Document Text Contents
Page 1
UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE
ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ IAŞI
FACULTATEA DE HORTICULTURĂ
Prof. dr. ef lucr. dr.
Carmen Doina JIT REANU Cristina SLABU
FIZIOLOGIE VEGETAL
ÎNV MÎNT LA DISTAN
IA I - 2009
Page 74
< 76 >
Tabelul 3.2.
Caracteristicile tipurilor fotosintetice (Burzo I. şi colab., 1999)
Specifica ia C3 C4 CAM
Condiţii climatice Climat temperat Climat tropical Climat deşertic
Anatomia frunzei Parenchim palisadic şi lacunar
Mezofil şi ţesut
perivascular
Mezofil cu
vacuole mari
Structura
cloroplastelor Normală
Cloroplaste fără
grane în mezofil Grane puţine
Fixarea CO2 -ului
Ribulozo 1,5
difosfat Fosfoenolpiruvat Fosfoenolpiruvat
Compusul primar Fosfoglicolat Oxalacetat Oxalacetat
Consumul pentru 1
mol CO2 fixat
3 ATP şi
2 NADPH + H+
5 ATP şi
2 NADPH + H+
5 ATP şi
2 NADPH + H+
Temperatura optimă 15-250C 25-40oC 40oC
Fotorespiraţia 1/3 din fotosinteza brută Absentă Foarte coborâtă
Fotosinteza netă mg
CO2/dm2/h
25-50 55-75 2-10
De asemenea, unele varietăţi ale speciei Kalanchoe blossfeldiana desfăşoară tipul
fotosintetic CAM în condiţii de zi scurtă şi tipul C3, în condiţii de zi lungă (Mohr i Schopfer,
1995).
În insulele Haway s-a constatat că aceeaşi specie de Sedum, care creşte pe ţărmul oceanului
în condiţiile unui climat tropical, are tipul fotosintetic C4, în timp ce exemplarele care cresc la
altitudine, în condiţiile unui climat rece, au tipul fotosintetic C3.
3.7. INFLUEN A FACTORILOR EXTERNI
ASUPRA FOTOSINTEZEI
3.7.1. LUMINA
Lumina solară reprezintă sursa de energie pentru biosinteza substanţelor organice în
fotosinteză. Radiaţiile solare sunt unde electromagnetice cu diferite lungimi de undă: radiaţii
vizibile, cu lungimea de undă de 390-700nm, radiaţii ultraviolete, cu lungimea de undă <390nm şi
radiaţii infraroşii, cu lungimea de undă >700nm. Dintre acestea, numai radiaţiile vizibile sunt active
fotosintetic, reprezentând 45% din totalul radiaţiilor ce ajung pe scoarţa terestră, restul sunt inactive.
Dintre radiaţiile care cad pe plante sunt absorbite 80%. Dintre acestea numai 1% sunt folosite în
fotosinteză. Plantele prezintă adaptări pentru a absorbi o cantitate cât mai mare de radiaţii, cum sunt
mişcările de creştere numite fototropisme, frunzele orientate perpendicular pe direcţia razelor de
Page 75
< 77 >
lumină sau deplasarea cloroplastelor în
interiorul celulei pentru a absorbi o
cantitate cât mai mare de lumină.
Influenţa cantitativ se referă la
intensitatea luminii. În funcţie de
intensitatea luminii plantele se clasifică
în plante heliofile, adaptate la o
intensitate luminoasă ridicată (helios =
soare) şi plante ombrofile, adaptate la o
intensitate luminoasă scăzută.
Dintre plantele heliofile cultivate în zona temperată fac parte grâul, porumbul, floarea soarelui
şi viţa de vie. La aceste plante, fotosinteza începe la o intensitate luminoasă de 80-100 de lucşi.
Intensitatea fotosintezei creşte proporţional cu intensitatea luminii până la 50.000 de lucşi. Peste
această valoare are loc o plafonare a fotosintezei până la 100.000 de lucşi. La o intensitate
luminoasă mai mare de 100.000 de lucşi, intensitatea fotosintezei scade, iar la 140.000 de lucşi
fotosinteza încetează (fig. 3.11.). Faţă de intensitatea luminii într-o zi însorită de vară de 100.000 de
lucşi se constată că plantele heliofile pot valorifica 50% din lumina solară directă.
