Potencjał wody: Ψw=( μw- μw0)/Vw
Potencjał chemiczny wody w roztworze: μw
Potencjał chemiczny czystej wody μw0
Cząstkowa molowa objętość wody Vw
Składowe potencjału wody: ψw= ψp + ψπ + ψm + ψg
Potencjał ciśnienia (turgor)ψp
Potencjał osmotyczny (sub. drobnocząsteczkowe) ψπ
Potencjał matrycowy(sub. wielkocząsteczkowe) ψm
Potencjał związany z silami grawitacji ψg
Gleba- jest to układ heterogeniczny złożony z trzech faz: płynnej ciekłej i gazowej oraz makro i mikroorganizmów. Faza stała złożona zarówno ze związków organicznych między innymi próchniczych jaki i mineralnych stanowi niejako zbiornik jonów z których niewielka cześć jest rozpuszczona w fazie płynnej zwanej roztworem glebowym
Siarka -utlenowana SO2-4 SO2; Fosfor utlenowany H2PO42-; Wapń pobierany tylko w niskim pH Ca2+; Magnez Mg2+; Potas K+; Azot NO-3 NH +4; Żelazo niskie pH Fe2+ Fe3+; Mangan Mn2+ Mn3+; Miedź Cu2+ Cu+; Cynk Zn2+; Nikiel Ni2+; Chlor Cl-
-Para wodna, lód, śnieg- niedostępna dla roślin kserofity-para wodna
-Woda krystalizacyjna –niedostępna, ulatnia się w temp. 105C CaSO4 *H2O
-Woda higroskopowa –niedostępna otacza cząstki glebowe ulatnia się w 105C
-Woda błonkowata – tylko zewnętrzne części w niewielkim stopniu dostępne dla roślin odkłada się na wodzie higroskopijnej
-woda kapilarna najważniejsze źródło wody dla roślin
-woda grawitacyjna- tylko częściowo dostępna po obfitych deszczach
-woda gruntowa –płytko zalegająca wody podziemne częściowo dostępne może być źródłem wody kapilarnej
Jony są pobierane z roztworu glebowego wbrew gradientowi stężeń a wiec na drodze aktywnej . Aktywny i selektywny transport skład. pokarmowych przez błony kom. korzenia warunkuje nie tylko akumulacje jonów w roślinie ale i zmianę ich stosunków ilościowych w porównaniu ze składem jonowym roztworu glebowego jednak z możliwością zachowania równowagi ładunków elektrycznych . W tym duża role odgrywa zmiana jonów H+ na inne kationy orazHCO-3 lub OH- na inne aniony
Jony są transportowane przez:
-Białka przenośnikowe wykazujące kinetykę analogiczna do kinetyki reakcji enzymatycznych. Przenośniki uczestniczą w przenoszeniu biernym jonów i aktywnym , symport z jonami wodorowymi.
Pompy wodorowe które wytwarzają trans membranowy gradient potencjału elektrochemicznego .
Kanały jonowe-umożliwiają selektywne przenikanie jonów potasowych, wapniowych, chlorkowych, transport na zasadzie dyfuzji
Sprawność funkcjonowania przenośnika podobnie jak enzymu może być bardzo różna Daje to końcowe narzędzie regulacji intensywności pobierania jonów ze środowiska w różnych warunkach . Korzeń nie ma jednakowej zdolności pobierania jonów: potas, fosfor, azot są pobierane przez strefę włośnikową i wzrostową. Wapń pobierany jest tylko przez cześć wierzchołkową
Mechanizmy transportu wody w roślinie:
Absorpcja wody przez korzeń zachodzi głównie w strefie położonej blisko wierzchołka wzrostu gdzie komórki skórki mają cienkie ściany i liczne włośniki. Pobieranie wody w tej strefie zachodzi tylko wtedy gdy potencjał wody w komórkach korzeń jest niższy od potencjału wody w glebie. Ilość wody zaabsorbowanej przez korzeń zależy od wielkości powierzchni absorbującej i różnicy potencjałów między korzeniem a glebą oraz od oporów na jakie napotyka woda na drodze swojego przepływu
Przemieszczanie się wody w roślinie:
-z komórki do komórki
-w apolaście tj. w obrębie ścian i przestworów międzykom.
