Fiziologija bilja - Flashcards

Zbirka od 108 flashcard kartica u obliku vokabulara i definicija za pripremu ispita iz Fiziologije bilja.

Suberin

Hidrofobni sastojak sekundarne stanične stijenke koji smanjuje propusnost tkiva za vodu i plinove.

Građa suberina

Sastoji se od polialifatske, hidrofobne domene smještene između primarne stijenke i plazmatske membrane, te poliaromatske domene uronjene u staničnu stijenku, povezanih glicerolom.

Uloga suberina

Zaštita od gubitka vode, smanjenje propusnosti staničnih stijenki, zaštita od patogena te usmjeravanje vode i mineralnih tvari u korijenu simplastnim putem.

Dokazivanje suberina

Histokemijsko bojanje lipidnog dijela bojama Sudan III ili Sudan IV u crveno ili narančastocrveno, te razgradnja alifatske domene saponifikacijom pomoću KOH.

Građa i uloga bioloških membrana

Građene su od fosfolipidnog dvosloja s uklopljenim proteinima; služe za odjeljivanje staničnih prostora, kontrolu transporta tvari, prijenos signala i održavanje unutrašnjeg sastava stanice.

Selektivna propusnost

Svojstvo membrane da regulirano propušta tvari ovisno o njihovoj veličini, naboju, topljivosti u lipidima i prisutnosti prijenosnih proteina.

Organske kiseline

Organski spojevi s jednom ili više karboksilnih skupina koji u biljkama nastaju tijekom disanja, Krebsova ciklusa, fotosinteze, fotorespiracije i metabolizma ugljikohidrata.

Uloga organskih kiselina u biljkama

Sudjelovanje u metabolizmu kao međuprodukti, regulacija pH staničnog soka, vezanje iona metala, osmoregulacija, antioksidacijska uloga i obrana.

Oblik organskih kiselina u biljci

Najčešće se nalaze otopljene u staničnom soku vakuole u obliku soli (anioni vezani uz katione poput $\text{K}^+$, $\text{Ca}^{2+}$ ili $\text{Mg}^{2+}$) ili kao slobodne kiseline.

Trommerova proba

Reakcija dokazivanja reducirajućih šećera u kojoj se u lužnatoj sredini ioni $\text{Cu}^{2+}$ reduciraju u $\text{Cu}^+$, stvarajući narančasti do crvenkastosmeđi talog bakrova(I) oksida ($\text{Cu}_2\text{O}$).

Reducirajući šećeri

Šećeri sa slobodnom aldehidnom skupinom ili slobodnim anomernim ugljikovim atomom koji u alkalnim uvjetima mogu reducirati anorganske oksidanse.

Primjeri reducirajućih i nereducirajućih šećera

Glukoza, fruktoza i maltoza su reducirajući šećeri, dok je saharoza nereducirajući šećer jer nema slobodnu reducirajuću skupinu.

Reagensi za dokazivanje reducirajućih šećera

Trommerova, Fehlingova i Benedictova reakcija (redukcija $\text{Cu}^{2+}$) te Tollensov reagens za aldoze (stvaranje srebrnog zrcala).

Tollensova reakcija (reakcija srebrnog zrcala)

Reakcija dokazivanja aldehidnih skupina u kojoj aldoze u amonijakalnoj otopini srebrova nitrata reduciraju diaminosrebrove ione ($\text{Ag(NH}_3)_2^+$) u elementarno srebro ($\text{Ag}$).

Enolizacija ketoza

Proces pregradnje ketoza u aldoze u lužnatoj sredini koji im omogućuje davanje pozitivnog rezultata u Tollensovoj reakciji.

Oksidacijsko-redukcijska reakcija u Trommerovoj probi

Reakcija u kojoj se reducirajući šećer oksidira, dok se bakar reducira iz $\text{Cu}^{2+}$ u $\text{Cu}^+$, dajući talog $\text{Cu}_2\text{O}$.

Osazoni

Kristalni derivati šećera nastali reakcijom reducirajućih šećera s fenilhidrazinom, čiji specifični oblici kristala omogućuju identifikaciju pojedinih šećera pod mikroskopom.

Pričuvni polisaharidi biljaka

Škrob (polimer glukoze smješten u kloroplastima i amiloplastima) i inulin (polimer fruktoze smješten u vakuolama).

Razlika između škroba i inulina

Škrob je polimer glukoze građen od amiloze i amilopektina te se pohranjuje u plastidima, dok je inulin topiviji polimer fruktoze pohranjen u vakuoli.

Biljke bogate inulinom

Vrste iz porodice glavočika (Asteraceae) kao što su čičoka, dalija, cikorija i maslačak.

Dokazivanje inulina

Mikroskopsko uočavanje sferokristala inulina u obrađenom biljnom tkivu ili dokazivanje fruktoze reakcijama na šećere nakon hidrolize.

Transpiracija

Gubitak vode iz biljke u obliku vodene pare, koja najčešće isparava iz mezofilnih stanica lista te izlazi kroz puči u atmosferu.

Potometar

Uređaj koji posredno mjeri brzinu transpiracije prateći brzinu kojom biljka primajući vodu pomiče mjehurić zraka u kapilari.

Ograničenje potometra

Ne mjeri izravno izlučenu vodenu paru, nego primanje vode, pri čemu dio vode ostaje u biljci za metabolizam ili promjenu turgora.

Čimbenici koji ubrzavaju transpiraciju u potometru

Jače svjetlo, viša temperatura, niža relativna vlažnost zraka i strujanje zraka.

Plazmoliza i deplazmoliza

Plazmoliza je gubitak vode i odvajanje protoplasta od stijenke u hipertoničnoj otopini; deplazmoliza je ulazak vode i obnova turgora u hipotoničnoj otopini ili vodi.

Čimbenici trajanja plazmolize

Koncentracija vanjske otopine, propusnost membrane, temperatura, vrsta stanica i viskoznost protoplazme.

Konkavna i konveksna plazmoliza

Konkavna plazmoliza uzrokuje udubljen protoplast koji se s vremenom zaobli u konveksnu plazmolizu, pri čemu $\text{KNO}_3$ često daje konkavnu, a $\text{KSCN}$ brže konveksnu plazmolizu.

Vrste transpiracije

Stomatalna transpiracija (kroz puči), kutikularna transpiracija (kroz kutikulu) i lenticelarna transpiracija (kroz lenticele).

Važnost transpiracije

Omogućuje tok vode i mineralnih tvari kroz ksilem iz korijena prema nadzemnim organima, hladi biljku i održava turgor.

Dokazivanje transpiracije kobaltovim papirom

Upotreba papira s kobaltovim(II) kloridom koji je suh plav, a u kontaktu s vodenom parom iz lista postaje ružičast.

Promjena boje kobaltova papira na listu

Promjena boje je brža na donjoj strani lista jer se ondje u većine kopnenih biljaka nalazi veći broj puči.

Osmotski potencijal staničnog soka

Negativna sastavnica vodnog potencijala koja ovisi o koncentraciji otopljenih iona, organskih kiselina i šećera u vakuoli.

Određivanje osmotskog potencijala staničnog soka

Metoda granične plazmolize i plazmometrijska metoda po Höfleru, koje se temelje na promatranju stanica u otopinama poznate koncentracije.

Metoda granične plazmolize

Određivanje koncentracije plazmolitika koja izaziva početnu plazmolizu u oko $50\%$ stanica, kada je turgor jednak nuli.

Traubeova stanica

Umjetni model polupropusne membrane stvoren na granici otopina bakrova sulfata i kalijeva heksacijanoferata.

Traubeova stanica vs. biljna membrana

Traubeova stanica ima neživu, pasivnu membranu, dok je biljna membrana živa, dinamična i selektivno propusna zahvaljujući prijenosnim proteinima.

Difuzija i osmoza

Difuzija je spontano gibanje čestica prema manjoj koncentraciji; osmoza je prolazak vode kroz polupropusnu membranu prema nižem vodnom potencijalu.

Građa stanica puči

Dvije stanice zapornice s neravnomjerno zadebljalim stijenkama (deblje unutarnje stijenke prema pukotini, tanje vanjske) koje okružuju pučanu pukotinu.

Kloroplasti u pučima

Organele prisutne u stanicama zapornicama koje daju zelenu boju i sudjeluju u metabolizmu i regulaciji otvaranja i zatvaranja puči.

Höflerova metoda

Plazmometrijska metoda koja mjeri dimenzije stanice i protoplasta u stadiju početne plazmolize za izračun volumena i osmotskog potencijala.

Mjerenje dimenzija stanice

Postupak mjerenja mikroskopom pomoću okularnog mikrometra koji se prethodno baždari objektnim mikrometrom.

Agrobacterium tumefaciens

Bakterija tla koja inficira ranjeno biljno tkivo i uzrokuje tumor vrata korijena (crown-gall tumor) ugradnjom T-DNA sa svog Ti-plazmida u biljni genom.

T-DNA u Agrobacterium tumefaciens

Dio Ti-plazmida koji se ugrađuje u kromosom biljke te potiče sintezu auksina, citokinina i opina, uzrokujući nekontroliranu diobu stanica i stvaranje tumora.

Kontrola i eliminacija Agrobacterium infekcije

Kontrola se vrši ranjavanjem bez inokulacije, a tumorsko tkivo se oslobađa bakterija inkubacijom na $42\,^\circ\text{C}$.

Uloga biljnih pigmenata

Apsorpcija svjetlosti, zaštita od fotooksidacije i prejakog zračenja, privlačenje oprašivača te obojenost biljnih organa.

Liofilizacija

Postupak sušenja pri kojem se materijal zamrzne, a voda se uklanja sublimacijom pod sniženim tlakom bez zagrijavanja.

Upotreba liofiliziranog tkiva za ekstrakciju

Sadrži vrlo malo vode, lakše se usitnjava i sprječava toplinsku razgradnju osjetljivih fotosintetskih pigmenata i enzima.

Željezo u prehrani biljaka

Esencijalni mikroelement potreban biljci u malim količinama za normalan metabolizam.

Uloga željeza u biljkama

Sastavni dio hem-proteina (citokromi, katalaza, peroksidaza, nitrat-reduktaza) i Fe-S proteina (feredoksin); nužno je za biosintezu klorofila.

Izvor i usvajanje željeza

Biljke usvajaju željezo korijenom iz tla zakiseljavanjem rizosfere izlučivanjem $\text{H}^+$ iona i redukcijom $\text{Fe}^{3+}$ u $\text{Fe}^{2+}$.

Dušik u prehrani biljaka

Esencijalni makroelement potreban biljci u velikim količinama za izgradnju ključnih organskih spojeva.

Uloga dušika u biljkama

Nužan je za sintezu aminokiselina, proteina, nukleinskih kiselina, klorofila, koenzima te omogućuje rast i fotosintezu.

Oblici usvajanja dušika

Biljke najčešće usvajaju dušik u obliku nitratnih iona ($\text{NO}_3^-$) i amonijevih iona ($\text{NH}_4^+$), ili fiksacijom zračnog $\text{N}_2$ u simbiozi.

Nesslerov reagens

Zalužena otopina tetrajodmerkuratova(II) iona koja služi za dokazivanje amonijaka i amonijevih iona, dajući žućkasto do smeđe obojenje ili talog.

Zakiseljavanje rizosfere

Izlučivanje $\text{H}^+$ iona iz korijena radi povećanja topljivosti i usvajanja željeza i fosfata te održavanja elektrokemijskog gradijenta.

H+-ATPaza

Enzim u plazmatskoj membrani stanica korijena koji troši ATP i aktivno izbacuje protone u apoplast i rizosferu.

Bromkrezol-purpurno

pH-indikator u podlozi koji promjenom boje dokazuje zakiseljavanje rizosfere uslijed izlučivanja $\text{H}^+$ iona iz korijena.

Kromatografija

Metoda razdvajanja smjese tvari na temelju njihove različite raspodjele između stacionarne i mobilne faze.

Cilj TLC kromatografije pigmenata

Razdvajanje fotosintetskih pigmenata (klorofila i karotenoida) iz biljnog ekstrakta te njihova identifikacija prema boji i Rf vrijednosti.

Razlog razdvajanja pigmenata u TLC-u

Razlike u polarnosti pigmenata, njihovoj topljivosti u mobilnoj fazi i afinitetu prema stacionarnoj fazi.

Stacionarna i mobilna faza u TLC-u

Stacionarna faza je sloj adsorbensa (silikagel) na pločici, a mobilna faza je smjesa organskih otapala koja nosi pigmente.

Rf vrijednost

Omjer udaljenosti koju je prešla tvar i udaljenosti koju je prešla fronta otapala, izračunat kao $R_f = \text{udaljenost mrlje} / \text{udaljenost fronte otapala}$.

Apsorpcijski spektar

Prikaz apsorbancije tvari u ovisnosti o valnoj duljini svjetlosti, koji pokazuje koje dijelove spektra tvar najviše apsorbira.

Apsorpcijski spektar fotosintetskih pigmenata

Klorofili najjače apsorbiraju u plavom i crvenom dijelu spektra, dok karotenoidi apsorbiraju u plavom do plavozelenom dijelu.

Izračun koncentracije pigmenta

Spektrofotometrijsko određivanje mjerenjem apsorbancije pri određenim valnim duljinama i primjenom jednadžbi s ekstinkcijskim koeficijentima.

Pobuđeno stanje pigmenta

Stanje u koje prelaze elektroni pigmenta nakon apsorpcije svjetlosti; energija se koristi za fotokemiju, prenosi dalje, ili gubi kao toplina/fluorescencija.

Fluorescencija klorofila in vivo

Slabo je vidljiva golim okom u intaktnim listovima jer se većina apsorbirane energije troši na fotosintezu ili gubi kao toplina.

Cilj metode s indigo karminom

Dokazivanje oslobađanja kisika u fotosintezi oksidacijom reduciranog bezbojnog indigo karmina natrag u modri oksidirani oblik.

Indigo karmin

Redoks indikator koji je u oksidiranom stanju modar, u reduciranom bezbojan, a kisik iz fotosinteze ga ponovno oksidira u modru boju.

Produkti fotosinteze

Glavni organski produkti su trioze, saharoza i škrob, a sporedni produkt oksigene fotosinteze je kisik nastao fotolizom vode.

Čimbenici koji utječu na fotosintezu

Intenzitet i spektar svjetlosti, koncentracija $\text{CO}_2$, temperatura, opskrba vodom i mineralima, otvorenost puči i količina pigmenta.

Građa škroba

Pričuvni polisaharid sastavljen od nerazgranate amiloze ($\alpha\text{-1,4}$ veze) i razgranatog amilopektina ($\alpha\text{-1,4}$ i $\alpha\text{-1,6}$ veze).

Mjesto sinteze škroba

Sintetizira se u plastidima: kloroplastima (privremeni škrob u fotosintetskim tkivima) i amiloplastima (trajni škrob u spremišnim tkivima).

Enzimi u sintezi škroba

ADP-glukoza-pirofosforilaza, škrob-sintaze, enzimi grananja škroba te fosforilaza (u in vitro uvjetima).

Dokazivanje škroba

Reakcija s Lugolovom otopinom (jod u kalijevu jodidu) pri kojoj ulaganjem joda u spiralu amiloze nastaje modro do modroljubičasto obojenje.

Stanično disanje

Proces razgradnje organskih spojeva kojim se oslobođena energija pohranjuje u obliku ATP-a uz nastanak međuprodukata za biosinteze.

Glavne faze staničnog disanja

Glikoliza, ciklus limunske kiseline (Krebsov ciklus), pentoza-fosfatni put i oksidativna fosforilacija u dišnom lancu.

Dokazivanje prijenosa elektrona

Demonstracija modelom dišnog lanca pomoću redoks boje ili akceptora elektrona koji promjenom boje dokazuje redukciju.

Reakcije za dokazivanje proteina

Biuretska reakcija (dokazivanje peptidnih veza) i ksantoproteinska reakcija (dokazivanje aromatskih aminokiselina).

Razlika biuretske i ksantoproteinske reakcije

Biuretska stvara ljubičasti kompleks bakrovih iona s peptidnim vezama u lužini; ksantoproteinska daje žuto/narančasto obojenje nitriranjem aromatskih prstenova koncentriranom $\text{HNO}_3$.

Amilaza

Enzim koji hidrolitički razgrađuje pričuvni škrob na manje šećere potrebne za rast mlade biljke tijekom klijanja.

Razlika između α- i β-amilaze

$\alpha$-amilaza je endoenzim koji nasumično cijepa $\alpha\text{-1,4}$ veze unutar lanca, a $\beta$-amilaza je egzoenzim koji skraćuje lanac s nereducirajućih krajeva oslobađajući maltozu.

Enzimi u razgradnji škroba

$\alpha$-amilaza, $\beta$-amilaza, degranajući enzimi (cijepaju $\alpha\text{-1,6}$ veze) i škrobna fosforilaza.

Energetska prednost razgradnje fosforilazama

Fosforilaza cijepa lanac fosforolitički dajući glukoza-1-fosfat koji je već fosforiliran, pa stanica ne troši ATP na početnu fosforilaciju.

Uloga fosforilaze in vivo

U živim stanicama fosforilaza ne sudjeluje u sintezi škroba jer je reakcija usmjerena prema razgradnji, dok biosinteza koristi ADP-glukozu.

Dvostruko djelovanje etilena

Djeluje kao regulator razvoja (starenje, opadanje listova, zrenje) i kao signal u odgovoru na stres (ranjavanje, poplava, patogeni).

Utjecaj etilena na biljke

Potiče starenje listova, razgradnju klorofila i makromolekula, omekšavanje tkiva, sazrijevanje plodova i stvaranje rastavnog sloja.

Procesi pod utjecajem etilena

Senescencija, žućenje i abscizija listova i plodova, zrenje te indukcija hidrolitičkih enzima (proteaze, amilaze, pektinaze, celulaze).

Glavne uloge auksina

Poticanje produžnog rasta stanica, apikalna dominacija, fototropizam, gravitropizam, indukcija rizogeneze i diferencijacija provodnih tkiva.

Glavne uloge giberelina

Poticanje produžnog rasta stabljike i diobe stanica, prekidanje dormantnosti sjemena, poticanje klijanja i indukcija $\alpha$-amilaze.

Glavne uloge citokinina

Poticanje stanične diobe, razvoj izdanaka, odgađanje starenja listova i povećanje metaboličke aktivnosti stanica.

Giberelini i razgradnja škroba u sjemenkama

Tijekom klijanja embrio oslobađa gibereline koji stimuliraju aleuronski sloj na sintezu i izlučivanje $\alpha$-amilaze radi razgradnje škroba.

Razlika između primarnih i sekundarnih metabolita

Primarni metaboliti su nužni za osnovni rad stanice i rast, dok sekundarni metaboliti služe za obranu, privlačenje oprašivača i interakciju s okolišem.

Skupine sekundarnih metabolita

Fenolni spojevi, flavonoidi, antocijani, tanini, alkaloidi, terpeni, glikozidi, cijanogeni glikozidi i kumarini.

Cijanogeni glikozidi

Glikozidi koji pri enzimskoj razgradnji nakon oštećenja tkiva oslobađaju otrovni cijanovodik ($\text{HCN}$).

Uloga cijanogenih glikozida u biljkama

Obrambena uloga; oslobođeni $\text{HCN}$ je otrovan jer inhibira stanično disanje vezanjem na citokrom oksidazu.

Primjeri biljaka s cijanogenim glikozidima

Gorki bademi, sjemenke šljive i drugog koštuničavog voća (sadrže amigdalin) te lovorvišnja (sadrži prulaurazin).

Prostorna odvojenost cijanogenih glikozida

U intaktnoj stanici glikozidi su u vakuoli, a enzimi u citosolu; razgradnja počinje tek nakon oštećenja tkiva i miješanja sadržaja.

Tanini (treslovine)

Fenolni sekundarni metaboliti sposobni vezati i taložiti proteine, pružajući trpak okus i obranu od biljojeda i mikroba.