7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

1/17

Elemente de fiziologie vegetal

Fiziologia plantelor trateaz problemele legate de plantele superioare. Planta vascular se

caracterizeaz prin anumite specializri i corelaii:

specializarea celulelor difereniate, care duce la ndeplinirea unei prestaii fiziologice

precise. ceast specializarea este puin e!primat la calofite i briofite i devine fundamental la

plantele vasculare" celulele difereniate n acelai sens grup#ndu$se n esuturi

specializarea organelor n ndeplinirea anumitor funcii fiziologice" absorbia apei i a

srurilor minerale dizolvate sau depozitarea substanelor de rezerv, care se realizeaz la nivelul

unor organe subterane speciale

%orelaiile unesc ntre ele organe interdependente: migrarea substanelor sub cele dou

aspecte &migrarea substanelor nutritive ' seva brut ( seva elaborat" migrri oligodinamice '

substane de cretere i )ormoni*.ctivitatea vital a plantei se rezum la dou aspecte:

capacitatea de autosintez a materiei vii

capacitatea de reproducere care asigur supravieuirea speciei

+rganele vegetale sunt caracterizate de anumite particulariti n comparaie cu organismul

animal:

prezena unui perete celular celulozo$pectic este o caracteristic general a celulei

vegetale

variabilitatea mediului intern

conducerea substanelor trofice

prezena unui important vacuom

putere de sintez ridicat

nmulirea plantelor

nmulirea este funcia biologic a organismelor vii de asigurare a continuitii vieii prin

producere de urmai asemntori cu genitorii lor.

-a plante, formele de nmulire se pot grupa n dou categorii: nmulirea ase!uat i se!uat.

nmulirea asexuat

e poate realiza prin fragmente de organe vegetative sau prin spori. -a plantele superioare,

nmulirea vegetativ se poate realiza prin stoloni &ca la Fragaria*, prin dra/oni &lstari de la 0acinia*,

prin tulpini subterane &rizomi, tuberculi, bulbi*, prin bulbile i tuberuli, prin butai, etc.

1

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

2/17

-a plantele inferioare, nmulirea ase!uat are loc prin diviziune celular &la bacterii, alge

unicelulare*, prin fragmente de organism &la unele alge, ciuperci, lic)eni* i prin spori &germeni

specializai produi pentru nmulirea ase!uat*.

nmulirea sexuat

re drept caracteristic esenial unirea &fecundaia* a dou celule de se! contrar &gametul

mascul i gametul femel* cu formarea unui zigot, proces prin care se nc)eie ciclul de dezvoltare

parental i ncepe cel filial.

-a dezvoltarea unui zigot, noul organism repet &reproduce* toate fazele de dezvoltare

individual prin care au trecut i prinii si, de aceea nmulirea se!uat se mai numete

reproducere.

1ameii sunt celule )aploide de se! contrar, care iau natere n gametangi i pot fi indentici

morfologic ' izogamei" ori difereniai morfologic ' )eterogamei. -a plantele cu nmulire se!uat, n

ciclul lor de via se disting dou faze(generaii:

sporofitul diploid &din celule cu garnitura cromozomial 2n*, productor &dup meioz*

de spori

gametofitul )aploid &n*, se!uat, productor de gamei

Reproducerea la gimnosperme

1imnospermele sunt plante superioare cu flori, a cror sm#n este dezvelit &de la

grecescul g3mnos ' gola i sperma ' sm#n*. 4eprezentaii lor actuali sunt arbori i arbuti mai

adesea cu frunze sempervirente &frunze verzi tot timpul anului*. %ele mai multe pot suporta cldura

e!cesiv, secet, dar i temperaturile sczute. %ile urmate la reproducere e!prim de asemenea

adaptri n acest sens. stfel, spre deosebire de ferigi, nu este necesar apa pentru a se realiza

fecundaia, ntruc#t grunciorii de polen sunt transferai de v#nt, iar spermatia este condus p#n la

oosfer prin tubul polinic.

0e asemenea, gametofitul femel, format n interiorul ovulului, va fi n acest mod mai bine

prote/at pe parcursul dezvoltrii lui, ca i zigotul n formare. Florile gimnospermelor sunt unise!uate,

dispuse mai adesea monoic &mascule i femele pe acelai e!emplar*, mai rar dioic &ca la tisa,ienupr*, c#nd florile mascule se formeaz pe unii indivizi, iar la cele femele pe alii.

Reproducerea la angiosperme

ngiospermele sunt plante care n decursul evoluiei au c#tigat unele caractere adaptative

noi fa de gimnosperme: nc)iderea &includerea* ovulelor ntr$un nveli ovarian i respectiv a

seminelor ntr$un fruct provenit din ovar.

Prile reproductoare se constituie ntr$un organ cu structur particular ' floarea. -a

angiosperme, sporofitul este foarte dezvoltat, ocup singur aproape ntreg ciclul vital, fiindreprezentat prin planta propriu$zis" iar gametofitul este mai restr#ns dec#t la gimnosperme &cel

2

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

3/17

mascul redus la grunciorul de polen cu cele dou celule ale sale, iar gametofitul femel la sacul

embrionar, generat de macrospor*.

