Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Növényélettan Phytophysiologia. A növényélettan tárgya és jelentősége Tárgya: Az egyes életfolyamatok vizsgálata (fotoszintézis, vízgazdálkodás, növekedés,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Növényélettan Phytophysiologia. A növényélettan tárgya és jelentősége Tárgya: Az egyes életfolyamatok vizsgálata (fotoszintézis, vízgazdálkodás, növekedés,"— Előadás másolata:

1 Növényélettan Phytophysiologia

2 A növényélettan tárgya és jelentősége Tárgya: Az egyes életfolyamatok vizsgálata (fotoszintézis, vízgazdálkodás, növekedés, fejlődés, szaporodás, mozgás, légzés, ingerlékenység, változékonyság, átörökítés) Az életfolyamatok közötti összefüggések vizsgálata A növény és a környezet kapcsolatának vizsgálata Részterületei: Anyag- és energiacsere élettana Fejlődési folyamatok élettana Ingerélettan Társtudományai: biofizika, biokémia, genetika, ökológia

3 1. A víz biológiai és fiziológiai jelentősége A citoplazma szerkezetképző eleme Az anyagcsere folyamatainak közege Tápanyag: a fotoszintézis kiindulási anyaga Oldószer: az ásványi anyagok csak oldott állapotban vehetők fel. Anyagmozgató és szállító Biztosítja a sejtek, szervek alaktartását Részt vesz az oxidációs és redukciós folyamatokban Hőszabályozást biztosít Szaporodási folyamatokban vehet részt A növények vízgazdálkodása

4 Vízforgalom: vízfelvétel + vízszállítás + vízleadás Vízmegtartó képesség: képesség a víz megőrzésére vízellátási zavarok esetén Vízháztartás: a vízfelvétel, vízvisszatartás, vízfelhasználás és a vízleadás kapcsolata Vízgazdálkodás: a vízforgalom aktív szabályozása Vízmérleg: egy adott időpontban a vízfelvétel és vízleadás aránya 2. A vízgazdálkodás alapfogalmai vízleadás vízszállítás vízfelvétel A növények vízforgalma

5 Víztartalom a növényi sejtben: Citoplazma: átlagosan 55-89% Sejtorganellumok: kb. 50% Sejtfal: kb. 50% Víztartalom a növényi szervekben: magvak: 10-14% húsos termések: 80-95% levelek: vízi növények: 90% közepes vízellátású növények: 80% szárazságtűrő növények: 50-60% törzs: átlagosan 51% A növények a felvett víz 98-99%-át elpárologtatják és csak 1-2%-ot építenek be a szervezetükbe. 3. A növények víztartalma és vízszükséglete

6 4. Szöveti feszültség: a szomszédos sejtek nyomásának összegzése. Szerepe: alaktartás, mechanikai szilárdság. Szöveti feszültség: 1. gyermekláncfű tőkocsánya hosszában széthasítva, 2. ugyanaz vízbe helyezés után, 3. napraforgószár bélrésze a kéregrészből kitolódik, ha erősen megnedvesítjük, 4. fiatal faágról lehántott kéreg összezsugorodik, és az ágra visszahelyezve azt nem borítja be teljesen

7 Az ozmózis jelensége 5. A vízpotenciál fogalma 25 ºC-os, 100 kPa nyomású tiszta víz vízpotenciálja nulla ψ („pszi”): vízpotenciál Vízpotenciált befolyásoló tényezők: P: fali potenciál / nyomáspotenciál: hidrosztatikai nyomás: növeli a vízpotenciált, vízfelvételt gátol π („pi”): ozmotikus potenciál: oldott anyagok, ionok által meghatározott: csökkenti a vízpotenciált, vízfelvételt serkent

8 A talaj – növény – légtér rendszerben állandó vízpotenciál különbség van. Ez szabályozza a vízfelvétel, vízszállítás és vízleadás folyamatait. A legnagyobb vízpotenciál különbség a hajtás és a légtér között van → a hajtás vizet ad le a légtérbe → a hajtás vízpotenciálja süllyed → a növényi testben vízpotenciál- gradiens alakul ki → a gyökér vizet vesz fel. A gyökerek vízfelvételre akkor képesek, ha vízpotenciáljuk a talajénál negatívabb. 6. A növények vízfelvétele

9 A vízpotenciál-gradiens alakulása a talaj és a légtér között alacsony vízpotenciál légtér ψ levél ψ gyökér ψ talaj ψ magas vízpotenciál

10  Higroszkópos víz: a talajrészecskék felszínéhez kötött, a növények számára nem felvehető víz.  Kapilláris víz: a talaj kapillárisaiban található, a növények számára felvehető víz.  Gravitációs víz: a nehézségi erő hatására gyorsan a talaj alsóbb rétegeibe vándorló víz, egy része a növények számára sok csapadék esetén felvehető. 7. A talaj vízkészlete

11 Az időegység alatt felvehető víz (V) mennyisége függ: a gyökérszőrök vízfelvevő felületétől (F) a talaj vízpotenciáljától ( ψ t ) a gyökérszőrök vízpotenciáljától ( ψ gy ) a vízfelvétellel szembeni ellenállások összegétől (∑r) V = F A vízbe helyezett leveles ágrész a kívül lévő ágrészt vízzel látja el. (Hales 1747) ψ t − ψ gy ∑r

12 A gyökérrendszer jellege: extenzív: nagy területet hálóz be, de térfogat- egységenként a gyökerek száma csekély. intenzív: kis területet hálóz be, de térfogat- egységenként a gyökerek száma nagy. A növény egyedfejlődési állapota: meghatározza az anyagcsere intenzitását, ez kihat a párologtatás mértékére. A föld feletti szervek szervesanyag-termelése: nagyobb fotoszintetizáló felület elősegíti a gyökerek növekedését. Gyökérnyomás: a gyökerek aktívan ásványi anyagokat vehetnek fel, ezáltal csökken a vízpotenciáljuk. 8. A vízfelvételt befolyásoló tényezők gyökér- nyomás?

13 A talaj tulajdonságai: fizikai tulajdonságok: tömött, cserepes talajokban a vízfelvétel akadályozott. hőmérséklet: alacsony hőmérsékleten a víz migrációja lassul, magas hőmérsékleten a gyökerek kiszáradhatnak, elhalhatnak. oxigénhiány és széndioxid felszaporodás: gátolja a vízfelvételt. ásványianyag-tartalom: a kálium és a foszfor javítja, a nitrogén labilissá teszi a vízfelvételt.

14 A szállítás irányát a vízpotenciál-gradiens határozza meg, mozgatója a párologtatás és a gyökérnyomás. A vízszállítás történhet: sejtről – sejtre = rövid távú szállítás a xylém elemein keresztül = hosszú távú szállítás. A rövid távú szállítás diffúzióval megy végbe, történhet: szimplazmás úton: citoplazmáról citoplazmára apoplazmás úton: a sejtfalak mikrokapillárisaiban. 9. A vízszállítás folyamata vízszállítás?

15 A vízszállítás folyamata: gyökérszőrök által felvett víz → kéregparenchima (apoplazmás út) → endodermisz (szimplazmás út) → áteresztő sejtek → központi henger: hosszú távú szállítás a tracheákban (kondukció) → levélerek → mezofillum (apoplazmás út) → szivacsos parenchima sejtközötti járatai → sztómák → légtér A vízszállítás sebességét befolyásolja: a vízszállító rendszer összfelülete a szállítóedények vezetőképessége (fenyők: 1-1,5m / óra, lombos fák: 20-30m / óra) a lombozat terjedelme. tracheida és trachea

16 A talajból felvett víz útja a gyökér szöveteiben, szpl: szimplazma, szh: szabad hely (apoplazmatikus tér), v: vakuolum.

17 A talajból felvett víz útja a gyökér szöveteiben

18 A növények párologtatása (transzspiráció) Jelentősége: −vízfelvétel csak vízleadással valósítható meg −vízfelvételt és vízszállítást serkent −hőszabályozó A transzspiráció módjai: −sztómákon keresztül: zárósejtek működése által szabályozott, −kutikuláris vagy perisztómás: 3-35% −peridermális: csekély mértékű A sztómák működése: − megközelítheti a levélfelülettel azonos vízfelület párolgását − a nyitódás és záródás oka: a zárósejtekben bekövetkező turgorváltozás. − folyamata: a zárósejtekbe víz áramlik → a hidrosztatikus nyomás nő → a sejtfalak kitágulnak → a sejttérfogat nő → sztómanyitódás 10. A vízleadás

19 15. ábra: A sztómanyitódás menete keményítő → foszfoenol-piroszőlősav (PEP) → oxálecetsav (oxálacetát) → almasav (malát) → dikálium-malát → vízbeáramlás

20 gyökér légtér ψ = MPa törzs ψ = -0,8 MPa gyökér ψ = -0,6 MPa vízpotenciál grádiens gyökér vízmolekula gyökérszőr talajrészecske víz adhézió sejtfal kohézió talaj ψ = -0,3 MPa levél ψ = -1,0 MPa xylém levél légtér vízmolekula sztóma mezofillum xylém

21 A növény anatómiai, morfológiai, fiziológiai jellemzői: −az anyagcserefolyamatok intenzitása −a sztómamozgásokat befolyásoló mechanizmusok működése (faji jelleg) −a sztómák száma (átl /1 mm 2 ), −mérete, helyzete −az epidermisz jellege −a levélfelület nagysága, helyzete Külső, környezeti tényezők: −vízellátási viszonyok −hőmérséklet, páratartalom −légmozgás −fényviszonyok, széndioxid koncentráció − állományviszonyok 11. A transzspirációt befolyásoló tényezők

22 Vízhiány: a növény vízleadása meghaladja a vízfelvételt. Okai: −száraz, meleg időben a transzspiráció intenzív, ehhez képest a vízfelvétel sebessége kicsi. −a talajban nincs elég felvehető víz, így a vízleadást a növény nem tudja pótolni. A vízhiány hatása: −csökken a sejtek turgora, a hajtások lankadni kezdenek: a plazma még nem károsodik, vízfelvétellel az eredeti állapot helyreáll. −tovább nő a vízhiány: a növény hervadni kezd: megváltozik az enzimek aktivitása, a plazmalemma permeabilitása nő, a plazmakolloidok diszperzitása csökken; ez már maradandó károsodás. Nedvességkedvelő növények: 2-3 %, szárazságtűrők: % 12. A vízhiány kialakulása

23 Vízfelesleg / túlzott vízellátás: a talaj pórustérfogatának több mint 60-70%-át víz tölti ki. −oxigénhiány, gátolt szellőzés, −a növények többségére káros hatású. −morfológiai adaptáció: lég-, légzőgyökerek keletkezése. A vízfelesleg káros hatásai: −tápanyag-elégtelenséget okoz, elsősorban a nitrogénét −a glikolízis túlzott intenzitása miatt etanol, piroszőlősav vagy tejsav keletkezik, ezek nagyobb mennyiségben sejtmérgek −egyes hormonok (citokininek, gibberellinek) szintézise és szállítása csökken −a nagymértékű abszcizinsav termelés hatására a sztómák záródnak −oxigénhiány miatt a gyökér légzése leáll 13. A vízfelesleg hatása a növényekre


Letölteni ppt "Növényélettan Phytophysiologia. A növényélettan tárgya és jelentősége Tárgya: Az egyes életfolyamatok vizsgálata (fotoszintézis, vízgazdálkodás, növekedés,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések