Ionii intră în plante ca urmare a difuzării lor din soluția solului în pereții celulari ai firelor de păr și a altor celule epidermice. Apoi, înainte de a trece la alte părți ale plantei, acestea sunt transportate la simplast sau apoplast. Dacă ionul trece prin stsmplast intră plasmalemei celule rădăcină exterioare, mișcarea sa ulterioară de la celula la celula va avea loc prin plasmodesmata. În plus, el se poate muta pe apoplast până când ajunge la centura lui Caspari (vezi 7.14). Deoarece nici apă, nici ionii dizolvați nu pot difuza prin pereții celulei suberinizi- Rowan care formează centura Caspary, toți ionii înainte de a trece mai departe, trebuie să treacă prin celule endoderm citoplasmatice. Unele ioni pot penetra barierele cu membrană mai ușor decât altele. Prin urmare, proprietățile membranei plasmatice a celulelor importante în controlul schimbului minerale rădăcină între sol și părțile plantei de deasupra solului. Împreună cu permeabilitatea selectivă a membranelor, transportul activ al multor ioni joacă, de asemenea, un rol important. ionii incarcati negativ sunt, de obicei transportați activ în celulă, deoarece mișcarea lor în celulă prin difuzie este inhibată potențial negativ intern. Un aport excesiv de anumiți cationi, cum ar fi Na +, neutralizată prin difuzia ionilor activi eliberați din celule, adică. E. Ele sunt emise în mod activ de către plantă.
Infiltrându celulele citoplasmei endoderm ionii pot continua de-a lungul căii prin symplastic plasmodesmata oricărui strat de celule pericyclic sau symplast stânga, acestea pot fi realizate prin difuziune sau transport activ sau zona de stele xylem apoplastnoy. În cazul în care ionii continuă să fie transportat pe stelă prin symplast, apoi în cele din urmă ei vor trebui să părăsească protoplastică și traversează membrana celulară înainte de a va cădea în cavitatea vasului orice element mort koilemnogo. Știm că ionii se acumulează în tuburi de xilem în acele perioade în care se observă un curent slab de apă. Deoarece ionii trebuie sa se deplaseze spre interior, ca celulă cel puțin unul, și pentru că este evident că cele două părți ale unor membrane probabil endodermica celulele care se confruntă suprafața și interiorul rădăcinii, trebuie să aibă proprietăți diferite ionotransportnymi.
Intrând în xilem, ionii nu se pot întoarce la simplast, deoarece difuzia lor este împiedicată de permeabilitatea selectivă a membranelor celulare, în timp ce calea spre sol prin apoplast este blocată de centura Caspari. Acumularea de ioni în xilem crește concentrația substanțelor dizolvate în sucul de xilem, ceea ce poate duce la dezvoltarea presiunii rădăcinii, discutată în Ch. 6. Ionii din xilem, purtați de un curent ascendent de transpirație, înainte de penetrarea în protoplastia unei celule vii trebuie să fie reabsorbite de plasmalem. Indiferent de calea ionilor, planta reduce în mod evident la minimum numărul barierelor cu membrană plasmatică pe care trebuie să le traverseze acest ion pentru a-și atinge obiectivul final.
Mobilitatea ionilor minerali
După intrarea xylem rădăcină a majorității ionilor sunt transportate la părțile aeriene ale plantei, dar unele cad în floem și transportate împreună cu solutului la drushmi celulele consumatoare în apexul rădăcinii în creștere și zonele care stochează nutrienți. Ionii nou absorbiți se mișcă liber prin plantă. Cu toate acestea, utilizarea acestor ioni în celulă poate fi datorată includerii lor în unele molecule structurale. Formarea țesuturilor necesită furnizarea continuă a tuturor ionilor minerali de bază. Dacă toate provin din sol, planta nu are nici o dificultate. Cu toate acestea, atunci când lipsesc ioni minerali, uneori pot fi obținuți prin degradarea moleculelor formate anterior în celulele vechi. Astfel, N, formată prin scindarea aminoacizilor și Mg2 +, se produce atunci când descompunerea clorofilei, se deplasează din părțile mai vechi ale plantei în celulele tinere în creștere. Această mișcare a nutrienților mobili este probabil efectuată de către phloem. Îndepărtarea acestor elemente de la celulele mai vechi accelerează îmbătrânirea și provoacă apariția simptomelor de deficiență minerală în părțile mai vechi ale plantei.