Prile reproductoarePrile reproductoare ale florii sunt staminele ' totalitatea lor formeaz androceul" i

carpelele ' formeaz gineceul. Florile care au at#t gineceu c#t i androceu se numesc

bise!uate()ermafrodite, iar cele cu organe de un singur se! &fie stamine, fie carpele* sunt

unise!uate. Plantele cu flori unise!uate pot fi:

monoice ' cu flori mascule i flori femele pe acelai e!emplar

dioice ' cu flori unise!uate pe e!emplare diferite &e!emplare mascule, respectiv femele*

trioice ' unii indivizi sunt masculi, alii femeli i alii cu flori bise!uate poligame ' pe acelai e!emplar sunt flori mascule, femele i bise!uate

Androceul este constituit din stamine, fiecare stamin av#nd filament, conectiv i anter.

ntera este partea fertil a staminei, format mai adesea din dou lo/i, fiecare cu c#te doi saci

polinici. 0e filament, antera se prinde prin intermediul conectivului, strbtut de un fascicul

conductor. n sacii polinici ia natere mai nt#i un esut sporagen din celule diploide &2n*, celulele

mam ale gruncioarelor de polen. 0in fiecare celul, prin meioz, se formeaz cte patru

gruncioare de polen.Gineceul / pistilul poate fi alctuit din una sau mai multe carpele, libere &gineceu apocarp*

3

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

4/17

sau unite &gineceu sincarp*. Fiecare carpel liber a gineceului apocarp, respectiv grupul de carpele

unite a gineceului sincarp, au difereniate:

o parte inferioar &ovarul*

o parte mai mult sau mai puin alungit &stilul*

o parte superioar care receptioneaz polenul

-a gineceul sincarp, ovarul comun al carpelelor unite este adesea mprit n mai multe lo/i, alcror numr corespunde celui al carpelelor.

Absorbia apei i a substanelor minerale n corpul plantelor

cest proces decurge n str#ns independen cu factorii de mediu i se realizeaz n mod

diferit n funcie de plantele indicate. stfel, la plantele nevasculare, terestre, se absoarbe apa i

ssurile prin ntreaga suprafa a corpului prin rizini la lic)eni sau prin )ialocite la muc)i.

Pentru plantele vasculare, care au rdcini ca organe de fi!are i absorbie, absorbia se face

la nivelul acestora, dar i prin organele aeriene supraterane &frunzele*. Pentru plantele acvatice '

submerse, cele inferioare i superioare absorb apa pe toat suprafaa corpului. cestea nu au

cuticul bine dezvoltat, nici strat de suber, frunzele lor sunt e!trem de fin divizate sau pot fi ntregi,

foarte subiri i absorb foarte uor apa. le specii care stau n masa apei au rdcini reduse, fr peri

absorbani sau altele nu au deloc rdcini. 5!ist plante acvatice cu frunze natante &nufrul*, care

absorb apa prin faa inferioar a limbului, care vine n contact cu apa i care poate fi lipsit de

cuticul.

Absorbia la nivelul rdcinii

0in punct de vedere filogenetic, rdcinile ndeplinesc dou funcii principale: fi!area plantelor n sol

4

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

5/17

absorbia apei cu srurile minerale

n procesul de absorbie sunt active numai rdcinile tinere, iar la nivelul unei rdcini, n

principal zona pilifer, mai puin zona aspr, e!trem de puin zona neted i zona de diviziune din

v#rful rdcinii.

6ona aspr are celule cu pereii suberificai i peri absorbani distrui. Perii absorbani sunt

e!pansiuni ale celulelor rizodermice. unt unicelulare cu pereii puternic celulozo$pectic i cu caloz,care se mbib cu ap puternic i permit aderarea str#ns a prului de particulele solului c#nd acesta

nainteaz prin capilarele solului. Prul absorbant este viu, este o cretere specific fiecrui ta!on n

parte, reprezint de fapt o celul mare cu o vacuol central, plin cu suc vacuolar i un nucleu

situat subterminal.

7umrul perilor specific fiecrui ta!on, foarte muli la plantele ierboase &2899 mm 2*, i mai

puin la plantele lemnoase &299 ' 29 mm2*. -a plantele ierboase i la plantele lemnoase pot fi

nlocuii cu filamente de ciuperci care triesc cu rdcinile ntr$un proces de simbioz numit micoriz.

%a durat de via triesc ; '

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

6/17

plantele terestre folosesc %+2din aerul atmosferic

plantele acvatice submerse folosesc %+2solvit n ap i din =%+> $.

utotrofia pentru carbon se nt#lnete n natur i la bacterii, unele dintre acestea sunt

fotoautotrofe, realiz#nd procesuld e fotosintez, iar altele sunt c)imiotrofe, respectiv c)imiofototrofe.

%ele c)imiotrofe folosesc ca energie pentru sintez, energia c)imic obinut prin o!idarea unor

substane minerale i fac n acest caz c)imiosintez &c)emosintez*. 1rupul c)imiofototrofelorfolosesc at#t energia luminoas, c#t i energia c)imic n sintezele proprii.

"otosinteza

5ste procesul fiziologic prin care plantele verzi i sintetizeaz cu a/utorul luminii i

participarea pigmenilor asimilatori substane organice proprii, folosind ca materii prime o surs

anorganic de % &%+2sau ionii carbonat*, apa i srurile minerale.

n cursul acestui proces, care este nsoit de dega/are de o!igen, o parte din energia radiaiilorsolare absorbit de pigmenii asimilatori, este nglobat sub form de energie c)imic n substane

sintetizante. Pentru realizare, procesul necesit urmtoarele condiii principale:

prezena n celule a pigmenilor asimilatori

e!istena n mediu a %+2, ap lumin

pre deosebire de plantele verzi, bacteriile fotoautotrofe realizeaz fotosintez fr producere

de +2.

Fotosinteza i c)emosinteza sunt singurele procese n care plantele produc substaneorganice din substane minerale. %antitatea acestor substane este negli/abil n cazul

c)emosintezei, comparativ cu cantitatea din fotosintez. 0in acest motiv putem considera c

fotosinteza este singurul fenomen de producie din natur. %antitatea de substane organice pe

aceast cale este at#t de mare nc#t nu poate fi evaluat cu precizie.

Fotosinteza asigur compoziia constant a aerului atmosferic &+2 i %+2*. n lipsa ei,

coninutul de o!igen din mediu s$ar reduce drastic din cauza consumului acestuia n respiraia

vietuitoarelor i n diferite procese de o!idare. %oninutul de %+ 2din mediu ar crete enorm, acesta

acumul#ndu$se n urma respiraiei vieuitoarelor i a diverselor arderi, devenind astfel otrvitor pentru

organisme.

Fotosinteza este singurul fenomen din natur care produce o!igen. 5ste singurul fenomen

prin care ?erra fi!eaz energia solar, fiind deci un fenomen cosmic. Fotosinteza determin direct

producia agricol i silvic i indirect producia zoote)nic, fiind de importan practic deosebit.

Fotosinteza are rol n celulele organelor verzi e!puse la lumin, celule care conin un comple!

de pigmeni asimilatori localizai n cloroplaste, care au dimensiuni diferite. -a plantele superioare,

activitatea fotosintetic este ndeplinit predominant de ctre frunze, al cror limb prezint adaptri,

care favorizeaz desfurarea acestor funcii:

6

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

7/17

forma plutit a limbului ' ofer o suprafa mare de contact cu mediul ncon/urtor

poziia frunzei ' favorizeaz prin aezarea n general orizontal a limbului absorbia

luminii necesar n proces

structura anatomic a frunzei ' evideniaz la nivelul epidermei prezena aparatului

stomatic prin care are loc difuziunea %+2din mediul ncon/urtor n mezofil i ieirea +2rezultat din

fotosintez n mediul ncon/urtor0ifuziunea acestor gaze n mezofil este favorizat de prezena spaiilor intercelulare ntre

celulele cilindrice ale esutului palisadic i ntre celulele mai mult sau mai puin izodiametrice ale

esutului lacunos, precum i de prezena apei adus din nervuri p#n la nivelul pereilor celulari, ap

n care se dizolv cele dou tipuri de gaze pentru a putea strbate pereii celulari i protoplasma

celular p#n la cloroplaste i invers.

ubstanee organice sintetizate n fotosintez sunt transportate n cea mai mare parte de la

celul la celul p#n la vasele de liber i prin intermediul acestora prsesc frunzele ndrept#ndu$se

ctre celelalte organe ale plantelor unde sunt consumate n diverse scopuri sau pot fi depozitate ca

substane de rezerv. 7ervurile asigur totodat frunzele prin lemnul din constituia lor

aprovizionarea cu ap necesar ca materie prim n fotosintez, precum i aportul de substane

minerale n sinteza substanelor organice.

Fotosinteza poate fi ndeplinit nu doar de limbul frunzei, ci i de stipele, peioli, teac, precum

i de alte organe, tulpini tinere nesuberificate verzi, anumite pri ale nveliurilor florale &bractei,

sepale*, fructe verzi n curs de cretere, etc.

Fotosinteza este posibil la un nivel redus ca intensitate la nivelul tulpinilor mai v#rstnice, sub

stratul subire de suber, precum i n rdcinile aeriene ale plantelor epifite sub velamenul care le

acoper, numai n cazul c#nd acesta devine transparent n urma mbibrii cu ap. Fotosinteza are

loc n toate aceste organe verzi, n organite speciale ale mezofilului &cloroplaste*. 7umrul lor n

plantele superioare variaz de la c#teva zeci p#n la c#teva sute per celul n dependen de

condiiile de mediu i de tipul de esut.

%loroplastele se gsesc n continu micare n celule, ele deplas#ndu$se n )ialoplasm n

funcie de intensitatea luminii printr$o cicloz continu pasiv, dar i printr$o cicloz activ

amoeboidal. n cazul plantelor superioare e!puse unei iluminri puternice, cloroplastele se

orienteaz n funcie de sursa de lumin, astfel nc#t sa evite o supranclzire sau o fotoo!idare dac

sursa de lumin este prea intens. 0in punct de vedere al compoziiei, conin 8; ' ;9@ ap, >9 '

8@ substan uscat din care A9@ reprezentat de substane organice. ntre acestea predomin

lipoproteine insolubile, aminoacizi, acizi nucleici, vitamine &%, 5, B*, glucide, coenzime, pigmeni

asimilatori verzi i galbeni. 0intre elementele minerale: Fe, Cg, Cn, %u, 6n ' care intr n structura

unor compui organici: clorofila, enzime.Desuturile asimilatoare conin un ansamblu de pigmeni care intervin n procesul de

7

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

8/17

fotosintez, numii pigmeni asimilatori:

pigmeni clorofilieni' foarte importani n fotosintez, reprezentat de clorofila a, b, c,

d,e n funcie de organismul purttor i gradul lui de evoluie

pigmeni carotenoizi' care insoesc pigmenii clorofilieni n celulele asimilatoare ale

tuturor plantelor" au rol n captarea energiei luminoase pe care o cedeaz clorofilei a, dar au rol n

principal de protecie a clorofilelor fa de efectul distructiv al radiaiilor E pigmeni ficobilini ' la algele albastre ' verzi, alge roii" n cazul bacteriilor

fotoautotrofe se deosebesc bacterioviridina, bacterioclorofila a la bacteriile purpurii i verzi,

bacterioclorofila b numai la o tulpin de bacterii purpurii &Rhodopseudomonas*

Pigmenii asimilatori prezint proprieti fizice:

bicroismul ' reprezint proprietatea anumitor substane de a fi diferit colorate dup cum

sunt privite fa de sursa de lumin &verzi n lumina direct, roii$brunii n lumina reflectat*

florescena ' proprietatea unor substane de a emite radiaii de lumin, care potaparine unor radiaii din spectrul invizibil

spectrul de absorbie

dipolaritatea moleculelor ' se orienteaz moleculele de clorofile diferit ntr$o faz

apoas i una lipidic datorit structurii lor" condiioneaz o activitate fotosintetic n plante

fotoo!idarea ' o!idarea clorofilelor la lumin, fenomen reversibil n$vivo, i ireversibil n$

vitro

Pigmenii asimilatori au rolul de a absorbi conform cu particularitile lor de absorbie aradiaiilor de lumin a cror energie este utilizat la sinteza substanelor organice pe parcursul

procesului de fotosintez.

0intre toi pigmenii asimilatori, rol deosebit l are clorofila a, care este acceptorul final al

energiei radiaiilor absorbite de ceilali pigmeni i care este capabil s absoarb ea nsi anumite

radiaii ale spectrului solar. n timpul fotosintezei, moleculele de clorofil a a/unse n stare se

e!citaie, revin la starea fundamental, elimin#nd un electron cu un potenial energetic ridicat i

accept#nd un alt electron cu un potenial energetic normal. n ansamblul reaciilor din fotosintez au

loc procese de o!idoreducere, pe parcursul crora clorofila a transfer electroni unei substane care

se reduce i primete electroni de la o substan care se o!ideaz. Prin transferul electronilor cu

potenial energetic ridicat, o!idantul clorofilei, are loc transferul energiei luminoase absorbit n

energia c)imic, deci are loc o reacie fotoc)imic a fotosintezei.

n frunzele btr#ne sau n condiii nefavorabile de via &secet, e!ces de umiditate, insolaie

puternic, e!ces de substane to!ice, temperaturi sczute, etc* are loc degradarea peristomei

cloroplastului, dezorganizarea stromei i a granelor, i n final descompunerea moleculelor de

clorofil p#n la dispariia culorii verzi. e formeaz epiporfirina, feofitina, i persist pigmenii

carotenoizi i antocianici n frunze, acetia fiind mai rezisteni la degradare. %a urmare, apar coloraii

8

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

9/17

specifice a frunzelor n perioada de toamn cu culori galben ' brun ' rocat, albstrui.

Fotosinteza cuprinde dou faze:

faza de lumin

faza de ntuneric

"aza de lumin #$ill% const dintr$un ansamblu de reacii esenial este reacia fotoc)imic

care transform energia luminoas n energie c)imic nmagazinat n substane organice produse

n timpul fotosintezei. ceast faz se desfoar n grana cloroplastelor unde sunt cantonai

pigmenii asimilatori capabili sa absoarb i s fi!eze lumina.

"aza de ntuneric #termoc&imic% ' (lac)man ' const ntr$un ansamblu de reacii ce

permit fi!area %+2 pe o substan acceptoare. poi regenerarea acestui acceptor i sinteza

substanelor ce conin % preluat din %+2absorbit. ceast faz se desfoar n absena luminii, n

stroma cloroplastelor i depind de o anumit temperatur pentru realizare.

Factorii care influeneaz fotosinteza pot fi: interni i e!terni."actorii externisunt: lumina, temperatura, concentraia %+2i +2.

9

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

10/17

*umina $ plantele nu utilizeat toat energia luminii care cade pe suprafaa lor. pro!imativ

29@ din acest lumin este reflectat de frunze i se pierde n spaiu. Plantele absorb doar ;9@ din

lumina incident, dar folosesc n procesul de fotosintez circa < ' 2@. 0in fraciunea absorbit, 29@

ridic temperatura frunzelor cu circa < ' 2o% peste valoarea temperaturii mediului ambiant.

n cursul evoluiei, plantele s$au adaptat n sensul elaborrii unor pigmeni care s le permit

absorbia n condiii optime a acelor radiaii luminoase, care e!ist n mediul lor de via. cest fapt

este deosebit de evident n repartiia algelor pe ad#ncime n ap. n mediul acvatic, diferitele radiaii

ale spectrului solar ptrund cu at#t mai la ad#nc cu c#t lungimea lor de und este mai mic.

4adiaiile roii ptrund p#n la ad#ncimi mult mai mici dec#t cele albastre.

+emperatura 'n mersul intensitii fotosintezei n funcie de temperatur se pot distinge:

o temperatur minim, care este temperatura cea mai /oas la care procesul ncepe s

se manifeste

o temperatur optim, reprezentat prin temperatura la care procesul decurge cu

intensitatea cea mai mare i constant n timp

o temperatur ma!im, reprezentat prin temperatura cea mai ridicat la care procesul

mai poate avea loc.

n general, procesul de fotosintez ncepe la o temperatur uor inferioar valorii de 9o%,

crete n intensitate odat cu ridicarea temperaturii, ating#nd la unele plante valoarea ma!im de

intensitate la >9 ' 9o%, dup care prin mrirea n continuare a temperaturii, acesta descrete

repede, ncetinind n /urul temperaturii de 89o%.

,oncentraia de ,-. cantitatea de dio!id de carbon din aer &9,9>@* limiteaz n

permanen procesul de fotosintez. Crirea concentraiei dio!idului de carbon p#n la 2 ' 8 @ n

condiii de temperatur optim i de iluminare nelimitat, provoac o intensificare a fotosintezei.

%oncentraiile mai mari de dio!id de carbon au efecte nefavorabile, duc#nd dup un timp la

micorarea intensitii fotosintezei, ntruc#t %+2devine to!ic.

,oncentraia de -. 'cantitatea de o!igen e!istent n natur reprezint un factor limitant al

procesului de fotosintez. 0epirea limitei normale a concentraiei de o!igen din aer &29,A8@*

provoac o micorare a intensitii fotosintezei, iar reducerea acesteia p#n la 9,8@ produce o

intensificare a procesului, p#n la 28@.

"actorii interni

Gradul de &idratare al esuturilor asimilatoare

-a frunzele plantelor superioare terestre, fotosinteza scade destul de repede n intensitate

odat cu creterea deficitului de ap al frunzelor. n acelai timp, e!istena unei mari cantiti de ap

n esuturile foliare duce la o scdere uoar a procesului, probabil din cauza micorrii spaiilorintercelulare, ca urmare a saturrii celulelor cu ap, fapt ce duce la o micorare a difuziunii gazelor

10

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

11/17

ce particip la acest proces fiziologic.

-a deficite de ap mai mari de @, procesul de fotosintez se micoreaz progresiv i

nceteaz la un deficit de ap cuprins ntre 9 ' 89@.

,antitatea de asimilaie

Pentru ca fotosinteza s decurg cu o intensitate normal, este necesar ca produii rezultai n

urma acestui proces s fie transportai repede din celulele asimilatoare n celelalte pri ale corpului

plantelor, unde vor fi utilizai n diferite sinteze sau vor fi pui n rezerv.

-a plantele amilofile, nspre amiaz, cloroplastele se ncarc cu cantiti mari de amidon. Fapt

ce /eneaz desfurarea fotosintezei cu intensiti crescute. Fotosinteza ncepe s creasc din nou

n intensitate abia n mi/locul amiezii, dup ce o parte din amidonul acumulat anterior, printr$o

fotosintez activ, va fi fost transportat din frunze.

,antitatea de pigmeni asimilatori foliari

n mod obinuit, pigmenii asimilatori se gsesc n e!ces n celulele asimilatoare. ceast

cantitate devine un factor limitant doar n cazurile de etiolare a plantelor, fenomen produs de lipsa

luminii, care se soldeaz, la unele plante, cu reducerea substanial a cantitii de pigmeni n

celulele asimilatoare.

"otorespiraia

%onform prerii celor mai muli specialiti, fotorespiraia ar reprezenta o ironie a procesului de

evoluie a plantelor, deoarece constituie un proces de neadaptare, n timp ce alii consider ca

reprezint o adaptare la defurarea fotosintezei n condiiile unei atmosfere bogate n dio!id de

carbon i srace n o!igen.

Procesul de fotosintez i respectiv de fotorespiraie sunt dou procese contrare, care decurg

concomitent. 0ac n procesul de fotosintez se sintetizeaz compui organici, n fotorespiraie

acetia sunt biodegradai, fr producere de energie.

Fotorespiraia este un proces care se manifest la speciile cu tip fotosintetic % >, specii ce

reprezint ma/oritatea plantelor din zonele cu climat temperat. -a aceste specii, intensitatea

fotorespiraiei reprezint n medie 28 ' 89@ din fotosinteza net.

Gntensitatea procesului de fotorespiraie crete cu temperatura, dar acest proces este stimulat

i de creterea concentraiei de +2din atmosfer &p#n la

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

12/17

energia folosit la aceste sinteze este de natur c)imic, acest proces a primit denumirea de

c)emosintez &c)imiosintez*.

+rganismele c)emosintetizante, care sunt reprezentate e!clusiv prin anumite grupe de

bacterii, se clasific dup natura substanelor pe care le o!deaz pentru a$i procura energia

necesar sintezei substanelor organice proprii.

?oate organismele c)emosintetizante se caracterizeaz prin faptul c pot tri n condiii de

aerobioz, c#t i de anaerobioz. 0intre bacteriile c)emosintetizante, cele mai importante sunt

bacteriile sulfuroase, nitrificatoare i ferruginoase.

,reterea plantelor

pre deosebire de acumulrile din mediul fizic ' formarea cristalelor, depunerile de sedimente,

etc ' creterea plantelor este un proces de acumulare a substanelor organice, de la glucide simple,p#n la proteine i acizi nucleici, sub raport molecular i p#n la formarea protoplasmei sub aspect

structural.

n procesul de cretere se pornete de la o celul zigot sau spor, care, prin inmulire, mrire n

volum i acumulare de noi compui asimilai, se transform, prin difereniere, n anumite esuturi i

organe. cestea sporesc n dimensiuni i greutate, p#n a/ung la limitele caracteristice speciei.

Crirea reversibil a volumului i greutii, cum este umflarea fizic a seminelor prin mbibare

cu ap, dei se manifest printr$o modificare a dimensiunilor, nu poate fi considerat ca un fenomen

de cretere fiziologic, deoarece dup uscare seminele revin la volumul i greutatea iniial. n

procesul de cretere fiziologic, embrionul a/unge la dimensiuni tot mai mari, dar nu mai poate reveni

la mrimea iniial pe care o avea n interiorul seminei.

%reterea plantelor se deosebete de creterea animalelor deoarece poate avea loc n tot

cursul vieii, iar numrul organelor sporete continuu, prin apariia de noi tulpini, ramuri i frunze, care

nu au e!istat n sm#n.

n cursul creterii, organismul trece prin anumite etape de dezvoltare: germinare, plantul,

planta matur, plant cu flori i fructe. stfel, materia este ntr$o continu cretere i dezvoltare.

0ezvoltarea este ciclic i apar noi indivizi, care repet ciclul vital.

Etapele creterii plantelor

a0 Etapa creterii embrionare const din diviziunea celulelor e!istente n esuturile

meristematice i formarea protoplasmei dense n celulele tinere, prin acumularea de materie

organic comple!, ndeosebi substane proteice i diferii compui macromoleculari &amidon, lipide,

acizi nucleici, fosfatide*.

Procesul creterii embrionare este favorizat de prezena n celul a nucleului, a ribozomilor din

ergatoplasm, a acizilor, a unor vitamine &H

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

13/17

particip n metabolismul glucidic, lipidic i n special proteic, cu rol esenial n formarea

protoplasmei.

0iviziunea celular este stimulat de fito)ormoni ' au!ine, citoc)inine, gibereline ' i in)ibat

de unele substane c)imice, cum este colcic)inina, care bloc)eaz sinteza proteinelor i a acizilor

nucleici, precum i repartizarea n polii fusului nuclear a cromozomilor clivai. %reterea prin

difiziunea se mai numete merez sau merezis.

b0 Etapa creterii prin extensie celular se mai numete i au!ez sau au!ezis i const din

mrirea de mai multe ori a volumului celular, n special prin alungirea celulelor. acuolele mici, ce

apar n protoplasm, i mresc mult volumul datorit ptrunderii apei prin procese de osmoz i se

contopesc ntr$o singur vacuol mare, situat n centrul celulei. n sucul vacuolar se acumuleaz

glucide solubile, acizi organici, sruri minerale, iar n membrana sc)eletic se depun substane de

constituie ' celuloze, )emiceluloze, pectine.

c0 Etape de difereniere celular

din masa de celule ce rezult dup diviziunea i elongaia celular i care sunt identice, n

aparen, iau natere primordiile anumitor esuturi sau organe ale plantei, cu particulariti

morfologice i funcionale distincte. n aceast difereniere, fiecare celul capt structura,

caracterele i nsuirile proprii esutului pe care l va forma.

n etapa de difereniere celular are loc i ngroarea membranei sc)eletice, prin depunerea

unor straturi noi de celuloz, lignin sau suberin pe suprafaa intern a membranei. %ompuiii

organici depui pe membran sunt produi de protoplasm, care se consum treptat, a/ung#nd n

final la celule cu membrane ngroate, dar lipsite de protoplasm vie &e!: vasele lemnoase*.

1nfluena factorilor externi asupra creterii

%reterea plantelor este influenat de factorii de mediu i depinde de natura i intensitatea

acestora. Factorii ce influeneaz mersul creterii plantelor pot fi grupai n:

factori climatici ' temperatura, lumina, umiditatea mediului, viteza curenilor de aer,

compoziia aerului

factori edafici ' structura solului, compoziia c)imic a solului, etc

factori biologici ' microorganismele, diferite plante i animale e!istente n sol, etc

2ubstane regulatoare de cretere

0ei creterea plantelor este condiionat de e!istena unui regim favorabil de nutriie,

prezena unor corelaii ntre viteza de cretere a diferitelor organe i, n final ntre mrimea acestora,

a dus la ideea e!istenei uno substane de cretere, ce coordoneaz desfurarea acestor procese,

av#nd aciune asemntoare cu aceea a )ormonilor.ubstanele regulatoare de cretere, denumite i )ormoni vegetali nu corespund conceptului

13

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

14/17

clasic de )ormoni pentru c nu au specificitate bine delimitat i nu sunt ntotdeauna transportate la

destinaie, ci iau natere c)iar la locul de aciune.

=ormonii vegetali sunt substane foarte active, care nu /oac rol de substane de nutriie i nu

acumuleaz energie. 5i intervin n multe procese de morfogenez, cum sunt creterea, fructificarea,

rizogeneza, nflorirea, etc, constituind totodat o verig intermediar ntre gene i sinteza enzimelor.

e cunosc trei grupe de substane regulatoare de cretere: stimulatoare, in)ibitoare i

retardante, care nu acioneaz separat, ci se intercondiioneaz reciproc, astfel c reaciile plantelor,

n toate fazele de cretere i dezvoltare, reprezint rezultatul unor procese comple!e de interaciune

ntre aceste tipuri de substane.

a0 2ubstane stimulatoare 'sunt au!inele, giberelinele i citoc)ininele.

Auxinele au fost evideniate n concentraii deosebit de reduse ' n diferite organe ale

plantelor, acumul#ndu$se n special n organele cu cretere activ &muguri, frunze tinere, v#rfuri de

tulpini i rdcini, polen, ovar nefecundat, cotiledoane, semine imature*.

5le produc modificri citologice specifice, stimuleaz germinarea seminelor, au efect pozitiv

asupra nrdcinrii butailor, puieilor i arborilor la transplantri, au rol activ asupra nfloririi, au rol

n formarea fructelor partenocarpice &fr semine* i de a reduce cderea prematur a fructelor,

precum i a nt#rzia mbtrinirea celulelor i esuturilor.

Giberelinele au fost descoperite n legtur cu o boal criptogamic la orez, provocat de

ciuperca Giberella fujikuroi. Hoala provoac o cretere e!agerat a plantelor i etiolarea acestora i

poart denumirea de baIanae. Gzolarea giberelinei a fost realizat de ctre ?. Jabuta, care o

denumete giberelin, dup numele ciupercii care o produce.

-ocul de sintez al giberelinelor este n embrionii seminelor n curs de germinare, n frunzele

tinere, mugurii apicali, organele florale, v#rfurile de rdcin.

1iberelinele accelereaz creterea organelor vegetale prin sporirea coninutului de au!ine din

esuturi. ?otodat, acestea determin o intensificare pronunat a diviziunii celulare din ape!ul

tulpinii, ceea ce este pus pe seama stimulrii activitii specifice a 47 asociat cu 07, ale cror

molecule cresc n volum n nucleul celular.

Citochininele denumirea lor vine de la proprietatea acestor substane de a stimuladiviziunea celulelor &citoc)ineza*. %itoc)ininele mai sunt denumite i fitoc)inine. u fost evideniate la

ferigi, muc)i, alge. -a plantele superioare s$au gsit n seminele n curs de germinare, n rdcini,

fructe, seva brut.

