Fiziologia plantelor – intrebari intrebari test
1. Definiţi obiectul şi conţinutul fiziologiei vegetale Fiziologia vegetală este o ramură a ştiinţelor biologice care se ocupă cu studiul proceselor proceselor vitale vitale din plante plante.. Termenul de fiziologie îşi are originea în limba greacă, de la cuvintele physis = natură şi logos = ştiinţă. 2. Ce este fiziologia plantelor din punct de vedere teoretic? Din punct de vedere teoretic , fiziologia vegetală este o ştiinţă biologică
fundamentală, fundamentală, care studiază mecanismele ce controlează modul de organizare şi funcţionare a organismelor vegetale. 3. Ce este fiziologia plantelor din punct de vedere practic? Din punct de vedere practic , fiziologia vegetală este una din ştiinţele de bază în
cultura plantelo cultura plantelor. r. Ea sintetizea sintetizează ză cunoştinţele cunoştinţele pe baza cărora sunt elucidate elucidate şi şi controlate procesele vitale din plante, în scopul cerut de practică. 4. Care este obiectivul fundamental al fiziologiei plantelor? Obiectivul fundamental al fiziologiei plantelor este acela de a participa la
procesul procesul de sporire a producţiri vegetale pe calea valorificării întregului potenţial potenţial biologic biologic de producţie producţie al plantelor. Pentru aceasta, sunt necesare temeinice cunoştinţe despre cerinţele plantelor faţă de factorii de mediu.
5. Care este raportul fiziologiei plantelor cu alte ştiinţe? Fiziologia vegetală se află în relaţii strânse cu alte ştiinţe prin: obiectul cercetărilor, metodele utilizate, sistemele de interpretare şi prin caracterul aplicativ. 6. Precizaţi metodele de cercetare folosite în fiziologia vegetală? Fiziologia plantelor este o disciplină cu un pronunţat caracter experimental, fiind principala la metodă metodă de cercetare. cercetare. Experienţa Experienţa trebuie trebuie completată completată experienţa fiind principa tar ea r ezul tatel tatel or obţinute. cu observaţia atentă şi cu i nterpr etare f iziologică a apei în viaţa plantelor? 7. Care este importanţa fiziologică Importanţa fiziologică a apei în viaţa plantelor: -apa reprezintă solventul pentru substanţele minerale şi unii compuşi organici solubili; - asigură transportul substanţelor dizolvate prin vasele lemnoase, liberiene, apoplast şi simplast; şi simplast; -concură la realizarea stării de turgescenţă, care favorizează procesele biofizice la nivel
celular şi, prin aceasta, conferă poziţia erectă la plantele ierboase; - asigură mediul pentru desfăşurarea unor reacţii de biosinteză şi de biodegradare a unor substanţe din plantă; - participă la procesul de creştere a plantelor; - contribuie la evitarea supraîncălzirii ţesuturilor, care ar putea surveni în urma căldurii degajate în timpul metabol ismului sau a acţiunii soarelui din timpul verii; - participă la procesul de fotosinteză cu protonii şi electronii rezultaţi din procesul de fotoliză a apei; - îndeplineşte, în viaţa plantelor, un rol ecologic însemnat, determinând, ca şi alţi factori (lumina, temperatura), repartizarea vegetaţiei pe globul terestru. 8. Care este conţinutul de apă al plantelor?
Conţinutul de apă al plantelor este variabil cu specia de plantă, cu vârsta, cu organul vegetal, ţesutul şi starea fiziologică. 9. Care sunt stările şi formele de apa din corpul plantelor?
Apa din corpul plantelor se găseşte, în mod normal, în două stări: lichidă şi gazoasă, dar în timpul iernii, o putem găsi şi în stare solidă, sub formă de gheaţă. În constituţia corpului plantelor, apa lichidă se găseşte sub două forme: apă liberă şi apă legată.
10. Precizaţi tipurile morfologice de rădăcini
Tipuri morfologice de rădăcini: A – rădăcină pivotantă la cânepă ( Canabis sativa); B – rădăcină fasciculară la mohor ( Setaria glauca); C – rădăcină rămuroasă la măr ( Malus pumila var. domestice) 11. Care sunt zonele vârfului rădăcinii?
Zonele vârfului rădăcinii sunt piloriza, vârful vegetativ, zona netedă, zona perilor absorbanţi şi zona aspră. 12. Ce sunt perii absorbanţi ?
Perii absorbanţi sunt celule ale rizodermei puternic alungite, cu lungimea de 815 mm şi diametrul 10 μ. Perii sunt unicelulari, au o membrană subţire, alcătuită din caloză şi substanţe pectice, cu o mare capacitate de gelificare şi aderenţă la sol şi cu o mare permeabilitate.
13. Ce sunt difuziunea, imbibiţia şi osmoza? Difuziunea este fenomenul de interpătrundere omogenă a două substanţe
miscibile, de concentraţii diferite, puse în contact direct. Difuziunea se datoreşte energiei cinetice moleculare. Imbibiţia este fenomenul de interpătrundere a moleculelor de apă printre moleculele unei alte substanţe. În urma imbibiţiei are loc creşterea în volum şi greutate a acesteia. Imbibiţia se datoreşte energiei cinetice a moleculelor de apă, precum şi proprietăţii diferiţilor radicali chimici ai substanţei, numiţi radicali hidrofili de a lega apa în mod reversibil. Osmoza este fenomenul de amestecare a două soluţii de concentraţii diferite separate printr-o membrană semipermeabilă sau fenomenul de pătrundere a solventului unei soluţii printr -o membrană semipermeabilă. 14. Care sunt fazele plasmolizei?
Plasmoliza are loc în trei faze: − plasmoliza incipientă, care constă în desprinderea citoplasmei de membrană numai la colţurile acesteia; − plasmoliza concavă, care constă în desprinderea parţială a citoplasmei de membrană; − plasmoliză convexă, care constă în desprinderea totală a citoplasmei de membrană 15. Ce sunt vasele lemnoase?
Vasele lemnoase sunt trahee şi traheide. Traheele sunt celule prozenchimatice puse cap la cap, cu pereţii laterali lignificaţi, între care au dispărut membranele despărţitoare. Traheidele sunt celule prozenchimatice, de asemenea cu pereţii laterali lignificaţi, între care există pereţi despărţitori. 16. Care sunt forţele care determină urcarea apei în plantă?
Ascensiunea apei în plantă se efectuează cu ajutorul unor forţe fiziologice, care sunt presiunea radiculară şi forţa de aspiraţie a frunzelor şi a unor forţe fizice, care sunt forţa de coeziune a moleculelor de apă, forţele de capilaritate şi de imbibiţie a vaselor lemnoase. 17. Enumeraţi tipurile de transpiraţie la plante
La diferite organe, transpiraţia poate fi de trei tipuri, şi anume transpiraţie lenticelară, cuticulară şi stomatală. 18. Ce sunt stomatele şi care este structura acestora?
Stomatele sunt formaţiuni epidermice alcătuite din două celule reniforme puse faţă în faţă între care există o deschidere numită ostiolă.
19. Enumeraţi factorii interni care influenţează transpiraţia plantelor
Numărul de stomate pe suprafaţa frunzelor este variabil, fiind în general de 10-600/mm2. Poziţia stomatelor. La majoritatea speciilor stomatele se găsesc la acelaşi nivel cu celulele epidermice. Gradul de deschidere a stomatelor . Plantele reglează intensitatea transpiraţiei prin frunze prin mecanisme de închidere şi deschidere a stomatelor. Suprafaţa foliară. Plantele îşi corelează suprafaţa foliară cu gradul de aprovizionare cu apă din mediu. Poziţia frunzelor. În zonele umede frunzele au poziţie orizontală, pentru a capta cât mai multă lumină şi a intensifica transpiraţia. Concentraţia sucului vacuolar. La plantele de sărătură şi deşert, concentraţia sucului vacuolar este mărită prin acumulare de săruri minerale, glucide solubile sau acizi organici, ceea ce reduce intensitatea transpiraţiei. Prezenţa plastidelor şi antocianilor măreşte intensitatea transpiraţiei, deoarece pigmenţii verzi şi galbeni din cloroplaste, cât şi antocianii roşii, albaştrii şi violacei absorb radiaţiile spectrului de lumină, mărind temperatura frunzei. Sinteza unor uleiuri volatile sau parfumuri. Prin evaporarea în atmosferă, uleiurile volatile absorb o parte din radiaţiile calorice, micşorează intensitatea transpiraţiei şi evită supraîncălzirea plantelor, de exemplu la labiate şi rozacee. Dinamica diurnă a transpiraţiei . În timpul zilei, transpiraţia este de 10 -12 mai intensă decât noaptea, fiind favorizată de temperatura ridicată, lumina intensă şi umiditatea relativă a aerului. Dinamica sezonieră este evidentă la plantele perene lemnoase, arbori şi arbuşti, transpiraţia fiind mult mai redusă iarna decât în timpul sezonului de vegetaţie. 20. Ce este gutaţia?
Gutaţia ese procesul de eliminare a apei de către plante sub formă de picături. 21. Care este rolul îndeplinit de elementele minerale în corpul plantelor?
Substanţele organice complexe ce alcătuiesc corpul plantelor şi asigură buna desfăşurare a proceselor fiziologice din organismul vegetal sunt sintetizate pe baza substanţelor minerale pe care plantele le absorb din mediul înconjurător. Elementele minerale absorbite din mediu pot avea diferite roluri, şi anume: − rol plastic , participănd în sinteza unor substanţe de constituţie, de exemplu C, H, O, N, S, P, Ca, Mg, Si;
− rol metabolic , catalitic, de activare sau inhibare a proceselor enzimatice, de
exemplu Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B; − rol în reglarea echilibrului osmotic , modificarea permeabilităţii celulare şi a proprietăţilor fizico-chimice ale coloizilor plasmatici, de exemplu K , Na, Ca, Mg.
22. În ce constă absorbţia pasivă şi activă a elementele minerale? Absorbţia activă se face cu consum de energie metabolică, provenită din respiraţia celulelor şi realizează transpotul activ, împotriva gradientului de concentraţie. Ea permite traversarea bariereide difuziune reprezentată de citoplasmă până la vacuolă. Mecanismul de transport ionic de la suprafaţă spre interiorul celulei a fost explicat de Sutcliffe (1962) prin participarea transportorilor, citocromilor şi mitocondriilor. Absorbţia pasivă se face prin fenomene fizice, fără consum energetic celular, prin fenomenele fizice de adsorbţie, schimb ionic şi difuziune. 23. Care sunt factorii externi care inf luenţează absorbţia sărurilor minerale din sol?
Absorbţia sărurilor minerale din sol este influenţată de acţiunea factorilor externi: Temperatura solului . Absorbţia începe la temperatura de 1 -100C, este optimă la 20-250C pentru plantele mezofile şi 25-320C pentru plantele termofile, de origine tropicală şi subtropicală şi încetează la 35 -450C. Umiditatea solului . În condiţii normale, umiditatea solului favorizează absorbţia prin solubilizarea sărurilor şi mobilizarea ionilor. Aeraţia solului stimulează absorbţia elementelor minerale prin intermediul respiraţiei. Reacţia solului (pH-ul) modifică permeabilitatea protoplasmei şi absorbţia elementelor minerale, precum şi activitatea microbiană din sol. Concentraţia soluţiei solului. Valoarea o ptimă a concentraţiei soluţiei solului este de 0,5 - 1,5‰, iar cea maximă este de 5‰. Textura solului este dată de compoziţia granulometrică. Antagonismul ionic . Orice ion, chiar indispensabil, în stare pură în soluţia solului este toxic, dar prin am estec cu alţi ioni, efectul toxic se anulează, fiind înlocuit cu un efect de stimulare reciprocă a absorbţiei elementelor minerale.