Unele elemente minerale sunt conectate ferm într-o cușcă și, după ce au intrat "într-o singură dată, nu sunt efectuate de acolo. Simptomele de deficiență a unor astfel de elemente fixe sunt observate în țesuturile cele mai tinere. Ca2 + și Fe2 + (+> - două elemente care de multe ori deficitare, care determină apariția simptomelor semnificative ale deficitului lor nu pot fi formate placa de mijloc de noi celule Deoarece permeabilitatea normală a membranei depinde de asemenea de calciu colaterale care stau la baza tot mai mare de tesut in absenta Ca 2+ .. Apex se oprește în creștere și în curând moare. fierul este esential pentru sinteza clorofilă. este, de asemenea, o componentă a citocromilor și feredoxin. cu o lipsă de plante din fier găsesc adesea plin de frunze gălbejire cel mai mic s. Dacă în mișcare sau încă elemente limitate, puteți restabili rata normală de creștere a plantelor numai atunci când într-adevăr plin de aprovizionare cu toate substanțele nutritive necesare.
Din cele 16 elemente chimice consumate de plante, patru (C, H, O, N) le extrage din dioxidul de carbon, apă și azot din atmosferă în timpul fotosintezei și fixării azotului; Restul de 12 provine de la roca mamă. Cu distrugerea sa, ea dă naștere solului pe care cresc plantele. Mineralele solului sunt de obicei absorbite din soluție. Dar plantele, datorită activității lor metabolice, pot distruge particulele mari de rocă. Absorbția ionilor are loc prin utilizarea energiei ATP și, prin urmare, necesită condiții aerobe în mediul rădăcină.
Plantele pot fi crescute hidroponice, care constă în aceea că rădăcinile plantelor plasate în soluții chimice gazoase care conțin toate macronutrients necesare (K, Ca, Mg, N, S și P), și oligoelemente, inclusiv Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B și C1. În absența sau deficiența relativă a oricărui element, apar simptome tipice de deficiență. Acestea pot fi eliminate prin adăugarea de săruri care conțin elementele necesare.
C, H, O, N, S și P funcționează în principal ca componente ale unor astfel de elemente structurale, cum ar fi carbohidrații, proteinele și acizii nucleici; calciul îndeplinește parțial funcția structurală ca o componentă a pectatului de calciu, prezentă în substanța de cimentare intercelulară a țesuturilor vegetale. Potasiul este implicat în principal în reglarea turgorului, iar alte elemente funcționează în primul rând ca coenzime sau constituenți ai coenzimelor, în special acelea pe care depind reacțiile redox. Sulful sub formă de grupări sulfhidril poate participa, de asemenea, la reacțiile de oxidare-reducere. Fosforul, datorită prezenței unei legături fosfatice bogate în energie, servește ca intermediar în multe reacții biochimice. Molibdenul, implicat în recuperarea nitraților, nu este necesar pentru o plantă dacă este readus la ea cu azot redus sub formă de amoniac, uree sau aminoacizi. Plantele dotate cu elemente minerale adecvate sunt absolut independente de aplicarea substanțelor organice. Cu toate acestea, acestea din urmă, ca regulă, îmbunătățesc solul pe care cresc plantele. Microorganismele solului produc substanțe care aderă particule mici de sol în bucăți mai mari. Acest proces asigură aerarea corespunzătoare a solului, împiedicând compactarea inutilă a particulelor mici de sol.
Fixarea azotului, efectuată de unele bacterii conductoare svobodnozhivu- și algele albastre-verzi, de asemenea, apare în noduli din rădăcini de legume și alte plante infectate cu bacterii din genul Rhizobium. Fixation se reduce la N2 molecule conexiune la molibdevsoderzhaschemu enzima nitrogenase urmată de reducerea dependentă de ATP de azot la amoniac folosind electronii și protonii moleculelor substrat care sunt astfel oxidate. Sistemul de fixare a azotului poate reduce de asemenea acetilenul la etilenă. Acest principiu stă la baza definiției fixării azotului de către plantele intacte în câmp. Adăugarea de azot redus sub plante fixatoare de azot care trăiesc în simbioză cu bacterii, reduce capacitatea acesteia de a fixa azotul prin acțiunea mecanismului de inhibare a feedback-ului. Nitrogenase, de asemenea, foarte sensibile la Oz, și se crede că roșiatic leghemoglobin (LHB), prezente în nodulii activi, oferă un mediu anaerob prin legarea liberă Og LHB-Og. Nitro fier apare repede în grupa amino a acidului glutamic ca rezultat al aminării directe a acidului a-ketoglutaric. Acidul glutamic, la rândul său, poate servi la amorsarea altor cetone acizi, care se transformă în aminoacizi.
Mișcarea ionilor prin membrane se datorează parțial gradientelor electrochimice și parțial prin intermediul pompelor localizate în membrane. Când transportul este efectuat pe un gradient electrochimic, ionii se atașează mai întâi la site-uri speciale pe membrană (permeaze). Ei apoi pătrund în celulă conform ecuației Nernst, în cazul în care efectul global al gradientului lor de concentrație pe ambele părți ale membranei și potențialul transmembranar electric furnizează o forță motrice direcționată spre interior. Trans-potențialul membranei se formează în două moduri: 1) ca rezultat al difuziei atât a anionilor, cât și a cationilor, care totuși se deplasează prin membrană la rate diferite; 2) datorită transportului electrogen cu utilizare directă a energiei pentru pomparea protonilor, anionilor sau cationilor prin membrană împotriva gradientilor lor electrochimici. Ambele procese acționează întotdeauna în așa fel încât să se creeze o încărcare mai negativă în interiorul celulei în comparație cu încărcarea din afara acesteia.
Membranele înconjurate de membrane sunt legate prin plasmodem și formează un întreg (continuum), numit simplast, care este separat de apoplast (pereți și spații intercelulare). Ionii pot călători fie pe simplast, fie pe apoplast, ca înainte de a trece prin endoderm și după aceea. Trecerea ionilor de la un sistem la altul se realizează prin penetrarea selectivă a acestora prin membrană. Deoarece soluțiile diferite se deplasează prin aceasta într-o rată inegală și deoarece chiar și organele sunt înconjurate de membrane, acestea din urmă asigură o compartimentare a sistemelor biologice.
literatura recomandată Nutriție minerală
Epstein, E. 1972. Nutriția minerală a plantelor: principii și perspective, New York, Wiley.
Hewitt E.]. Smith T.A. 1976. Plant Mineral Nutrition, London, English Universities Press.
Beevers, L. 1976. Metabolismul de azot în plante, New York, Elsevier.
Brill W.L. 1977. Fixarea biologică a azotului, Scientific American, 236 (3), 68-8.1.
Anderson W. P. 1973. Transportul Ion în Plante, Londra-New York, Academic Press.
Clarkson, D.T., 1974. Ion Transport and Structure Cell in Plants, New York, McGraw-Hill.
LUttge U. Higinbotham N. 1979. Transport în plante, Berlin-Heidelberg-New York, Springer-Verlag.
LUttge V. Pitman M. G. eds. 1976. Transportul în plante * II. Partea A: Celule, Partea B: Țesuturi și organe, Enciclopedia de Fiziologie a Plantelor, New Series, voi. 2, Berlin-Heidelberg-New York, Springer-Verlag.
Zimmermann U "Dainty I. 1974. Transportul membranar în plante, Berlin-Heidelberg-New York, Springer-Verlag.
7.1. Ca nutrienți principali, 16 elemente sunt acum izolate. Credeți că în viitor alte elemente pot fi adăugate pe această listă? Dacă da, de ce nu au fost descoperite încă?
7.2. Unele substanțe nutritive sunt considerate de bază, deoarece ele fac parte integrantă din principalele molecule organice din plante. Denumiți două molecule organice importante, care includ: a) azot, b) fosfor, c) sulf. Ce functie fac restul elementelor de baza care nu fac parte din structura moleculelor organice?
7.3. Descrieți în detaliu cum să stabiliți dacă sodiul are o semnificație semnificativă pentru plantele verzi mai mari.
7.4. Luați în considerare mai multe moduri în care puteți determina gradul de aprovizionare a acestei plante cu elementele de bază minerale.
7.5. Plantele de grâu cultivate într-un mediu cu deficit de siliciu devin foarte sensibile la atacurile fungice și pot muri ca rezultat al infecției. Puteți deduce din aceasta că siliciul este elementul principal pentru grâu? explica
7.6. Lipsa de fier în sol cauzează cloroza țesutului dintre vene de frunze tinere, în timp ce lipsa azotului provoacă o îngălbenire generală a frunzelor vechi. De ce lipsa de fier și azot afectează țesuturile de vârste diferite?
7.7. Solul, bogat în fosfat de calciu, de fapt, furnizează prea puțin fosfor pentru o creștere optimă a plantelor. Explică.
7.8. Boala de piersic "de prundiș", care este cunoscută ca fiind cauzată de lipsa zincului, a fost inițial depășită pe teren prin introducerea unor cantități mari de sulfat feros comercial. Explică.
