FOTOPERIODYZM.doc

Praca pochodzi z serwisu www.e-sciagi.pl <<<>>> Zacznij zarabiać http://partner.e-sciagi.pl

FOTOPERIODYZM. Reakcja roślin na czas trwania i periodyczne następstwo w czasie okresów światła i ciemności. Reakcja ta przejawia się w postaci zakwitania, a także innych procesów np.: wytwarzania bulw, krzewienia, przejścia w stan spoczynku, opadania liści itp. Rośliny różnią się w reagowaniu na czas trwania światła i ciemności. Ze względu na tę reakcję rośliny podzielić można na następujące grupy: *rośliny krótkiego dnia (RKD), kwitną, gdy dzienny okres oświetlenia (fotoperiod) jest krótszy od pewnej krytycznej długości. Jeżeli okres oświetlenia jest dłuższy — rośliny nie kwitną, lecz pozostają w stadium wegetatywnym. Krytyczna długość dnia nie jest jednakowa dla wszystkich RKD, lecz zależy od gatunku lub odmiany rośliny i może wahać się od 11 do 15 godzin. Do roślin krótkiego dnia zaliczamy wiele jednorocznych roślin kwitnących jesienią, np.: konopie, tytoń, chmiel; *rośliny długiego dnia (RDD), kwitną, kiedy dzienny okres oświetlenia (fotoperiod) jest dłuższy od krytycznego, jeżeli jest krótszy — rośliny pozostają w stadium wegetatywnym. Długość okresu krytycznego nie jest stała, lecz podobnie jak u RKD zależy od gatunku rośliny i waha się od 8 do 15 godzin. Do grupy tej należy wiele roślin rocznych, kwitnących w lecie oraz roślin dwuletnich, np.: szpinak, lulek czarny, burak cukrowy; *rośliny neutralne, niewrażliwe na długość dnia, zakwitają po osiągnięciu stanu gotowości do kwitnienia, niezależnie od długości dnia, np.: pomidor.

Różnica między roślinami RKD i RDD nie polega wcale na tym, że rośliny krótkiego dnia kwitną przy oświetleniu krótszym niż 12 godzin, a rośliny długiego dnia przy dłuższym niż 12 godzin. Nie polega ona również na tym, ze krytyczna długość dnia jest dla roślin dnia krótkiego krótsza niż dla roślin dnia długiego. Najistotniejsza różnica polega na ich różnej wrażliwości na długość okresu ciemności.

ZIMOTRWAŁOŚĆ. Odporność roślin na niekorzystne warunki klimatyczne panujące zimą (niskie temperatury, wiatry, susze lub nadmierną wilgotność, brak okrywy śnieżnej, skorupę lodową).

MROZOODPORNOŚĆ. Zdolność roślin do przeżywania w temperaturze poniżej 0°C. Mrozoodporność zależy od gatunku i odmiany rośliny, a także od warunków siedliska. Mrozoodporność można zwiększyć przez hartowanie roślin – trzymanie ich przez pewien czas w niskiej temp. w dobrych warunkach świetlnych, wskutek czego w komórkach rośliny dochodzi do obniżenia zawartości wody, a wzrasta ilość cukrów i białek. Główna przyczyną zamierania roślin nieodpornych na mróz jest utrata wody w tkankach, przez jej zamarzanie w przestworach międzykomórkowych oraz nieodwracalna denaturacja białek w cytoplazmie. Ważną rolę w odporności roślin na niskie temperatury odgrywa stężenie w komórkach cukrów chroniących białka przed koagulacją.

CELE FAZY JASNEJ FOTOSYNTEZY. Istotą fazy jasnej jest wytworzenie siły asymilacyjnej w postaci ATP i NADPH2. Zachodzi ona w granach chloroplastów i jest zależna od światła. W reakcjach fotosyntetycznych zależnych od światła chlorofil pochłania światło i przechodzi w stan wzbudzenia. Część energii wykorzystywana jest do wytworzenia ATP, a część do rozpadu wody pod wpływem światła na jony H i OH. Jony wodorowe tworzą  NADPH2, natomiast z jonów wodorotlenowych uwalnia się tlen będący końcowym produktem fotosyntezy. A wiec produkty fazy jasnej to NADPH2, tlen i ATP. Dzięki istnieniu produktów fotosyntezy fazy jasnej możliwe jest przekształcenie energii świetlnej w chemiczną, uwolnienie tlenu. Wytworzona siła asymilacyjna lub redukcyjna ATP i NADPH2 umożliwia zachodzenie fazy ciemnej fotosyntezy, polegającej na redukcji CO2 przy udziale siły asymilacyjnej.