-w symplaście tj. przez cytpolazme poszczególnych komórek połączonych plazmodesmami
Parcie korzeniowe: polega na aktywnym transportowaniu jonów i innych substancji osmotycznie czynnych z kom. parenchymatycznych walca osiowego do wnętrza elementów przewodzących ksylemu . Powoduje to obniżenie potencjału wody w soku ksylemu i jednocześnie podwyższenie potencjału wody w kom. z której pochodziły jony . Powstaje wiec różnica potencjałów wody między kom. a sokiem ksylemu która jest przyczyna przepływu wody między tymi układami zgodnego z gradientem potencjału wody
Teoria kohezyjno transpiracyjna: dzięki siłom kohezji woda w ksylemie tworzy slup cieczy który jest podciągany na znaczne wysokości w wyniku podciśnienia hydrostatycznego wywołanego transpiracja. Komórki liścia pozostające w kontakcie z atmosferą środowiska lub z atmosferą zewnętrzna przestworów międzykom. stale tracą wodę obniża się ich potencjal wodny co powoduje ze woda przemieszcza się do nich z innych głębiej położonych kom. a w końcu z kom. położonych w sąsiedztwie elementów naczyniowych ksylemu i wreszcie z ksylemu. Ubytek wody w ksylemie powoduje powstanie podciśnienia hydrostatycznego w naczyniach dzięki czemu słup wody zostanie podciągnięty do góry. Straty wody z ksylemu w liściach są uzupełniane przez komórki korzenia które oddają do ksylemu wodę pobrana z gleby .
Zaladunek floemu: Przemieszczanie produktów fotosyntezy z chloroplastu do cytoplazmy odbywa się na zasadzie antyportu triozofosforan przemieszcza się z chloroplastu a fosforan do chloroplastu z udziałem przenośnika. Dalszy etap przemieszczanie zależy od syntezy sacharozy z udziałem enzymów a ściśle kontrolujących aktywność po czym następuje załadunek floemu. Załadunek floemu jest transportem aktywnym wymagającym pokonania bardzo wysokiej bariery gradientów potencjału chemicznego przemieszczanych związków. Załadunek może odbywać się w dwojaki sposób: poprzez symplastyczny kontakt przez plazmodesmy między kom. miękiszowymi a komórkami towarzyszącymi i rurkami sitowymi ; przez apoplast gdy brak kontaktu symplastycznego między komórkami miękiszu floemowego i kompleskem kom. towarzyszącej – rurki sitowe. Z apoplastem załadunek odbywa się na zasadzie symplastu sacharozy i protonu.
Rozładunek floemu: Odbywa się w kom. akceptorów do których transporotwane są substancje przemieszczane przez floem . Przebiega zgodnie z malejącym gradientem potencjału chemicznego czyli może zachodzić na zasadzie aktywowanej lub ułatwionej dyfuzji Akceptory intensywnie rosnące mlode liscie sa zaopatrywane w substancje pokarmowe przez symplast , akceptory akumulujące w swych tkanakch sub. pokarmowe jak wegetatywne ograny spichrzowe importuja zwiazki węglowe przez apoplast, akceptory reprodukcyjne sa ladowane przez apoplast.
Transport floemowy : silą motoryczna ruchu w rurkach sitowych jest gradient stężeń ciśnienia hydrostatycznego czyli między punktem zaladunku a rozladunku floemu. Przeplyw soku floemowego pod ciśnieniem jest uwarunkowany stale odbywającym się przemieszczaniem substancji pokarmowych z kom. donora do floemu co powoduje wzrost stęzenia soku w kom. sitowych czyli zmniejszenie potencjalu osmotycznego na skutek gradientu potencjalu wody między ksylemem i floemem w poblizu donora zachodzi wzrost ciśnienia turgorowego. W mijscach rozladunku maleje stęzenie soku floemwoego a wiec rośnie zarówno potencjal osmotyczny jak i potencjal wody co powoduje jej przeplyw do ksylemu .
Budowa tkanki przewpodzącej ksylemu i floemu.
Ksylem: tk . przewodzaca, rozprowadza wode i sole mineralne od korzenia do calej rośliny. W sklad ksylemu wchodzą:
-cewki-kom. wydlużone na końcach zwęzone mają ukośne ściany poprzeczne zdrewniale nierównomierne odkladanie się ścian wtórnych prowadzi do powstania zgrubień, dojrzale cewki są martwe.
-naczynia- charakterystyczne dla okrtonasiennych sa to dlugie rury utworzone z kom które przeksztalcily się w czlony naczyniowe. Czlony te podobne sa do cewek i pelnią te same funkcje ale sa lepiej przystosowane do transportu wody ze względu na częściowy lub calkowity zanik ścian poprzecznych. Czlony naczyniowe najprawdopododniej z cewek
-wlókna drzewne-rozmieszczone pojedynczo lub grupami pomiędzy innymi kom. tkanki w ścianach zredukowane jamki lejkowate . Typowe wlókno to element martwy i wylącznie mechaniczny
-miękisz drzewny- jest żywym elementem drewna pelni role tkanki spichrozowej i zapewnia lączność i innymi tkankami.
Floem: -przewodzi organiczne sub. pokarmowe najwyższy stopień organizacji u okrytozalążkowych w sklad wchodzą:
-rurki sitowe-pionowe szeregi kom. które nazywają się czlonami rur sitowych są to kom. żywe o wydlużonym ksztalcie celulozowej ścianie. Ich wnętrze wypelnia duża wodniczka u doroslych jądro przewaznie zanika. Charakterystyczne perforacje na ścianach poprzecznych.
-kom. towarzyszące- w lyku roślin okrytozalążkowych są żywe wydlużone, mniejsze od sit i przylegaja do nich, czlon kom. sitowej i kom towarzyszącej powstaja przez podlużny podzial kom. macierzystej.
-miękisz lykowy- kom. mniej lub bardziej wydlużone w postaci pasm wśród innych elementów lyka , czasem może pelnić funkcje spichrzowe
-wlókna lykowe-zwykle dluższe od wlókien drzewnych i róznia się od nich jamkami prostymi . nie występuje w lyku niższych drzewe.
Rodzaje transpiracji:
-kutykularna –odbywa się z powierzchni zewnętrznej liścia lub innego organu transpirującego
-szparkowa i przetchlinkowa – odbywa się z powierzchni wewnętrznej
Natęzenie transpiracji kutykularnej wynosi do ok. 20% transpiracji ogólnej , kutykula mlodych liści lepiej przepuszcza wode od liści starych. Higrofity cienka kutykula, kserofity i sukulenty gruba i niskoprzepuszczalan kutykula. Większośc wody 80% traci roślina w wyniku transpiracji z wew. pow. zwłaszcza szparkowej. Woda paruje z powierzchni wilgotnych liści, ścian kom. mezofilu liściowego do atmosfery wypełniającej przestrzenie międzykom. a z nich przez otwarte szparki dyfunduje w postaci gazowej do atmosfery. Szybkość parowania wody w pow. wew. zależy od niedosytu pary wodnej w atmosferze wew. liścia , a szybkość dyfuzji pary wodnej przez szparki uwarunkowana jest dyfuzyjnym gradientem pary wodnej między wnętrzem liścia i atmosferą zew. a także liczbą, lokalizacją, rozmieszczeniem i stopniem otwarcia szparek. Budowa liścia ma wpływ na szybkość transpiracji i zależy od wielkości powierzchni, od oporu warstwy granicznej czyli od wielkości kształtu i właściwości powierzchni liścia , Opór dyfuzyjny kutykuli zależy od struktury i gęstości warstw kutyny i wosków , opór dyfuzyjny szparek zależy od stopnia rozwarcia aparatów szparkowych
-światło- czynnik inicjujący otwieranie się szparek i tym samym uruchamiający proces transpiracji szparkowej. Ok. 70% energii świetlnej ulega zmianie na energie cieplną i stymuluje transpiracje, liście nasłonecznione transpirują szybciej niż ocienione.
-temperatura- wpływa na intensywność transpiracji oddziałuje na stopień otwarcia szparki i na proces parowania wody dostarcza niezbędnej energii do oderwania się cząsteczki wody z fazy ciekłej i przejścia w fazę gazową.
-niedosyt wilgotności powietrza – czynnik warunkujący transpiracje, Wzrostowi suchości powietrza towarzyszy wzrost intensywności transpiracji w powietrzu wilgotnym transpiracja maleje a przy braku niedosytu wilgotności powietrza ustaje.
-dostępność wody glebowej- warunek normalnego przebiegu procesu transpiracji dla większości roślin optymalna wilgotność glebowa waha się od 60 do 80 % gdy ilość wody w glebie jest ograniczona następuje zahamowanie procesu transpiracji.
-ruch mas powietrza- zazwyczaj nad powierzchnią parującą się zwiększa, natężenie transpiracji się zwiększa w miarę wzrostu szybkości wiatru , najszybszy wzrost transpiracji ma miejsce przy stosunkowo słabym wietrze.
-stężenie CO2-wplywa pośrednio na transpiracje oddziałuje na stopień otwarcia szparek, nadmierne stężenie powoduje zamykanie się szparek
Szparki są zamknięte w nocy otwierają się w godzinach porannych pod wpływem światła
-utrata turgoru powoduje zwiotczenie ścian kom. zmienia kształt kom. i powoduje zamknięcie szparek a przy wzroście turgoru następuje wygięcie się ścian kom. szparkowych przylegających do siebie w wyniku czego otwierają się ruchy szparek uzależnione są od mechanizmu osmotycznego. Otwieranie się szparki poprzedzone jest wzrostem siły ssącej kom. szparkowych, pobraniem wody z sąsiednich kom. epidermalnych i wzrostu turgoru. Sekwencja zjawisk jest odwrotna gdy szparka się zamyka – światło to czynnik inicjujący otwieranie się szparek cale te procedury oprócz tego wpływają na stężenie CO2 i odczyn kom.
Konkurencja antagonizm i synergizm jonów.
Konkurencja jonów: rodzaj współdziałania jonów spowodowany bardzo zbliżonymi właściwościami chemicznymi. Jony konkurują o aktywne centra enzymów lub przenośników znajdujących się w błonie kom. dotyczy to jonów K+ i Na+ na tyle podobnych ze w komórce mogą pełnić zbliżone funkcje
Antagonizm jonów oddziaływanie jonów o odmiennych właściwościach lub o różnych ładunkach np. K+ i Ca2+ i K+ i Mg2+. Zwiększone stężenie potasu w podłożu zmniejsza pobieranie Ca2+ i odwrotnie gdy brak potasu w podłożu rośliny pobierają większa ilość Ca2+ i Mg2+.
Synergizm jonów: zjawisko odwrotne do antagonizmu polega na stymulowaniu pobierania jednego pierwiastka przez inny. Przykładem może być stymulowanie pobierania kationów przez pewien azotan w roztworze glebowym i fosforanów przez obecność miedzi.
autor:
Maciek (zolw)
plik pobrany ze strony www.bwm.special.pl
zapraszam na www.forumbio.prv.pl
lenka_997