7.9. Introducerea îngrășămintelor pentru plantele de mazare care cresc pe solul cu deficit de azot nu poate duce la o îmbunătățire semnificativă a creșterii lor. De ce?
7.10. Reducerea nitraților în amoniac în algele de chlorella verde este accelerată semnificativ sub influența luminii. Care este mecanismul posibil pentru această influență?
7.11. Cele mai multe plante cresc cel mai bine atunci când folosesc azotați ca sursă de azot, dar unii par să preferă
ion de amoniu. Ce credeți că este cauza biochimică a acestei diferențe în comportamentul plantelor?
7.12. Urmăriți căile metabolice biochimice ale moleculelor de azot și dioxid de carbon din plante, începând cu atmosfera și terminând cu apariția lor într-un alt aminoacid.
7.13. Se observă adesea că lichenii cresc pe roca goală. Care este sursa nutriției lor minerale? Ce spune acest lucru despre rolul lichenilor în formarea solului?
7.14. Cum contribuie materia organică a solului la creșterea productivității agricole?
7.15. De ce tratarea solurilor ocupate anterior cu ierburi poate provoca eroziune, spălând solul cu apă și cu vânturile sale?
7.16. Urmăriți calea ionului de potasiu în timp ce se deplasează de la sol la frunze. Ce forțe sunt implicate în această mișcare?
7.17. Divizarea rapidă a celulelor de meristem apical este separată de elementele vasculare diferențiate de celulele nediferențiate ale zonei de întindere. Cum obțin celulele meristematice apă și substanțe nutritive necesare activității metabolice ridicate?
7.18. Cureaua lui Caspari în celulele endodermice poate juca un rol important în absorbția sării de către xylemul rădăcinii, precum și în condițiile apariției presiunii radiculare pozitive. Explicați funcția brâului Caspari în fenomenele marcate.
7.19. Substanțele pot intra în celulă în mai multe moduri. Care este mecanismul și care sunt forțele motrice:
1) introducerea rapidă în celulă a unei molecule neionizate și lipide insolubile, cum ar fi sucroza?
2) sosirea unei molecule lipidice solubile?
3) sosirea "pasivă" a unui ion încărcat pozitiv?
4) aportul "activ" al unui ion încărcat negativ?
7.20. Dacă o celulă de plante cu potențial intern negativ este plasată într-o soluție cu aceeași concentrație de cationi ca într-o celulă, atunci cationii se vor mișca? Dacă da, cum și de ce?
7.21. Ce procese determină absorbția activă a ionilor? Denumiți două criterii prin care absorbția activă diferă de cea pasivă.
7.22. Ionii se pot muta de la celulă la celulă fie prin plasmodesm, fie prin plasmalemă, apoi difuzând prin spațiul liber și traversând din nou o altă plasmalemă. Ce funcție unică au fiecare dintre aceste moduri?
Substanțe minerale. În partea minerală a produselor alimentare, fosfor, calciu, sodiu, clor, sulf, magneziu, fier, zinc, iod, mangan, cobalt
1. Denumiți substanțele conținute în plantele de furaje. care includ azotul.
Rolul substanțelor minerale în menținerea homeostaziei prin furnizarea anumitor acid-alcaline
Principalele surse de microelemente pentru oameni sunt compușii organici sintetizați de plante.
Împreună cu principalii sau majorii nutrienți, plantele legumicole necesită o serie de alți nutrienți. de exemplu
Numai cu o abundență de humus în sol pot fi crescute doze de îngrășăminte minerale fără a afecta plantele.
Aceste substanțe - îngrășăminte minerale - nu sunt interschimbabile, ele nu pot fi înlocuite cu alte substanțe.
Cu toate acestea, este extrem de lent pentru a ajunge la plante. astfel încât în multe tipuri de soluri este necesar să se facă îngrășăminte fosforice.
Depozitul este destinat recepției mecanizate din transportul feroviar. pomotnogo de depozitare și de a lăsa la consumatorii în transportul cu motor de îngrășăminte minerale izatarennyh.
Plantele hetetrotrofice sunt plante-paraziți (dodder, broomrape), care primesc substanțe organice și elemente nutritive minerale din
În condiții naturale, majoritatea substanțelor nutritive de rezervă sunt acumulate înainte de a merge la iarnă.
Aceste substanțe - îngrășăminte minerale - nu sunt interschimbabile, ele nu pot fi înlocuite cu alte substanțe.
Plantele principale ale paturilor de flori. Îngrășămintele minerale (azot, fosfor și potasiu) sunt realizate la o lingură de lingură. lingură pe o găleată de apă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: