Fiziologia vegetal este o ramur a tiinelor biologice care se ocup cu studiul proceselor vitale din plante. Perii absorbani sunt celule ale rizodermei puternic alungite, cu lungimea de 8-15 mm i d iametrul 10 . Difuziunea este fenomenul de interptrundere omogen a dou substane miscibile, de concentraii diferite, puse n contact direct. Imbibiia este fenomenul de interptrundere a moleculelor de ap printre moleculele unei alte substane. Osmoza este fenomenul de amestecare a dou soluii de concentraii diferite separate printr-o membran semipermeabil sau fenomenul de ptrundere a solventului unei soluii printr-o membran semipermeabil. Plasmoliza este fenomenul de ieire a apei din celul n cazul cnd esutul este pus ntr-o soluie hipertonic. Deplasmoliza este fenomenul invers plasmolizei, de intrare a apei n celulele plasmolizate, n cazul cnd esutul este pus ntr-o soluie hipotonic. Turgescena este starea fiziologic normal, de hidratare optim a celulei. Influena diferiilor factori asupra absorbiei apei din sol. Factori externi : Temperatura solului. Absorbia apei ncepe la 00C la plantele cu sistem radicular superficial i la -50C la arbori; se intensific pn la 25 g- 32 gC, apoi scade treptat, iar la 4 Lumina stimuleaz absorbia apei prin rdcin intensificnd transpiraia, att prin creterea temperaturii, ct i prin deschiderea stomatelor. Concentraia soluiei solului. Absorbia apei fiind n esen un fenomen de osmoz, depinde de raportul de concentraie cu soluia solului. Aeraia solului. Absorbia apei este optim la o aeraie ce determin o concentraie de 16-18% O2 n sol. Reacia soluiei solului (pH). n general, absorbia rdcinii este optim la pH neutru. Modificarea pH-ului, mai ales alcalin reduce permeabilitatea membranelor celulare, frnnd absorbia apei. Factorii interni : Intensitatea transpiraiei. Absorbia pasiv a apei este stimulat de mrirea intensitii transpiraiei. Dinamica diurn a absorbiei apei n timpul creterii. La plantele de trandafir cultivate n soluii nutritive absorbia apei prezint un maxim n timpul zilei. Dinamica ontogenetic a absorbiei apei. La plantele de Gladiolus sp., absorbia apei este maxim la formarea inflorescenelor. CIRCULAIA APEI N PLANTE: Circulaia prin vasele lemnoase se efectueaz pe distane mari, pn la zeci de metri, prin esutul conductor lemnos al rdcinii, tulpinii i frunzei. Vasele lemnoase sunt trahee i traheide. Traheele sunt celule prozenchimatice puse cap la cap, cu pereii laterali lignificai, ntre care au disprut membranele despritoare. Traheidele sunt celule prozenchimatice, de asemenea cu pereii laterali lignificai, ntre care exist perei despritori.

Metoda decorticrii const n folosirea de butai de soc, care prezint la partea superioar muguri i care se decortic la baz, ndeprtnd succesiv diferite esuturi, i anume scoara, liberul, lemnul i mduva. Metoda soluiilor colorate const n introducerea unor ramuri de plante, de exemplu tei n soluii colorate n rou sau albastru constatndu-se c se coloreaz n rou sau albastru numai vasele lemnoase. Circulaia prin esutul parenchimatic se efectueaz pe distane mici, de civa mm, prin parenchimul cortical al rdcinii din zona perilor absorbani pn la cilindru central i prin mezofilul frunzei, de la nervure pn la camera substomatic. Forele care determin urcarea apei n plant Presiunea radicular este numit fora motrice inferioar. Ea reprezint fora activ a rdcinii capabil s pompeze continuu apa n corpul plantelor. Plnsul plantelor const n eliminarea apei sub form de picturi din organele rnite. Gutaia const n eliminarea apei sub form de picturi din organelle ntregi, n special prin frunze, n condiiile n care atmosfera este saturat cu vapori de ap. Fora de aspiraie a frunzelor este numit fora motrice superioar. Ea reprezint fora cu care frunzele aspir continuu apa provenit din sol n corpul plantelor. Transpiraia este procesul prin care plantele elimin apa sub form de vapori. Transpiraia lenticelar are loc prin ramurile i tulpinile suberificate ale arborilor i arbutilor i se efectueaz prin lenticele. Transpiraia cuticular se efectueaz prin cuticula frunzelor. Are n general valori sczute, deoarece cuticula de pe peretele extern al epidermei este impregnat cu substane grase, hidrofobe. Transpiraia stomatal este cea mai rspndit i se realizeaz prin stomate, n special n frunze. Influena factorilor interni asupra transpiraiei Numrul de stomate pe suprafaa frunzelor este variabil, fiind n general de 10-600/mm2. frunzele pot fi de trei categorii: hipostomatice, la care stomatele sunt dispuse numai pe epiderma inferioar, de exemplu la majoritatea arborilor de foioase i a pomilor fructiferi; epistomatice , la care stomatele sunt dispuse numai pe epiderma superioar, de exemplu la nufr; amfistomatice, la care stomatele sunt dispuse pe ambele epiderme,de exemplu la majoritatea plantelor cultivate ierboase. Reacia fotoactiv de deschidere. Sub aciunea luminii, prin fotosintez n celulele stomatice se sintetizeaz glucide solubile osmotic active, ce mresc fora de suciune a acestora i determin absorbia apei prin fenomenul de endosmoz. Reacia hidropasiv de nchidere i deschidere. n zilele ploioase, starea de turgescen a celulelor epidermice exercit o presiune asupra celulelor stomatice, care se inchid. Suprafaa foliar. Plantele i coreleaz suprafaa foliar cu gradul de aprovizionare cu ap din mediu. Poziia frunzelor. n zonele umede frunzele au poziie orizontal, pentru a capta ct mai mult lumin i a intensifica transpiraia. n zonele aride frunzele au o poziie vertical, pentru a capta ct mai puin lumin i a reduce transpiraia.

Concentraia sucului vacuolar. La plantele de srtur i deert, concentraia sucului vacuolar este mrit prin acumulare de sruri minerale, glucide solubile sau acizi organici, ceea ce reduce intensitatea transpiraiei. Prezena plastidelor i antocianilor mrete intensitatea transpiraiei, deoarece pigmenii verzi i galbeni din cloroplaste, ct i antocianii roii, albatrii i violacei absorb radiaiile spectrului de lumin, mrind temperatura frunzei. Sinteza unor uleiuri volatile sau parfumuri. Prin evaporarea n atmosfer, uleiurile volatile absorb o parte din radiaiile calorice, micoreaz intensitatea transpiraiei i evit supranclzirea plantelor, de exemplu la labiate i rozacee. Dinamica diurn a transpiraiei . n timpul zilei, transpiraia este de 10-12 mai intens dect noaptea, fiind favorizat de temperatura ridicat, lumina intens i umiditatea relativ a aerului. Dinamica sezonier este evident la plantele perene lemnoase, arbori i arbuti, transpiraia fiind mult mai redus iarna dect n timpul sezonului de vegetaie. Influena factorilor externi asupra transpiraiei Temperatura aerului. Procesul de transpiraie ncepe la 00C. La arborii i arbutii semperviresceni din zona temperat, transpiraia nu nceteaz nici la temperaturi sub 00C, dar este mult ncetinit. Umiditatea relativ a aerului. Viteza de evaporare a apei din stomate la un moment dat este dat de formula:V=4rK(F-f) / P. V =viteza de evaporare; r = raza ostiolei;K = coeficientul dedifuziune;F = tensiunea vaporilor saturai;f = tensiunea vaporilor din aer laun moment dat;P = presiunea atmosferei; F - f = deficitul de saturaie nvapori de ap a aerului. Lumina influeneaz transpiraia n mod direct i indirect.Efectul direct se datorete energiei calorice, care intensific transpiraia.La lumin direct transp. crete de cteva ori, iar la lumin difuz numai cu 30-40%. Presiunea atmosferic. Transpiraia se intensific prin scderea presiunii atmosferice. La plantele alpine, transpiraia este mai intens dect la plantele de es datorit valorilor sczute ale presiunii atmosferice. Curenii de aer. La intensitate moderat, vntul intensific transpiraia cu cca. 100%; Prin deplasarea vaporilor de ap, vntul mrete deficitul hidric n zona frunzelor. La intensitate mare a vntului , stomatele se nchid, iar transpiraia scade. >Procesul de absorbie a substanelor minerale i de transport al acestora n corpul plantei n scopul sintezei substanelor organice proprii se numete nutriie mineral. Elementele minerale absorbite din mediu pot avea diferite roluri, i anume: rol plastic, participnd n sinteza unor substane de constituie, de ex. C , H, O, N, S, P, Ca, Mg, Si; rol metabolic,catalitic,de activare sau inhibare a proceselor enzimatice,de ex. Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B; rol n reglarea echilibrului osmotic, modificarea permeabilitii celulare i a proprietilor fizico-chimice ale coloizilor plasmatici, de ex. K, Na, Ca, Mg.

ABSORBIA I CIRCULAIA ELEMENTELOR MINERALE N PLANTE >Absorbia pasiv se face prin fenomene fizice, fr consum energetic celular ;const n fixarea ionilor pe suprafaa membranei celulare sau a plasmalemei. Schimbul ionic se face att la nivelul suprafeei membranei celulare, ct i a plasmalemei Difuziunea permite ptrunderea ionilor minerali prin membrane celular, permeabil, dar i prin membranele biologice, semipermeabile. >Absorbia activ se face cu consum de energie metabolic, provenit din respiraia celulelor i realizeaz transpotul activ, mpotriva gradientului de concentraie. Ea permite traversarea barierei de difuziune reprezentat de citoplasm pn la vacuol. Transportorii efectueaz traversarea ionilor prin plasmalem, fixnd reversibil ionii minerali prin formarea unui complex ion - transportor. Citocromii efectueaz deplasarea ionilor n interiorul citoplasmei. Ei sunt enzime ale respiraiei, cu capacitatea de a trece din stare oxidat n stare redus datorit coninutului n fier. Mitocondriile deverseaz ionii minerali n vacuole la nivelul tonoplastului. Ele sunt organite citoplasmatice cu rol n respiraie care se afl n micare permanent n hialoplasm. Influena factorilor externi asupra absorbiei srurilor minerale din sol Temperatura solului. Absorbia ncepe la temperatura de 1-10gC,este optim la 2025gC pentru plantele mezofile i 25-32gC pentru plantele termofile, de origine tropical i subtropical i nceteaz la 35-45gC Umiditatea solului. n condiii normale, umiditatea solului favorizeaz absorbia prin solubilizarea srurilor i mobilizarea ionilor. n lipsa apei, soluia solului se concentreaz excesiv, iar activitatea inhibat. Aeraia solului stimuleaz absorbia elementelor minerale prin intermediul respiraiei. Scderea gradului de aeraie din sol inhib activitatea microbian i perturb procesele de nitrificare, micornd cantitatea de ioni de N accesibili plantelor. Reacia solului (pH-ul) modific permeabilitatea protoplasmei i absorbia elementelor minerale, precum i activitatea microbian din sol. Absorbia optim a ionilor minerali are loc la un pH cuprins ntre 5 i 8. Concentraia soluiei solului. Valoarea optim a concentraiei soluiei solului este de 0,5 - 1,5, iar cea maxim este de 5. Textura solului este dat de compoziia granulometric. n funcie de aceast nsuire solurile pot fi: grele (argiloase), mijlocii i uoare. Antagonismul ionic. Orice ion, chiar indispensabil, n stare pur n soluia solului este toxic, dar prin amestec cu ali ioni, efectul toxic se anuleaz, fiind nlocuit cu un efect de stimulare reciproc a absorbiei elementelor minerale. Fotosinteza este procesul fiziologic prin care plantele verzi sintetizeaz substane organice din CO2, H2O i sruri minerale, n prezena luminii solare i a clorofilei, cednd n mediu O2. Frunza ca organ al fotosintezei. Dei fotosinteza are loc n toate organele verzi (tulpini ierboase, fructe tinere etc), principalul organ al fotosintezei este frunza. Limbul frunzei este lit, prezint o suprafa mare i o grosime mic, care permit captarea cu uurin a energiei luminoase i CO2 din atmosfer i accesul acestora la cloroplaste. >Mezofilul poate avea diferite tipuri de structur:

bifacial, difereniat n parenchim palisadic spre faa superioar i parenchim lacunos spre faa inferioar equifacial, care prezint parenchim palisadic spre ambele fee ale frunzei, de exemplu la garoaf; omogen, nedifereniat n parenchim palisadic i lacunos, de exemplu la porumb. Cloroplastele reprezint organitele fotosintezei. Ele au o arhitectur extrem de complex care le permite s ndeplineasc rolul unor "baterii solare miniaturizate, microuzine biosintetice" n care are loc fotosinteza. Sistemul membranar extern confer forma i dimensiunile cloroplastelor, precum i proprietatea de permeabilitate. Sistemul membranar intern asigur desfurarea reaciilor complexe din timpul fotosintezei. Este alctuit din membranele fotosintetice numite