fiziologie vegetala 1

download fiziologie vegetala 1

of 49

Transcript of fiziologie vegetala 1

DEFINIIE I OBIECT DE STUDIU Fiziologia plantelor - tiina care se ocup cu studiulproceselor vitale din plant Etimologie: physis natur logos tiinTermenul de fiziologie -tiina despre natur Fiziologia vegetal - tiin biologic fundamental care studiaz mecanismele ce controleaz modul de organizare si modul defuncionare a organismelor vegetaleFiziologia plantelor.Obiectivul fundamental particip la procesul de sporire a produciei vegetale, pe caleavalorificrii ntregului potenial biologic de producie al plantelor RAMURI NOI ALEFIZIOLOGIEI VEGETALE Fiziologia recolteicontribuie la creterea produciei fiindn interrelaie cu:- tiinele agronomice si ameliorarea plantelor . Pentru tinele agronomice stabilete: +necesarul de elemente nutritive; +eficiena :(irigaiei- fertilizrii - erbicidrii-tratamentelor hormonale ) Pentru ameliorare: + identific i analizeaz procesele care limiteaz producia agricol+sugereaz cile de stimulare a potenialului de producie i de toleran la stresFiziologia ecologic sau ecofiziologia studiaz reacia plantelor la factorii de mediuCercetrile de ecofiziologie - vizeaz interaciunea plantelor cu mediul lor:fizic ,chimic si biologicCunoaterea modului de reacie a plantelor i gsirea mecanismelor genetice i fiziologice care s asigure potenialul productiv normalDezvoltarea a trei direcii tehnologice majore:dezvoltarea tehnicilor molecularedezvoltarea tehnicilor de transformare la plantefolosind Agrobacterium tumefaciensadoptarea plantei Arabidopsis ca un organism vegetalmodelRelaia genom proteom - metabolismRAPORTUL FIZIOLOGIEI VEGETALECU ALTE TIINE Fiziologia vegetal - este n relaii strnse cu alte tiine prin 4 obiective:D obiectul de cercetareDmetodele utilizateD sistemele de interpretareD caracterul aplicativeDObiectul de cercetare- Morfologiai anatomiaplantelor, Sistematica, Ecologia, Geobotanica DMetodele utilizate -Biofizica i BiochimiaDSistemele de interpretare - Matematica i Statistica biologicDCaracterul aplicativ - Agrotehnica, Agrochimia, Fitotehnia, Legumicultura, Genetica ,Ameliorarea plantelor METODE DE CERCETARE FOLOSITE N FIZIOLOGIA VEGETAL Experiena - principala metod de cercetareExperiena trebuie completat cu: observaia atent interpretarea rezultatelor obinuteExperimentarea poate avea loc n:laboratorsercas de vegetaieteren experimentalfitotronMetode moderne de cercetare Cromatografia pe hrtie Cromatografia n strat subire Cromatografia n gaz Spectrocolorimetria SpectrofotometriaElectroforeza Microscopia electronic Metoda trasorilor radioactivi Culturile in vitro Prelucrarea analizelor prin sisteme electronice Redarea rezultatelor pe calculator Desfurarea cercetrilor cuprinde: Etap analitic - const n: defalcarea pe probleme si efectuarea determinrilorEtap sintetic -const n: analiza statistic, interpretarea i generalizarea rezultatelor FIZIOLOGIA CELULEI VEGETALE Celula - unitatea morfologic, structural ifuncional de baz a plantelorRobert Hooke - 1667 -fraii Janssen -1590 cella = camer,cellula = cmru- Schleiden - 1838 - Schwann 1839Teoria celular - toate organismele vii sunt alctuite din celule Celula vegetal capacitatea detotipoten - totalitatea proceselor fiziologice de care sunt capabile organismele vegetaleFiziologia celulei- studiul fenomenelor vitale care au loc n interiorul celulelor vegetaleSTRUCTURA I FUNCIILE COMPONENTELOR CELULARE Microscopul optic studierea structuriimicroscopice a celulelor Componentele celulare vizibile sunt:- membrana celular- nucleul- vacuolele - cloroplastele Tehnici moderne de investigaiea structurii celulelorMicroscopia fluorescent Microscopia cu contrast de fazMicroscopia polarizant i electronicUltrasecionarea i ultacentrifugareaSpectroscopia n ultraviolet i Roentgen Autoradiografia cu folosirea de izotopiradioactiviCelula vegetalcuprinde: protoplasm paraplasmProtoplasma -sediul proceselor vitalefundamentale - alctuit din:- citoplasm - nucleu CITOPLASMA SE COMPUNE DIN: - hialoplasm - membrane citoplasmatice- organite citoplasmatice HialoplasmaLa microscopul optic: -mas transparent, omogen matrice citoplasmatic - hyalos = sticlos La microscopul electronic: - proteine globular - fibrilare, dispuse n reeaDin punct de vedere fizic - sistem coloidalvscos, nemiscibil cu apa, n care:- proteinele globulare - confer starea de sol- proteinele fibrilare confer starea de gelDin punct de vedere chimic conine:D proteineDapD substane mineralesubstane organice: nucleoproteine, lipide,glucide, aminoacizi, enzime, vitamine, hormoniD produi secundari ai metabolismuluiMembranele citoplasmaticeDPlasmalema - dou foie dense i omogene,75-90 ,separate printr-un spaiu clar, de 200-1000 DCitomembran - dou straturi de molecule proteicedispuse paralel, ntre care se gsesc dou straturi de moleculefosfolipidice, transparenteSinger i Nicolson -1972- ipoteza mozaicului fluidCompoziia chimic a plasmalemei: D- 2/3 lipide - asigur permeabilitatea pentrusubstanele liposolubile;D- 1/3 proteine -regleaz ptrunderea ionilor hidrosolubiliD- imprim rezistena mecanic i elasticitatea membraneiD- prin pori ptrundplasmodesmele Dlimiteaz citoplasma la interior, spre vacuol D are o structur asemntoare plasmalemei, dar prezint un numr dublu de foie fosfolipo-proteiceD este mai riguros semipermeabil, avnd un control mai strict al ptrunderii substanelor n vacuolOrganitele citoplasmatice D- structurD- funcii diferiteReticulul endoplasmatic- reea de canalicule tubuloase, simple sau ramificate ce fac legtura dintre diferii compui ai celulei, ntre diferite celule, sau diferite esuturi i organe - sistem de membrane, cu structurfosfolipo-proteic, asemntoare membranelor plasmatice Reticulul endoplasmatic poate fi:- neted sau agranular - rol n sinteza i transportullipidelor i glucidelor complexe-rugos sau granular -ribozomi ataai pe parteaextern ergastoplasm - cu rol n sinteza proteinelor-Funciifiziologice-rol n sinteza i transportul celor mai importante substane organice din celul- prin dilatri numite cisterne, particip la formarea plasmodesmelorCondriozomii - organite celulare cu rol energetic Dup form pot fi: mitocondrii - granule sferice sau ovale condrioconte - bastonae condriomite - lanuri de gruncioareStructura submicroscopic a mitocondriei - la exterior - membran dubl - 2 foie cu structurfosfolipo-proteic: - foia extern - neted - foia intern - pliat spre interior - creste mitocondriale- la interior - plasm mitocondrial matrix pe creste oxizomi Funcii fiziologice Rol n respiraia celulelor degradarea acidului piruvic n ciclul Krebs, cu degajarea CO2, H2O i a energiei Condriozomii sunt centrii respiratori ai celulelor uzine energetice, baterii energetice, care realizeaz producerea, transformarea i stocarea energiei Ribozomii sau granulele lui Palade - 1953 formaiuni sferice situate pe reticululendoplasmatic apropierea