Biljke i voda

-voda se u prirodi ne pojavljuje kao čista tvar već kao smjesa (vodena otopina)

- voda je polarna

-međumolekulske veze - vodikove veze

-privlačne sile među istovrsnim česticama su kohezijske sile

-privlačne sile među raznovrsnim česticama su adhezijske sile

-vodikove veze među molekulama vode su kohezijske sile

-vodikove veze između molekula vode i molekula ostalih polarnih tvari su adhezijske

-zbog kohezije i adhezije se voda podiže u uskim cjevčicama/kapilarama a to se zove kapilarnost

-molekule vode u ledu su zbog vodikovih veza međusobno udaljene pa je led šupljikav

-led ima manju gustoću od tekuće vode i zato pliva po vodi

-pri taljenju leda dio vodikovih veza puca, molekule vode se međusobno približavaju pa gustoća vode raste

-voda je najgušća pri 4°C

-takva voda se skuplja na dnu posude, odnosno na dnu većih ekosustava (jezera)

-šupljina leda na površini ispunjene su zrakom i služe kao toplinski izolator

-zato se voda ne smrzava do dna velikih vodenih staništa što omogućuje preživljavanje vodenih organizama

-to svojstvo vode se naziva anomalija vode

-voda ima veliki specifični toplinski kapacitet

-voda ima veliku toplinu isparavanja

Uloga vode

-otapalo, transportno sredstvo, metabolit, regulator tjelesne topline i pH vrijednosti tjelesnih tekućina

Voda je polarno otapalo

-voda otapa mnogo ionskih spojeva i polarnih molekula pa čak i nepolarnih molekula koje s vodom reagiraju

-citoplazma je koloidna vodena otopina jednostavnih organskih i većine anorganskih i složenih organskih spojeva u stanicama

-sol-stanje je kad je citoplazma tekuća

-velik dio volumena biljne stanice zauzima vakuola koja služi kao spremište vode

-kada je biljka dobro opskrbljena vodom, citoplazma snažno pritišće staničnu stijenki

-tlak citoplazme na staničnu stijenku zove se turgor

-zbog njega su biljni organi čvrsti, a zeljaste biljke imaju uspravno tijelo

-u nedostatku vode citoplazma postaje gusta i viskozna pa je u gel-stanju

-tada slabo pritišće s.stijenku pa je turgor malen i biljni organi su mlohavi

-odvajanje citoplazme od stanične stijenke zbog nedostatka vode i smanjenog turgora zove se plazmoliza

-vraćanje plazmaleme i citoplazme uz staničnu stijenku zbog primanja vode zove se deplazmoliza

Voda je transportno sredstvo

-u otopinama se uvijek dio vode veže na površinu otopljenih čestica slabim privlačnim silama

-to je adsorpcija vode kojom nastaju hidratizirane čestice (aq)

-adsorbirana voda omogućuje lakše i brže kretanje otopljenih čestica po citoplazmi

Voda je metabolit

-voda sudjeluje u staničnom disanju (reaktant i produkt)

-voda je reaktant i produkt u fotosintezi a troši se pri svakoj razgradnji složenih organskih spojeva - hidrolizi

Regulacijsko sredstvo

-regulacija tjelesne temperature zbog visokog specigičnog toplinskog kapaciteta

-tjelesne tekućine sadržavaju pufere -sprečavaju velike promjene pH vrijednosti

-puferi su smjese slabih kiselina i njihovih soli, odnosno slabih baza i njihovih soli

-stabilne pH vrijednosti tjelesnih tekućina temelje se na pomicanju ravnoteže u puferima

-najvažiji puferski sustavi u tjelesnim tekućinama su bjelančevine, hidrogenfosfati i hidrogenkarbonati

Gospodarenje biljke vodom

-ukupni promet vode u biljkama naziva se vodni režim, a obuhvaća procese primanja, provođenja i izlučivanja vode

-pogonska sila za kretanje vode kroz biljku je gradijent vode između tla i atmosfere

-gradijent vode = od hipotonične prema hipertoničnoj

Primanje vode

-vodene biljke i mahovine primaju vodu cijelom površinom tijela

-neke alge,lišajevi,mahovine mogu primati čak i vodenu paru

-prave kopnene biljke imaju pokrovno tkivo koje sprečava isušivanje, ali i primanje vode

-kopnene biljke primaju vodu mladim korijenom

-u epidermi korijena su posebne stanice za primanje vode i u njoj otopljene mineralne soli - korijenove dlačice

