sie 29 2021

fizjologia roślin 8


Komentarze: 0
 Do powierzchni Ziemi docierają UVA i UVB, ozon odbija UVB, tylko 5% dociera go do Ziemi. Związki halogenowe łączą się z O3, jest dziura ozonowa, jest na płd. UVB niszczy roślinom błonę komórkową, rozrywa mostki disiarczkowe, powoduje dimeryzacje tyminy w DNA, skutkiem są błedy transkrypcji, hamuje aktywność deepoksydazy ksantyny i oksydazy cytochromowej (spadek oddychania), zwiększa aktywność peroksydaz, katalaz. Rośliny bronią się, ze wzrostem natężenia UV docierającego do roślin, rośnie synteza związków absorbujących ten zakres promieni, zlokalizowane są w komórkach powierzchniowych części organów, są to np. taniny (polifenole), flawonoidy rozpuszczone w soku komórkowym i różnego typu związki pochodzenia fenolowego, które mają niższe organizmy: sinice i glony. Jaszczurki i węże mają te związki w oczach, polifenole absorbują UVbez dalszej transmisji. U zwierząt i ludzi UVB o dł fali 290 - 310 nm powoduje syntezę witaminy D3, niezbędnej do przyswajania wapnia i fosforu z jelit. 

 

Transport asymilatów ma 2 drogi, przez ksylem (martwe elementy) idą woda, fitohormony, kwasy organiczne, przez floem (żyw) idą związki organiczne, mało minerałów. Floem ma komórki/rurki sitowe, obok jest parenchyma, włókna i steroidy. Komórki floemu mają płytkę sitową, łączące leżące obok siebie sąsiednie komórki. Przez te sita przechodzą plazmodesmy. Komórki są żywe, tracą jądro, tonoplast (mogą nie mieć wakuoli) nie mają mirkotubul, mikrofilamentów, aparatów Golgiego i rybosomów. Ściany nie są lignifikowane, sita wypełniają liczne błoniaste twory, ułatwiające połaczenie w sąsiadujących komórkach elementów gładkich siateczki śródplazmatycznej, błony tych komórek są bogate w białka P-proteiny, w porach płytki sitowej może być kaloza (β-1-3-glukan). 3 cząsteczki glukozy połaczone są w miejscach 1, 3 może czopować plazmodesmy, do komórek sitowych przylegają komórki towarzyszące, które mają liczne mosty ściany komórkowej od strony komórek sitowych, co zwiększa powierzchnię kontaktu, mają one liczne mitochondria, są dostawcą ATP dla komórek sitowych, mają chloroplasty, jądro i wakuolę. Plazmodesmy od strony komórek towarzyszących są silnie rozgałezione, jest intensywny transport, od strony komórek sitowych mają mosty. Transportoewany materiał to woda, najwięcej jest sacharozy i innych oligosacharydów, nigdy nie są transportowane cukry proste (są aktywne redukująco), aminokwasy (glutamina, asparagina), amidy i kwasy organiczne. Floem nie transportuje jonów wapnia, żelaza, azotu mineralnego. Są 3 rodzaje pobierania soku. 1 po przecięciu łodygi zbiera się eksudat, płynwypełniający drewno i łyko, wiosną leci on z łodygi lub pnia, ma komórki, minerały i związki organiczne. 2 za pomocą mirkokapilar pobieramy zawartość transportowanego materiału, badamy zawarty w nim materiał komórkowy. 3 wykorzytsuje się kłujący aparat gębowy mszycy, która precyzyjnie wkłuwa się do komórek sitowych, daje się jej 4% CO2, odcina kłujkę i wykorzystuje ją do jako ssawkę, można dostaż 0,1 mikrolitrów eksudatu, to wystarczy do badań. Prędkośc transportu w łyku 30 - 150 cm/ha, śr prędkość 1 m/ha. Jest kondensacja cukrów prostych np. glukoza+fruktoza=galaktoza, cukry proste łaczą się w oligosacharydy np. sacharozę. Transport przez plazmodesmy odbywa się na zasadzie symportu protonowego. Transport cukrów od donora, którym są komórki fotosyntetyzujące do komórek towarzyszących jest na drodze symplastycznej lub appoplastycznej. W liściach u buraka Beta vulgaris, trzciny Phragnites sp. jest droga appoplastyczna lub symplastyczna. Mechanizm transportu przez łyko. Hipoteza Muncha zakłada, że transport cukrów to element całościowego transportu wody w roslinie z komórek donorowych do rurek sitowych, obniża ich potencjał wody, daje to pobieranie wody z drewna i wzrost ciśnienia turgorowego w komórkach sitowych, wymusza to transport w łyku.  Ciśnienie podnoszą też utrudnienia w transporcie w płytkach sitowych, w części akceptorowej jest odpływ asymilatów, rośnie potencjał wody, odpływa ona do drewna i spada turgor, to bierny transport. Procesy dysymilacyjne należą do procesów katabolicznych, podlegają na całkowitym lub częściowym rozkładzie substratu, w czasie którego uwalnia się energia. Gdyby została rozproszona jako ciepło, to nie miałaby znaczenia dla organizmu.  energia jest magazynowana w wysokoenergetycznych związkach, ATP, NADPH, NADH. Reszta fosforanowa w nich ma różną energię wiązania. Wiązanie wysokoenergetyczne, przy hydrolizie, którego uwalnia się min. 25 kJ. ATP nie ma najwyższej E wiązania. Reszty fosforanowe są związane wysokoenergetycznymi wiązaniami. Fosfoenolopirogronian ma 61,8 kJ, większa E tych wiązań umożliwia wiązanie ATP.  Droga przemieszczenia reszty fosforanowej ze związki bogatego w energie na ADP to fosforylacja substratowa, jest głównie w procesach beztlenowych. 2 rodzaj powstania ATP jest przez utlenianie zredukowanych nukleotydów to fosforylacja alternatywna. Powstaja rózne pośrednie metabolity, wykorzystywane są w wielu syntezach. Proces dysymilacji ma stopiniowy rozkład organicznego substratu, akceptor H+, produkt fosforanowy. Całkowityrozkład, akceptor to O2, oddychanie tlenowe to dyzymilacja oksydesmiczna, jest to oddychanie s stricto, oksybioza. Częściowy rozkład, gdzie akceptor to O2 to fermentacja tlenowa. Są fermentacje całkowite - całkowity rokład i częściowe - częściowe. Oddychanie tlenowe to degradacja glukozy i glikoliza. Do reakcji wchodzi glukoza, ulega wstępnej aktywacji, są dwie cząsteczki ATP, powstaje glukozo-6-fosforan. Heksolikaza (izomeraza glukozo-6-fosforanowa) izomeruje go do fruktozo-6-fosforanu. Fosfofruktokinaza daje mu P z ATP, jest ADP i fruktozo-1,6-difosforan, aldoza, powstają z niego fosfodihydroksyaceton i aldechyd 3-fosfoglicerynowy, te 2 triozy zmienia w siebie izomeraza triozofosforanowa. Jest więcej acetonu, gdy aldechyd się wyczerpuje działa izomeraza. Jest aldechyd 1,3-difosfoglicerynowy, dehydrogenaza aldechydu 1,3-difosfoglicerynowego odłącza H+, redukuje NADH, jest 1,3-bisfosfoglicerynian, kinaza fosfoglicerynianowa daje ATP i 3-fosfoglicerynian. Fosfogliceromutaza daje 2-fosfoglicerynian. Enolaza odłącza H2O, jest fosfoenolopirogronian, fosforylaza daje ATP i pirogronian. Po rozpadzie 1 cząsteczki glukozy są 2 cząsteczki pirogronianu, 4 ATP, są zużyte na wstępną fosforylację, 2 są uzyskane, powstają 2 cząsteczki NADH i są zużyte. Oksygeniczny szlak pentofosforanowy jest u roślin w niektórych tkankach w ciele. Są tkanki, gdzie degradacja glukozy. Szlak pentofosforanowy: 1 etap glukoza+ATP=glukozo-6-fosforan, dehydrogenaza glukozo-6-fosforanu daje odwodorowanie jest 6-glukorolakton, jest 6-fosfoglukonian, dehydrogeneza-6-fosfoglukonianu daje rybulozo-6-fosforan, izomeraza rybozo-5-fosforanu daje rybozo-5-fosforan lub epimaraza rybulozo-5-fosforanu daje rybulozo-5-fosforan. (oba związki są 5-węglowe). Ksylulozo transketolaza dołącza 2-węglowy fragment ksylulozy do rybozo-5-fosforanu, powstaje 7-węglowy septoheptulozo-5-fosforan.  Transaldoraza odłącza dihydroksyaceton,, łączy się z aldechydem 3-fosfoglicerynowym, jest fruktozo-6-P, zostaje erytrozo-6-P, enzym odłącza 2-węglowy człon, jest erytrozo-5-P, fruktozo-6-P translokaza daje aldechyd trójfosforoglicerynowy. Cykl oksygeniczny w niektórych tkankach może poprzedzać glikolizę, daje on metabolity do syntezy kwasów nukleinowych i związków fenolowych. Gdy droga tlenowa jest niemożliwa pirogronian jest degradowanyw drodze beztlenowej fermentacji. Dekarbokcylaza pirogronianowa odłącza CO2, jest aldechyd octowy. Dehydrogenaza alkoholowa redukuje go przy NAD+, powstaje etanol, przy NADH dehydrogenaza mleczanowa daje kwas mlekowy. Beztlenowa jest szkodliwa, jest u roslin gdy brak tlenu np. po zalaniu wodą. Są bakterie i grzyby, które mają tylko ją, produkty usuwają na zewnątrz komórek. Maksymalna zawartość etanolu w winie to 17%, wytwarzają je niektóre rodzaje drożdży. Glikoliza i cykl pentozofosforanowy są w cytoplazmie podstawowej. Utlenianie do kwasu octowego. Od CH3CH2OH dehydrogenaza etanolowa odciąga H+ na NAP+, powstaje NADH i aldechyd octowy CH3CHO. Dehydrogenaza aldechydu octowego daje H+ NAd, powstaje NADH i kwas octowy CH3COOH. Większą wydajność energetyczną ma fermantacja octowa, gdyż powwstają dwie zred. cząsteczki NADH, są utleniane w łańcuchu oddechowym. Glukoneogeneza: są tu fosfofruktokinaza, glukokinaza i kinaza mlekowa. W pewnych warunkach jest odwrotny kierunek reakcji szlaku glukolitycznego, z pirogronianu powstaje glukoza. Jest to reakcja anaboliczna. To glukoneogeneza, jest w czasie kiełkowania nasion roślin oleistych - przemiana tłuszczów w cukry. Większość enzymów glikolizy katalizuje reakcje odwracalne, których kierunek zależy od stężenia metabolitów. Są 3 enzymy działające w 1 kierunku. (enzymy kluczowe), przy gklukoneogenezie muszą być zastąpione innymi, to glukokinaza, fruktokinaza i kinaza pirogronianowa. Transport e- jest w łańcuchu oddechowym zgodny z naturalnym układem potencjału redox. e- idą od niższego do wyższego potencjału. Różnice w potencjale redox między kompleksem I a ubichinonem, ubichinonem a kompleksem III i między III i IV pozwalają na produkcję E, szlak od NADH, przez FMN, F-S lub bursztynian, FAD, Fe-S. Związek glikolizy z fosforylacją: NADH idzie na ubichinon przez czułenko, aldechyd 3-fosfoglicerynow przyłacza e- i H+, jest fosfodihydroksyaceton, NADH powst. w procesie glikolizy idzie do matrix mitochondrium, jako czułenko jest aldechyd difosfoglicerynowy, przyłącza H+ i e-, fosfodichydroksyaceton idzie przez błonę mitochondrium. Błony nie przepuszczają H+, H+ są miedzy błonami, pH jest kwaśne, w mitochondrium zasadowe. Akumulacja H+ daje różnice ΔH+ w przestrzeni międzybłonowej. ΔH+, ΔpH, Δpot.E, ten stan niezrównoważenia daje transport H+, przez kanał złożony z kilku rodzajów białek transportujących H+., ten kanał to F0, od strony mitochondrium jest syntaza ATP F1, transport H+, daje syntezę 1 cząsteczki ATP, jest to w kompleksie IV. Proces to fosforylacja oksydatywna. Rozpad glukozy daje 30 