24. În ce constă circulaţia elementele minerale în corpul plantelor? Transportul elementelor minerale prin protoplasma celulelor parenchimului cortical al rădăcinii se face în mod activ, iar prin membranele acestora în mod pasiv, prin fenomenele fizice de adsorbţie, schimb ionic şi difuziune. Ascensiunea elementelor minerale în curentul sevei brute prin vasele de lemn se efectuează în mod pasiv datorită forţei motrice superioare determinată de transpiraţia frunzelor. Tot prin vasele de lemn circulă elementele minerale în curentul de reutilizare, de la organele bătrâne, spre organele tinere în perioadele cu cerinţe nutritive ridicate.
25. Care sunt cele mai folosite tipuri de îngrăşăminte foliare? Cele mai folosite tipuri de îngrăşăminte foliare sunt: F-411, ce conţine N: P: K 180: 35: 40, F-141 cu N: P: K 30: 200: 40 , F-231 cu N: P: K 80: 130: 40 , F011 cu N: P: K 0: 130: 130 şi Folifag cu N: P: K 75: 25: 40. 26. Care este forma de absorbţie a azotului de către plante? Forma de absorbţie a azotului de către plante este reprezentată în special de ionii NO3 şi NH4. Ea depinde de specie, vârsta plantei, fenofază, pH-ul şi concentraţia soluţiei solului. 27. Care sunt acţiunile specifice ale azotului în plante Azotul intră în componenţa principalelor substanţe din celula vegetală, cum sunt proteinele structurale, având un rol plastic esenţial. De asemenea, intră în structura unor compuşi ca enzimele, clorofila, vitaminele, hormonii, având un rol metabolic esenţial. Azotul participă în fotosinteză, respiraţie, creştere, reproducere, fructificare, precum şi în biosinteza unor compuşi secundari ca alcaloizi şi glicosizi. În lipsa azotului, viaţa plantelor nu e posibilă. 28. Simptome de carenţă a fosforului în plante În lipsa P este perturbat procesul de morfogeneză a diferitelor organe. Plantele rămân mici, iar frunzele se răsucesc. Frunzele sunt la început v erzi, iar apoi se colorează în roşu violet, sub formă de pete, datorită blocării transportului glucidelor solubile, care duce la sinteza glicosizilor antocianici. De asemenea, în lipsa P este perturbată înflorirea şi fructificarea. 29. Simptome de exces a potasiului în plante
Efectul direct al excesului se datoreşte toxicităţii unor compuşi anorganici cu N. Cel mai toxic compus este NH4. Toxicitatea sa apare când intensitatea absorbţiei depăşeşte intensitatea asimilaţiei, ceea ce determină acumularea NH4 în citoplasma celulelor peste limitele normale. Toxicitatea NH4 se manifestă mai intens asupra rădăcinii, decât asupra organelor aeriene, deoarece rădăcinile sunt supuse unor concentraţii mai ridicate, iar translocaţia NH4 spre organele aeriene este foarte redusă. 30. Ce sunt culturile hidroponice?
Culturile hidroponice reprezintă creşterea plantelor într -un mediu controlat, cu soluţii nutritive, dar fără utilizarea amestecurilor de sol ca mediu suport. Rădăcinile plantelor preiau apa şi elementele minera le în mod direct, comparativ cu metodele de creştere convenţionale în care apa şi elementele nutritive se aplică pe sol, iar sistemul radicular al plantelor preia aceste elemente din soluţia solului. Plantele sunt cultivate direct în soluţii hidroponice, p e un suport
structural sau în paturi de creştere prin care soluţiile nutritive sunt reciclate periodic.
31. Definiţi procesul de fotosinteză Fotosinteza este procesul fiziologic prin care plantele verzi sintetizează substanţe organice din CO2, H2O şi săruri minerale, în prezenţa luminii solare şi a clorofilei, cedând în mediu O2. Termenul de fotosinteză a fost dat de fiziologul Pfeffer (1877) de la cuvintele greceşti photos = lumină şi synthesis = sinteză. 32. Care este importanţa fotosintezei pentru viaţa plantelor? Importanţa fotosintezei este vitală pentru evoluţia şi menţinerea vieţii pe Terra. 1. Fotosinteza este singurul proces prin care se sintetizează substanţe organice asimilabile pentru toate organismele vii.
2. Fotosinteza purifică atmosfera terestră: prin consumul de CO2 şi prin degajarea O2 se crează condiţii optime respiraţiei aerobe. 33. Frunza ca organ al fotosintezei ( caracteristici)
Fotosinteza are loc în toate organele verzi (tulpini ierboase, fructe tinere etc), principalul organ al fotosintezei este frunza. Limbul frunzei este lăţit, prezintă o suprafaţă mare şi o grosime mică, care permit captarea cu uşurinţă a energiei luminoase şi CO2 din atmosferă şi accesul acestora la cloroplaste. Absorbţia CO2 are loc prin stomate, iar prin intermediul fasciculelor conducătoare din nervuri, frunza este permanent aprovizionată cu apă şi săruri minerale din sol. Frunza prezintă un parenchim asimilator numit mezofil, bogat în cloroplaste.
34. Descrierea cloroplastelor şi rolul lor în fotosinteză Cloroplastele reprezintă organitele fotosintezei. Ele au o arhitectură extrem de complexă care le permite să îndeplinească rolul unor "bater i i solare " în care are loc fotosinteza. mi ni aturi zate, mi crouzi ne biosi ntetice Cloroplastele sunt corpusculi sferici sau ovali, de culoare verde cu dimensiuni de 3-10 μ lungime şi 0,5-4 μ grosime, vizibili la microscopul optic, fiind numite şi grăuncioare de clorofilă. Într -o celulă cloroplastele pot fi în număr de 20 -50, până la 100. 35. Pigmenţii fotosintetici: tipuri, plasare, compoziţie chimică Pigmenţii fotosintetici sau asimilatori sunt reprezentaţi de pigmenţii verzi clorofilieni ( clorofila a şi b ) şi pigmenţii galbeni sau carotenoizi ( carotine şi xantofile ). Clorofila este pigmentul care dă culoarea verde plantelor şi prezintă proprietatea unică de a capta lumina solară. Pigmenţii fotosintetici sunt plasaţi în cloroplaste la nivelul tilacoidelor granale, fiind dispuşi în lamelele fosfolipo-proteice ale acestora. Din punct de vedere
chimic clorofila are o structură porfirinică, asemănătoare hemoglobinei din sânge şi citocromilor, enzime ale respiraţiei.