La plantele heliofile punctul de compensaţie, respectiv intensitatea luminii la care cantitatea
de CO2 absorbit în fotosinteză este egală cu cantitatea eliminată în respiraţie are valoarea de 500-
1000 de lucşi. Frunzele plantelor heliofile prezintă caracteristici morfo-anatomice şi fiziologice cum
sunt grosimea mare, numărul mare de stomate, parenchimul palisadic bi sau tristratificat, reţeaua
densă de nervuri, cloroplastele mici, cu cantitate de clorofilă mai redusă, raportul redus între
pigmenţii verzi şi pigmenţii galbeni.
Plantele ombrofile sunt plantele din păduri, desişuri sau plantele ornamentale de apartament.
La aceste plante, fotosinteza începe la o intensitate luminoasă de 8-10 lucşi şi creşte proporţional cu
intensitatea luminii până la valoare de 10.000 de lucşi. Peste această valoare are loc o plafonare a
fotosintezei până la 15.000 de lucşi, după care intensitatea fotosintezei scade. Se constată că
plantele ombrofile pot valorifica numai 10% din lumina solară directă.
La plantele ombrofile punctul de compensaţie este de 100-300 de lucşi. Frunzele au grosime
mică, număr redus de stomate, parenchim palisadic unistratificat, reţea rară de nervuri, cloroplaste
mari cu o cantitate mare de clorofilă, iar raportul dintre pigmenţii verzi şi cei galbeni este ridicat.
Plantele heliofile sunt în general originare din zonele sudice. Plantele ombrofile sunt originare
în general din zonele temperate şi nordice. Cunoaşterea intensităţii luminii care asigură o
fotosinteză optimă are o importanţă deosebită practică în stabilirea densităţii culturilor, atât în
condiţii de câmp cât şi în spaţii protejate.
Fig. 3.11. – Influenţa luminii asupra intensităţii
fotosintezei:
AB – porţiunea liniară; BC – porţiunea logaritmică; CD
– porţiunea paralelă cu abscisa; DE – porţiunea
descendentă a curbei, în lumină supraoptimă
(după N. Sălăgeanu)
Page 148
< 150 >
2.2.2. Sursa de elemente minerale în absorbţia radiculară ......................................... 38
2.2.3. Influenţa factorilor externi asupra absorbţiei sărurilor minerale din sol.......... 40
2.2.4. Circulaţia elementelor minerale în plante ........................................................ 41
2.2.5. Absorbţia extraradiculară................................................................................. 42
2.3. Rolul fiziologic al elementelor minerale........................................................................43
2.3.1. Azotul............................................................................................................... 43
2.3.2. Fosforul ............................................................................................................ 47
2.3.3. Potasiul............................................................................................................. 49
2.3.4. Fierul ................................................................................................................ 50
2.4. Bazele fiziologice ale aplicării îngrăşămintelor ........................................................... 51
CAPITOLUL 3 – FOTOSINTEZA........................................................................................... 55
3.1. Definiţia şi importanţa fotosintezei .............................................................................. 55
3.2. Organele şi organitele fotosintezei ............................................................................... 56
3.3. Pigmenţii fotosintetici .................................................................................................. 59
3.3.1. Plasarea în cloroplaste...................................................................................... 59
3.3.2. Extragerea şi separarea pigmenţilor ................................................................. 60
3.3.3. Compoziţia chimică a pigmenţilor ................................................................... 60
3.3.4. Proprietăţile fizice şi chimice ale pigmenţilor ................................................. 61
3.4. Mecanismul fotosintezei............................................................................................... 62
3.5. Fotorespiraţia ................................................................................................................ 69
3.6. Alte tipuri fotosintetice la plante .................................................................................. 71
3.7. Influenţa factorilor externi asupra fotosintezei............................................................. 76
3.7.1. Lumina ............................................................................................................. 76
3.7.2. Bioxidul de carbon (CO2)................................................................................. 78
3.7.3. Temperatura ..................................................................................................... 79
3.7.4. Apa ................................................................................................................... 80
3.7.5. Nutriţia minerală .............................................................................................. 81
3.8. Variaţiile circadiene şi sezoniere ale intensităţii proceselor de fotosinteză ................. 82
CAPITOLUL 4 – RESPIRA IA PLANTELOR ..................................................................... 84
4.1. Definiţie şi importanţă .................................................................................................. 84
4.2. Respiraţia aerobă .......................................................................................................... 86
4.2.1.Metode de determinare a respiraţiei .................................................................. 86
4.2.2. Mecanismul respiraţiei aerobe ......................................................................... 87
Page 149
< 151 >
4.2.3. Influenţa diferiţilor factori asupra respiraţiei ................................................... 91
4.3. Respiraţia anaerobă....................................................................................................... 93
4.4. Importanţa cunoştinţelor despre respiraţie ................................................................... 98
CAPITOLUL 5 - CRE TEREA PLANTELOR .................................................................... 101
5.1. Etapele de creştere celulară. ....................................................................................... 101
5.2. Mecanismul creşterii. ................................................................................................. 103
5.2.1. Creşterea organelor ........................................................................................ 103
5.2.2. Perioada mare de creştere. Metoda de măsurare a creşterii ........................... 109
5.3. Influenţa factorilor externi asupra creşterii ................................................................ 110
5.3.1. Temperatura ................................................................................................... 110
5.3.2. Lumina ........................................................................................................... 111
5.3.3. Umiditatea aerului şi solului .......................................................................... 113
5.4. Influenţa factorilor interni asupra creşterii ................................................................. 114
5.4.1. Hormonii stimulatori de creştere.................................................................... 114
5.4.2. Hormonii inhibitori de creştere ...................................................................... 119
5.4.3. Substanţe bioactive sintetice .......................................................................... 120
CAPITOLUL 6 - DEZVOLTAREA PLANTELOR.............................................................. 123
6.1. Caracteristicile ciclului de dezvoltare......................................................................... 123
6.2. Etapele înfloririi plantelor .......................................................................................... 123
6.3. Influenţa factorilor externi asupra înfloririi................................................................ 124
6.3.1. Temperatura ................................................................................................... 124
6.3.2. Lumina ........................................................................................................... 128
6.4. Influenţa factorilor interni asupra înfloririi ................................................................ 133
6.4.1. Determinismul trofic ...................................................................................... 133
6.4.2. Determinismul hormonal ............................................................................... 135
6.5. Înflorirea propriu-zisă................................................................................................. 136
6.5.1. Fenologia înfloririi ......................................................................................... 137
6.5.2. Fiziologia înfloririi ......................................................................................... 138
6.6. Fiziologia fructificării................................................................................................. 141
6.6.1. Polenizarea şi fecundarea............................................................................... 141
6.6.2. Formarea şi creşterea fructului....................................................................... 143
6.6.3. Maturarea fructelor ........................................................................................ 144
6.6.4. Creşterea şi maturarea seminţelor .................................................................. 146
UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE
ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ IAŞI
FACULTATEA DE HORTICULTURĂ
Prof. dr. ef lucr. dr.
Carmen Doina JIT REANU Cristina SLABU
FIZIOLOGIE VEGETAL
ÎNV MÎNT LA DISTAN
IA I - 2009
Page 74
< 76 >
Tabelul 3.2.
Caracteristicile tipurilor fotosintetice (Burzo I. şi colab., 1999)
Specifica ia C3 C4 CAM
Condiţii climatice Climat temperat Climat tropical Climat deşertic
Anatomia frunzei Parenchim palisadic şi lacunar
Mezofil şi ţesut
perivascular
Mezofil cu
vacuole mari
Structura
cloroplastelor Normală
Cloroplaste fără
grane în mezofil Grane puţine
Fixarea CO2 -ului
Ribulozo 1,5
difosfat Fosfoenolpiruvat Fosfoenolpiruvat
Compusul primar Fosfoglicolat Oxalacetat Oxalacetat
Consumul pentru 1
mol CO2 fixat
3 ATP şi
2 NADPH + H+
5 ATP şi
2 NADPH + H+
5 ATP şi
2 NADPH + H+
Temperatura optimă 15-250C 25-40oC 40oC
Fotorespiraţia 1/3 din fotosinteza brută Absentă Foarte coborâtă
Fotosinteza netă mg
CO2/dm2/h
25-50 55-75 2-10
De asemenea, unele varietăţi ale speciei Kalanchoe blossfeldiana desfăşoară tipul
fotosintetic CAM în condiţii de zi scurtă şi tipul C3, în condiţii de zi lungă (Mohr i Schopfer,
1995).
În insulele Haway s-a constatat că aceeaşi specie de Sedum, care creşte pe ţărmul oceanului
în condiţiile unui climat tropical, are tipul fotosintetic C4, în timp ce exemplarele care cresc la
altitudine, în condiţiile unui climat rece, au tipul fotosintetic C3.
3.7. INFLUEN A FACTORILOR EXTERNI
ASUPRA FOTOSINTEZEI
3.7.1. LUMINA
Lumina solară reprezintă sursa de energie pentru biosinteza substanţelor organice în
fotosinteză. Radiaţiile solare sunt unde electromagnetice cu diferite lungimi de undă: radiaţii
vizibile, cu lungimea de undă de 390-700nm, radiaţii ultraviolete, cu lungimea de undă <390nm şi
radiaţii infraroşii, cu lungimea de undă >700nm. Dintre acestea, numai radiaţiile vizibile sunt active
fotosintetic, reprezentând 45% din totalul radiaţiilor ce ajung pe scoarţa terestră, restul sunt inactive.
Dintre radiaţiile care cad pe plante sunt absorbite 80%. Dintre acestea numai 1% sunt folosite în
fotosinteză. Plantele prezintă adaptări pentru a absorbi o cantitate cât mai mare de radiaţii, cum sunt
mişcările de creştere numite fototropisme, frunzele orientate perpendicular pe direcţia razelor de
Page 75
< 77 >
lumină sau deplasarea cloroplastelor în
interiorul celulei pentru a absorbi o
cantitate cât mai mare de lumină.
Influenţa cantitativ se referă la
intensitatea luminii. În funcţie de
intensitatea luminii plantele se clasifică
în plante heliofile, adaptate la o
intensitate luminoasă ridicată (helios =
soare) şi plante ombrofile, adaptate la o
intensitate luminoasă scăzută.
Dintre plantele heliofile cultivate în zona temperată fac parte grâul, porumbul, floarea soarelui
şi viţa de vie. La aceste plante, fotosinteza începe la o intensitate luminoasă de 80-100 de lucşi.
Intensitatea fotosintezei creşte proporţional cu intensitatea luminii până la 50.000 de lucşi. Peste
această valoare are loc o plafonare a fotosintezei până la 100.000 de lucşi. La o intensitate
luminoasă mai mare de 100.000 de lucşi, intensitatea fotosintezei scade, iar la 140.000 de lucşi
fotosinteza încetează (fig. 3.11.). Faţă de intensitatea luminii într-o zi însorită de vară de 100.000 de
lucşi se constată că plantele heliofile pot valorifica 50% din lumina solară directă.
La plantele heliofile punctul de compensaţie, respectiv intensitatea luminii la care cantitatea
de CO2 absorbit în fotosinteză este egală cu cantitatea eliminată în respiraţie are valoarea de 500-
1000 de lucşi. Frunzele plantelor heliofile prezintă caracteristici morfo-anatomice şi fiziologice cum
sunt grosimea mare, numărul mare de stomate, parenchimul palisadic bi sau tristratificat, reţeaua
densă de nervuri, cloroplastele mici, cu cantitate de clorofilă mai redusă, raportul redus între
pigmenţii verzi şi pigmenţii galbeni.
Plantele ombrofile sunt plantele din păduri, desişuri sau plantele ornamentale de apartament.
La aceste plante, fotosinteza începe la o intensitate luminoasă de 8-10 lucşi şi creşte proporţional cu
intensitatea luminii până la valoare de 10.000 de lucşi. Peste această valoare are loc o plafonare a
fotosintezei până la 15.000 de lucşi, după care intensitatea fotosintezei scade. Se constată că
plantele ombrofile pot valorifica numai 10% din lumina solară directă.
La plantele ombrofile punctul de compensaţie este de 100-300 de lucşi. Frunzele au grosime
mică, număr redus de stomate, parenchim palisadic unistratificat, reţea rară de nervuri, cloroplaste
mari cu o cantitate mare de clorofilă, iar raportul dintre pigmenţii verzi şi cei galbeni este ridicat.
Plantele heliofile sunt în general originare din zonele sudice. Plantele ombrofile sunt originare
în general din zonele temperate şi nordice. Cunoaşterea intensităţii luminii care asigură o
fotosinteză optimă are o importanţă deosebită practică în stabilirea densităţii culturilor, atât în
condiţii de câmp cât şi în spaţii protejate.