cząsteczek ATP. Alternatywna droga oddychania, rośliny mają drogę oddychania oporną na cyjanki, hamujące aktywność cytochromu A3 (oksydazy cytochromowej). U roślin 10-25% , w niektórych tkankach 100% natężenia oddychania jest niewrażliwe na KCN3. e- z ubichinonu ą transportowane przy udziale oksydazy alternatywnej przez flawoproteid na O2 i powstaje H2O, E nie gromadzi się w ATP, jest rozpraszna jako ciepło (termogeneza). Droga ta jest też w czasie unieczynnienia transportu e- na kompleks III i IV. Obrazki plamiste Arum maculatum w czasie dojrzewania pyłku w kwiatostanie jest wzrost temp. o ok. 14 st. C, wabi to owady, które przez ruch też podnoszą temp. w kolbie i przyspieszają dojrzewanie pyłku. Regulacja natężenia oddychania. W glikolizie dużą rolę odgrywa stosunek ATP do ADP, wysoka wartość hamuje kinazy odpowiedzialne za reakcje fosforylacji w cyklu Krebsa. Stopień NADH/NAD+, wysoka wartość hamuje aktywność dehydrogenaz w łańcuchu oddechowym. NAdmierna produkcja ATP i niewykorzystanie go w innych reakcjach daje zablokowanie transportu e- przez kompleksy białkowe, unieruchomiona jest droga alternatywna. ATP powst. w matrix mitochondrium jest zużywane w innych organellach, głównie w cytoplazmie. Transport przez wewnętrzną błonę mitochondrium zachodzi przez odpowiedni nośnik białkowy, na drodze wymiany ATP na ADP. ADP idzie do matrix, ATP do cytozolu. Wzajemne związki pomiędzy tlenową a beztlenową degradacją glukozy, zależność jest wyraźna. Oksydaza cytochromowa (cytochrom AIII) zależy od stęż. O2, 10-100% stęż. O2 daje pełną aktywność. Spadek stęż. O2 poniżej 10% daje spadek jej aktywności i wzrost aktywności beztlenowej.  Przy ok. 4% stęż. O2 (ptk. ekstynkcji) dominuje droga beztlenowa. Gdy droga tlenowa jest możliwa pirogronian jest kierowany na nią. Wysycenie oksydazy pirogronianowej jest przy stęż. pirogronianu 10-4 mola. Gdy brak O2 uruchamiana jest aktywnośc dekarboksylazy pirogronianowej, jest substrat kierowany na drogę fermentacji. Wysycenie dekarboksylazy jest przy stęż. 10-3 mola. Poniżej temp. minimalnej ok. 10 st. C rośliny podnoszą temp. Aktywność kinazy ma charakter wykładniczy. Współczynnik Q10 (Van,t Hoffa) oznacza ile razy rośnie natężenie procesu przy wzroście temp. o 10 st. C. Wartość 2 - 3, tyle rośnie natężenie procesu. W odc. III, w zakrezie III, oddychanie rośnie z temp., ale z mniejszym natężeniem , współczynnik wynosi 2 - 1, w temp. optymalnej Q10+1. Powyżej optymalnej temp. odc III oddychania spada. Wartośc Q10 1 - 0. Temp. optymalna o taka gdzie natężenie procesów oddychania utrzymuje się na najwyższym poziomie przez długi czas.  Temp. wpływa na stan fizjologiczny, lepkośc cytoplazmy, szybkość dyfuzji, aktywnośc enzymów, utrzymanie równowagi między dopływem substratów i potencjalną aktywnościa oddechową. Stężenie O2, niestała wartość ma rozkładająca się materia spadek do 19% w tkankach fotosyntetyzujących do 50%, w bulwach i owocach pon. 5% np. ziemniak Solanum tuberosum ma 1,5%. CO2 zwiększa aktywnośc oddechową, jest go 0,035% w powietrzu, nad rozkładającymi się szczątkami jest od 0,1 do 0, 7%, w dużych skupiskach odpadów do 0,01%, w poblizu korzeni może być ponad 20%, (zależy od rodzaju gleby). Dyfuzja O2 w wodzie jest 3000 razy mniejsza niż w powietrzu.
Do tej pory nie pojawił się jeszcze żaden komentarz. Ale Ty możesz to zmienić ;)

Dodaj komentarz