36. Care sunt proprietăţile fizice şi chimice ale pigmenţilor fotosintetici? Proprietăţile fizice ale pigmenţilor fotosintetici sunt: Culoarea . Clorofila a are culoare verde-albăstrui, clorofila b verde-gălbui, carotinele galben - portocaliu şi xantofilele- galben-verzui. Solubilitatea . Pigmenţii fotosintetici sunt solubili în solvenţi organici, dar sunt insolubili în apă. Fluorescenţa este proprietatea soluţiei de pigmenţi de a avea culoare verde privită în lumina directă, prin transparenţă şi culoarea roşie privită prin reflexie. Absorbţia selectivă a radiaţiilor . Soluţia de pigmenţi fotosintetici absoarbe în mod selectiv radiaţiile spectrului vizibil şi anume radiaţiile roşii şi albastre, indigo şi violet. Proprietăţile chimice ale pigmenţilor decurg din acţiunea acestora cu acizii şi cu hidroxizii: Formarea feofitinei rezultă din reacţia clorofilei cu acizi organici sau minerali. Saponificarea clorofilei rezultă din reacţia cu hidroxizii. 37. Care sunt etapele fazei de lumină a fotosintezei? Faza de lumină a fotosintezei (numită şi faza Hill) este faza reacţiilor fotochimice. Ea se realizează în grana cloroplastelor şi cuprinde procesele de captare a energiei luminoase şi transformarea ei în energie chimică, stocarea energiei în compuşi organici şi fotoliza apei. Tot la lumină are loc pătrunderea CO2 în celulele fotosintetizante ale mezofilului frunzei. 38. Care sunt reacţiile biochimice ale ciclului Calvin? Reacţiile biochimice ale ciclului Calvin sunt catalizate de enzime şi se încadrează în trei grupe: reacţii de carboxilare, reacţii de reducere şi reacţii de regenerare. 39. Ce este fotorespiraţia? Fotorespiraţia reprezintă o cale de consum a ATP-ului, format în condiţiile unui exces de lumină, iar Lea şi Miflin (1980) apreciază că aceasta constituie o cale de reciclare a azotului amoniacal. În fotorespiraţie compuşi organici sunt biodegradaţi fără producerea de energie. 40. Influenţa luminii în fotosinteză Lumina solară reprezintă sursa de energie pentru biosinteza substanţelor
organice în fotosinteză. Influenţa cantitativă se referă la intensitatea luminii. Influenţa calitativă se referă la compoziţia spectrală a luminii.
41. Influenţa CO2 şi a apei în fotosinteză La concentraţii mici de CO2, intensitatea fotosintezei creşte proporţional cu concentraţia. Aceasta se explică prin participarea directă a CO2 în fotosinteză după legea maselor, conform căreia în reacţiile chimice viteza de reacţie creşte proporţional cu concentraţia substanţei. Apa este indispensabilă procesului de fotosinteză şi manifestă asupra acestuia o acţiune indirectă şi o acţiune directă. Acţiune indirectă constă în participarea la închiderea şi deschiderea stomatelor şi în hidratarea optimă a celulelor din mezofilul frunzei prin asigurarea turgescenţei celulelor stomatice. Prin această acţiune, apa favorizează accesul CO2 la cloroplaste. Acţiunea directă constă în faptul că apa constituie sursa de H+ eli berat prin fotoliză, necesară reducerii CO2 în procesul de sinteză a glucidelor. 42. Influenţa temperaturii şi a nutriţiei minerale în fotosinteză La majoritatea speciilor de plante fotosinteza începe la 00C. La cerealele de toamnă, de exemplu la grâu poate avea loc şi la -50C. De la valorile termice de minim, intensitatea fotosintezei creşte cu creşterea temperaturii până la valorile optime, curba evoluţiei fotosintezei respectă legea lui Van't Hoff, după care o creştere a temperaturii cu 100C provoacă o creştere de 1,5-2 ori a vitezei reacţiilor chimice, deci şi a intensităţii fotosintezei. Temperaturile optime pentru fotosinteză sunt cuprinse între 200C şi 350C . Elementele minerale participă direct şi indirect în fotosinteză. Azotul intră în componenţa clorofilei, în alcătuirea proteinelor structurale şi a enzimelor din cloroplaste, a NADP şi în componenţa aminoacizilor, produşi primari ai fotosintezei. Fosforul participă în structura lamelară a cloroplastelor, în structura ATP şi NADP, în fosforilarea compuşilor intermediari ai fotosintezei. Potasiul prezintă o funcţie importantă în fotosinteză, deşi nu are rol structural. Prin caracterul său osmoregulator participă la deschiderea stomatelor favorizând absorbţia CO2. M agnezi ul participă în componenţa clorofilei. Sulful participă în sinteza proteinelor din cloroplaste, a aminoacizilor cu sulf, produşi ai fotosintezei şi a glutationului cu rol în reacţiile de oxido -reducere. Fierul catalizează biosinteza nucleilor pirolici din molecula clorofilei şi participă în structura citocromilor şi a ferredoxinei care efectuează transferul de e- în faza de lumină a fotosintezei.