Fig. 3.11. – Influenţa luminii asupra intensităţii
fotosintezei:
AB – porţiunea liniară; BC – porţiunea logaritmică; CD
– porţiunea paralelă cu abscisa; DE – porţiunea
descendentă a curbei, în lumină supraoptimă
(după N. Sălăgeanu)
Page 148
< 150 >
2.2.2. Sursa de elemente minerale în absorbţia radiculară ......................................... 38
2.2.3. Influenţa factorilor externi asupra absorbţiei sărurilor minerale din sol.......... 40
2.2.4. Circulaţia elementelor minerale în plante ........................................................ 41
2.2.5. Absorbţia extraradiculară................................................................................. 42
2.3. Rolul fiziologic al elementelor minerale........................................................................43
2.3.1. Azotul............................................................................................................... 43
2.3.2. Fosforul ............................................................................................................ 47
2.3.3. Potasiul............................................................................................................. 49
2.3.4. Fierul ................................................................................................................ 50
2.4. Bazele fiziologice ale aplicării îngrăşămintelor ........................................................... 51
CAPITOLUL 3 – FOTOSINTEZA........................................................................................... 55
3.1. Definiţia şi importanţa fotosintezei .............................................................................. 55
3.2. Organele şi organitele fotosintezei ............................................................................... 56
3.3. Pigmenţii fotosintetici .................................................................................................. 59
3.3.1. Plasarea în cloroplaste...................................................................................... 59
3.3.2. Extragerea şi separarea pigmenţilor ................................................................. 60
3.3.3. Compoziţia chimică a pigmenţilor ................................................................... 60
3.3.4. Proprietăţile fizice şi chimice ale pigmenţilor ................................................. 61
3.4. Mecanismul fotosintezei............................................................................................... 62
3.5. Fotorespiraţia ................................................................................................................ 69
3.6. Alte tipuri fotosintetice la plante .................................................................................. 71
3.7. Influenţa factorilor externi asupra fotosintezei............................................................. 76
3.7.1. Lumina ............................................................................................................. 76
3.7.2. Bioxidul de carbon (CO2)................................................................................. 78
3.7.3. Temperatura ..................................................................................................... 79
3.7.4. Apa ................................................................................................................... 80
3.7.5. Nutriţia minerală .............................................................................................. 81
3.8. Variaţiile circadiene şi sezoniere ale intensităţii proceselor de fotosinteză ................. 82
CAPITOLUL 4 – RESPIRA IA PLANTELOR ..................................................................... 84
4.1. Definiţie şi importanţă .................................................................................................. 84
4.2. Respiraţia aerobă .......................................................................................................... 86
4.2.1.Metode de determinare a respiraţiei .................................................................. 86
4.2.2. Mecanismul respiraţiei aerobe ......................................................................... 87
Page 149
< 151 >
4.2.3. Influenţa diferiţilor factori asupra respiraţiei ................................................... 91
4.3. Respiraţia anaerobă....................................................................................................... 93
4.4. Importanţa cunoştinţelor despre respiraţie ................................................................... 98
CAPITOLUL 5 - CRE TEREA PLANTELOR .................................................................... 101
5.1. Etapele de creştere celulară. ....................................................................................... 101
5.2. Mecanismul creşterii. ................................................................................................. 103
5.2.1. Creşterea organelor ........................................................................................ 103
5.2.2. Perioada mare de creştere. Metoda de măsurare a creşterii ........................... 109
5.3. Influenţa factorilor externi asupra creşterii ................................................................ 110
5.3.1. Temperatura ................................................................................................... 110
5.3.2. Lumina ........................................................................................................... 111
5.3.3. Umiditatea aerului şi solului .......................................................................... 113
5.4. Influenţa factorilor interni asupra creşterii ................................................................. 114
5.4.1. Hormonii stimulatori de creştere.................................................................... 114
5.4.2. Hormonii inhibitori de creştere ...................................................................... 119
5.4.3. Substanţe bioactive sintetice .......................................................................... 120
CAPITOLUL 6 - DEZVOLTAREA PLANTELOR.............................................................. 123
6.1. Caracteristicile ciclului de dezvoltare......................................................................... 123
6.2. Etapele înfloririi plantelor .......................................................................................... 123
6.3. Influenţa factorilor externi asupra înfloririi................................................................ 124
6.3.1. Temperatura ................................................................................................... 124
6.3.2. Lumina ........................................................................................................... 128
6.4. Influenţa factorilor interni asupra înfloririi ................................................................ 133
6.4.1. Determinismul trofic ...................................................................................... 133
6.4.2. Determinismul hormonal ............................................................................... 135
6.5. Înflorirea propriu-zisă................................................................................................. 136
6.5.1. Fenologia înfloririi ......................................................................................... 137
6.5.2. Fiziologia înfloririi ......................................................................................... 138
6.6. Fiziologia fructificării................................................................................................. 141
6.6.1. Polenizarea şi fecundarea............................................................................... 141
6.6.2. Formarea şi creşterea fructului....................................................................... 143
6.6.3. Maturarea fructelor ........................................................................................ 144
6.6.4. Creşterea şi maturarea seminţelor .................................................................. 146
