Fizjologia roślin

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 1

Fizjologia roślin mgr Ilona Maciniak

Slide 2

Odżywianie się autotrofów (foto- i chemosytnetza) Transport asymilatów Odżywianie mineralne roślin Czynniki warunkujące wzrost i kwitnienie roślin Ruchy roślin Hormony roślinne

Slide 3

Fotosynteza Historia Definicja Fazy fotosyntezy Budowa chlorofilu Wpływ czynników na fotosyntezę

Slide 4

Fotosynteza- historia Joseph Priestley- rośliny mogą naprawiać powietrze zepsute przez palące się świece Jan Ingenhousz- naprawianie zepsutego powietrza odbywa się przy udziale światła William Mayer- rośliny pochłaniają energię świetlną i zmieniają ja w energię chemiczną Melvin Calvin, Andrew Benson- przedstawienie procesu fotosyntezy (Nagroda Nobla)

Slide 5

Fotosynteza- definicja To proces polegający na przenikaniu CO i HO przy użyciu energii świetlnej oraz barwnika (chlorofilu), w wyniku tego procesu wytwarzane są cukry proste (glukoza) oraz tlen. Zmiana energii świetlnej w energię wiązań chemicznych.

Slide 6

Reakcja chemiczna fotosyntezy: 6 HO 6CO CHO 6O -2872 KJ

Slide 7

Fotosynteza bez wody Przeprowadzają ją bakterie purpurowe 12HS 6CO CHO 12S 6HO

Slide 8

Fazy fotosyntezy: Jasna (zależna od światła)- faza przemiany energii Zachodzi w błonach tylakoidów gran plastydów Dochodzi do pobudzenia fotosystemu PSI i wybicia z niego elektronów, które przenoszone są przez NADP i przyjmuje postać NADPH. Na fotosystemie PSI brakuje więc 1 elektronu. PSI otrzymuje elektrony z pobudzonego PSII, wędrówka elektronów powoduje przemieszczanie się jonów wodorowych ze stromy do wnętrza kanału tylakoidu. Po zewnętrznej stronie tylakoidu jest niedobór protonów, a we wętrzu nadmiar. PSII uzupełnia elektrony z wody. Rozpad wody prowadzi do powstania 2H i O i 2 elektronów (fotoliza zachodzi na świetle)

Slide 9

Niecykliczny transport elektronów Jony H mogą wracać do stromy przez kompleksy CF (białko sprzeające synteza ATP) Jony wodorowe oddają swoją energię do ADP, powstaje ATP. Bakterie purpurowe przeprowadzają fosforylację fotosyntetyczną cykliczną ponieważ posiadają PSI Powstanie sił asymilacyjnych ATP i NADPH jest warunkiem zajścia fazy ciemnej!!!!!

Slide 10

Ciemna (Cykl Calvina) KARBOKSYLACJA REDUKCJA REGENERACJA

Slide 11

Karboksylacja Przyłączenie CO do rybulozo-1,5bisfosforanu (RuBP) Reakcję tą katalizuje rubisco (karboksylaza rybulozobisfosforanowa) RuBP rozpada się na dwie cząsteczki trójwęglowego kwasu 3-fosfogicerynowego (fosfoglicerynian, PGA)

Slide 12

Redukcja PGA ulega aktywacji, a potem redukcji do aldehydu 3- fosfoglicerynowego (PGAl)

Slide 13

Regeneracja 56 cząsteczek PGAl zużywanych jest do odtworzenia RuBP 16 cząsteczek to zysk netto fotosyntezy. Powstają z niej: Glukoza Ketokwasy Kwasy tłuszczowe

Slide 14

Fotosynteza roślin C i C U roślin, których akceptorem CO jest RuBP nazwano roślinami C U roślin stref zwrotnikowych akceptorem CO jest fofsoenolopirogronian (PEP) (zw. 3 węglowy), a produktem reakcji jest szczawiooctan (zw. 4 węglowy).

Slide 15

Rośliny C U roślin tych następuje dwustopniowe przyswajanie CO: Wiązanie CO przez PEP- proces zachodzi w mezofilu liściowym (drobne chloroplasty): CO związany w kwas jabłkowy jest transportowany do chlorenchymy otaczającej wiązki przewodzące. Następuje dekakboksylacja kwasu, której produktami są kwas pirogronowy i CO Powstały CO włączony jest do cyklu Calvina, a kwas pirogronowy wraca do mezofilu.

Slide 16

Wiązanie CO przez rośliny C odbywa się za pomocą dwóch akceptorów: pierwotnego (PEP) i wtórnego (RuBP). Do roślin tych zaliczamy: Kukurydzę Sorgo Trzcinę cukrową Poryulakę pospolitą

Slide 17

Budowa chlorofilu - w centrum cząsteczki Mg - łańcuch fitolu

Slide 18

Wpływ czynników na fotosyntezę Czynniki endogenne (wewnętrzne) Ilość i rozmieszczenie aparatów szparkowych Czynniki egzogenne (zewnętrzne) Światło (heliofity- światłolubne, skiofity- cieniolubne) Temperatura (25C-35C) Stężenie CO Ilość wody Pierwiastki mineralne

Slide 20

Chemosynteza Zachodzi bez energii świetlnej Ma istotne znaczenie w cyklach bigeochemicznych

Slide 21

Bakterie chemosyntetyzujące podzielono na: Bakterie nitryfikacyjne: bakterie z rodzaju Nitrosomonas (wykorzystują utlenianie amoniaku do azotynów - soli kwasu azotowego(IIII): 2NH3 3O2 2HNO2 2H2O ENERGIA (ok. 664 kJ) bakterie z rodzaju Nitrobacter wykorzytują utlenianie azotynów do azotanów - soli kwasu azotowego(V)): 2HNO2 O2 -- 2HNO3 ENERGIA (ok. 151 kJ) Bakterie siarkowe: bakterie z rodzaju Beggiatoa (utleniają siarkowodór do czystej siarki: 2H2S O2 -- 2H2O 2S ENERGIA (ok. 273 kJ) bakterie z rodzaju Thiotrix (utleniają czystą siarke do kwasu siarkowego(VI) ): 2S 2H2O 3O2 -- 2H2SO4 ENERGIA (ok. 1193 kJ) Bakterie wodorowe: bakterie z rodzaju Hydrogenomonas (utleniają wodór do wody ): 2H2 O2 -- 2H2O ENERGIA (ok. 479 kJ) Bakterie żelaziste: bakterie z rodzaju Ferrobacillus (utleniają sole żelaza(II) do soli żelaza(III) ): 2Fe(HCO3)2 12O2 H2O -- 2Fe(OH)3 4CO2 ENERGIA (ok. 168 kJ) Bakterie tlenkowęglowe: bakterie utleniające tlenek węgla (CO) do dwutlenku węgla (CO 2): CO O2 -- CO2 ENERGIA; Bakterie metanowe: bakterie utleniające metan do dwutlenku węgla: CH 4 2O2 -- CO2 2H2O ENERGIA (ok. 445 kJ)

Slide 22

Transport asymilatów Wszystkie komórki odżywiane są w sposób stały Związki pokarmowe w liściach muszą być transportowane do wszystkich komórek Transport bliski- z komórki do komórki przez plazmodesmy Transport daleki- przez floem rurki sitowe bez j. komórkowego i komórki przyrurkowe

Slide 24

Transport w górę i w dół Liście górne i młodociane odżywiają stożek wzrostu Liście dolne odżywiają roślinę aż do korzenia

Slide 25

Załadunek floemu (str 176) Transport aktywny sacharozy z miękiszu asymilacyjnego przez komórki przyrurkowe do rurek sitowych Przenikanie sacharozy z komórek przyrurkowych przez plazmodesmy do rurek sitowych Spadający potencjał wody (wzrastająca siła ssąca)rurek sitowych powoduje, że część wody z naczyń przenika do rurek sitowych (rośnie więc ich turgor, tworzy się wodny roztwór sacharozy- sok floemowy)

Slide 26

Rozładunek floemu Sacharoza przy użyciu dzięi ATP jest aktywnie transportowana z rurek sitowych do komórek miękiszowych korzenia (komórek akceptorowych sacharozy). Maleje stężenie sacharozy, a podnosi się potencjał wody rurek sitowych. Woda zaczyna przepływać z rurek sitowych do naczyń. Sacharoza kondensowana jest do skrobi.

Slide 27

Odżywianie się mineralne i gospodarka wodna 1. Woda i sole mineralne. 2. Przystosowanie roślin do pobierania wody. 3. Pobieranie wody i soli mineralnych. 4. Przewodzenie wody i soli mineralnych. 5. Bilans wodny. 6. Naworzenie roślin.