tilacoide. Stroma reprezint masa fundamental a cloroplastului, structurat omogen i descris nc din 1883 de Meyer, sub numele de matrix. n stroma se efectueaz ntregul lan de reacii metabolice de reducere a carbonului i biosinteza produilor primari ai fotosintezei. Extragerea i separarea pigmenilor Extragerea pigmenilor se face cu solveni organici: alcool etilic i metilic, eter, cloroform, aceton etc Metoda Sorby Krauss const n tratarea extractului alcoolic de pigmeni dintr-o eprubet cu benzin. Dup agitare, amestecul se separ n dou zone: n partea superioar se afl solventul benzin, ce conine pigmenii verzi i carotina, iar n partea inferioar solventul alcool ce conine xantofila. Metoda Timiriazev const n saponificarea clorofilelor dintr-un extract alcoolic cu o soluie de hidroxid, NaOH sau Ba(OH)2, separarea clorofilelor, iar apoi separareapigmentilor galbeni prin solubizare. Metoda cromatografiei pe hrtie, pe coloan sau n strat subire const n antrenarea pigmenilor sub aciunea unui solvent organic i separarea lor pe baza adsoriei difereniate pe unele medii inerte. Proprietile fizice ale pigmenilor: Culoarea. Clorofila a are culoare verde-albstrui, clorofila b verdeglbui, carotinele galben - portocaliu i xantofilele- galben-verzui. Solubilitatea. Pigmenii fotosintetici sunt solubili n solveni organici, dar sunt insolubili n ap. Fluorescena este proprietatea soluiei de pigmeni de a avea culoare verde privit n lumina direct, prin transparen i culoarea roie privit prin reflexie. Proprietile chimice ale pigmrntilor: Formarea feofitinei rezult din reacia clorofilei cu acizi organici sau minerali. Saponificarea clorofilei rezult din reacia cu hidroxizii. Tratarea soluiei de clorofil cu NaOH determin desfacerea moleculei de clorofil n acizi clorofilinici a i b, alcool fitilic i methanol. INFLUENA FACTORILOR EXTERNI ASUPRA FOTOSINTEZEI Lumina solar reprezint sursa de energie pentru biosinteza substanelor organice n fotosintez. Influena cantitativ se refer la intensitatea luminii. n funcie de intensitatea luminii plantele se clasific n plante heliofile, adaptate la o intensitate luminoas ridicat (helios = soare) i plante ombrofile, adaptate

la o intensitate luminoas sczut. Bioxidul de carbon - CO2 Sursa de CO2 pentru plante o constituie aerul atmosferic. Fenomenele productoare de CO2 sunt erupiile vulcanice, mofetele i activitile industriale care implic arderi de combustibil. Temperatura La majoritatea speciilor de plante fotosinteza ncepe la 00C. La cerealele de toamn, de exemplu la gru poate avea loc i la -50C Temperaturile optime pentru fotosintez sunt cuprinse ntre 200C i 350C, de exemplu 320C la cartof, 350C la tomate i 350-370C la castravei i alte cucurbitaceae - plante termofile. Apa Apa este indispensabil procesului de fotosintez i manifest asupra acestuia o aciune indirect i o aciune direct. Valorile optime ale coninutului de ap al frunzelor pentru fotosintez sunt de 87-92%, iar ale umiditii aerului de 70-90%. Nutriia mineral Elementele minerale particip direct i indirect n fotosintez. Respiraia plantelor Respiratia este procesul de degradare oxidativ a substanelor organice proprii, din care se elibereaz energia necesar proceselor vitale, reprezentnd latura catabolic a metabolismului. Respiraia aerob este modul de respiraie a plantelor superioare. Ea const n oxidarea complet a substanelor organice, cu ajutorul oxigenului atmosferic pn la CO2, H2O i energie, conform reaciei: C6H12O6 + 6 O2 6CO2 + 6H2O + E Influena diferiilor factori asupra respiraiei Factorii externi:Temperatura. n timpul iernii, plantele respir i la temperaturinegative. Grul de toamn respir ncepnd de la temperatura de -40C - -70C. Coniferele respir i la temperaturi mult mai sczute, de exemplumolidul pn la 35g, iar ienuprul pn -40gC Lumina. Influeneaz respiraia n mod direct prin creterea temperaturii i indirect prin furnizarea