UDOWODNIĆ, ŻE ISTNIEJE TRANSPORT POLARNY W ROŚLINIE. Auksyny tworzą się przede wszystkim w pąkach wierzchołkowych oraz w najmłodszych liściach i tam zwykle jest ich najwyższe stężenie. Z tkanek tych auksyny są przewodzone do innych części rośliny, przy czym transport ten ma charakter polarny, tzn. zależny od kierunku: · w kierunku od wierzchołka do podstawy rośliny transport auksyn jest bardzo szybki – prawdopodobnie jest to transport aktywny, wymaga bowiem obecności cukrów i tlenu, a więc energii uwalnianej w procesie oddychania; · w kierunku od podstawy łodygi do jej wierzchołka transport zachodzi wolno, zgodnie z prawami dyfuzji. Dowód na to przedstawił Went, w doświadczeniu z koleoptylami owsa. Wyciął on z koleoptyla odcinek i oznakował jego górę A, a dolną część B. Następnie koleoptyl ten umieścił na czystej kostce agarowej, a na górnej stronie koleoptyla umieścił nasiąkniętą kostkę agarową z IAA. Auksyna dyfundowała z górnej kostki do dolnej poprzez odcinek A®B. Po odwróceniu całego tego kompleksu kostka–odcinek o 180°, z kostki agarowej leżącej teraz na dole dyfundowała auksyna do górnej kostki, jednakże po odwróceniu samego odcinka koleoptyla auksyna już nie dyfundowała.

ROLA FIZJOLOGICZNA FOSFORU. ●struktura komórki i gospodarka wodna, ważnym składnikiem struktur komórkowych są fosfolipidy, których cząstki mają budowę biegunową. Bieguny są zbudowane z kwasów tłuszczowych i kwasu fosforowego ●fotosynteza, w przebiegu fazy świetlnej fotosyntezy istotną rolę odgrywają takie związki fosforu, jak NADP i ATP, a w fazie ciemnej biorą też udział fosforanowe estry cukrów ●oddychanie, w cyklu Krebsa biorą udział takie związki fosforu jak np.: acetylo-CoA, NAD, FAD. Energia uwalniana w procesach oddechowych gromadzi się w postaci wysokoenergetycznych związków fosforowych ●przemiany związków organicznych, biochemiczne procesy syntezy i rozkładu węglowodanów odbywają się zwykle przy udziale kwasu fosforowego. Kwasy tłuszczowe i białka ulegają przemianą przy udziale fosforu bądź związków fosforu.

ROLA KETOKWASÓW Z CYKLU KREBSA. Redukcyjne aminowanie ketokwasów to podstawowa reakcja biosyntezy aminokwasów – polega ona na przyłączeniu amoniaku do ketokwasów tj.: kwasów organicznych. Ketokwasy które łatwo ulegają aminowaniu, wytwarzane są zwłaszcza podczas procesów oddechowych: kwas α-ketoglutarowy (odgrywa zasadniczą rolę u roślin wyższych) i  szczawiooctowy w cyklu kwasu cytrynowego, kwas pirogronowy w glikolizie. Stąd ścisła zależność pomiędzy syntezą aminokwasów a procesami oddechowymi.

SUSZA GLEBOWA I FIZJOLOGICZNA. Susza glebowa – kiedy w glebie niema wody fizjologicznie użytecznej, tzn. jest tylko woda higroskopowa. Susza fizjologiczna – niska temp. gleby, jej słabe natlenienie, wysokie stężenie roztworu glebowego, a także niektóre inne czynniki mogą utrudniać pobieranie wody przez korzenie roślin. Rośliny rosnące w takich warunkach mogą cierpieć na niedostatek wody, mimo że będzie ona w środowisku dostępna. Suszę wywołaną nie brakiem wody, lecz czynnikami utrudniającymi jej pobieranie nazywamy suszą fizjologiczną.

