Miten kasvit saavat vetensä? 1. Haihtumisimulla: osmoosilla juureen ilmaraoista haihtuu vettä ulos vesi nousee koheesiovoiman ansiosta ketjuna ylös. Lehtien ilmaraot säätelevät haihtuvan veden määrää. 2. Juuripaineella: varsinkin keväällä juuren solut pumppaavat aktiivisesti vettä. 3. Kapillaarivoima auttaa.
Miten kasvit saavat ravinteensa? Ravinteet kulkeutuvat juureen veden mukana. Saantiin vaikuttavat mm. maaperän happamuus ja ilmavuus. Ravinteet jaetaan pääravinteisiin joita kasvit tarvitsevat jatkuvasti (mm. N, P, Ca ja K) ja hivenravinteisiin (mm. Mn, B, Cu ja Zn) joita tarvitaan vain joskus. Puutosoireet paljastavat vähäisyyden tai puutteen. Liebigin minimitekijälaki: Kasvua rajoittaa se ravinne, jota on kasvin vaatimuksiin nähden vähiten saatavissa. Maaekosysteemeissä minimitekijä yleensä typpi (80% kuluu yhteyttämiseen liittyviin rakenteisiin), vesissä fosfori.
Typpi kasvien elämässä Elämä on silkkaa typen metsästämistä. Ilmasta 78% typpeä (N 2 ); lisäksi vähän typen oksideja (NO x ). Kasvit voivat kuitenkin käyttää vain ammoniumin (NH 4 +), nitraatin (NO 3 -) ja nitriitin (NO 2 -) suoloja. Em. suoloja tulee maahan typen reagoidessa veden kanssa korkeissa lämpötiloissa (esim. salamaniskuissa). Typpeä maaperään symbioottisten bakteerien avulla: Monilla kasveilla symbioosi (mutualistinen, molemminpuolinen hyötysuhde) typpeä nitraatiksi muuttavien nitrifikaatiobakteerien kanssa. 1. Lepillä (Alnus) Frankia-suvun bakteereita juurien punertavissa, mukulamaisissa juurinystyissä. 2. Hernekasveilla (esim. lupiinit, apilat) Rhizobium-suvun bakteereita.
Pulmia 1. Miksi ruusukimpun tyvestä on leikattava muutama senttimetri vartta pois ennen kimpun asettamista maljakkoon? 2. Miksi leikkaaminen on tehtävä mieluummin puukolla viiltäen kuin saksilla leikaten? 3. Miksi ei-toivottu haapa kaulataan (kuoritaan tyvi) muutama vuosi ennen puun kaatamista? 4. Miksi lumien sulamisen aika on puulle tai pensaalle vaikein aika? 5. Miksi lihansyöjäkasveja esiintyy soilla ja muilla erittäin karuilla (= vähäravinteisilla) alueilla?
YO-tehtävä, syksy 2002 a) Mihin kasvit tarvitsevat vettä? b) Millä eri tavoin kasvit ovat sopeutuneet kuiviin oloihin?
b)
Eliöt ja energia Lähes kaikki eliöiden energia peräisin kasvien fotosynteesistä: 6CO 2 + 6H 2 O + auringon valo C 6 H 12 O 6 + 6O 2 eli Hiilidioksidi + vesi + valo glukoosi (sokeri) + happi Energiaa käytetään pääosin soluhengittämällä: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + A TP-energiaa eli Glukoosi (sokeri) + happi hiilidioksidi + vesi + energiaa
Fotosynteesi eli yhteyttäminen Auringon säteilyenergia muuttuu kemialliseksi energiaksi. Tapahtuu viherhiukkasten graanoissa (pinaattilettupinot) ja välitilassa (luumen). Kasvien lisäksi yhteyttämiseen kykenevät lisäksi levät ja syanobakteerit (sinilevät). Toinen tapa tuottaa energiaa on kemosynteesi Tapahtuu pääosin valtamerten syvyyksissä, jossa bakteerit saavat energiansa pelkistämällä esim. rikkiyhdisteitä. Maan pinnalla (terrestrisissä ekosysteemeissä) merkityksetön.
Valoreaktiot: Fotosynteesi eli yhteyttäminen Graanan pinnalla klorofyllimolekyylin valohaavi pyydystää valokvantin eli fotonin. Energian vaikutuksesta vesi hajoaa vedyksi ja hapeksi. 1. Hieman ATP:tä latautuu. 2. Vedynsiirtäjät vievät vedyt (H + ) luumeniin pimeäreaktioihin. Happi poistuu viherhiukkasesta.
Fotosynteesi eli yhteyttäminen Pimeäreaktiot: Tapahtuvat heti valoreaktion jälkeen (huom. ei siis yleensä pimeässä). Vedynsiirtäjä tuo vedyn ns. Calvinin kiertoon. Hiilidioksidista ja vedystä rakennetaan monimutkaisessa reaktiosarjassa glukoosisokeria. Tarvitaan valtavasti entsyymejä (jopa 80% kasvin valkuaisaineista fotosynteesikoneistossa!)
Fotosynteesin tehokkuus VALO valokasvi 1. Valon määrä varjokasvi Fotosynteesin tehokkuus Valon intensiteetti (Lux) 2. Valon aallonpituus Valon aallonpituus (nm)
Voimakkuus yhteyttäminen hengitys kasvu Fotosynteesin tehokkuus 0 +10 +20 +30 +40 Lämpötila ruis maissi 3. Lämpötila (pitää olla sopiva entsyymeille) +20 +30 +40
Fotosynteesin tehokkuus 100 % HIILIDIOKSIDI JA VESI 4. Hiilidioksidin määrä 50 % ilmakehän nyk. CO 2 -pit. 0,04% 0,00 0,05 0,10 Ilman hiilidioksidipitoisuus (%) 5. Veden määrä Fotosynteesin tehokkuus 6. Kasviravinteet (joilla kasvit rakentavat yhteyttämiskoneistonsa) Veden määrä maassa
Koetehtävä Olet puutarhuri joka kasvattaa kasvihuoneessaan tomaatteja. Mistä asioista sinun pitäisi huolehtia saadaksesi mahdollisimman suuren sadon?