substratului respirator i reglarea schimbului gazos prin stomate. Fotorespiraia este procesul de respiraie efectuat la lumin Umiditatea. n sol, creterea umiditii determin scderea intensitii respiraiei, iar scderea umiditii determin intensificarea respiraiei Concentraia O2 i CO2. Respiraia este maxim la o concentraie de 10-20% O2. Sub concentraia de 3% O2, respiraia aerob nceteaz fiind nlocuit cu o respiraie anaerob. Srurile minerale. NH4 + particip la sinteza NADPH2, cu rol n transportul de electroni. K+ menine structura mitocondriilor i stimuleaz sinteza ATP. Fe2+ intr n structura citocromilor, iar PO4 3 - intr n molecula de ATP. Factorii interni. Vrsta plantei. La plantele tinere respiraia decurge mai intens dect la plantele mature. Organul i esutul . Respiraia este minim la rdcini i se intensific la tulpini i frunze. Respiraia este maxim la flori, iar la acestea este maxim la gineceu. Starea de activitate fiziologic. Organele de repaus, de exemplu seminele, tulpinile subterane, rdcinile tuberizate i mugurii au o respiraie foarte sczut, care se intensific la germinare sau la pornirea n vegetaie. Coninutul de ap al celulelor este n relaie direct cu intensitatea respiraiei.

Starea sanitar a plantei. La plantele bolnave, intensitatea respiraieieste mult mai ridicat dect la plantele sntoase. CRESREREA PLANTELOR Creterea este procesul de mrire stabil i ireversibil a volumului i greutii celulelor, esuturilor i organelor plantei, datorit sporirii continue a cantitii de substan uscat, ca urmare a unor procese biosintetice, de transformare i depunere a substanelor organice proprii. Etapele de cretere celular n procesul de morfogenez a organelor vegetative, celulele plantelor parcurg trei etape de cretere: etapa creterii embrionare, etapa creterii prin extensie i etapa diferenierii celulare. aEtapa creterii embrionare sau de diviziune are loc n esuturile meristematice, n care principala funcie fiziologic a celulelor este diviziunea. Prin acest proces celulele se nmulesc mrindu-i numrul, dar nu i dimensiunile. bEtapa creterii prin extensie celular, de alungire sau elongaie are loc n zonele cu poziie subterminal cEtapa diferenierii celulare. Din etapele anterioare rezult celuleidentice ca form i funcii, care n etapa de difereniere se specializeazmorfo-fiziologic, rezultnd esuturi i organe. Creterea organelor Creterea organelor se efectueaz prin creterea celulelor i a esuturilor acestora. Creterea ncepe cu o etap embrionar, localizat n meristeme numit meresis, continuat cu alungirea celulelor formate numit auxesis i terminat cu diferenierea structurii anatomice tipice. Creterea n lungime a rdcinii se datorete meristemelor apicale. Zona de alungire are o poziie subterminal, pe o distan de 5-10 mm de la vrf. Creterea n lungime a tulpinii se datorete unor meristeme apicale i unor meristeme intercalare. Creterea frunzelor se face n lungime i suprafa i se datorete unor meristeme bazale la monocotiledonate, unor meristeme intercalare la ferigi sau de pe toat suprafaa la dicotiledonate. Creterea n grosime a rdcinii i tulpinii se datorete meristemelor secundare cambiu i felogen, situate n poziie lateral, n cilindrul central i respectiv n scoara acestor organe. INFLUENA FACTORILOR EXTERNI ASUPRA CRETERII Temperatura este unul dintre cei mai importani factori climatici care influeneaz creterea plantelor i controleaz rspndirea vegetaiei pe glob. Lumina manifest asupra creterii plantelor o aciune direct i o aciune indirect. Umiditatea aerului i solului Apa este un alt factor climatic care controleaz rspndirea vegetaiei pe glob, deoarece este indispensabil vieii plantelor. INFLUENA FACTORIILOR INTERNI ASUPRA CRETERII Hormonii stimulatori de cretere se clasific n auxine, gibereline i citochinine. >Auxinele au fost descoperite de cercetrile concomitente ale lui Went i Holodni (1928) n coleoptilul de ovz (Avena sativa).