WYKRES ZALEZNOŚCI FOTOSYNTEZY OD TEMP.

DYFUZJA I JEJ ROLA FIZJOLOGICZNA. Dyfuzja to samorzutne, ukierunkowane przemieszczanie się cząsteczek w kierunku obniżającego się potencjału chemicznego (od stężenia większego do niższego) wywołane ruchem cieplnym cząsteczek. Dyfuzja jest podstawowym procesem wywołującym ruch substancji z komórki do komórki oraz podstawą wielu zjawisk związanych z wymianą gazową między rośliną, a atmosferą w procesie fotosyntezy, oddychania, fotooddychania czy transpiracji, a także z pobieraniem składników mineralnych przez system korzeniowy (aspekt pomocniczy). Szybkość dyfuzji zależy od: gęstości ośrodka, temperatury, różnicy potencjału chemicznego ośrodków, wielkości powierzchni dyfuzyjnych i wielkości cząstek dyfundujących.

ROŚLINY DNIA KRÓTKIEGO – DLACZEGO ROŚLINY DŁUGIEJ NOCY (NAZEWNICTWO). W roślinach krótkiego dnia zachodzą w ciemności reakcje chemiczne wrażliwe na światło, które pobudzają kwitnienie. Światło hamuje przebieg tych reakcji i tym samym powstrzymuje kwitnienie. Ażeby wiec rośliny dnia krótkiego zakwitły, należy je zaciemnić na odpowiednio długi okres czasu. Skrócenie tego okresu nawet o kilka minut powstrzymuje kwitnienie. Przedłużenie natomiast nie ma wpływu na zakwitanie  - rośliny dnia krótkiego mogą zakwitnąć nawet podczas nieprzerwanej ciemności, pod warunkiem dostarczenia im związków organicznych. Zamiast nazwy „rośliny dnia krótkiego” słuszniejsza byłaby nazwa „rośliny długiej nocy”, gdyż jedynie długa noc umożliwia im zakwitanie. Odwrotnie reagują rośliny dnia długiego. Nie wymagają one wcale okresu ciemności i najlepiej kwitną w warunkach nieprzerwanego oświetlenia. Zbyt długi okres ciemności hamuje ich kwitnienie. Zamiast nazwy „rośliny dnia długiego” właściwsza byłaby nazwa ”rośliny krótkiej nocy”, gdyż jedynie odpowiednio krótka noc może spowodować zakwitnięcie.

CZY MOŻLIWE JEST POBIERANIE WODY PRZEZ KOMÓRKI Z ROZTWORU HIPERTONICZNEGO? UZASADNIJ ODPOWIEDŹ. Nie jest możliwe, ponieważ jeżeli umieścimy komórkę roślinną w roztworze hipertonicznym tzn. którego potencjał osmotyczny jest wyższy od potencjału osmotycznego soku komórkowego, to zgodnie z prawami osmozy, woda będzie odciągana z wakuoli do roztworu otaczającego. Komórka taka początkowo straci turgor, następnie zaś protoplast zacznie się kurczyć i odstawać od ścian komórkowych. W miarę odciągania wody z wakuoli wzrasta stężenie soku komórkowego, aż w końcu dochodzi do wyrównania potencjału osmotycznego wakuoli i roztworu zewnętrznego. Opisane zjawisko, polegające na kurczeniu się protoplastu i jego odstawaniu od ścian komórkowych wskutek umieszczenia komórki w roztworze hipertonicznym, nazywamy plazmolizą. Jest to proces odwracalny, gdyż przeniesienie splazmolizowanej komórki do czystej wody powoduje jej wnikanie do wakuoli. Proces taki nazywamy deplazmolizą.

roztwór hipertoniczny           hipotoniczny                  izotoniczny

Po rozt > Po soku kom.  Po rozt < Po soku kom.   Po rozt = Po soku kom.

