fiziologija bilja (zagreb)

FIZIOLOGIJA BILJAFIZIOLOGIJA BILJA

MrMr. . scsc. Vesna . Vesna KovaKovaččevievićć

-- vivišši predavai predavačč ––

vesna.kovacevic@veleri.hrvesna.kovacevic@veleri.hr

052/431 052/431 -- 603603

Informacije o kolegijuInformacije o kolegiju

�� 30 + 15 30 + 15 –– Studij mediteranske poljoprivredeStudij mediteranske poljoprivrede

�� 30 + 0 30 + 0 –– Studij vinarstvaStudij vinarstva

Informacije o kolegijuInformacije o kolegiju

Obveze za stjecanje ECTS bodova:Obveze za stjecanje ECTS bodova:

NastavaNastava 70% 70% PredavanjaPredavanja 6%6%VjeVježžbebe11/seminar/seminar22 14%14%KolokvijiKolokviji 50% (2 x 25%)50% (2 x 25%)

Popravni ispit (30 Popravni ispit (30 –– 39,99%)39,99%) 10%10%

ZavrZavrššni ispit (40 ni ispit (40 –– 70%)70%) 30%30%

____________11 Studij mediteranske poljoprivredeStudij mediteranske poljoprivrede22 Studij vinarstvaStudij vinarstva

Termini kolokvijaTermini kolokvija

1.1. kolokvij (25%) kolokvij (25%) Osnovne funkcije stanice i staniOsnovne funkcije stanice i staniččnih nih organelaorganela. . Voda i biljne stanice. Vodni reVoda i biljne stanice. Vodni režžim biljaka. Mineralne im biljaka. Mineralne tvari.tvari.

Fotosinteza. Fotosinteza. KemosintezaKemosinteza. Biolo. Biološške oksidacije.ke oksidacije.

2. kolokvij (25%) 2. kolokvij (25%) –– 8. lipnja 2010.8. lipnja 2010.Rast i razvoj biljaka.Rast i razvoj biljaka.

HeterotrofneHeterotrofne biljke. Gibanje biljaka. Fiziologija stresa.biljke. Gibanje biljaka. Fiziologija stresa.

11. o11. ožžujkaujka 2011. 2011. -- izvizv..23.o23.ožžujka 2011. ujka 2011. –– red.red.

18. o18. ožžujkaujka 2011. 2011. -- izvizv..27. travnja 2011. 27. travnja 2011. –– red. red.

(12%)

(13%)

(15%)

(10%) 01. travnja01. travnja 2011. 2011. –– izvizv..08. lipnja 2011. 08. lipnja 2011. –– red.red.

25. o25. ožžujkaujka 2011. 2011. –– izvizv..25. svibnja 2011. 25. svibnja 2011. ––red.red.

studenti koji skupe studenti koji skupe 30 30 –– 39,99%39,99% ocjene tijekom nastave ocjene tijekom nastave -- Popravni ispit (10%)Popravni ispit (10%)

studenti koji skupestudenti koji skupe 40 40 -- 70%70% ocjene tijekom nastave ocjene tijekom nastave -- ZavrZavrššni ispit (30%)ni ispit (30%)

Termini ispitaTermini ispita

17. lipnja 2011.17. lipnja 2011.

01. srpnja 2011.01. srpnja 2011.

15. rujna 2011.15. rujna 2011.

Literatura:Literatura:

Dubravec, K. i Regula, I. FIZIOLOGIJA BILJA. Školska knjiga, Zagreb

Pevalek – Kozlina B. FIZIOLOGIJA BILJA. Profil, Zagreb

FIZIOLOGIJA BILJA (FIZIOLOGIJA BILJA (phytophysiologiaphytophysiologia))

ProuProuččavaava

�� žživotne procese u biljkama ivotne procese u biljkama tijekom njihova tijekom njihova žživotaivota

-- od klijanja sjemenki, vegetativnog razvitka, cvjetanja i stvaraod klijanja sjemenki, vegetativnog razvitka, cvjetanja i stvaranja plodova do nja plodova do

starenja i ugibanjastarenja i ugibanja

�� funkcije funkcije –– stanice stanice –– pojedinih tkivapojedinih tkiva–– pojedinih organapojedinih organa

u svrhuu svrhu otkrivanja otkrivanja žživotnih procesa biljkeivotnih procesa biljke

kao jednog kao jednog

cjelovitog sustavacjelovitog sustava

FIZIOLOGIJA BILJAFIZIOLOGIJA BILJA

�� eksperimentalna znanost eksperimentalna znanost --

temelji se natemelji se na

egzaktnim egzaktnim kemijskim i fizikalnimkemijskim i fizikalnim metodamametodama

FIZIOLOGIJA BILJAFIZIOLOGIJA BILJA

�� razvoju fiziologije doprinosi i razvoju fiziologije doprinosi i

* razvoj biokemije, biofizike, molekularne biologije* razvoj biokemije, biofizike, molekularne biologije……

kao ikao i

* primjena suvremenih metoda istra* primjena suvremenih metoda istražživanjaivanja

radioizotopijakromatografijaelektroforezaspektroskopijakultura tkiva…

Fiziologija biljaFiziologija bilja

�� PomaPomažže, a i temelji se nae, a i temelji se na

rezultatima rezultatima istraistražživnjaivnja drugih znanstvenih disciplinadrugih znanstvenih disciplina

�� citologijacitologija�� anatomija i morfologijaanatomija i morfologija�� embriologijaembriologija�� mikrobiologijamikrobiologija�� biokemijabiokemija�� agrokemijaagrokemija�� pedologijapedologija�� ekologijaekologija�� genetika genetika itditd..

Fiziologija bilja Fiziologija bilja

�� pomapomažže e biljnoj proizvodnjibiljnoj proizvodnji

iznaiznaćći najbolja rjei najbolja rješšenjaenja za njeno unapređenje za njeno unapređenje

�� povezana s:povezana s:

-- ratarskom ratarskom -- povrtlarskompovrtlarskom-- vovoććarskomarskom-- vinogradarskomvinogradarskom-- ššumarskomumarskom

proizvodnjom

Biljna proizvodnjaBiljna proizvodnja –– vrlo slovrlo složžena i zahtjevnaena i zahtjevna

�� žživa biljka iva biljka –– jojošš uvijek uvijek ne poznajemo dovoljnone poznajemo dovoljno

�� odvija se u odvija se u vrlo slovrlo složženim uvjetimaenim uvjetima

-- razlirazliččiti iti ččinitelji sredine: initelji sredine: -- temperaturatemperatura-- vlagavlaga-- osvjetljenjeosvjetljenje-- sadrsadržžaj COaj CO22 itditd..

-- mogu se regulirati samo u staklenimogu se regulirati samo u stakleniččkim uvjetimakim uvjetima

OtkriOtkrićća iz fiziologije biljaa iz fiziologije bilja

�� veliko praktiveliko praktiččno znano značčenje enje –– izravno i neizravnoizravno i neizravno

�� pridonose boljem pridonose boljem iskoriiskorišštavanju potencijala rodnosti tavanju potencijala rodnosti kultiviranih vrstakultiviranih vrsta

a time i a time i

�� povepoveććanju priroda i poboljanju priroda i poboljššanju kvaliteteanju kvalitete

BiljkaBiljka

�� ima ima savrsavrššenuenu i i raznoliku raznoliku

sintetisintetiččku sposobnostku sposobnost

iz iz anorganskih tvarianorganskih tvari

energetski bogate energetski bogate organske spojeveorganske spojeve(veliki broj; raznovrsni)(veliki broj; raznovrsni)

stvara

izgrađuje svoj organizam

�� sve sve žživotne pojaveivotne pojave biljakabiljaka

vezanevezane su za su za okolinuokolinu u kojoj rastuu kojoj rastu

�� nastoji objasniti nastoji objasniti fiziologija biljafiziologija bilja

Fiziologija bilja prouFiziologija bilja prouččava:ava:

�� građu i funkciju stgrađu i funkciju st. . organelaorganela�� promet vode i mineralnih tvaripromet vode i mineralnih tvari�� fotosintezufotosintezu�� disanjedisanje�� vrenjevrenje

�� rast i razvojrast i razvoj Fiziologija mijene oblikaFiziologija mijene oblika

�� gibanjegibanje Fiziologija gibanjaFiziologija gibanja

�� otpornostotpornost Fiziologija otpornosti (stresa)Fiziologija otpornosti (stresa)

Fiziologija mijene tvari i energijeFiziologija mijene tvari i energije

(metabolizam)

OSNOVNE FUNKCIJE STANICE I ORGANELAOSNOVNE FUNKCIJE STANICE I ORGANELA

StanicaStanica

�� osnovna jedinica svih osnovna jedinica svih žživih biivih biććaa –– i strukturna i funkcionalnai strukturna i funkcionalna

prouprouččavanje st. avanje st.

osnova zaosnova za

razumijevanje svih razumijevanje svih žživotnih funkcija tkiva, organa i ivotnih funkcija tkiva, organa i ččitave biljkeitave biljke

�� vrlo slovrlo složžene građeene građe

Biljna stanica Biljna stanica –– građa i funkcija građa i funkcija

�� Biljke Biljke –– viviššestaniestaniččni organizmini organizmi -- od milijuna stanica od milijuna stanica sa specijaliziranim funkcijamasa specijaliziranim funkcijama