unor organe active ca :nucleul condriozomii cloroplasteleSe gsesc n hialoplasm:- n stare liber, legai n filamente ca polizomi- dispui pe reticulul endoplasmatic,formnd ergastoplasmaStructura chimic a ribozomilor conine: - la exterior: proteine histonice, ioni de Ca2+ ,Mg2+ - la interior:ARN, enzime:ribonucleaz i proteinaze Funcii fiziologice - sinteza proteinelor, efectuat mai intens nergastoplasmStructura submicroscopic Membran dubl - de natur fosfolipo-proteic numit anvelop-foia extern este neted - foia intern este pliat - formnd diferite pliuri - tilacoideLa interior - stroma alctuit dintr-o mas fundamental -matrixPe lamelele stromei - formaiuni discoidale sau lenticulare, suprapuse granePlastidele pot fi: - colorate - cloroplaste icromoplaste- incolore - leucoplasteCloroplastele cele mai mari organitecitoplasmaticeLa plantele superioare: sunt n numr mare 20-200 au dimensiuni mici au form oval sau discoidal poart numele de gruncioare declorofilStructura submicroscopic - Buvat Pe lamelele granei sunt dispuse moleculele pigmenilor fotosintetici:- clorofilieni - clorofila a i clorofila b- carotenoizi (carotina i xantofila) Funcia fiziologic principal fotosinteza- n grana - realizeaz absorbia energiei solare dectre clorofil i transformarea ei n energiechimic potenial- n stroma - energia chimic potenial este utilizat la sinteza substanelor organiceCromoplastele - plastide de culoare galben, portocalie sau roie, datorit pigmenilor xantofil, alfa i beta caroten sau licopenEle se gsesc n diferite organe: flori de crizanteme ca i crizantemaxantin flori de ppdie ca i taraxaxantin rdcini de morcov ca i caroten fructe de tomate i ardei ca licopen ,capsorobinCromoplastele mai conin:50% lipide 20% proteine ARNFuncia fiziologic - a atrage insectele pentrupolenizare n flori i de rspndire a fructelor Leucoplastele - plastide incolore care se gsesc n: esuturile embrionare albumenul seminelor organele de rezerv:- bulbi- rizomi i tuberculi petalele florilorLeucoplastele pot fi: amiloplaste - form de gruncioare deamidonproteoplaste - form de gruncioare de aleuron - ce conin proteineoleoplaste -ce conin lipide Dictiozomii sau aparatul Golgi n celulele animale - anul 1898 n celulele vegetal -anul 1935 Structur lamelar- 2-10 saculi cu membran dubl iaspect de discuri suprapuse, concrescute la centru i libere la periferieDFuncia fiziologic - rezervoare de deeuri metabolice- activitate membrano-formativ Lizozomii -formaiuni sferice care prezint: la exterior - membran fosfolipo-proteic simpl n interior - stroma ce conine 12 tipuri de enzime hidrolizante (lysis = topire)Funcii fiziologice- descompunerea substanelor organice macromoleculare - eliberarea enzimelor hidrolizante n hialoplasmEnzimelor hidrolizante au rol la:- germinaia seminelor prin hidroliza substanelor de rezerv- inaniia i moartea celulelor - fiind adevrate tunuri de sinucidere a celuleiNucleul - corpuscul dens i refringentnucleus = smbure Brown 1831 - n celulele epidermice de orhidee Forma nucleului sferic, oval,bastona, filiform, etc.Structura submicroscopic la exterior - membran dubl fosfolipo-proteic pori ce permit schimbul de substane cu citoplasma la interior - plasm nuclear - nucleoplasm, carioplasm sau cariolimfn interfaz cromatinan timpul diviziunii celulare profaz din cromatin cromozomiiFuncii fiziologice depozitarea informaiei genetice n ANDformarea membranelor plasmaticediferenierea celulelorcicatrizarea rnilor CELULA VEGETALA Vacuolele (vacuomul)n celulele tinere- foarte mici, globuloase, ca nite vezicule pline cu un gel coloidal, numite microvacuolen celule mature - conflueaz ntr-o singur vacuolplin cu ap, dispus central, iar citoplasma i nucleul sunt dispusela periferia celulei Sucul vacuolar conine: substane minerale: ioni minerali (azotai,fosfai, sulfai )substane organice: acizi organici (malic, citric, tartric) glucide solubile (glucoz, fructoz,zaharoz) -gume -mucilagii -uleiuri eterice (terpene, alcooli, esteri) -balsamuri -rini -fenoli -alcaloizi -glicosizi -taninuri -latex DFunciifiziologice - meninerea hidratrii optime a protoplasmei- meninerea turgescenei celulelor- absorbia apei prin fenomenul de osmoz - acumularea unor substane de rezerv- acumularea unor substane toxice : alcaloizi,, glicosizi,, taninuri, uleiuri eterice, latex,, oxalat i sulfat de Ca. Membrana celular oEste proprie numai celulei vegetaleoEste denumit i perete celular, fiind relativ rigidEste alctuit din:lamela medianmembrana primarmembrana secundar Lamela median- cimentul celular, format din substane pectice din activitatea dictiozomilor Membrana primar -structur celulozic, reticulat, poroas,permindcomunicarea ntre celule prinplasmodesme. Membrana secundar - compus din celuloz, pestecare se depun i altesubstane hidrofile(hemiceluloz, pectin,lignin) sau hidrofobe(suberin, cutin, ceruri) Creterea membranei se face n : - suprafa-grosimeCreterea n suprafa - intussuscepiune - intercalarea de noi fibre de celuloz produsede citoplasm printre cele vechiCreterea n grosime- apoziie- depunerea unor straturi de celuloz sau altesubstane Modificrile secundare ale membranei sunt: cerificarea cutinizarea lignificarea suberificarea mineralizarea gelificarea lichefierea Funcii fiziologice asigur protecia i meninerea scheletului rigid al celulei asigur permeabilitatea pentru ap isoluiiasigur legtura dintre celulefavorizeaz schimbul de gaze de depozitare a diferitelor substane SCHIMBUL DE AP DINTRE CELULA VEGETAL I MEDIUL EXTERN Difuziunea - fenomenul de ntreptrundere omogen a dou substane miscibile, de concentraii diferite,puse n contact directSensul difuziunii - de la mediul cu o concentraie maimare spre mediul cu concentraiemai mic, pn la egalizareaconcentraieiViteza de difuziune - invers proporional cu mrimea particulelor care difuzeazImbibiia - fenomenul de ntreptrundereamoleculelor de ap printre moleculeleunei alte substane Imbibiia se datorete: -energiei cinetice a moleculelor de ap-proprietii diferiilor radicali chimici -radicali hidrofilide a lega apa n modreversibilOsmoza - fenomenul de amestecare a dou soluii de concentraii diferite, separate printr-omembran semipermeabilSensul osmozei - invers difuziunii de la soluia mai diluat spre soluia mai concentratOsmoza se datorete unei fore - presiune osmotic Acvaporinele - proteine ale membranei, care formeaz canale selective de apprin membranPLASMOLIZA, DEPLASMOLIZA I TURGESCENA Schimburile osmotice dintre celula vegetal i mediul extern sunt puse n eviden prin fenomenele de: plasmoliz deplasmoliz turgescen Plasmoliza - fenomenulde ieire a apei din celul atunci cnd esutul este pus ntr-o soluie hipertonic Are loc n trei faze: plasmoliza incipient - desprinderea citoplasmei demembran numai la colurileacesteia plasmoliza concav - desprinderea parial acitoplasmei de membran plasmoliz convex - desprinderea total acitoplasmei de membranO