PODAĆ SEKWENCJĘ PROWADZĄCĄ DO OTWARCIA I ZAMKNIĘCIA APARATU SZPARKOWEGO. *otwarcie: wzrost stężenia związków osmotycznie czynnych → obniżenie wartości potencjału wody  → wnikanie wody → wzrost turgory (otwarcie  ap.szaprkowego); *zamknięcie: spadek stężenia związków osmotycznie czynnych → wzrost wartości potencjału wody → uchodzenie wody z komórki → spadek turgoru (zamykanie ap.szparkowego).

PRZEDSTAWIĆ PIERWSZĄ REAKCJE FAZY CIEMNEJ FOTOSYNTEZY ROŚLIN C3. W fazie tej produkty fazy jasnej fotosyntezy ATP i NADPH są zużywane do wbudowania CO2 w związki organiczne. Reakcje ciemnej fazy fotosyntezy zachodzą w stromie chloroplastu, gdzie znajdują się wszystkie enzymy uczestniczące w tym procesie. 1,5-bifosforybuloza łączy się z CO2, powstaje przejściowy związek 6-węglowy, który natychmiast rozpada się na dwie cząsteczki kwasu 3-fosfoglicerynowego i trwałego produktu – stąd rośliny C3. Kwas ten redukuje do aldehydu 3-fosfoglicerynowego, który może syntetyzować się w cukier 6-węglowy, a ten kondensuje się w skrobię asymilacyjną, w której to postaci jest chwilowo magazynowany, jako substancja nieaktywna osmotycznie.

PRZEDSTAWIĆ PIERWSZĄ REAKCJE FAZY CIEMNEJ  ROŚLIN C4. Rośliny C4 rosną w klimacie gorącym i musza chronić się przed nadmierną transpiracją poprzez zamykanie aparatów szparkowych, odcinają tym jednak dopływ CO2. Wykształciły jednak dodatkowy mechanizm wiązania CO2, a mianowicie wytworzyły specjalną grupę komórek otaczających wiązki przewodzące – zwane pochwą okołowiązkową. W cytozolu tych komórek występuje enzym karboksylaza fosfoenolopirogronianowa, która katalizuje przyłączenie CO2 do wysokoenergetycznego związku fosfoenolopirogronianu. Pierwszym produktem jest czterowęglowy szczawiooctan – stąd szlak ten nazwano C4, następnie powstaje jabłczan, który transportuje CO2 z komórek miękiszu liścia do komórek pochwy okołowiązkowej, gdzie jabłczan oddaje CO2 – do chloroplastów – cyklu Calvina-Bensona, a sam przekształca się w kwas pirogronowy, który wraca do komórek miękiszu liścia, gdzie ulega fosforylacji i przygotowuje się do ponownego wiązania CO2. Tak więc pomimo większego kosztu energetycznego wiązania CO2, rośliny C4 cechują się większą wydajnością fotosyntetyczną i szybszym przyrostem biomasy.

KRÓTKO OMÓW SPOSOBY „DOKARMIANI” ROŚLIN CO2 W UPRAWACH POD OSŁONAMI. Stężenie w jakim CO2 występuje  w powietrzu nie jest optymalne dla procesu fotosyntezy. Zwiększenie jego stężenia stosowane często w uprawach szklarniowych, powoduje intensywniejszą fotosyntezę, zwłaszcza przy wysokim natężeniu światła, co prowadzi do zwiększonego przyrostu suchej masy i tym samym przyrostu plonów. Nie wszystkie rodzaje roślin jednakowo reagują na wzrost stężenia CO2 w atmosferze, zbyt wysokie dawki tego gazu mogą powodować zamykanie się szparek i tym samym ograniczenie intensywności fotosyntezy (podczas intensywnego dokarmiania roślin CO2 może dojść do rozerwania chloroplastów – w wyniku gwałtownego nagromadzenia się w nich skrobi asymilacyjnej, a znikomego jej eksportu z chloroplastów).

NA WYKRESIE PRZEDSTWAIĆ ZALEŻNOŚĆ ODDYCHANIA ROŚLIN OD STĘŻENIA TLENU. W niskich stężeniach tlenu (0-5% ) intensywność oddychania wzrasta proporcjonalnie do stężenia, następnie przyrosty są coraz mniejsze i wreszcie w stężeniach dostatecznie wysokich (10-25%) dalszy wzrost stężenia tlenu nie wpływa już na oddychanie bądź zwiększa go w sposób nieistotny.

