ФИЗИОЛОГИЈА НА РАСТЕНИЈАТА

Воден режим на растенијата

1.Физиологијата ги проучува појавите што се одвиваат во организмот нарастението,како што се: размена на материи, размножување, растење,развиток и движење.2. Воден режим на растенијата Примањето вода од околината, патот на водата низ растението и нејзинотоучество во физиолошките процеси – како и испуштањто вода вонадворешната средина е воден режим на растението.3.Односот меѓу примената и испуштената вода е воден баланс нарастението.4. Примањето на вода зависи од :кореновиот систем, физичките својствана почвата и типот* на водата во почвата.*Водата во почвата се наоѓа како:

-гравитациона (ги исполнува поголемите празнини на почвата,брзоистекува во долните слоеви на почвата) – делумно достапна за растенијата

- капиларна (ги исполнува капиларите на почвата)- достапна зарастенијата најзначајна за растенијата -не истекува под дејство награвитационите сили се задржува во порите

- хигроскопска (ги обвиткува честичките на почвата – не им едостапна на растенијата.

5.Примање на вода во растението-Растенија без корен (алги ,мовови)-примаат H2O со целата површина.-Растенија со коренов систем* – преку кореновите влакна

Кај копнените растенија вообичаено коренот е во контакт со водата, затоасо тек на еволуцијата посебно и се прилагодил за вршење на таафункција.Коренот водата ја прима преку коренови влакненца, а до сите надземниделови на растението ја пренесува преку ксилемски елементи (трахеиди итрахеи).

6. Сила на цицање-e СПОСОБНОСТ НА КЛЕТКАТА ДА ВПИВА ВОДА

Што е тургор?Во растителна клетка, клеточниот ѕид е комплетно порозен и пропуштавода.Кл. мембрана и тонопластот (вакуоларната мембрана) се селективнопропустливи: водата лесно минува низ нив во двете насоки (надв. средина– клетка) , но не и растворените минерални соли и шеќери.Вакуолата во клетката содржи раствор на соли и шеќери. Вакуоларниотсок е поконцентриран од околната- и ќе има поголем осмотскипотенцијал - ќе може да прими повеќе вода што ќе доведе до поголемосмотски притисок (ОП)

Кога има повеќе вода надвор од клетката (хипотонична средина) , водта попат на осмоза ќе навлезе во вакуолата.Вакуолата ќе набабри и ќе ја туркацитоплазмата-притискајќи на клеточниот ѕид.Овој притисок на вакуолата наспрам клеточниот ѕид е тургорен притисок.Тој ја прави клетката многу цврста. За растението велиме дека е восостојба на тургор

Клеточниот ѕид е еластичен (целулозно- пектинска градба) ,но не ебесконечно растеглив. Растеглив е до одредена граница, (вакуолата неможе да продолжи да се шири.) по што запира натамошното навлегувањевода во клетката.

Клеточен ѕид Вакуола

Цитоплазма и клеточна мембрана

Клетката апсорбира вода по пат на осмоза Кл. ѕид го ограничуваширењето на клетката

Кореновите влакннца се многубројни – 425 на 1mm2 (кај пченка)800 1mm2 (кај даб)Ја зголемуваат апсорпционата површина 4-40 патиДолжина од 0,1 до 8 ммЖивеат неколку дена, по што одумираат,не се развиваат во

Притисокот кој вакуолата го врши врз клеточниот ѕид е тургорен притисок(Т ). Нему му се спротивставува притисокот на клеточниот ѕид врз клетката.(ПЅ)Овој притисок по големина е еднаков на тургорниот , но во спротивна насока.

Значи, навлегувањето вода во растението не зависи само од осмотскиотпритисок (ОП)-концентрацијата на осмотски активните супстанци вовакуолата, туку и од притисокот на клеточниот ѕид (ПЅ) врз клеточнатасодржина. И одредено е со разликата на овие две големини : Одтаму, Сила нацицање = (ОП)- (ПЅ)

Или, ако количеството вода во клетката е мало, концентрацијата навакуоларен сок е голема, а вредностите на тургорниот и притисокот врзклеточниот ѕид се =0 Т=(ПЅ)=0, па затоа силата на цицање е еднаква наосмотскиот притисок во вакуолата Клетката тогаш почнува да прима вода, заради што вакуолата се шири, и почнувада расте тургорниот притисок.Тој во еден момент ќе стане еднаков на осмотскиот притисок во вакуолата(ОП)=Т, и клетката ќе престане да прима вода, силата на цицање е =0

Ако тургорот е низок –силата на цицање расте, ако е висок – го запиранавлегувањето на вода.