Deplasmoliza fenomenulde intrare a apei ncelulele plasmolizate, n cazul n care esutul este pus ntr-o soluie hipotonicn deplasmoliz: citoplasma se alipete de membrana celular vacuola i mrete volumul concentraia sucului vacuolar scadeImportana practic a plasmolizei const n faptul c face posibil determinarea viabilitii celulelor, datorit faptului c numai celulele vii plasmolizeazO Turgescena -starea fiziologic normal,dehidratare optim a celuleiImportana turgescenei pentru plante ierboase asigur poziia erect tulpinilor asigur poziia normal a limbului foliarla toate speciile are rol n creterea celulelor n dimensiuni asigur activitatea fiziologic intens a plantelorForelecare particip la absorbia apei de ctre celule sunt: presiunea osmotic presiunea membranei fora de suciune a celulei Presiunea osmotic - potenial osmotic -dat deconcentraia sucului vacuolarSe datorete substanelor osmotic active din vacuolFavorizeaz ptrunderea apei n celule Este dependent de: concentraia soluiei numrul de particole de substan dizolvat ntr-o unitate de volum temperatur Presiunea de turgescen presiunea membranei- reprezint presiunea cu care membrana apasasupra citoplasmei- se afl n relaie invers cu presiunea osmotic acelulei La celulele turgescente - presiunea de turgescen estemaxim, fiind egal ca mrime i de sens contrar cu presiunea osmotic a celulei Fora de suciune- fora activ a celulei, care determin ptrunderea apei- se modific n celule n funcie de gradul de aprovizionare cu ap- este o rezultant a aciunii presiunii osmotice i a presiunii de turgescen- La celulele mature - S = PO - PT - La celulele plasmolizate- PT = 0, S = PO - n timpul deplasmolizei-S = PO - PT- La celulele turgescente - PO = PT, S = 0CAPITOLUL III REGIMUL DE AP AL PLANTELOR Importana fiziologic a apei pentru plantea. reprezint solventul pentru substaneleminerale i unii compui organici solubilib. asigur transportul substanelor dizolvate prin vaselelemnoase i liberienec. concur la realizarea strii de turgescend.asigur mediul pentru desfurarea unor reacii de biosintez i de biodegradaree. particip la procesul de cretere a plantelorf. contribuie la evitarea supranclzirii esuturilorg. particip la procesul de fotosintezh. ndeplinete n viaa plantelor un rol ecologic nsemnat CONINUTUL DE AP AL PLANTELOR -94 - 98% - alge-95% - fructe crnoase (tomate, castravei)85% - rdcini, tuberculi80 - 85% - frunze 12 - 14% - semine uscate 5 - 7% - muchi i licheni uscai la aer STRILE I FORMELE DE APDIN PLANTE STRILE DE AP DIN PLANTE: Lichid Gazoas Solid STRILE I FORMELE DE APDIN PLANTEa. Apa n stare lichid exist sub 2 forme:- ap liber - ap legatApa liber circul foarte uor asigurnd starea de turgescen a celule predomin n vacuole, citoplasm i vasele conductoare constituie mediul n care au loc procesele biochimice nghea la temperaturi cuprinse ntre 00 - 100C menine protoplasma n stare optim de funcionare fiziologic este reinut cu fore slabe n corpul plantelor Apa legateste reinut n plante cu fore maringhea la temperaturi mai sczute de 100 Cnu circul n celule sau n plantenu ia parte la procesele biochimicenu dizolv substanele organice sau anorganicenu intr n reacii enzimatice. Apa n stare gazoas - exist n:-spaiile intercelulare-n toate spaiile aerifere ale esuturilorc. Apa n stare solid - exist : -intracelular- extracelular RDCINA CA ORGAN DE ABSORBIE A APEIStructura rdciniila exterior se afl rizodermapartea apical ndeplinete funcia de cretere vrful -acoperit de piloriz - o protejeaz n timpul penetrrii particolelor soluluimeristemul apical - prin diviziuni repetate, sporete numrul celulelorRdcina principal se ramific n rdcini : - secundare- teriare Tipuri morfologice de rdcini: pivotante - rdcina principal este puternicdezvoltat, iar rdcinile secundare suntreduse: in, sfecl, trifoi i lucern fasciculate - rdcina principal dispare: gramineei la plantele perene prin bulbi sau bulbo-tuberculi rmuroase - rdcina principal este egal ca mrime cu rdcinile secundare: plantele lemnoasen sol cu ap suficient - ramificarea rdcinii este redus, superficialn zonele uscate - ramificarea rdcinii este puternic, spre sursa de apSe spune c rdcinile "alearg n sol dup ap" Zonele vrfului rdcinii sunt: piloriza vrful vegetativzona netedzona perilor absorbanizona aspr Perii absorbani- celule ale rizodermei puternic alungite- lungimea - 8-15 mm; diametrul 10 Numrul perilor absorbani variaz n f: specie:- mai mic la cele lemnoase (217 peri/mm2 la Pinus sylvestris)- mai mare la cele ierboase (2500 peri/mm2 la Secale cereale)Lungimea - 0,2 mm la rapi sau 2,3-3 mm la gru Ritmul de cretere - 5-10 mm/zi Durata de via medie - 2-3 zile, dar poate ajunge la50-70 zile la Triticum i 120 zile la Oryza Micorizele sunt de trei tipuri: peritrofe ectotrofeendotrofe La micorizele peritrofehifele ciupercii nu intr n contact cu rdcinile plantelorse dezvolt n rizosfer, formnd un manon n jurul acestora La micorizele ectotrofe - ectomicorize hifele ciupercii se dezvolt n contact strns cu suprafaa rdcinilorptrund printre celulele straturilor corticale superficiale ale acestora la exteriorul rdcinii se formeaz un manon de hife micelienen stratul cortical extern se formeaz un esut - n palisad La micorizele endotrofe- endomicorize- hifele ciupercii ptrund n interiorul celulelorrdcinii - vezicule sau arbuscule- ramificaiile externe rdcinii asigur absorbia apeiFORMELE DE AP DIN SOLn sol apa se gsete sub mai multe forme: Apa de constituie sau legat chimic - intr n compoziia moleculelor organice sau anorganice din particola de sol - este reinut cu fore > 1000 atmosfere - nu poate fi utilizat de ctre plante Apa higroscopicformeaz un nveli monomolecular la suprafaaparticulelor soluluieste reinut cu fore de pn la 1000 atmosfere nu poate fi utilizat de ctre plante Apa pelicularFomeaz straturi succesive la suprafaa particolelor solului: - straturile mai apropiate de pelicula de aphigroscopic - vor fi reinute cu fore mai mari (30- 50 atm.) - straturile periferice - vor fi reinute cu fore reduse (0,5-30 atm.) sunt accesibile majoritiiplantelor Apa capilar- este mobil i circul ascendent- este reinut cu fore < de o atmosfer- este uor absorbit de plante Apa gravitaional- se afl n spaiile largi dintre particolele solului - este foarte mobil - circul descendent,fiind accesibil pentru planteREGIMUL DE AP AL PLANTELOR MECANISMUL DE ABSORBIE RADICULAR A APEI Apa din sol se absoarbe prin 2 mecanisme:pasivactiv Absorbia pasivEste rezultatul activitii organelor aeriene, prin procesul de transpiraieRolul principal revine transpiraiei frunzelor, activitatea metabolic a rdcinilor contribuind n mic msur la absorbie Absorbia activ este determinat de activitatea metabolic a rdcinilor apa ptruns n rdcin va circula datorit unui gradient crescut al presiunii osmotice valoarea forei de sugere crete de la periorul absorbant pn la celulele din endoderm, conform fenomenelor osmotice

INFLUENA DIFERIILOR FACTORI ASUPRA ABSORBIE APEI DIN Sol Absorbia apei din sol este influenat de factori : - externi- interniFACTORII EXTERNI a.Temperatura soluluiAbsorbia apei ncepe la: 00C - la plantele cu sistem radicularsuperficial 50C - la arbori se intensific pn la 250-320C 400C nceteazSolurile reci sunt "fiziologic uscate"b. Lumina - intensific transpiraia prin:D creterea temperaturii D deschiderea stomatelorDc. Concentraia soluiei solului D- n medie - 0,05 - 0,15%DO bun absorbie a apei se realizeaz la: D-concentraie a soluiei solului de 1-5 D- o presiune osmotic a acesteia de 0,1-2 atmDd. Aeraia soluluiD- absorbia apei - optim - 16-18% O2 n sol D- absorbia apei inhibat - < 5% O2, pe un sol inundatD e. Reacia soluiei solului (pH-ul)D- absorbia apei n rdcinii - optim - pH neutru DFACTORII INTERNI a. Intensitatea transpiraiei stimuleaz absorbia pasiv a apeib. Dinamica diurn a absorbiei apeila plantele de trandafir - absorbia apei prezintun maxim n timpul zilei c. Dinamica ontogenetic a absorbiei apeila plantele de Gladiolus sp. - absorbia apei este maxim la formareainflorescenelorABSORBIA EXTRARADICULAR Procesul de absorbie a apei decurge mai intens: - prin celulele epidermice de pe faa inferioar a frunzelor - celulele din apropierea nervurilor- la speciile care au frunzele acoperite cu un strat mai subire de cuticul: Triticum, Avena, Phaseolus- plantele mai tinere Cantitatea de ap absorbit prin frunze - 7-8% din necesitiPlantele tinere i cele de umbr iau prin frunze pn la 50 % din apa necesarAbsorbia apei prin organele aeriene st la baza tehnologiei de irigaie prin aspersiuneDCIRCULAIA APEI N CORPUL PLANTEI

Apa circul n plante prin:vasele lemnoaseesutul parenchimaticDVasele lemnoase sau xilemul: celule fr protoplasm pereii despritori dintre celule au disprut rezult n urma diviziunii cambiului diametrul vaselor lemnoase variaz ntre 0,04 i 0,08 mm lungimea vaselor -cuprins ntre civa centimetri pn la 1,2 m la Betula lutea i 5,0 m la Fagus grandifoliaDXilemul din plantele lemnoase formeaz dou zone distincte: a. alburn de culoare mai deschis, situat la exterior - alctuit din vase lemnoase funcionaleb. duramen - situat spre interior -alctuit din vase lemnoase nefuncionale, obturate de tile icare conin depozitate substane tanoideprin oxidarea crora se obine culoareabrun caracteristic+ Vasele lemnoase sunt: - trahee- traheideDTraheelecelule prozenchimatice puse cap la cap pereii laterali sunt lignificai, ntre care au disprut membranele despritoareDup tipul ngrorii cu lignin pot fi: inelate spiralate reticulate punctateTraheidelecelule prozenchimatice cu pereii laterali lignificai, ntre care exist perei despritori- vase imperfecte ntlnite la gimnospermeSensul de circulaie a apei n vasele lemnoase ascendentCirculaia prin esutul parenchimaticSe efectueaz: - pe distane mici de civa mm- prin parenchimul cortical al rdcinii din zona perilor absorbanipn la cilindru central - prin mezofilul frunzei, de la nervuri pn lacamera substomatic Sensul circulaiei este lateral Viteza de circulaie este mic -1mm/orFORELECAREDETERMIN URCAREA APEIN PLANT Fore fiziologicepresiunea radicularfora de aspiraie a frunzelorFore fizice fora de coeziune a moleculelor de ap forele de capilaritate fora de imbibiie a vaselor lemnoaseDPresiunea radicular - fora motrice inferioarValoarea presiunii radiculare: - 1 atm.- la plantele ierboase- 1-3 atm.- la plantele lemnoase- lipsete la conifereDPlnsul plantelor -eliminarea apei sub form de picturi din organele rniteCantitatea de glucide din seva de lcrimare este de: 0,5-1% la via de vie 1,4-1,9% la mesteacn 1,2-3,2% la ararul de zahr 1,6-3,0% la Agave americana+Cantitatea de sev eliminat prin lacrimare:1 l/zi la via de vie 5 l/zi la mesteacn 7,5 l/zi laAgave americana Fora de aspiraie a frunzelor - fora motricesuperioarValoarea forei de aspiraie - 15-20 atm n aerul cu umiditatea relativ -50% - 900 atm. Este generat de procesul de transpiraie care conduce la concentrarea sucului din celulele mezofilului frunzelor Este principala for care determin transportul ascendent al sevei brute Fora de coeziune a moleculelor de ap Permite ridicarea apei pn la nlimea de10,33 m, dup care are loc ntreruperea coloanei datorit "vidului lui Torricelli Are valoare de 1 atm+ Fora de capilaritateComponent fizic care asigur circulaia apeiFormeaz o pelicul de udare a pereilor vaselor, de la rdcin pn la vrfImbibiiaAsigur naintarea apei pe distane mici prin: - mbibarea membranelor celulare din rdcin i frunze- mbibarea pereilor din trahee i traheideELIMINAREA APEI DE CTRE PLANTETRANSPIRAIA I GUTAIA Principalele procese prin care se realizeaz eliminarea apei din plante sunt:- transpiraia- gutaiaDEFINIIA I IMPORTANA TRANSPIRAIEITRANSPIRAIA - procesul prin care planteleelimin apa sub form devapori, prin toate organele plantelor, cu excepiardcinilorTimiriazev a numit transpiraia "un ru necesar"Are rol pozitiv deoarece: - contribuie la manifestarea forei de aspiraie afrunzelor- regleaz temperatura corpului plantei,ferindu-l de supranclzire; - previne creterea peste msur a turgesceneiAre rol negativ deoarece:- provoac deshidratarea esuturilor - blocheaz fotosinteza- ntrerupe reaciile enzimatice - provoac ofilirea i chiar moartea plantelor.

Tipuri de transpiraieLa diferite organe -transpiraia poate fi: - lenticelar- cuticular- stomatic (stomatal) Transpiraia lenticelar -are loc prin ramurile i tulpinile suberificate alearborilor i arbutilor i se efectueaz prin lenticele -nu poate fi controlat de ctre plant; depinde numai de condiiile atmosferice -n perioadele de ari mpiedic creterea excesiv a temperaturii ramurilor -cantitatea de ap transpirat prin ramuri este deosebit de redusTranspiraia cuticular -se efectueaz prin cuticula frunzelor -are n general valori reduse, cuticula fiind impregnat cu substane grase, hidrofobe -mai intens la organele tinere (30-35%din transpiraia total - prin cuticula frunzelor tinere, doar 3-5% la frunzele btrne) -la plantele de umbr sau din zone umede este mai intens dect la cele de soare sau de deertDTranspiraia cuticular - prin cuticula frunzelorTranspiraia cuticular reprezint: - 1-2% - la plantele cactacee- 10-25% la plantele mezofile- 60-70% la plantele hidrofiteDTranspiraia stomatic - prin stomate+Formaiuni epidermice 2 celule reniforme pusefa n fa ntre care exist o deschidere numit ostiol+pereii interni, care delimiteaz ostiola -ngroai+pereii externi, dinspre celulele epidermice -subiri+ celulele stomatice conin cloroplaste+sub celulele stomatice se gsete camer substomaticLa plantele din familia Graminee, celulele stomatice au form de haltereDTranspiraia stomatic se desfoar n 2 faze: + I faz procesul fiziologic de eliminare a apei din celulele mezofilului n spaiile intercelulare+ II faz procese fizice de: - difuziune a vaporilor de ap prin ostiole - evaporare la suprafaa frunzeiAre loc n dou faze: I.Proces fiziologic de eliminare a apei din celulele mezofilului n spaiile intercelulare II.Procese fizice de difuziune a vaporilor prin ostiole i evaporare la suprafaa frunzeiMecanismul nchiderii i deschiderii stomatelor Celula stomatic funcioneaz ca o valv hidraulicDatorit inegalei ngrori a pereilor celulari: - celulele stomatice absorb apa i devin turgescente,stomata se deschide - celulele stomatice pierd apa i devin flasce, stomata se nchideTeorii mai vechi au presupus c: - Acumularea zaharurilor osmotic active n celulele stomatice -are loc n urma fotosintezei

Acest tip de reacie a fost denumit de Stalfelt -1927 - ca reacie fotoactiv de deschidereRecent s-a dovedit c: - numrul de cloroplaste este foarte diferit - uneori cloroplastele pot lipsi -stomata este funcional Prin analiza enzimei Rubisco s-a artat c: - la diferite specii - fixarea CO2 fotosintetic nu areloc n celulele stomaticeFotosintezanu este implicat n formareasubstanelor osmotic activeRolul ionilor minerali i organici n deschiderea stomatelor 4 K+ - element abosrbit n celulele stomatice prinschimb ionic cu celulele anexe4 nivelul K+ este: foarte ridicat n celulele stomatice deschise foarte sczut n celulele stomatice nchiseDeschiderea stomatelor - este controlat de acumularea K+n celulele stomaticeMetabolismul plantelor, hormonii i K+ joac un rol important in micrile stomatelornchiderea stomatelor are loc prin absorbia Ca2+ n citosol ceprovoac deschiderea canalelor pentru: - anionii Cl-

- malatPierderea de anioni provoac: -deschiderea canalelor de K+ -difuzia K+ n celulele anexe i epidermice4 Sursa de ATP care activeaz pompa de protoni+ ATP-az poate fi:- fotosinteza celulelor stomatice - respiraia celular

4 Mecanismul nchiderii -deschiderii stomatelorcontrolat i de substanele hormonale:

deschiderea aciunea citochininelornchiderea -acumularea acidului abscisicINFLUENA FACTORILOR INTERNI ASUPRA TRANSPIRAIEI 1.Numrul de stomate -diferit pe cele douepiderme ale frunzeia. hipostomatice - dispuse numai pe epidermainferioarb. epistomatice - dispuse numai pe epidermasuperioarc. amfistomatice - dispuse pe ambele epiderme2. Poziia stomatelorLa majoritatea speciilor stomatele se gsesc la acelai nivel cu celulele epidermiceLa higrofite stomatele se gsesc pe vrful unor ridicturiLa unele specii xerofite stomatele se gsesc sub nivelul acestora, comunicnd cu exteriorul prin caviti numite cripte 4. Suprafaa foliarLa higrofite -suprafaa foliar este mare,iar transpiraia este intensLa xerofite -suprafaa foliar este redus pn la epi,iar transpiraia este redus5. Poziia frunzelorn zonele umede -frunzele au poziie orizontal transpiraia se intensifican zonele aride -frunzele au o poziie vertical transpiraia se reduceINFLUENA FACTORILOR EXTERNI ASUPRA TRANSPIRAIEI 1. Temperatura aerului- 25- 300C temperatura optim- 300-400C reglarea fiziologic prin nchidereastomatelor-400-480C - transpiraia nceteaz datorit coagulriiprotoplasmei2. Umiditatea relativ a aerului Se afl n relaie direct cu deficitul hidric al aerului atmosferic3. Lumina influeneaz transpiraia n mod:- direct - indirect Efectul direct se datorete energiei calorice care intenific transpiraiaLa lumin direct - transpiraia crete de cteva oriLa lumin difuz - transpiraia crete numai cu30-40%Efectul indirect - aciunii luminii asupra: - nchiderii i deschiderii stomatelor - permeabilitii protoplasmei4. Presiunea atmosferic - relaie inversproporional cuintensitate transpiraieiTranspiraia - se intensific prin scderea presiunii atmosferice 5. Curenii de aerLa intensitate moderat - vntul intensific transpiraia cu cca. 100%, prin antrenarea vaporilor din jurul frunzelorLa intensitate mare a vntului - stomatele se nchid, iar transpiraia scadeGutaia Este procesul de eliminare a apei de ctre plant sub form de picturi Se realizeaz prin structuri specializate numite HIDATODE Hidatodele pot fi: de tip nchis (active); ex: la fasole de tip deschis (pasive); ex: la fragiStructuri specializate - hidatode

Hidatodele de tip nchis (active):- sunt alctuite din una sau mai multe celule epidermice normale ori modificate n peri- celulele cu pereii subiri, au rolul de aacumula apa, pe care o elimin rapid Hidatodele de tip deschis (pasive) - n vrfulfrunzelor Alctuite din dou celule stomatice moarte, care las ntre ele un orificiu permanent deschisSub aceste celule se afl camera acvifer, nconjurat de un esut parenchimatic (epitem), alctuit din: - celule cu pereii subiri - cu spaii intercelulare pline cu ap n gutaie - se elimin o soluie diluat (0,1-0,9%) care conine compui glucidici i azotaiDNUTRIIA MINERAL A PLANTELORDRocile dezagregate pn la sol ofer mineralele D pe care lumea vie le extrage pentru elementeleD ce intr n alctuirea palmierului i pinului ,D a orezului i arborelui de Sequoia, a oarecilor i a oamenilor. DNutriia plantelor este de importan unicDn manifestarea vieii pe Pmnt i n activitile umane. D E. Epstein (1972) Totalitatea fenomenelor legate de preluarea din mediu, circulaia i metabolizarea elementelor minerale i a unor compui organici de ctre plante -procesul de nutriie a plantelorRolul elementelor minerale+ plastic: C , H, O, N, S, P, Ca, Mg, Si + metabolic: Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B + reglarea echilibrului osmotic, modificarea permeabilitii celulare i a proprietilor fizico-chimice ale coloizilor plasmatici: K, Na, Ca, Mg ABSORBIA I CIRCULAIA ELEMENTELOR MINERALE N PLANTE Elementele minerale- absorbite prin rdcin la nivelul perilor absorbani, sub form de ioniElementele minerale - absorbiteindependent de gradientul de concentraie Absorbia ionilor pe baza energiei furnizate derespiraieReacii de sinergism au loc ntre: - ionii de K- i ionii deFe- ionii de Ali cationii monovaleni- N i P Reacii de antagonism au loc ntre ionii de : - cupru i zinc- potasiu i calciu- potasiu i magneziu- fier i mangan- anioni i ionii de potasiu i calciu- aluminiu i calciu- aluminiu i potasiu- fosfor i zinc DSursa de elemente minerale n absorbia radicularSrurile minerale -afl n sol n urmtoarelestri: - solubil i dizolvat n soluia solului- solubil i adsorbit pe particulele solului- insolubil i fixat ireversibil pe particolelecoloidale din solPTRUNDEREA ELEMENTELOR MINERALE N CELULA ABSORBANT Absorbia E.M. se realizeaz n 2 etape:absorbia pasiv absorbia activDAbsorbia pasiv -prin fenomene fizice, frconsum energetic celularD Adsorbia - fixarea ionilor pe suprafaa membraneicelulare sau a plasmalemeiDSchimbul ionicse face la nivelul: - suprafeei membranei celulare- plasmalemeiSabinin n respiraie se produce CO2, care nreacie cu apa d acid carbonic: CO2 + H2O H2CO3 +H2CO3disociaz n ioni:H2CO3 HCO-3+ H+

