Průduchy regulace příjmu CO 2

Podobné dokumenty
Vodní režim rostlin. Transpirace. Energetická bilance listu. Fickovy zákony Hraniční vrstva Kutikula Průduchy

TRANSPORT PŘES MEMBRÁNY, MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL, OSMÓZA

Stomatální vodivost a transpirace

5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

Fyziologie rostlin Letní semestr Vodní provoz rostlin

Transport živin do rostliny. Radiální a xylémový transport. Mimokořenová výživa rostlin.

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

ontogeneze listu zpočátku všechny buňky mají meristematický charakter, růst všemi směry (bazální, marginální a apikální meristémy listu)

Vodní režim rostlin. Regulace výměny plynů otevřeností. průduchů. Stomatální limitace rychlosti transpirace a rychlosti. Efektivita využití vody

Fyziologie rostlin - maturitní otázka z biologie (3)

STANOVENÍ VODNÍHO POTENCIÁLU REFRAKTOMETRICKY

Vodní režim rostlin. Mechanizmy pohybu průduchů. Obecné charakteristiky. Reakce průduchů na vlhkost vzduchu. Reakce průduchů na vodní stres

Vodní režim rostlin. Úvod Adaptace, aklimace: rostliny vodní, poikilohydrické (řasy, mechy, lišejníky, kapradiny, vyšší rostliny) a homoiohydrické.

Vodní režim rostlin. Transpirace. Energetická bilance listu Fickovy zákony Hraniční vrstva Kutikula Průduchy

VODNÍ REŽIM ROSTLIN. Mgr. Alena Výborná Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_01_1_06_BI1

Funkce vody v rostlinném těle. Růstová (hydratační) Metabolická Termoregulační Zásobní Transportní (tranzitní) Volná a vázaná voda

Rostlinná buňka jako osmotický systém

Vodní režim rostlin. Mechanizmy pohybu průduchů. Obecné charakteristiky Reakce průduchů na světlo

Vodní režim rostlin. Obsah vody, RWC, vodní potenciál a jeho komponenty: Adaptace, aklimace: rostliny vodní, poikilohydrické (řasy, mechy,

Úvod do biologie rostlin Transport látek TRANSPORT. Krátké, střední, dlouhé vzdálenosti

Bunka a bunecné interakce v patogeneze tkánového poškození

Měření odporu transportních cest, stupně jejich integrace a embolizace

Mendělejevova tabulka prvků

Základy vakuové techniky

Membránové potenciály

Biologie 31 Příjem a výdej, minerální výživa, způsob výživy, vodní režim

Vodní režim rostlin. Regulace výměny plynů otevřeností průduchů. fotosyntézy Efektivita využití vody Globální změna klimatu Antitranspiranty

Vodní provoz rostlin. Univerzita 3. věku, Jana Albrechtová

Síra. Deficience síry: řepka. - 0,2-0,5% SH, nedostatek při poklesu obsahu síranů pod 0,01% SH

Vodní provoz rostlin

Transport v rostlinách. Kateřina Schwarzerová Olga Votrubová

VAKUOLY - voda v rostlinné buňce

Vakuola. Dutina uvnitř protoplastu, která u dospělých buněk zaujímá 30 až 90 % jejich

Vladimír Vinter

Vybrané technologie povrchových úprav. Základy vakuové techniky Doc. Ing. Karel Daďourek 2006

Fyziologické aspekty masožravosti u rostlin

Pro zředěné roztoky za konstantní teploty T je osmotický tlak úměrný molární koncentraci

Respirace. (buněčné dýchání) O 2. Fotosyntéza Dýchání. Energie záření teplo BIOMASA CO 2 (-COO - ) = -COOH -CHO -CH 2 OH -CH 3

BUNĚČNÁ STĚNA - struktura a role v rostlinné buňce

Obsah vody v rostlinách

4) Reakce rostlin k modrému světlu

d) Kanály e) Přenašeče a co-transportéry, mediátory difúze a sekundární aktivní transport f) Intracelulární transport proteinů

Název: POZOROVÁNÍ PLASTIDŮ,VAKUOL, BUNĚČNÉ STĚNY Autor: Paed.Dr.Ludmila Pipková

Úvod do biologie rostlin Pletiva Slide 1 ROSTLINNÉ TĚLO. Modelová rostlina suchozemská semenná neukončený růst specializované části

Farmakokinetika I. Letní semestr 2015 MVDr. PharmDr. R. Zavadilová, CSc.

Funkční anatomie ledvin Clearance

Pletiva krycí, vodivá, zpevňovací a základní. 2/27

3) Membránový transport

Ekologie fotosyntézy

3 a) Fyzikální principy. 5 Chemický potenciál (µ s ) (volná energie na jeden mol: J/mol) * = chemický potenciál roztoku s za standartních podmínek

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

Teorie transportu plynů a par polymerními membránami. Doc. Ing. Milan Šípek, CSc. Ústav fyzikální chemie VŠCHT Praha

Vlastnosti vody. Voda má jednoduché chemické složení (H 2 O) Kyslík s vodíkem je spojen kovalentní vazbou polárního charakter.

FOTOSYNTÉZA. soubor chemických reakcí,, probíhaj v rostlinách a sinicích. z CO2 a vody jediný zdroj kyslíku ku pro život na Zemi

Laboratoř růstových regulátorů Miroslav Strnad

SLEDOVÁNÍ VZTAHU MEZI OBSAHEM ENZYMU RUBISCO A KONCENTRACÍ CO 2 V CHLOROPLASTU

Ilya Prigogine * 1917

Nervová soustává č love ká, neuron r es ení

FYZIKA VE FYZIOLOGII ROSTLIN

Prezentace navazuje na základní znalosti z biochemie (lipidy, proteiny, sacharidy) Dynamický fluidní model membrány 2008/11

FUNKČNÍ ANATOMIE. Mikrocirkulace označuje oběh krve v nejmenších cévách lidského těla arteriolách, kapilárách a venulách.

Vodní režim rostlin. Transport vody v xylemu. Kohezní teorie. Transport půda-rostlina-atmosféra. Metody měření. Kavitace

= soubor buněk, které jsou podobné nebo úplně stejné svým tvarem a svojí funkcí

AUTOTROFNÍ A HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN, VODNÍ REŽIM ROSTLIN, RŮST A POHYB ROSTLIN

Půda - 4 složky: minerálníčástice organickéčástice voda vzduch

Stavba dřeva. Reakční dřevo. přednáška

Úvod do biologie rostlin Úvod PŘEHLED UČIVA

Vodní režim rostlin. Transport kapalné vody

RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D. Katedra zoologie PřF UP Olomouc 2008/11. *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Jana Fauknerová Matějčková

Vodní režim rostlin. Vodní stres. Základní procesy ovlivněné vodním deficitem. Vznik vodního deficitu. Adaptace k suchu. Signály a jejich přenos

Autor: Katka Téma: pletiva Ročník: 1.

Biologie. Pracovní list č. 6 žákovská verze Téma: Transpirace u rostlin. Lektor: Mgr. Naděžda Kurowská. Student a konkurenceschopnost

Zvyšování kvality výuky technických oborů

FOTOSYNTÉZA. CO 2 a vody. - soubor chemických reakcí. - probíhá v rostlinách a sinicích. - zachycení a využití světelné energie

glukóza *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

ROSTLINNÁ FYZIOLOGIE OSMOTICKÉ JEVY

ZÁKLADNÍ MODELY TOKU PORÉZNÍ MEMBRÁNOU

Minerální výživa na extrémních půdách. Půdy silně kyselé, alkalické, zasolené a s vysokou koncentrací těžkých kovů

Ing. Matěj Orság Vodní bilance rychle rostoucích dřevin

FOTOSYNTÉZA Správná odpověď:

Prokaryota x Eukaryota. Vibrio cholerae

Učební texty Univerzity Karlovy v Praze. Jana SlavíKová JitKa Švíglerová. Fyziologie DÝCHÁNÍ. Karolinum

Úvod do biologie rostlin Buňka ROSTLINNÁ BUŇKA

Rostlinná pletiva. Rostlinná pletiva se mohou dělit buď podle tloušťky buněčné stěny, nebo podle funkce.

12. Elektrochemie základní pojmy

5. Lipidy a biomembrány

BUŇKA ZÁKLADNÍ JEDNOTKA ORGANISMŮ

Název: Vodo, ztrácíš se?

Vitální barvení, rostlinná buňka, buněčné organely

Clivia miniata, Acorus calamus)

BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ

Vodní provoz rostlin

Ionizační manometry. Při ionizaci plynu o koncentraci n nejsou ionizovány všechny molekuly, ale jenom část z nich n i = γn ; γ < 1.

Energie fotonů je předávána molekulám chlorofylu A, který se zachyceným fotonem excituje (uvolní se energeticky bohatý elektron).

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov. Modelování termohydraulických jevů 3.hodina. Hydraulika. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

Morfologie a fyziologie rostlin, fotosyntéza - maturitní otázka z biologie

Fyziologie buňky. RNDr. Zdeňka Chocholoušková, Ph.D.


Transkript:

Průduchy regulace příjmu CO 2 Průduchy: regulace transpiračního proudu / výměny plynů transpiration photosynthesis eartamerica.com

Průduchy svěrací buňky - zavírání při ztrátě vody (poklesu turgoru) - otevírání zvýšení turgoru, zvětšování buněk Svěrací buňky: - ledvinovitý -činkovitý tvar (podpůrné buňky) obruče celulózových mikrofibril ztloustlá vnitřní stěna zvětšování objemu ohnutí buňky Změny objemu svěracích buněk - aktivními změnami osmotického tlaku hlavní osmotika: K +, Cl - /malát, sacharóza zavřený otevřený průduch

Mechanismus otevírání průduchů C CO 2 Během otevírání se zvětšuje objem svěracích buněk (SB) a mění se tvar jejich průřezu z oválného na kruhový. Signálem jsou podněty z vnějšího i vnitřního okolí SB. Sirichandra, C., Wasilewska, A., Vlad, F., Valon, C., and Leung, J. (2009a). The guard cell as a single-cell model towards understanding drought tolerance and abscisic acid action. J. Exp. Bot. 60: 1439-1463. by permission of Oxford University Press. Přidružené buňky průduchů - zvyšují účinnost (především u činkovitého typu) - inverzní osmotické chování

Příjem CO 2 průduchy je spojen s transpirací - pohyb vodní páry a CO 2 z a do listu, v mezibuněčných prostorech vyplněných vzduchem difúzí (včetně hraniční vrstvy vzduchu) Difúze: (Fickův zákon - rychlost difúze malých molekul) Tok (J) látky j difúzí: J j = -D j c j / x t = x 2 / D c j rozdíl koncentrace látky j x trasa difúze D j difúzní koeficient (vlastnosti částice a prostředí) rychlá jen na krátké vzdálenosti (= tenké listy) t čas x trasa difúze D j difúzní koeficient (mnohem nižší pro kapalné prostředí = trvá déle) Pro vzdálenosti uvnitř buňky (10 µm) voda! Průnik CO 2 do listu (1 mm) plyn! Pro vzdálenost mezi kořenem a listem (1 m): t = 0,1 s t = 0,024 s t = 10 9 s neboli 32 roky Rychlost difúze CO 2 v mezofylu ovlivněna: - polohou chloroplastů (u plasmalemy) - tloušťkou BS,

Anatomie listu = evoluční důsledek zákonů difúze Gossipium hirsutum, ADAX, ESEM Gossipium hirsutum, ABAX, ESEM List = tenká planparalelní deska o síle zpravidla 0,2-0,6 mm. Chloroplasty namačkány na vnější stěny buněk mezofylu. Příjem CO2 průduchy je spojen s transpirací - dráha difúze CO2 delší (až do plastidu, část cesty ve vodě!) - gradient rel. obsahu vodní páry zpravidla větší (RVV v listu, vně) průměrně 200-800 mol H2O na 1 mol CO2

Je asimilace CO 2 závislá na otevření průduchů (a tedy transpiraci)? Přivírání průduchů může, ale nemusí snižovat asimilaci CO 2 Přílišné otevření: fotosyntéza je limitována světlem A Přílišné zavření: g s Omezení asimilace CO 2 ideální stav:

Neinvazivní odhad účinnosti využití vody WUE (1/TK) Reprinted from McAusland, L., Davey, P.A., Kanwal, N., Baker, N.R. and Lawson, T. (2013). A novel system for spatial and temporal imaging of intrinsic plant water use efficiency. J. Exp. Bot.. 64: 4993-5007 by permission of the Society for Experimental Biology. Faktory ovlivňující difúzní tok CO 2 a transpiraci - otevřenost průduchů (řízená mnoha faktory!) - pohyb vzduchu (hraniční vrstva) - poloha a krytí průduchů - rozdíly koncentrací (RVV) vítr bezvětří

Transportní odpory difúze Předprůduchová dutina = evoluční vynález zvyšující odpor pro transpiraci více než odpor pro asimilaci CO 2 Příčný řez listem Ficus elastica. Detail spodní epidermis. Barveno gencianovou modří. Foto M. Šimková, 2003 20µm prodloužení obou dráh - krátké pro H 2 O a delší pro CO 2 o stejný kousek relativně více zpomalí difúzy vodní páry než CO 2

Předprůduchová dutina = evoluční vynález zvyšující odpor pro transpiraci více než odpor pro asimilaci CO 2 CO 2 r a r a r sa r sa r s r s H 2 O r i r i r c r c Relativní zvýšení odporu vyvolaná přidáním předprůduchové dutiny je vyšší u vody (a roste s odporem sa) Transportní odpory difúze Funkce trichomů na spodní straně listu?

Odpor hraniční vrstvy vzduchu Vnější faktory ovlivňující otevírání a zavírání průduchů světlo (PAR produkty fotos., modré světlo phototropiny, xanthofyly) dostupnost vody - v půdě (přímo + signalizace ABA = kys. abscisová) nadměrné ztráty vody v mezofylu (signalizace ABA) transpirace svěracích buněk (peristomatální transpirace) koncentrace CO 2 (HCO 3- ) - v mezofylu spotřeba Calvinovým c. (světlo) ABA protoplasty svěracích buněk (BS odstraněna)

Otevírání průduchů = růst osmotického potenciálu aktivace světlem - ATPáza tvoří H + gradient (H + ven) = zároveň polarizace membrány (transmembránový potenciál) Otevírání Zavírání - K + vstupuje do buňky po elektrickém gradientu (napěťově regulované kanály) + degradace škrobu na malát - vstup a/nebo tvorba aniontů: Cl - - H + symport, tvorba malátu ze škrobu (glukóza PEP (PEPc) OAA malát) - během dne K + nahrazen sacharózou (vlastní fotosyntézou / z mezofylu / ze škrobu) Zavírání průduchů regulace ABA! kys. abscisová - zvýšená tvorba v kořenech (i mezofylu) při nedostatku vody - změny v distribuci ABA v listu (při zvýšení ph xylémového roztoku) - ABA: zvýšení cytosolického Ca 2+ (pulzy) modulace [CO 2 ]! - vysoká [CO 2 HCO 3- ] aktivace výtokových A - kanálů

Toky iontů při zavírání průduchů (indukovaném ABA) ABA: - zvýšení Ca 2+ - zvýšení ph - Ca 2+ inhibuje aktivitu ATPázy a blokuje vstup K + - Ca 2+ otevírá A - kanály (rychlé, následně depolarizací i pomalé a K + ) - K + vystupuje ven po koncentračním gradientu - další snížení osm. potenciálu (syntéza škrobu ze sacharózy, malátu) = ztráta vody - snížení turgoru uzavření