychania nawet gdy występują w bardzo niskich ilościach stężeń. Należą do nich: regulatory wzrostu : auksyna, etylen oraz związki próchnicze.

Klimaterium- zbiega się z okresem pełnej dojrzałości owoców, zmianom barwy skórki, nabieraniu lepszego smaku i stymulowane jest przez etylen.

Znaczenie oddychania:

Odzyskanie energii w formie ATP zawartej w związkach zapasowych

Wykorzystanie metabolitów pośrednich tworzących się w przemianach oddechowych do syntezy wielu związków organicznych.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
cz.4 wzrost, Biologia, fizjologia roślin
cz.3 fotosynteza, Biologia, fizjologia roślin
cz.5 spoczynek, Biologia, fizjologia roślin
Czynniki oddychania, Biologia, Fizjologia Roślin
cz.1 dyfuzja, Biologia, fizjologia roślin
cz.6 ruchy roÂlin, Biologia, fizjologia roślin
Fizjologia roślin wykłady, Biologia, fizjologia roślin
wykład 6 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
wyklad 4 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
fizj roślin wykl 3, biologia, fizjologia roślin
wykl 13 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
wykl 12 fizjo roślin, biologia, fizjologia roślin
WYKLAD 7 ROSLINY, biologia, fizjologia roślin
Fizjo roślin, Biologia, Fizjologia roślin
egzamin fizjlogia roślin V1.9, Biologia, Fizjologia roślin
wykł 10 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
opracowanie(z grubsza) fizjologii roślin, Biologia, fizjologia roślin
wykl 11 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
wykl 8 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin

więcej podobnych podstron