HCO-3CO2-3+ H- H+, HCO3- i CO32--din respiraie H+ i OH- - din disocierea apei radicalii de acizi organicifondul de schimb al rdciniiK+ se absoarbe de ctre rdcin prin schimb cu H+ NO3- se absoarbe prin schimb cu OH- sau HCO3-

Difuziunea - permite ptrunderea ionilor minerali: - prin membrana celular - prin membranele biologiceDifuziunea poate fi: - simpl - facilitat Difuziunea simpl - produce prin canalele proteice care: transportioni i appot fi deschise - prin hiperpolarizarepot fi nchise -prindepolarizareamembranei plasmaticeDifuziunea facilitat realizeaz princanale proteice, cu participarea unor proteine DAbsorbia activ se face: - cu consum de energie metabolic - realizeaz transportul activ Mecanismul de transport ionic de la suprafa spre interiorul celulei - Sutcliffe - 1962cuparticiparea : - transportorilor- citocromilor- mitocondriilor+Transportorii - efectueaz traversarea ionilor prin plasmalem-fixeaz reversibil ionii minerali prin formarea unui complex ion transportor-fixeaz ionii pe partea extern a plasmalemei, apoi difuzeaz prin plasmalem pn lapartea sa intern-ionii sunt cedai n citoplasm, iar transportorul revine pe partea extern a plasmalemei, fiind capabil de o nou fixare a ionilor-Citocromii - efectueaz deplasarea ionilor n interiorul citoplasmei- Mitocondriile - deverseaz ionii minerali n vacuole la nivelul tonoplastuluiINFLUENA FACTORILOR EXTERNI ASUPRA ABSORBIEI SRURILOR MINERALE DIN SOL Temperatura solului- 1 - 100 C - ncepe absorbia E.M.- 20 - 250 C - optim pentru plantele mezofile- 25 - 320 C - optim pentru plantele termofile- 35 - 450 C - nceteazUmiditatea solului favorizeaz absorbia prin solubilizareasrurilor i mobilizarea ionilor n lipsa apei - soluia solului se concentreaz excesiv absorbie inhibat exces de umiditate - absorbie inhibat prin inhibarea respiraieirdcinilorAeraia solului - stimuleaz absorbia E.M. prin intermediul respiraieiReacia solului (pH-ul)modific: - permeabilitatea protoplasmei-absorbia E.M. -activitatea microbian din sol - pH - 5 - 8 absorbie optim - anionii - absorbii intens la un pH slab acid- cationii absorbii la un pH slab bazic

Speciile sensibile la pH-ul acid: ceap, morcovSpeciile rezistente la pH acid:ardei, tomate,citrice , agrieSpecii foarte sensibile la pH alcalin: pomii fructiferiDintre plantele floricole ierboase:- Hortensia albastr i Anthurium - soluri puternic acide- Saintpaulia, Primula i Gerbera - soluri slab acide- Rosa, Chrysanthemum i Dianthus -soluri neutre - cactaceele i crassulaceele- soluri alcalineLa speciile ornamentale concentraia optim este de: -0,1 - 0,2 la plante sensibile: Rhododendron, Saintpaulia i Primula-0,2 - 0,3 la plantele cu rezisten medie: Freesia, Fuchsia- 0,3 - 0,6 la plante rezistente:garoafe i crizantemeTextura solului F: compoziia granulometric solurile pot fi: grele mijlocii uoareSolurile uoare preferate de : salat, gulie,ridiche, spanactomateSolurile mijlocii preferate de: gru, porumb, soia,sfecl de zahr, in, cnep Soluri grele preferate de: varz, bob i revent CIRCULAIA ELEMENTELOR MINERALEN PLANTE Transportul elementelor minerale prin celulele parenchimului cortical se face pe trei ci: calea apoplastic- difuziune simpl benzile lui Caspary calea simplastic- plasmodesme calea transmembranar - membranele plasmaticeSoluia solului - ptrunde n spaiile capilare dintre microfibrilele celulozice din pereii celulelor rdcinii Lutge i Pitman - 1976 - menioneaz c: spaiile dintre fibrilele celulozice din pereii celulari au un diametru de 10 nm dimensiunile moleculelor i ale ionilor - mult mai micipermite transportul lor prin aceste spaiiFluxul de difuziune -legii lui Fick direct proporional -cu diferena de concentraie dintre cele dou soluii idistana dintre ele invers proporional - cu coeficientul de difuziuneBenzile lui Caspary -menin sensul centripet altransportului de ioni