Slide 28

1. Woda i sole mineralne Woda występuje w glebie w czterech postaciach: Niedostępna dla roślin: Higroskopijna Błonkowata Dostępna dla roślin: Kapilarna- dostępna dla roślin Grawitacyjna- dostępna dla roślin Roztwór glebowy- woda i sole mineralne Kompleks sorbcyjnyjonyWymiana jonowa Związki nierozpuszczalne związane przez powierzchnię koloidalne gleby

Slide 29

2. Przystosowanie roślin do pobierania wody Strefy korzenia Strefa wierzchołkowa z czapeczką Strefa wydłużeniowa (elongacji) Strefa włośnikowa- pobieranie wody Strefa wyrośnięta- korzenie boczne Tkanka przewodząca (ksylem) Cewki (trasport 1-1,4mg) Człony naczyń (40mg- tranport dzięki siłom adhezji)

Slide 30

3. Pobieranie wody i soli mineralnych Dyfuzja Osmoza Pęcznienie Transport aktywny

Slide 31

Potencjał wody (miara zdolności komórek roślinnych do pochłaniania wody albo jej oddawania) ψ P cT (MPa- megapaskal) P- ciśnienie turgorowe cT- ciśnienie osmotyczne Potencjał wody czystej wynosi 0 Pa. Strona 129

Slide 32

a) Pobieranie wody Pobieranie wody i transport w poprzek korzenia Transport wzdłuż korzenia i łodygi Transport w liściu i transpiracja

Slide 33

b) Pobieranie soli mineralnych Dyfuzja jonów przez ścianę komórkową włośników Przenoszenie jonów przez przenośniki białkowe Transport jonów przez dyfuzję wspomaganą przez kanały jonowe (potasowe, wapniowe, chlorkowe)

Slide 34

4. Przewodzenie wody i soli mineralnych a) Transport w poprzek korzenia Droga apoplastyczna- przemieszczanie przez martwe elementy (ściany komórkowe, przestwory międzykomórkowe) Droga symplastyczna- wędrówka przez protoplasty Śródskórnia (komórki przepustowe)- perycykl, naczynia lub cewki. b) Transport daleki Pobieranie wody zachodzi przez podciśnienie spowodowane transpiracją- MECHANIZM PASYWNY

Slide 35

Mechanizm pasywny Podciśnienie hydrostatyczne- słup wody zostaje podciągnięty do góry Mechanizm pasywny nie wymaga energii metabolicznej lecz napędzany jest energią słoneczną powoduje on parowanie wody i wytworzenie siły ssącej.

Slide 36

Mechanizm aktywny Tłoczenie wody w górę przez drewno w momencie słabej transpiracji W sylemie korzenia tworzy się dodatnie ciśnienie- parcie korzeniowe (energia do tego procesu powstaje poprzez oddychanie tlenowe i wytworzenie ATP) Gutacja- płacz roślin

Slide 37

c) Transport w liściu Transpiracja Transpiracja kutikularna- im grubsza kutukula tym słabsza transpiracja Transpiracja szparkowa: Otwarcie a. szparkowych (światło, HO, Niskie stężenie CO) Zamknięcie a. szparkowych (ciemność, brak HO, wysokie stęż. CO Transpiracja przetchlinkowa

Slide 38

Bilans wodny Bilans zrównoważony (HO pob. HO utrac.) Dodatni (HO pob. HO utrac.) Ujemny (HO pob. HO utrac.)

Slide 39

Naworzenie roślin Szybszy wzrost, większa produkcja Szkodliwość azotanów Używanie nawozów z rozsądkiem

Slide 40

Czynniki warunkujące wzrost i kwitnienie roślin Stadia rozwojowe roślin nasiennych Stadium wegetatywne Stadium generatywne

Slide 41

Stadium wegetatywne Nasiona str. 207 Spoczynek względny Spoczynek bezwzględny Kiełkowanie Nadziemne (epigeniczne) Podziemne (hipogeniczne) Rozwój młodociany Ustalenie bieguna korzeniowego i pędowego

Slide 44

Stadium generatywne Wykształcenie: Kwiatów Owoców Nasion Rośliny monokarpiczne- kwitną tylko raz Rośliny polikarpiczne- kwitną wiele razy

Slide 45

Ruchy roślin Ruchy roślin powodowane są mechanizmami: Wzrostowymi- np. jedna strona rośnie szybciej Turgorowymi- zmiana ciśnienia turgorowego

Slide 46

Tropizmy- działanie bodźca (wyginanie organów w kierunku bodźca) Fototropizm Geotropizm Tigmotropizm Chemotropizm Nastie- niezależne od działania bodźca Nyktinastie Sejsmonastie Termonastie Chemonastia

Slide 47

Hormony roślinne Regulatory wzrostu i rozwoju: Auksyny Gibereliny Cytokininy Etylen Kwas abscysynowy

Slide 48

STRONY WWW http:www.msu.edusmithe44calvincycleprocess.htm http:www.missouriplants.comYellowaltPortulacaoleracea plant.jpg http:www.zytostuletnie.plgaleria.htm http:www.kostaryka.orgcentral2489Centrumplikia96m.jp g http:pl.wikipedia.orgwikiChemosynteza