Fizjologia roślin 1400-114FR

Wykład
Treścią wykładu będzie charakterystyka procesów życiowych roślin, zachodzących w komórkach, tkankach i całym organizmie, zależności pomiędzy poszczególnymi procesami oraz integracja funkcji całej rośliny, również pod wpływem zmiennych warunków środowiskowych. Omawiane będą następujące zagadnienia:
Sygnalizacja u roślin: elementy szlaku transdukcji sygnału. Dekodowanie sygnału wapniowego. Fitohormony i ruchy roślin. Rola fitohormonów w regulacji funkcji roślin. Rodzaje ruchów roślin: tropizmy, nastie, ruchy autonomiczne.
Rola światła w morfogenezie roślin. Receptory światła: fitochromy, kryptochromy, antocyjaniny, flawonoidy i ich funkcje w fotomorfogenezie.
Kwitnienie. Czynniki wpływające na indukcję kwitnienia u roślin. Wieloczynnikowy model kontroli kwitnienia.
Kiełkowanie. Skład chemiczny nasion. fazy kiełkowania i ich charakterystyka. spoczynek i jego ustępowanie.
Mechanizmy starzenia się roślin. Rośliny monokarpiczne i polikarpiczne. Rola hormonów, czynników środowiskowych i genetycznych w starzeniu się roślin i ich organów.
Aktywność fotosyntetyczna roślin. Budowa aparatu fotosyntetycznego różnych grup roślin. Reakcje świetlne: fotosyntetyczny transport elektronów i fotofosforylacja; wiązanie i redukcja CO2, cykl C3 i C4, CAM, fotooddychanie. Regulacja syntezy sacharozy i skrobi.
Oddychanie, roślinny łańcuch oddechowy i jego charakterystyczne cechy, wydajność oksydacyjnej fosforylacji, oddychanie cyjanoodporne i rola oksydazy alternatywnej, reaktywne formy tlenu, oddychanie na świetle, rola mitochondrów w procesie fotosyntezy i integracji metabolizmu komórki.
Odżywianie mineralne. Znaczenie makro i mikro elementów. Skutki niedoboru niektórych jonów (deficyt jonów fosforanowych). Mikoryza. Asymilacja i metabolizm azotanów. Wiązanie azotu atmosferycznego.
Woda w komórce i roślinie. Fizykochemiczne właściwości wody. Główne składowe potencjału wody. Dyfuzja, osmoza, przepływ masowy. Kanały wodne. Pobieranie wody z gleby i transport do ksylemu. Teoria kohezyjno-napięciowa. Aparat szparkowy i transpiracja.
Transport związków organicznych i nieorganicznych. Podstawowe mechanizmy transportu w roślinie. Apoplast i symplast. Transport krótkodystansowy i dalekodystansowy. Transport dalekodystansowy wody i substancji mineralnych w ksylemie.
Integracja funkcji rośliny. Sygnalizacja w roślinach: sygnały biochemiczne i biofizyczne. Przemieszczanie czynników transkrypcyjnych i RNA jako elementów regulacji rozwoju i reakcji odpornościowych roślin na stresy biotyczne.
Podstawowe zagadnienia stresu. Wrażliwość, odporność, adaptacja i aklimatyzacja. Główne czynniki stresowe środowiska. Wczesne reakcje oraz zmiany w metabolizmie. Stres oksydacyjny oraz fotoinhibicja. Rola hormonów oraz metabolitów wtórnych.

Ćwiczenia:
• Fotosynteza.
Charakterystyka fotosyntezy typu C3. Charakterystyka izolowanych chloroplastów. Reakcja Hilla. Spektrofotometryczny pomiar aktywności PSII.

• Oddychanie.
Pomiar natężenia oddychania korzeni przy pomocy elektrody tlenowej. Działanie inhibitorów oddechowych. Oddychanie cyjanoodporne. Oddychanie beztlenowe korzeni, oznaczenie zawartości etanolu i aktywności dehydrogenazy alkoholowej.

• Żywienie mineralne i gospodarka wodna.
Objawy niedoboru składników mineralnych. Wpływ pH podłoża na szybkość pobierania kationów i anionów. Pobieranie jonów amonowych w zależności od odczynu środowiska. Asymilacja azotu, oznaczanie aktywności reduktazy azotanowej. Wyznaczanie potencjału osmotycznego.

• Barwniki roślinne
Skład ilościowy i jakościowy barwników asymilacyjnych w zależności od różnych czynników środowiskowych i wieku rośliny. Rozdział barwników przy pomocy chromatografii cienkowarstwowej. Fluorescencja chlorofilu a, pomiary in vivo wydajności fotochemicznej i niefotochemicznej oraz kwantowej PSII liści w zależności od wieku roślin oraz roślin poddanych działaniu herbicydu.

• Kiełkowanie nasion
Rola fitochromu, gibereliny i kwasu abscysynowego w regulacji kiełkowania nasion sałaty. Aktywność α- amylazy oraz zawartość skrobi podczas kiełkowania ziarniaków jęczmienia. Przekształcanie tłuszczów w cukry podczas kiełkowania nasion roślin oleistych.

• Organogeneza roślin w warunkach in vitro
Indukcja organogenezy u lnu w kulturach in vitro. Rola hormonów w regulacji procesów organogenezy.

• Hormonalna regulacja wzrostu tkanek roślinnych
Rola auksyny w wygięciach tropicznych. Wpływ gibereliny na wydłużanie epikotyla karłowatego grochu. Dominacja wierzchołkowa

• Reakcja roślin na czynniki stresowe
Systemy antyoksydacyjne roślin: aktywność peroksydaz i stan redukcji askorbinianu. Oznaczanie poziomu peroksydacji lipidów w tkankach liści.

• Starzenie się tkanek
Rola cytokinin i etylenu w regulacji starzenia się liści. Starzenie się nasion.

• Funkcje systemu przewodzącego
Transport dalekodystansowy w roślinach. Przesyłanie fali potencjału pobudzenia w roślinie.