Доколку сите клетки во растението се во тургор. Растението ќе бидецврсто и исправено и лисјата ќе му се раширени.

Што е сила на цицање-? Тоа е сила со која растителната клетка впива вода (од подлогата

или од друга жива клетка) Еднаква е на разликата меѓу осмотскиот притисок (ОП) на

вакуоларниот сок и притисокот на ѕидот (ПЅ)= или тургоровиотпритисок (ТП):

Сила на цицање = (ОП)- (ПЅ) Тургоровиот притисок (TП) e притисок на клеточната содржина

врз ѕидот, a ѕидниот притисок (ПЅ) e притисокот на ѕидот врзсодржината на клетката

Ѕидниот притисок (ПЅ) e по големина еднаков со тургорниот но есо спротивна насока.

7.Апсорпција на вода преку кореновиот систем:(Како водата и растворените минерални материи навлегуваат од почвата вокоренот?

Илјадници тенки коренови влакна на секој корен, кои се во контакт сочестичките на почвата овозможуваат брзо навлегување на водата ворастението.

Примањето вода од почвата може да биде: А) Активно, условено од: осмотски притисок и метаболички процеси Тоа е земање вода од надворешната средина со помош на активен

транспорт на клетките на коренот при што се троши енергија. Доказза активно земање вода е појавата да растение зема вода и воодсуство на транспирација т.е кога на растението ќе му го одсечеменадземниот дел -па на местото на пресекот ќе се лачи течност. Соактивно внесување на јони -се зголемува концентрацијата на соли

во клетките на кореновите влакна во однос на почвата , што еважен услов за впивање вода од почвата.

Б) Пасивно, се заснова на физички принципи (како последица нанамалување на водата поради интензивна транспирација.- губење навода преку листовите.Со тоа се создава воден дефицит во листовитекој се пренесува од една на друга клетка на останатите органи се докореновите влакна.

За примање вода од почвата, растенијата додатно:-Мораат да ја совладаат и силата на цицање на почвата.

Осмотски потенцијал. Притисокот со кој чистата вода влегува вопоконцентрираниот раствор = зависи од осмотскиот потенцијал нарастворот и е еднаков на разликата на осмотскиот потенцијал навнатрешниот и надворешниот раствор. Со зголемување на концентрацијатана растворените честички - осмотскиот потенцијал станува понегативен.Вредностите на осмотскиот потенцијал се различни и кај исто растение воразлични органи и ткива.

Постои разлика и во содржината на вода меѓу клеточните структури:кл.ѕид, протоплазма и вакуола. Тоа го овозможува движењето на воданиз клетката, а потоа и низ соседните клетки. – се до внатрешнитеслоеви и до спроводните елементи (трахеиди и трахеи)-Кога клеточниот ѕид на кореновите влакна е дехидриран, тој развивасила на цицање, ја впива водата која од него оди во протоплазмата, а одтука во вакуолата, по што тој е обезводнет и повторно може да прими новоколичество вода од почвата.Од вакуолата, водата се предава напротоплазмата на соседната клетка – која на ист начин натаму ја предавана клетките со кои граничи.

Коренот ја апсорбира водата преку кореновите влакна. За водата давлезе во кореновото влакно, концентрацијата на клеточниот сок морада е поголема од концентрацијата на околината – што се обезбедува сонепрекинат активен транспорт на минерални материи од почвата. (Заова е неопходна енергија- која се добива во процесот на клеточнодишење – и кој во коренот се одвива многу интензивно.За дишење епотебен кислород – па за земање вода од почвата неопходен услов е даима добра аерација (воздух) во почвата.Кога водата со силата на цицање ќе навлезе во кореновото влакно, таанатаму низ живите клетки на коренот се движи кон централниотцилиндер бидејќи секој подлабок слој има поголема сила на цицање.Внатрешните клетки имаат поголем осмотски притисок одпериферните клетки на коренот.

-Колку клетките на кората на коренот се повнатре, толку нивната силана цицање е поголема во споредба со периферните клетки.

Концентрацијата на осмотски активните материи е најголема воспроводните елементи на ксилемот, а најмала во кореновите влакна.Затоа,силата на цицање расте во насока кор.влакна →спров.снопче.-Осмотскиот притисок - расте од периферијата кон внатрешноста и одосновата кон врвот .Во листовите е поголем одошто во коренот.