>Giberelinele au fost descoperite de Kurosawa (1926) la plante de orez, bolnave de boala "bakane" sau boala lstarilor lungi, produs de ciuperca Gibberella fujikuroi. >Citochininele. Spre deosebire de auxine i gibereline care au fost descoperite mai nti n plante pe baza efectelor de stimulare a creterii i apoi identificate din punct de vedere chimic, citochininele au fost mai nti sintetizate pe cale chimic, ca substane cu rol n stimularea diviziunii celulare. Hormonii inhibitori de cretere >Acidul abscisic este considerat principalul hormon cu aciune inhibitoare asupra creterii plantelor. Substane bioactive sintetice Extragerea i separarea hormonilor naturali din plante, purificarea i stabilirea structurii chimice a acestora, a creat posibilitatea sintezei substanelor hormonale sau a altor substane nrudite pe cale artificial. DEZVOLTAREA PLANTELOR-Dezvoltarea este procesul de evoluie individual a plantelor care asigur reproducerea i se ncheie cu nflorirea i fructificarea.. Etapa vegetativ sau de cretere este denumit i faza juvenil. Plantele nu sunt capabile s nfloreasc imediat dup germinare, ci trebuie s treac prin faza juvenil. n aceast faz planta este aprovizionat din mediu cu substane nutritive i energie, care asigur i sunt suficiente pentru cretere. Etapa generativ sau de reproducere este denumit i faza de maturitate. Faza juvenil este delimitat de faza de maturitate prin procesul de nflorire. Inducia floral reprezint totalitatea transformrilor metabolice, biochimice i fiziologice ce caracterizeaz trecerea plantelor de la etapa vegetativ la cea generativ. Iniierea floral este ansamblul transformrilor morfologice pe care le sufer meristemul vegetativ n cursul transformrii sale n floare sau inflorescen, din care apar primordiile florale de sepale, petale, androceu i gineceu. Dezvoltarea floral const n extensia primordiilor florale, maturizarea elementelor sexuale i nflorirea propriu-zis. INFLUENA FACTORILOR EXTERNI ASUPRA NFLORIRII 1.Temperatura-Trecerea plantelor de la etapa vegetativ la etapa generativ este condiionat de aciunea temperaturilor sczute pozitive. Acest fenomen a fost denumit vernalizare 2.Lumina-manifest o aciune important asupra nfloririi plantelor prin durata de iluminare din timpul zilei, prin calitatea i intensitatea luminii. -Fotoperiodismul este reacia plantelor la o anumit lungime a perioadei de iluminare din timpul zilei, numit fotoperioad. n procesul de dezvoltare, fotoperiodismul este fenomenul prin care plantele nfloresc numai dup ce au suferit o anumit durat de timp aciunea unei anumite fotoperioade, respectiv o anumit inducie fotoperiodic. INFLUENA FACTORILOR INTERNI ASUPRA NFLORIRII Determinismul trofic-este reprezentat de nutriia mineral, coninutul de glucide i coninutul de ap. Nutriia mineral. Rolul azotului. Determinismul trofic al nfloririi este susinut de teoria raportului C/N, emis de Klebs (1903). Conform acestei teorii, predominarea glucidelor n plante favorizeaz nflorirea, iar predominarea compuilor cu N favorizeaz creterea vegetativ i mpiedic nflorirea.

Coninutul de glucide. Glucidele constituie produi primari ai fotosintezei, cu rol deosebit n nflorire. Teorii mai vechi susin c nflorirea plantelor este stimulat de creterea raportului C/N. Determinismul hormonalal nfloririi a fost studiat n special n legtur cu necesitatea elucidrii mecanismului reaciei fotoperiodice a plantelor.