-one svojim nitastim izbočenjima urastaju među čestice tla do šupljina ispunjenih vodom

-osnovni način primanja vode preko korijenovih dlačica su bubrenje i osmoza

-voda ulazi u korijenove dlačice zbog veće sadržaja vode u tlu u odnosu prema tim stanicama

-taj proces kretanja vode niz gradijent je pasivan i zove se difuzija

-difuzija je spontano kretanje molekula tekućina/plinova iz područja njihove više koncentracije u područje njihove niže koncentracije

-između dugih nitastih molekula celuloze u s.stijenci postoje uske kapilarne šupljine

-u njih se uvlači voda zbog gradijenta vode i kohezije i adhezije

-dio vode koji osmozom, preko membrane, uđe u citoplazmu stanica veže se slabim privlačnim silama na površinu otopljenih molekila i iona

-ta pojava se zove adsorpcija vode ili hidratacija

-nastali hidratacijski plaštevi odmiču čestice što dovodi do povećanja volumena citoplazme i hidrostatskog tlaka, turgora

-bubrenje je pojava uvlačenja (difuzije) vode ili vodene pare u šupljinu zbog gradijenta vode i kapilarnih sila te adsorpcija vode na površinu molekula i iona

Provođenje vode

-kroz parenhim korijena, od korijenovih dlačica do stanica endoderme, voda se kreće bubrenjem i osmozom

-difuzija vode kroz stanične stijenke i međustanične prostore naziva se apoplastni put, a osmoza kroz protoplazmu stanica i plazmodezmije - simplastni put

-simplast je mreža staničnih citoplazmi i međusobno povezanih plazmodezmijima

-voda se kreće pasivno, bez utroška energije

-stanice endoderme imaju bočno zadebljale stanične stijenke (Casparyjeva pruga) koje sprečavaju prolazak vode

-stoga osmozom voda ulazi i stanice endoderme

-u središnjem dijelu korijena - provodnom cilindru, smješteni su snopovi provodnih žila ksilema i floema

-između endoderme i provodnog cilindra sloj je embrionalnih stanica kambija nazvan pericikl

-ksilem je tkivo koje provodi vodu i mineralne soli od korijena prema listovima

-u stabljici golosjemenjača građen je od traheida, a u kritosjemenjača od traheida i traheja

-traheide su građene od neživih, dugačkih, uskih stanica

-traheje su građene od neživih stanica koje su izgubile poprečne stijenke i srasle u cijev - imaju zadebljanja koja daju čvrstoću - mehanička uloga

-središnji cilindar okružen je stanicama endoderme s vodenopropusnim staničnim stijenkama

-provodne žile ksilema nisu žive i nemaju citoplazmu

-sadržavaju jedino vodu i u njoj otopljene tvari

-stanice endoderme utiskuju osmotski aktivne tvari u traheide i traheje

-tim jedinim aktivnim transportom postiže se povećanje osmotskog tlaka u žilama ksilema i stvaranje gradijenta vode, što dovodi do osmoze vode iz endoderme u ksilem i podizanja vode iz korijena u izdanak što se zove korijenov tlak

-korijenov tlak je aktivno utiskivanje otopljenih tvari iz stanica endoderma u provodne žile ksilema (traheide i traheje) radi ulaska i podizanja vode u njima

-pojavljuje se kad je tlo vlažno, a transpiracija niska

-kad se težina stupca izjednači s osmotskim tlakom onda taj proces stane

-dalje se voda i otopljene tvari, do listova, provode pasivno, na temelju gradijenta vode koji biljka stvara izlučivanjem vode

-sila koja podiže vodu do listova je gradijent vode nazvan transpiracijski usis

Izlučivanje vode

-biljka izlučuje vodu zato jer onda stvara manjak vode u listovima, koja se nadomješta iz ksilema zajedno s otopljenim tvarima

-biljke izlučuju vodi transpiracijom i gutacijom

-transpiracija je isparavanje vode iz biljke

-najveći dio vode se izlučuje kroz pući (stome) pa se to zove stomatalna transpiracija

-manje vode se izlučuje lenticelarnom i kutikularnom transpiracijom

-lenticele su stalno otvorene pore na kori drvenastih dijelova biljke, plodova i gomolja

-kutikulu izlučuje epiderma

-čine je hidrofobne ili lipofilne molekule (voskovi, kutin, suberin)

-ona sprečava isušivanje

-transpiracija je pasivan proces jer se voda kreće u smjeru pada svoje koncentracije

-transpitracijom se regulira i temperatura listova

-gutacija je aktivno izlučivanje kapljica vode kroz puči vodenice ili hidatode

-hidatode aktivnim transportom izlučuju osmotski aktivne tvari , a voda ih slijedi osmozom

-puči vodenice su najčešće na rubovima listova

-gutacijom biljke stvaraju manjak vode u listovima, tj. gradijent vode kad je onemogućena/smanjena transpiracija

-to se događa noću kada su pući zatvorene, odnosno danju ako je visoka vlažnost zraka

Puči

Građa lista

-listovi su organi biljaka stablašica kojima su primarne zadaće fotosinteza i transpiracija

-dijelovi lista su plojka, peteljka i podina ili lisna baza

-raspored žila na listu zove se nervatura lista, a može biti mrežasta i paralelna, rijetko viličasta

-gornja strana plojke lista (lice lista) izložena je svjetlosti i provodi fotosintezu

-donja strana plojke (naličje lista) provodi transpiraciju i izmjenu plinova

-peteljka nosi plojku i usmjerava je prema svjetlosti, a može i nedostajati pa su takvi listovi sjedeći

-podinom se list pričvršćuje za ogranak ili stabljiku

-listovi mogu biti preobraženi u trnove, ljuske............

-vanjske površine lista prekriva sloj gusto poredanih pločastih stanica - epiderma

-stanice epiderme izlučuju hidrofobne ili lipofilne molekule (kutin,suberin, voskove) koji tvore kutikulu

-unutrašnjost lista zove se mezofil ili parenhim

-kroz mezofil prolaze žile ksilema i floema

-ksilem dovodi vodu i otopljene anorganske tvari do listova a floem odvodi organske produkte fotosinteze - asimilate

-ispod gornje epiderme je fotosintetski ili asimilacijski parenhim (palisadni parenhim), čije stanice obiluju kloroplastima i provode fotosintezu

-uz donju epidermu lista smješten je transpiracijski (spužvasti) parenhim , obiluju šupljinama u kojima se prikupljaju vodena para i kisik

-iz tih prostora difuzijom kroz pući prelaze u atmosferu

-istodobno kroz puči ulazi ugljikov (IV) oksid

-puči su otvori na zelenim dijelovima biljke koji otvaranjem i zatvaranjem reguliraju izmjenu plinova : kisika, ugljikovog (IV) oksida i vodene pare

-građene su od otvora puči, dviju stanica zapornica i dviju do četiriju stanica susjedica

-zapornice su preobražene stanice epiderme s kloroplastima

-susjedice su stanice epiderme koje okružuju zapornice

-puči su na naličju listova

Mehanizam gibanja puči

-na otvaranje i zatvaranje puči utječu čimbenici koji mijenjaju turgor u stanicama zapornicama

-turgor je tlak citoplazme na staničnu stijenku

-ako ima više vode - turgor je veći

-ako ima manje vode- turgor i zapornica su manji

-stanice zapornice imaju različito zadebljale stijenke

-gornja i donja stijenka su jače zadebljale i zbog toga nisu savitljive

-bočne stijenke su tanke i elastičnije

-kad je dan, kad su osvijetljene, u zapornicama se zbiva fotosinteza

-zbog fotosinteze raste konc. šečera, iona te osmotski tlak što dovodi do osmoze vode u stanice zapornice

-s primanjem vode u zapornicama raste turgorski tlak

-veći turgorski tlak u stanicama zapornicama rasteže bočne stijenke, što dovodi do otvaranja puči

-s prekidom fotosinteze oada konc. otopljenih tvari i voda osmozom prelazi u stanice susjedice

-smanjuje se turgor u zaporicama i bočne stijenke se opuštaju i zatvaraju puči

-razlika turgora u stanicama zapornicama i susjedicama može se postići aktivno i pasivno

-kad je suša, suho tlo siše vodu iz stanica

-korijen brzo sintetizira hormon - apcizinsku kiselinu koja se ksilemom transportira do stanica zapornica

-pod djelovanjem tog hormona zapornice aktivno (uz utrošak ATP-a) istiskuju čestice otopljenih tvari u susjedice

-voda osmozom prelazi u susjedice

-u zapornicama se smanji turgor i puči se zatvaraju

-za kiše stanice epiderme, pa i susjedice brže primaju vodu jer imaju tanje stijenke

-voda ulazi u stanice osmozom (pasivno)

-s vremenom turgor postaje veći u susjedicama

-zapornice bivaju potisnute i tako se privremeno zatvaraju puči