8.Спроведување на водата во растението :

Се врши на 2 начина: А) преку спроводните елементи (трахеиди и трахеи)-брзо Б) надвор од нив (хоризонтално) од клетка во клетка-бавно

Спроведувањето на водата низ спроводните елементи се вршисо присуство на следниве сили:

-коренов притисок – (1 atm)) сила со која водата се движи на малорастојание од местото на примањето.

-кохезиони сили меѓу водените молекули– го одржуваатконтинуитетот на водениот столб.До прекин на водениот столб доаѓапри повреда и тогаш во него навлегува воздух.

-транспирација – главна двигателна сила за спроведување наводата на големи височини

Кохезија е сила на привлекување меѓу блиски молекули . Благодарение наводородните врски меѓу водените молекули , водата е компактна=кохезиона.

Коренов притисок:Кога ќе пресечеме некое стебло веднаш над коренот, на пресеченатаповршина се јавуваат капки течност- која од коренот се потиснува нагоре(пр. солзење на лозата при кастрење). Ваквата појава укажува дека постоисила -која водата ја потиска нагоре, а која потекнува од кореновиот систем.Таа сила е коренов притисок, истата може да се измери со цевка иманометар.

Се смета дека живите клетки на коренот со помош на активен транспортвнесуваат јони во внатрешноста на ксилемските садови. На тој начинводата со осмоза навлегува однадвор (помала концентрација на соли) вовнатешноста на садовите и се качува во нив. Големините кои кореновиотпритисок може да ги достигне, никогаш немаат вредности - со кои биможеле да ја искачат водата до висина на крошните и листовите. За овасепак главна улога има транспирацијата.

Од стеблото водата се движи до листовите. Спроводните снопчиња одстеблото завршуваат во мезофилот на листот, каде од една до другаклетка, водата патува како резултат на силата на цицање меѓу нив.Епидермалните клеки први дехидрираат (вакуоларниот сок им станува

поконцентриран), па имаат поголема сила на цицање од соседните клетки,а тие од спроводните снопчиња (ова е исто како кај коренот – но,спроведувањето на на водата е во обратна насока).

9. Испуштање вода од растението: се одвива како

Транспирација (во вид на водена пареа) Гутација (во вид на капки преку хидатоди) Солзење (капки од пресечени делови на раст.)

-Транспирација – Испуштање вода како водена пареа преку надземнитеделови на растението.Молекулите на вода (од набабрените клеточниѕидови) на епидермалните клетки, излегуваат во надворешната средина(воздухот) се додека притисокот на водената пареа во воздухот и воклеточниот ѕид не се изедначи.(-што ретко се случува).Нормален процесима кога растението прима повеќе вода преку коренот, одошто испушта сотранспирација преку листовите. Кога тоа не е така- листовите свенуваат.

За изедначување на концентрациите на водата во листот инадворешната атмосфера, растенијата по пат на транспирација губатвода.

Губитокот на водата преку листовите ја зголемува силата на цицањепо пат на танспирација , па водта од ксилемот се движи кон листот

Заради кохезиониот карактер на водата и способноста за адхезијана водените молекули за ѕидовите на ксилемските елементи , не сепрекинува водениот столб и таа со капиларни сили се движи нагоре .

На ова се должи оддавањето вода и обновување на циклусот почва-растение-атмосфера

Транспирацијата може да биде:

а-Стоматална-единствен облик на транспирација која растенијата можатделумно да ја регулираат.Се одвива преку стомите кога се отворени(кога се во тургор)Стомите се во тургор, кога вакуоларниот сок им станува поконцентриран(хипертоничен) па клетката почнува да цица вода од околните клетки.Полнењето со вода, им го отвора стоматалниот отвор. Преку отворенатастома водената пареа од меѓуклеточните простори на мезофилот излегуваво надворешната средина.

б)-Кутикуларна- не ја регулира растението.Се случува преку кутикулатакога стомите се затворени.Поинтензивна е кај млади растенија со тенкакутикула.Од прекумерна кутикуларна транспирација растението се штитисо восочна обвивка и различни влакна по површината.

в)- Лентицеларна – Најслаба –преку лентицели –(отвори на стеблото) кајстарите изданоци на дрвенести растенија.

10. Фактори на транспирација:

а) Светлина- Влијае на отварање и затварање на стомите. На светлостомите се отворени, а на темно затворени. Во тек на 24 часа се различно отворениб)Температура на воздух- Поголемо загревање –поголема транспирацијаи обратно.в) Влажност на воздух- Поголема влажност- помала транспирација г) Ветер –Ја зголемува транспирацијата –ја одстранува водената пареа од

површината на листотд) Вода-Дефицит на вода во растението доведува до затворање настомитег) Внатрешни сигнали (растителни хормони) можат да го регулираатотворањето

Значење на транспирацијата:1.- Транспирацијата е од огромно значење за растенијата.Таа дејствувакако пумпа која овозможува непрекинат проток на вода од корен до лист и

Лентицели се пукнатини на стеблото (во плута) Исполнети се со растресито ткиво со многу интерцелулари. Оваа транспирација сочинува самомал дел од вкупната транспирација и е занемарлива.

извлекување на водата од коренот низ мртвите ксилемски елементи долистовите.

2.-При високи надворешни температури, растението се лади сотранспирација на вода (испарување на водата низ стомите).Така издржувависоки температури и не доаѓа до прегревање на листовите што бипредизвикало нивна деструкција. При интензивна транспирација листовитеимаат за неколку степени пониска температура од околниот воздух

Дефиниција : Транспирација е движечка сила на протокот на воданаспроти силата на земјината тежа

11.Гутација Процес со кој водата се испушта од растението во вид на капки , (најчестоноќе во предели со умерена клима и во тропски дождовни шуми). Во таквиуслови гутацијата ја превзема функцијата на транспирација, осигурувајќи јасо тоа рамнотежата на водниот режим и непрекинатиот проток на вода низрастението.

Количеството вода кое на ваков начин се губи е многу помало во однос натранспирацијата. Се одвива само кога: - траспирацијата е мала- воздухот е заситен со водена пареа и- во почвата има доволно водаСе одвива само кај растенија со водни жлезди –хидатоди-(групипаренхимски клетки без хлоропласти,сместени по рабови на листовите) .Значење на гутација: Кај растенија со слаба транспирација – подобрувапренесување хранливи материи (минерални соли).Видот Calocasianymphaeifolia од тропските дождовни шуми, може преку поголем лист вотекот на една ноќ да излачи и до 100 ml течност.12.Солзење –Слично на гутација .А од неа се разликува – бидејќи водатане излегува преку хидатоди , туку преку пресечени спроводни елементи завода.Пр при режење на лоза и кастрење овошни дрвја.

СТОМИ

Се посебно диференцирани групи на клетки во епидермисот на листот.Градба:Кл.затворачки, помошни кл. и стомина комора со отвор остиолум = стоминапаратКлеточните ѕидови на клетките затворачки се нееднакво задебелени-Надворешните ѕидови се потенки , а внатрешните задебелени. Вдолжцитоплазмата имаат целулозни микрофибрили. Кога клетката прима вода,

тенките ѕидови повеќе се истегнуваат и ги повлекуваат внатрешните ѕидовисо себе- па стомината комора се отвора.

МестоположбаВообичаено се во голем број на опачината на листот. На лицето на листотги има малку или воопшто.(освен кај водните растенија)Функција Размена на гасови со надворешната средина (CO2и O2) и испуштање навода во вид на водена пареа -(транспирација)Број Зависи од видот на растението и од еколошките услови на живеалиштето.Кај некои треви има 2000 стоми на см2, а кај даб на иста површина до 100000 стоми.

Како се отвараат и затвараат?

Клетките затворачки со помош на активен транспорт од околните клеткивнесуваат јони на (К+). Тоа предизвикува зголемување на осмотскиотпотенцијал на клетката , што доведува до навлегување на вода во неа попат на осмоза. Тогаш стомите се во тургор - вакуоларниот сок им станувапоконцентриран (хипертоничен) и клетката почнува да цица вода одоколните клетки. Кога ке станат тургоресцентни (полни со вода)- им сеотвара стоматалниот отвор.Спротивно на ова, кога јоните на калиум ќе се испумпаат од клетките,водата по пат на осмоза излегува од клетките и стомата се затвора.Преку отворената стома, водата (во вид на водена пареа ) одмеѓуклеточните простори на мезофилот излегува во надворешнатасредина.

Од што зависи отворањето и затворањето на стомите?- Од светлина

Најголем број од растенијата вообичаено транспирираат преку ден,(поголема температура), па стомите им се дење отворени, а ноќезатворени. (Кај растенија во пустински живеалишта - стомите се дењезатворени а ноќе отворени -со што се штитат од прекумерно губење вода.)Стомите покажуваат 24-часовен ритам на отварање. Постепено се отвораатсо излегување на сонцето , дење се отворени, се до самрак кога постепеносе затвораат.

-Количество вода во растението Кога растението прекумерно губи вода со транспирација, и таа не

може да биде надоместена со вода од почвата - се намалува тургорот истомите се затвораат како заштита од исушување

-ТемператураПовисока температура, поголема транспирација , зголемено

оддавање вода-Концентрација на CO2

Намалена концентрација на CO2 доведува до отворање на стомите-Ветер

Најчесто ја забрзува транспирацијата , бидејќи од површината налистот , го однесува воздушниот слој заситен со водена пареа. Но силенветер со брзина над 15 km/h, доведува до ладење на листот , патранспирацијата сепак се намалува.-Влажност на воздух- Поголема влажност- помала транспирација -Внатрешни сигнали (растителни хормони) можат да го регулираатотворањето.Така во случаи на воден дефицит (состојба на нагло губење вода ) порадисуша. Во клетките затворачки се насобира еден растителен хормон истомите се затворат (независно од светлината)

Каде се наоѓаат стомите кај водените растенија?

Стомите им се на горниот епидермис, бидејќи долниот им е потопен вовода. Кога би биле на опачината , не би можеле да ја обавуваат својатафункција (испарување вода и овозможување транспирација)

Кои растенија имаат повеќе стоми тие што живеат на суви или на влажнистаништа?

Запомни!

Клетките затворачки се единствените епидермални клетки сохлоропласти

Дење - стомите се отворени па CO2, преку нив може да навлезе волистот

1. Во хлоропластите на овие клетки се одвива фотосинтеза (се синтетизирагликоза)2. Дење под дејство на светлината се активираат К+ пумпи во клеткитезатворачки3. Тие од околните епидермални клетки по пат на активен транспортвнесуваат К+ јони, како резултат на што вакуоларниот сок им станувапоконцентриран (хипертоничен)4. Поради ова, водата (во правец на концентрациски градиент) по пат наосмоза навлегува во клетките затворачки (им се зголемува тургорот)5.Навлегувањето на водата (благодарение на специфичната градба* наовие клетки) го отвара стоматалниот отвор,*Целулозните микрофибрили вдолж цитоплазмата, спречуваат клетките затворачки да продолжат да се шират , кога ќе набабрат заради примената вода.*Внатрешниот ѕид на овие клетки е подебел од надворешниот -( кој повеќе се истегнува кога клетките се полни со вода) и го повлекува , со тоастомата се отвора.

ДОКАЖУВАЊЕ ГУТАЦИЈА ВО ЛАБОРАТОРИСКИ УСЛОВИ

Гутација е појава на оддавање вода во вид на капки од рабовите на листот.Се јавува во услови на висока релативна влажност на воздухот ,кога

условите за примање вода се оптимални, а за оддавање вода по пат натранспирација минимални (пр. ноќе и во тропските дождовни шуми). Вотаквите услови , гутацијата ја превзема улогата на транспирација -обезбедувајќи ја со тоа рамнотежата на воднот режим и непрекинатиотпроток на вода низ растението.Оддавањето вода со гутација се одвива преку хидатоди сместени највеќена рабовите на листовите.Погонската сила за оддавање на водата е кореновиот притисок (најчестпример кај тревести растенија)Цел на вежбата: Демонстрирање гутацијаМатеријал и прибор:Семе на пченица (Triticum) vulgare), Петриеви садови, филтер хартија,садови за одгледување растенија, стаклено ѕвоно.Реагенси: ВазелинПостапка на работа:Семето стави го на влажна филтер хартија во петриевки да проклие.Потоа префрли го во саксии предходно наполнети со кварцен песок По една недела, кога ќе достигнат висина од 3см, докажи ја гутацијата.Обилно залеј со вода , стави ги проклијаните пченични зрна под стакленоѕвоно (тегла) и рабовите премачкај ги со вазелин - со што се обезбедувависока релативна влажност на воздухот под ѕвоното. следи ги променитеОчекувани резултати:По покривањето на никулците воздухот во садот под ѕвоното, многу бргустанува заситен со водена пареа. Поради заситеноста на воздухот соводена пареа,не е можно оддавање вода од растението по пат натранспирација , па растенијата за одржување на континуираното струењена вода ,со процесот гутација во вид на капки (низ хидатодите на листовите)оддаваат вода.

Одговори ги прашањата на страна 198 и прати ги во групата.Или направи презентација.