O CZYM ŚWIADCZY ANTAGONIZM JONOWY UJAWNIAJĄCY SIĘ NA ETAPIE POBIERANIA SKŁADNIKÓW MINERALNYCH PRZEZ ROŚLINY? Roztwór zawierający różne sole w takiej proporcji, przy której nie jest on toksyczny, nazywamy roztworem zrównoważonym, natomiast zjawisko osłabiania określonych właściwości fizjologicznych pewnych jonów przez obecność innych nazywamy antagonizmem jonów. Różne są przyczyny występowania tego zjawiska. W przypadku umieszczenia komórek w czystym roztworze KCl protoplast zostaje wysycony wyłącznie jonami K+, co wywiera jednostronne działanie na stan fizyczny biokoloidów m.in.: z tej przyczyny, ze jony potasowe zwiększają przepuszczalność cytoplazmy. Wprowadzanie jonów wapnia do środowiska wypiera z cytoplazmy część jonów potasowych i przywraca właściwą równowagę. Podobny antagonizm zaobserwować można pomiędzy innymi parami jonów: Na+-Mg2+, NH4+-Ca2+. Do zjawisk antagonistycznych zaliczyć można też wpływ wywierany przez jeden jon na pobieranie innych jonów. Antagonizm jonów ma też inne fizjologiczne przyczyny: przeciwny wpływ jonów–antagonistów na aktywację układów enzymatycznych i w ten sposób na przemianę materii, konkurencję metali w kompleksach organicznych.

ROLA FIZJOLOGICZNA WAPNIA. ●wpływ wapnia na strukturę komórki, wapń jest antagonistą potasu pod względem oddziaływania na stopień hydrytacji biokoloidów i z tej przyczyny nieodpowiedni stosunek wapnia doi potasu powoduje zaburzenia w normalnym funkcjonowaniu organizmu ●wpływ wapnia na metabolizm rośliny, wapń utrzymuje biokoloidy komórki w odpowiednim stanie uwodnienia i przez to wpływa na przebieg wielu reakcji biochemicznych, a także utrzymuje odpowiednią strukturę membran plazmatycznych ●wpływ wapnia na odporność i wzrost roślin, pektynian wapnia uczestniczy w budowie ścian komórkowych, a szczególnie dużo jest go w blaszce środkowej, która jest elementem spajającym poszczególne komórki ze sobą.

W JAKICH ZJAWISKACH FIZJOLOGICZNYCH UCZESTNICZĄ CYTOKININY. ●podziały komórek ●wydłużanie komórek ●różnicowanie i tworzenie organów w izolowanych tkankach ●przerywanie spoczynku i zmiana dominacji wierzchołkowej ●hamowanie procesu starzenia się ●wpływ na tRNA.

KRÓTKO PRZEDSTAW ZASTOSOWANIE REGULATORÓW WZROSTU DO UKORZENIENIA SADZONEK. Odcinki pędów roślin tzw. sadzonki, mogą wytwarzać u swej nasady nowe korzenie. Proces ten zależy od obecności auksyn – im jest ich więcej tym korzenie wytwarzają się szybciej o obficiej. Ma to znaczenie praktyczne, ponieważ niektóre rośliny łatwiej rozmnażać z sadzonek niż z nasion. Warunkiem przyjęcia się sadzonki jest wytworzenie odpowiedniej liczby korzeni. Dla przyśpieszenia tego procesu dolne części sadzonek moczy się w roztworze auksyny. Powoduje to obfite ukorzenienie i dobre przyjęcie sadzonki. Ukorzenienie sadzonek było pierwszym praktycznym zastosowaniem syntetycznych regulatorów wzrostu. Poprzez stosowanie auksyn  zwiększa się też prawdopodobieństwo przyjęcia drzewa na nowym miejscu.