%itoc)ininele, ca i ceilali stimulatori de cretere, au aciuni multiple:

stimularea diviziunii celulare

diferenierea i formarea organelor la plante

nt#rzierea mbtr#nirii esuturilor

14

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

15/17

b0 2ubstane in&ibitoare

0in grupa in)ibitorilor naturali fac parte polifenolii compleci i compuii lor. Gn)ibitorii naturali

au aciune antiau!inic i antigiberelinic. Principalii in)ibitori naturali cunoscui p#n n prezent sunt:

acidul abscistic &H*

cumarina ' in)ib ncolirea seminelor prin efectul de fr#nare e!ercitat asupra diviziunii

mitotice celulare, precum i a creterii sistemului radicular scopoletina

acidul clorogenic

acidul cinamic

florizinul

c0 2ubstane cu aciune retardant

4etardanii constituie o grup de substane active ce e!ercit o aciune mai moderat dein)ibare a creterii plantelor. pre deosebire de in)ibitorii sintetici, ei nu produc malformaii i se pare

c nu sunt substane cancerigene. 4etardanii se manifest ca substane antimetabolice,

antiau!inice i antigiberelinice. stfel de substane nu se gsesc n plante, dar n momentul c#nd se

aplic plantelor, se integreaz n metabolism.

Respiraia plantelor

5nergia necesar diferitelor procese vitale, care au loc n plante la nivelul celulei se

elibereaz, n principal, n procesul de respiraie, deci este un proces opus fotosintezei. Prin

respiraie, substanele organice comple!e formate n fotosintez sunt transportate n compui din ce

n ce mai simpli, cu care ocazie se elibereaz treptat energia c)imic nglobat n aceste substane.

4espiraia const din o!idarea substanelor organice cu a/utorul o!igenului.

+ alt cale prin care organismele vii i procur energia este fermentaia, prin care degradarea

substanelor organice utilizate ca substrat, se face numai parial, printre produii finali ai proceselorrm#n#nd ntotdeauna i compui organici mai simpli.

0e asemenea, )idroliza substanelor organice comple!e i transformarea lor n substane mai

simple, fenomen nsoit de eliberare de energie, reprezint o alt cale de obinere a energiei. t#t

prin fermentaie, c#t i prin )idroliz, se elibereaz o cantitate mic de energie. %ea mai mare parte

din energia necesar plantelor se obine n procesul aerob de respiraie.

Respiraia aerob este caracteristic organismele aerobionte, ce folosesc pentru o!idarea

substanelor organice proprii, o!igenul liber din aer, din ap sau din atmosfera solului. + astfel de

o!idare comple! se nc)eie cu formarea unor produi de ec)ilibru c)imic, cum sunt %+ 2 i =2+,

care sunt substane lipsite de energie. Prin aceste o!idri, organismele aerobionte elibereaz mari

15

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

16/17

cantiti de energie.

5!: prin o!idarea unei molecule gram de glucoz rezult KLK Ical

%K=

7/26/2019 Noiuni de fiziologie vegetal

17/17

uneori transpiraia poate deveni nociv, c#nd mecanismele reglatoare, eficace n

anumite limite, rm#n fr efect. n astfel de situaii, plantele se des)idrateaz puternic i pot muri.

0e aceea transpiraia a fost calificat de ctre ?imiriazev ca fiind un ru necesar.

Gutaia

5ste fenomenul de eliminare a apei din corpul plantelor sub form de picturi. 5a apare mai

ales n nopile reci, precedate de zile clduroase. n aceste nopi atmosfera este saturat cu vapori

de ap i se reduce simitor intensitatea transpiraiei. ?emperatura mai ridicat a solului, comparativ

cu cea aerului, determin absorbia unei cantiti mari de ap. pare astfel un dezec)ilibru ntre

absorbia radicular, ce decurge intens noaptea i transpiraia redus din aer &fr#nat pe l#ng

umiditatea relativ a aerului mai crescut Oi de nc)iderea stomatelor prin reacie fotoactiv*.

urplusul de ap e!istent ' n aceste condiii ' n corpul plantelor, este eliminat sub form de

picturi.

%iupercile guteaz prin toat suprafaa corpului lor, ele neav#nd formaiuni specializate pentru

acest proces. -a plantele superioare, gutaia este localizat n anumite poriuni ale plantelor, unde se

gsesc formaiunile de gutaie numite )idratode sau ci pentru ap.

-a frunzele gramineelor, acestea se gsesc de obicei n v#rf" la frunzele dinate la v#rful

dinilor" frunzele de fasole guteaz prin toat suprafaa lor, deoarece )idatodele lor sunt rsp#ndite

pe ntreaga suprafa foliar.

Prin gutaie:

este evitat asfi!ierea celulelor, ce s$ar produce prin inundarea spaiilor intercelulare"

este favorizat de asemenea, eliminarea unor substane inutile, produse de catabolism,

precum i a e!cesului de ap i de sruri, ce ar duce la into!icarea celulelor

reduce presiunea )idrostatic din vasele de lemn, asigur meninerea ec)ilibrului dintre

apa absorbit i cea eliminat, precum i transportul apei i a substanelor minerale n corpul plantei,n special la plantele submerse.