�� Sve biljne stanice Sve biljne stanice imaju imaju -- jezgrujezgru-- citoplazmu icitoplazmu i-- stanistaniččne ne organeleorganele

-- obavijeneobavijene membranom i stanimembranom i staniččnom nom stijenkomstijenkom

�� Biljna stanica Biljna stanica –– od staniod staniččne ne stijenkestijenke i i protoplastaprotoplasta::

- protoplazma

- jezgra

- plastidi

- mitohondriji

- Golgijev aparat

- ribosomi

- endoplazmatski retikulum

- sferosomi

- lizosomi

- mikrotjelešca

Osnovne funkcije staniceOsnovne funkcije stanice

-- biljna stanica biljna stanica –– podijeljena na:podijeljena na:

�� -- kompartimentekompartimente–– razlikuju se po građirazlikuju se po građi, , kemkem. sastavu i funkciji. sastavu i funkciji

Osnovne funkcije staniceOsnovne funkcije stanice

�� neravnomjerna raspodjelaneravnomjerna raspodjela tvari u stanicitvari u stanici

-- DNA DNA –– u jezgri najveu jezgri najvećći dioi dio

-- klorofil i klorofil i karotenoidikarotenoidi –– samo u samo u kloroplastimakloroplastima

-- antocijanantocijan –– nagomilava se u nagomilava se u vakuolivakuoli

-- membrane membrane –– impermeabilneimpermeabilne za neke molekule za neke molekule

-- zbog vezivanjazbog vezivanja pojedinih pojedinih molekula za strukture unutar molekula za strukture unutar organelaorganela

–– klorofil i klorofil i karotenoidikarotenoidi –– za strukturne proteine za strukturne proteine tilakoidatilakoida u u kloroplastimakloroplastima

Osnovne funkcije staniceOsnovne funkcije stanice

- kompartimentacija enzima –vrlo značajna za intercelularni metabolizam

- fotosinteza – u kloroplastima

- Krebsov ciklus – u mitohondrijima

- sinteza proteina – na ribosomima

* pojedini fiziološko – biokemijski procesi - odvijaju se u različitim organelama

- ne protječu neovisno jedni od drugih

STANISTANIČČNA STIJENKANA STIJENKA

�� ččvrstavrsta�� elastielastiččna na –– u određenoj mjeriu određenoj mjeri

�� 25 25 –– 30 % celuloza30 % celuloza�� 15 15 –– 25 % 25 % hemicelulozahemiceluloza�� 35 % 35 % pektinapektina�� 5 5 –– 10 % proteina10 % proteina

�� od celuloznih od celuloznih mikrofibrilamikrofibrilauronjene u uronjene u

�� amorfni polisaharidni amorfni polisaharidni matriksmatriks

Primarna stanična stijenka - shematski prikaz glavnih strukturnih sastojaka

Amorfni polisaharidni Amorfni polisaharidni matriksmatriks * * hemicelulozahemiceluloza* * pektinipektini* strukturni proteini * strukturni proteini –– male kolimale količčineine

Hemiceluloza

- heterogena smjesa neutralnih i kiselih polisaharida -

- položena paralelno s celuloznim mikrofibrilama i- prekriva njihovu površinu

- ili mogu povezivati celulozme mikrofibrile

- ili mogu sprječavati neposredan dodir susjednih mikrofibrrila

Pektini

- heterogena skupina polisaharida – kiseli i neutralni šećeri

- tvore gel – uronjena mreža mikrofibrila i hemiceluloze

- djeluju – kao hidrofilni filter –

spriječava agraegaciju i remećenje mreže mikrofibrila

- odgovorni za propusnost st. stijenke za makromolekule

Strukturni proteini- točna uloga – nije poznata- povećavaju mehaničku čvrstoću- sudjeluju u povezivanju drugih komponenti

S

Hemiceluloza Celulozna mikrofibrila

Strukturni proteini

Pektini

MikrofibrileMikrofibrile

- relativno čvrste strukture

- u primarnim stijenkama

*nepravilno isprepletene

- u sekundarnim stijenkama* gušće i usporedne (najčešće)

* više slojeva – s pravilno ukrštenim mikrofibrilama

CITOPLAZMACITOPLAZMA

- kompleksni sustav koloida

– 70-85 % vode, 10-20 % proteina, 2-3% lipida, 1% ugljikohidrata, oko 1 % soli i drugih tvari

Citosol – citoplazma bez organela

- prožet gustom mrežom proteinskih niti – stanični kostur - citoskelet

važna uloga u:

– mitozi, mejozi- održavanju oblika st.- gibanju organela- diferencijaciji

CITOSKELETCITOSKELET

Mikrotubuli – šuplje cjevčice

– za stabilizaciju stanice i njezinih struktura- za orijentaciju i gibanje organela- važna uloga u diobi stanice – diobeno vreteno- sudjeluju u stvaranju fragmoplasta

Mikrofilamenti – čvrste niti

– uključeni u strujanje citopl. i - rast peludne cjevčice

Intermedijarni filamenti - nitasta proteinska vlakna

– važna uloga - u održavanju oblika st. i- određivanju položaja nekih organela (npr. jezgra)

-Selektivno propusna – semipermeabilna

- neke tvari propuštaju lakše, neke teže, neke uopće ne

Proteini – pretežno odgovorni za funkcije membrane

- djeluju kao:

* specifični receptori

* enzimi ili

* prenositelji

Ugljikohidrati – signalna uloga

- odgovorni za prepoznavanje među stanicama

CITOPLAZMATSKA MEMBRANACITOPLAZMATSKA MEMBRANA

PlazmalemaPlazmalema

Prijenos tvari kroz Prijenos tvari kroz plazmatskuplazmatsku membranu membranu

JEZGRAJEZGRA

pore

jezgrica

jezgrin omotač

karioplazma ikromatin

- nositelj genetskih informacija

reguliraju i kontroliraju

značajne procese u životu stanice

ENDOPLAZMATSKI RETIKULUMENDOPLAZMATSKI RETIKULUM

- trodimenzionalni razgranati sustav membranama omeđenih prostora

- neprekidna mreža međusobno povezanih kanalića

- mjesto gdje nastaju druge st. membrane

(membrane Golgijevog tijela, plazmalema, tonoplast i jezgrina ovojnica)

ENDOPLAZMATSKI RETIKULUMENDOPLAZMATSKI RETIKULUM

Hrapavi ER – ribosomi na površini

- mjesto sinteze proteina

- integralnih membranskih i

- proteina koji se izlučuju iz stanice ili u vakuolu

Glatki ER – bez ribosoma na površini

- mjesto sinteze lipida

GOLGIJEV0 TIJELOGOLGIJEV0 TIJELO

- kompleks intracelularnih membrana

- sintetiziraju i prenose – polisaharidi stanične stijenke – pektini i hemiceluloza

- sudjeluje u stvaranju nove st. stijenke tijekom diobe stanice

GOLGIJEV0 TIJELOGOLGIJEV0 TIJELO

PLASTIDIPLASTIDI

- tipične biljne st. organele

- karakteristične za fotoautotrofne biljke

- sadrže vlastitu DNA

KLOROPLASTI – zeleni plastidi

- sadrže pigmente:

Klorofil a (plavozeleni pigment)

Klorofil b (žutozeleni pigment)

Karotenoide – karoten i ksantofil

- u njima se odvija proces fotosinteze

kloroplast

KROMOPLASTI – obojeni (pigmentirani) plastidi

– žuti, narančasti, crveni

– sadrže pigmente iz skupine karotenoida

karoten i ksantofil

LEUKOPLASTI – bezbojni plastidi – (okrugli ili vretenasti)

- ne sadrže pigmente

- u organima do kojih ne dopire svjetlo (nezeleni dijelovi biljkegomolji, podanci, korijen, st. srčike, ženske gamete, spore, klica…)

LEUKOPLASTI – bezbojni plastidi – (okrugli ili vretenasti)

- za skladištenje rezervnih tvari

• amiloplasti – škrob

• proteinoplasti - bjelančevine

• elajoplasti – masti

amiloplasti krumpira

MITOHONDRIJIMITOHONDRIJI- tjelešca – u kojima se stvara ATP

MITOHONDRIJIMITOHONDRIJI

- odvija se proces staničnog disanja

pomoću energije

oslobođene metabolizmom šećera, i drugih spojeva

stvara se ATP

RIBOSOMI

- makromolekularne nakupine RNA (rRNA) i proteina

RIBOSOMI- mjesto sinteze proteina tj.

- mjesto na kojemu se aminokiseline povezuju u proteine

Genetski kod1 slovo

3 slovo

2 slovo tRNA

VAKUOLAVAKUOLA

- obavijena tonoplastom

- ispunjena staničnim sokom

vakuola

VAKUOLAVAKUOLA

– nakupljaju organske i anorganske tvari

• privremeno nepotrebne biljci - mogu se mobilizirati i transformirati

• osmotski aktivne tvari – šećeri, organske kiseline i anorganske soli

• ekskreti - izlučeni krajnji produkti – ne uključuju se u metabolizam alkaloidi, glikozidi...

SimplastSimplast