DLACZEGO TYLKO U ROŚLIN DNIA DŁUGIEGO UDAJE SIĘ ZASTĄPIĆ FOTOINDUKCJĘ KWITNIENIEA GIBERELINAMI? W skład regulatora kwitnienia wchodzą co najmniej dwie substancje: ●giberelina, pobudzająca wytwarzanie pędów kwiatowych (ale nie kwiatów). Rośliny dnia długiego pozostające w stanie rozety po traktowaniu gibereliną „strzelają w łodygę”. Na łodygach tych powstają następnie kwiaty lecz już pod  wpływem innych substancji; ●drugą substancją jest tzw. antezyna, która ma pobudzać wytwarzanie kwiatów. Zatem kwitnienie może nastąpić jedynie w obecności florigenu (florigen = giberelina + antezyna), przy czym inaczej tworzą się w roślinach dnia krótkiego, a inaczej w roślinach dnia długiego. Rośliny dnia długiego zawierają zawsze antezynę, natomiast przy nieodpowiednim fotoperiodzie nie wytwarzają gibereliny i wskutek tego w tych warunkach pozostają w stanie rozety nie tworząc łodyg. Spryskanie gibereliną pobudza więc rośliny dnia długiego do „strzelania w łodygę”, po wytworzeniu której obecna w roślinie antezyna wywołuje powstawanie kwiatu. Natomiast u roślin dnia krótkiego przy nieodpowiednim fotoperiodzie nie wytwarzają antezyny, wskutek czego nie zakwitają w tych warunkach, giberelinę natomiast wytwarzają zawsze tzn. bez względu na długość dnia. Z tej przyczyn rośliny krótkiego dnia tworzą zawsze normalną łodygę i z tej przyczyny rośliny dnia krótkiego traktowane gibereliną nie zakwitają.

WYJAŚNIJ POJĘCIE PLAZMOLIZA GRANICZNA KOMÓRKI I W JAKIM ROZTWORZE TO ZJAWSKI WYSTĘPUJE? Kurczący się protoplast plazmolizowanych komórek może przybierać różne kształty. W związku z tym można wyróżnić następujące formy plazmolizy: ●plazmoliza graniczna (początkowe stadium plazmolizy), protoplast odstaje od ścian komórkowych jedynie w narożach komórki, a do przestrzeni między ścianą a protoplastem zaczyna wnikać roztwór zewnętrzny ●plazmoliza wklęsła, skurczony protoplast ma wyraźne wklęśnięcia ●plazmoliza wypukła, skurczony protoplast odstaje od ściany komórkowej w postaci uwypuklonej.

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA INTENSYWNOŚĆ TRANSPIRACJI. *zewnętrzne – czynniki środowiska: ●natężenie światła, inicjuje otwieranie się ap.szparkowych ●wilgotność względna powietrza, niedosyt wilgotności w atmosferze – im wyższa tym wyższa transpiracja ●temperatura, wzrost temp. = wzrost intensywności transpiracji ●zawartość dostępnej dla rośliny wody w glebie (optimum 60-80%) ●ruch mas powietrza, silny wiatr wzmaga transpirację ●stężenie CO2, zbyt duże może powodować przymknięcie ap.szparkowych i przychamować transpirację; *wewnętrzne – czynniki anatomiczno-morfologiczne: ●stosunek powierzchni do objętości liścia, duże i cienkie liście tracą wodę szybciej niż grube ●ilość, wielkość i rozmieszczenie ap.szparkowych, im więcej i większe tym szybsza transpiracja ●możliwość regulowania stopniem otwarcia ap.szparkowych ●grubość i zwartość kutykuli, im grubsza tym wolniejsza transpiracja ●występowanie kutnera lub włosków, ograniczają transpirację ●modyfikacja blaszki liściowej.

MIEJSCA FAZY CIEMNEJ FOTOSYNTEZY W KTÓRYCH ZUŻYWAJĄ SIĘ PRODUKTY FAZY JASNEJ. Faza ciemna zwana cyklem Calvina zachodzi w stromie chloroplastów. Jej celem jest wytworzenie cząsteczek węglowodanów węglowodanów CO2

1à karboksylacja – CO2 pobrany z aparatów szparkowych łączy się z RuBP. W wyniku połączenia powstaje 6-węglowy związek, który rozpada się na 3-węglanowy PGA; 2à redukcja – w tej fazie PGA jest redukowany do PGAL przy pomocy siły asymilacyjnej wytworzonej w fazie jasnej (ATP, NADPH2); 3à regeneracja – w wyniku serii reakcji PGAL ulega wewnątrz cząsteczkowym przegrupowaniom i powstają nowe cząsteczki RuBP lub cukier.

CZY MOŻNA REKOMPENSOWAĆ NIEDOBÓR CO2 PODWYŻSZENIEM TEMPERATURY DLA POPRAWIENIA WYDAJNOSCI FOTOSYNTEZY? Na pewno nie. Ze wzrostem temperatury rozpuszczalność CO2 w wodzie maleje szybciej niż rozpuszczalność O2, co powoduje ze rzeczywiste stężenie CO2 jeszcze bardziej się zmniejsza (na korzyść tlenu). Temperatura zmienia także właściwości kinetyczne enzymu, faworyzując aktywność oksygenazową. W normalnych warunkach (stężenie CO2=0,03%) proces karboksylacji przewyższa ok. 2,5-3 razy proces utleniania. Optimum oddychania 35°C, optimum fotosyntezy 25°C.

CZY ROŚLINY WYŻSZE MOGĄ ODDYCHAĆ BEZTLENOWO? UZASADNIJ ODPOWIEDŹ. W komórkach roślinnych oprócz oddychania tlenowego, mogą przebiegać również procesy oddychania beztlenowego, czyli fermentacje. Występują one przede wszystkim u roślin niższych (bakterie, drożdże), jednak w niektórych przypadkach, np.: przy ograniczonym dostępie tlenu do korzeni w glebach zwięzłych lub zalanych wodą, fermentacje mogą zachodzić również w komórkach roślin wyższych, np.: fermentacja alkoholowa w tkankach korzenia marchwi lub w siewkach kukurydzy.

JAK WPŁYWA ODCZYN GLEBY NA POBIERANIE SKŁADNIKÓW MINERALNYCH PRZEZ ROŚLINE? Odczyn glebowy wpływa przede wszystkim na dostępność składników mineralnych dla roślin. Dla większości roślin optymalne pH mieści się w granicach 5–6. Zazwyczaj obniżenie pH sprzyja pobieraniu anionów, a podwyższenie pobieranie kationów. Skutkiem zakwaszenia gleby jest utrudnione pobieranie przez rośliny podstawowych składników pokarmowych. Następuje obniżenie jej nasycenia wymiennymi kationami z postępująca utratą wapnia i magnezu wskutek wymywania ich dobrze rozpuszczalnych związków z górnych warstw gleby oraz zahamowanie procesów rozkładu substancji organicznej. Bardziej uaktywniają się związki toksyczne glinu, manganu i żelaza, wzrasta pobieranie metali ciężkich: ołowiu i kadmu. Zakwaszenie powoduje ograniczenie oraz zahamowanie rozwoju mikroorganizmów, utratę zdolności przyswajania składników pokarmowych, pokarmowych przy dużym zakwaszeniu niszczy młode tkanki roślin. Alkalizacja narusza równowagę składu pokarmowego, konsekwencja tego jest obniżenie plonów i wartości pokarmowej biomasy.

ROLA FIZJOLOGICZNA MIEDŹI. Miedź wchodzi w skład oksydaz tzn. enzymów oksyredukujących, przenoszących elektrony na tlen cząsteczkowy. Do najpospolitszych oksydaz, zawierających miedź, należą: ●oksydaza cytochromowa, jest to właściwa oksydaza końcowa (enzym łańcucha oddechowego) która reaguje bezpośrednio z tlenem cząsteczkowym. Zawiera ona w zasadzie żelazo, lecz ponadto niewielką ilość miedzi ●oksydaza fenolowa, która katalizuje utlenianie polifenoli do chinonów. Ogólnie znanym efektem działania oksydazy fenolowej jest ciemnienie przekrojonej tkanki roślinnej ●oksydaza askorbinianowa, która katalizuje utlenianie kwasu askorbinowego. Miedź wchodzi ponadto w skład plastocyjaniny tj.: metaloproteidu biorącego udział w transporcie elektronów podczas fotosyntezy.

W JAKICH ZJAWISKACH FIZJOLOGICZNYCH UCZESTNICZĄ AUKSYNY. ●wydłużanie komórek ●podziały komórek ●tworzenie zawiązków korzeniowych ●partenokarpia (wytwarzanie owoców bez zapładniania) ●hamowanie rozwoju pąków bocznych i dominacja wierzchołkowa zrzucanie liści i owoców ●ruchy roślin

JAK PRZYŚPIESZYĆ DOJRZEWANIE OWOCÓW? Niektóre gatunki owoców, np.: banany i cytrusy sprowadza się w postaci niedojrzałej, a więc mniej podatnej na uszkodzenia i dopiero na miejscu przyśpiesza się ich dojrzewanie w sposób sztuczny. Także owoce dojrzewające nierównomiernie lub zbyt późno, np.: pomidory, poddaje się procesowi sztucznego dojrzewania. Najlepsze wyniki w przyśpieszaniu dojrzewania owoców daje etylen oraz preparaty chemiczne uwalniające ten gaz, np.: Ethrel. Dojrzewanie owoców można też przyśpieszyć przez podwyższenie temp. do optimum, nawożenie P i K, ograniczyć N.

PODAĆ OPTYMALNE WARUNKI DLA PRZEBIEGU WERNALIZACJI U ROŚLIN. Warunkiem prawidłowego przebiegu procesu wernalizacji jest dostępność tlenu, wody i składników odżywczych, zwłaszcza cukrów dla ochładzanych roślin. Temperatury indukujące kwitnienie obejmują zakres od 0-12°C, przy czym wartości optymalne są różne dla różnych gatunków roślin. Temperatury ujemne zasadniczo nie dają efektu wernalizacji. Długość okresu wernalizacji – niezbędna liczba dni działania niskiej temperatury, jest różna dla różnych gatunków (od kilku do kilkudziesięciu dni), okres wernalizacji nie może być przerwany.

WPŁYW CZYNNIKÓW GLEBOWYCH NA SUSZE FIZJOLOGICZNĄ. ●temperatura gleby, pobieranie wody przez rośliny z gleby ustaje na ogół przy temperaturze 0ºC, temperatura przekraczająca 45–50ºC  również  powoduje zahamowanie pobierania wody. W niskiej temp. następuje: *wzrost lepkości plazmy – obniżenie jej przepuszczalności; *obniżenie intensywności procesów oddechowych – zmniejszenie metabolicznego pobierania wody; *zwiększenie lepkości wody (wiązania wodorowe); ●niska zawartość tlenu w glebie, obniżenie lub zahamowanie procesów oddechowych. Energia jest potrzebna do aktywnego pobierania wody – parcie korzeniowe roztworu glebowego; ●stężenie roztworu glebowego, bardzo ujemny potencjał wodny, mniejszy niż potencjał  wodny komórek korzeni, uniemożliwia pobieranie wody. Niski potencjał roztworu glebowego jest wynikiem dużego zasolenia gleby (za intensywne nawożenie) – cząsteczki wody oddziaływują z jonami soli i są uwsteczniane; ●inhibitory oddechowe w środowisku glebowym; ●zagłodzenie tkanek korzeni, brak substancji zapasowych – brak źródła energii.

ROLA FIZJOLOGICZNA AZOTU. ●azot jako składnik białka i kwasów nukleinowych, azot spełnia bardzo ważną rolę, gdyż zapewnia aminokwasom zdolność łączenia się ze sobą, a ponadto przekazuje informacje o kolejności łączenia się aminokwasów w łańcuchy polipeptydowe. Jest on istotnym składnikiem najważniejszych dla żywych komórek związków: białek enzymatycznych oraz kwasów nukleinowych. Wiąże się to ze zdolnością atomów azotu do tworzenia odpowiednich wiązań z atomem węgla – azot może tworzyć wiązania zarówno w związkach łańcuchowych jak i pierścieniowych ●niebiałkowe związki azotu, nukleotydy: magazynują i przenoszą energię, transportują wodór i elektrony w fotosyntezie i oddychaniu; porfiryny: uczestniczą w fotosyntezie i oddychaniu; fosfolipidy: są zasadniczym składnikiem membran plazmatycznych.

...