Физиологическая роль элементов минерального питания

Древнеримские писатели Катон, Вергилий, Варрон и Колумелла указывали на необходимость механической обработки земли перед посевом семян растений и на желательность внесения в почву навоза, извести и т.п.

В 1563 г. во Франции размещено сочинение Палисси, где он высказывает идея о том, что практически во всех растениях и животных находятся соли, потому Физиологическая роль элементов минерального питания конкретно они нужны для питания растений. Значимый вклад в учение о питании растений занес германский ученый-химик Юстас Либих (1803–1873). Еще во времена учебы Либиха в гимназии ее ректор Циммерман именовал его с 2-мя другими учениками класса глупцами, из которых никогда ничего не выйдет. Но он ошибся. Так, за Физиологическая роль элементов минерального питания свои труды, внесшие приметный вклад в русское земледелие, создатель «Сельскохозяйственной химии» четырежды награждался русскими орденами. Каковы же награды Юстаса Либиха в развитии учения о минеральном питании растений?

В 1840 г. Либих ввел в науку понятие «лимитирующих факторы». Он изучал воздействие содержания разных хим частей в почве на рост растений Физиологическая роль элементов минерального питания и определил принцип: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется сбор и определяется величина и устойчивость последнего во времени». Сформулированный им закон отлично иллюстрируется «бочкой Добенека», клепки которой условно обозначают причины жизни растений. Фактический сбор определяется высотой самой низкой клепки, т.е. количеством фактора, находящегося в минимуме. Если поменять данную клепку (к Физиологическая роль элементов минерального питания примеру, восполнить недостающий элемент питания), то уровень воды в бочке (сбор растений) будет определять другая клепка, оказавшаяся в изменившихся критериях самой недлинной.

В плеяде имен российских исследователей минерального питания растений особенное место занимает академик Дмитрий Николаевич Прянишников (1865–1948). Ему удалось опровергнуть господствовавшее в западно-европейской науке представление о том, что потребности Физиологическая роль элементов минерального питания всех высших растений в питании и на всех фазах их развития могут быть удовлетворены некий безупречной «стандартной» композицией отдельных частей. Его исследования проявили, что каждый вид растения предъявляет специальные требования к количествам и сочетаниям отдельных частей. Не считая того, потребность растения в отдельных элементах меняется на различных фазах его развития Физиологическая роль элементов минерального питания. Это положение имеет огромное практическое значение, являясь основой нового способа искусственного поднятия урожайности.

Итак, после долгих исследовательских работ ученые узнали, какие конкретно элементы требуются для настоящего роста и развития растений. Из земли растения должны получать последующие элементы: азот, фосфор, калий, кальций, магний, которые являются макроэлементами. В Физиологическая роль элементов минерального питания еще наименьших количествах ему требуются также бор, медь, молибден, цинк, марганец, железо, сера. Так, к примеру, листья здорового растения огурца содержат последующие элементы.

Макроэлементы Азот – 3,9% Фосфор – 0,38% Калий – 4% Кальций – 7% Магний – 0,77%

Микроэлементы Железо – 0,015% Бор – 0,008% Марганец – 0,005% Молибден – 0,0004%

Это наводит на идея о том, что если в почве недостаточно тех либо других частей питания, нужных Физиологическая роль элементов минерального питания для обычного роста и развития растений, то их нужно в почву внести. Для этого употребляются хим соединения вышеперечисленных частей. Исключениями являются соединения кальция и магния, которые в почвах находятся в достаточных количествах (известняк, доломит).

Похоже, что найден беспроигрышный метод увеличения урожайности растений – нужно только внести в почву Физиологическая роль элементов минерального питания минеральные удобрения. Но все ли так просто? Минеральные удобрения – это быстрее лечущее средство, а передозировка фармацевтических средств более небезопасна, чем их отсутствие.

При рациональном составе и концентрации всех частей питания растение развивалось лучшим образом. При лишней концентрации солей в питательном растворе растение было очень угнетено либо гибло. (Тут же сообщается о Физиологическая роль элементов минерального питания воздействии лишнего внесения в почву азотных удобрений на скопление растением нитратов, наносящих вред здоровью человека при употреблении таких растений в еду, неприемлимо внесения огромных доз азотных удобрений в период созревания плодов, т.к., во-1-х, возрастает содержание нитратов в плодах, а во-2-х, излишек азота в почве вызывает усиленный рост Физиологическая роль элементов минерального питания «ботвы» и, как следствие, – маленький сбор.) При недочете азота у растений наблюдается замедление роста, расцветка листьев становится бледно-зеленой, потом желтоватой. При недочете фосфора наблюдаются последующие признаки: юные мельчают листья, расцветка листьев голубовато-темно-зеленая, с фиолетовыми, красными, бурыми пятнами. Нередко на нижней стороне листьев возникает красно-фиолетовая Физиологическая роль элементов минерального питания расцветка. При недочете калия наблюдается краевой «ожог» листьев, также их морщинистость и закручивание вниз. Следует упомянуть о том, что вышеперечисленные признаки не всегда наблюдаются очевидно, и их возникновение зависит еще от неких причин, к примеру от вида выращиваемого растения.

Азот заходит в состав органических соединений и является составной Физиологическая роль элементов минерального питания частью молекул белка, т.е. делает функцию строительного материала. Не считая того, он является составной частью хлорофилла, без которого неосуществим фотосинтез. Фосфор заходит в состав соединений, участвующих в синтезе белков, жиров, крахмала, участвует в передаче наследных признаков. Калий участвует в обмене веществ, увеличивает образование сахаров в листьях и их передвижение Физиологическая роль элементов минерального питания в другие органы, наращивает устойчивость растений к засухе, т.к. улучшает поступление воды в клеточки и понижает интенсивность процесса испарения. Вот далековато не полный список значимости макроэлементов, но ведь еще есть и микроэлементы, и хотя их требуется совершенно малость, они более важны для растения.

Агрономическая хи?мия Физиологическая роль элементов минерального питания (Агрохи?мия) — наука обоптимизации питания растений, внедрения удобрений и плодородия земли с учётом биоклиматического потенциала для получения высочайшего урожая и высококачественной продукции сельского хозяйства, прикладная наука, составная часть раздела химии — «неорганическая химия».

Агрохимия — также учебная дисциплина о хим процессах в почве и растениях, минеральном питании растений, применении удобрений и средств хим мелиорации Физиологическая роль элементов минерального питания почв. Включает определение содержания в почвах и растениях хим частей, белков, аминокислот, витаминов, жиров, углеводов; установление механического и минералогического состава почв, содержания в их органической части (дерна), солей, водных растений, микробов и др. Изучает воздействие удобрений на растения и почву.

Агрохимия — наука, которая изучает круговорот веществ в системе «почва Физиологическая роль элементов минерального питания — растение — удобрения», также их воздействие на качество сельскохозяйственной продукции и трудности охраны среды в зоне ведения земельного сектора экономики страны.

Агрохимические исследования касаются вопросов воспроизводства плодородия почв, высокоэффективного использования минеральных, органических удобрений, микроэлементов на фоне других средств химизации, исследование агрохимической, экономической, энергетической и экологической эффективности удобрений, их физико-химических Физиологическая роль элементов минерального питания и агрохимических параметров, организации системы химизации отраслей агро-промышленного комплекса (АПК).

Главные разделы агрохимии:

питания растений, химия земли и удобрений;

взаимодействие удобрений с почвой и микробами;

внедрения удобрений под отдельные растения;

система удобрения в севообороте;

методика агрохимических исследовательских работ;

хим средства борьбы с сорняками, заболеваниями и вредителями Физиологическая роль элементов минерального питания сельскохозяйственных культур;

Агрохимия является научной основой химизации сельского хозяйства. Она развивается под воздействием требований земледелия и призвана содействовать увеличению его культуры. Агрохимия применяет в собственных исследовательских работах методику хим анализа растений, земли и удобрений, обширно пользуется способами лабораторного и полевого опыта, меченых атомов, спектроскопии и хроматографии и другими.

Агрохимия — юная наука Физиологическая роль элементов минерального питания, хотя многие приёмы агрохимии (применение органических удобрений) вошли в практику земледелия в глубочайшей древности и описаны еще в I веке. н. э.. Как наука она начала формироваться только в XIX веке, когда сложились главные представления о том, из чего состоят, чем и как питаются растения. Как Физиологическая роль элементов минерального питания вехи на пути становления агрохимии обычно отмечают опыты Я. Б. ван Гельмонта (1634), осветившие роль воды в питании растений, также выражения М. В. Ломоносова (1753) и А. Лавуазье (1761) о воздухе как источнике питательных веществ, скоро подтвержденные опытами Дж. Пристли, Я. Ингенхауза, Ж. Сенебье(англ.)русск. и Н. де Соссюра, показавшими, что растения поглощают Физиологическая роль элементов минерального питания из воздуха СО2 и выделяют О2 и что это связано с фотосинтезом. Начало исследованию круговорота веществ в земледелии было положено в 30-х годах XIX века французским учёным Ж.-Б. Буссенго. Он установил, что трилистник и люцерна способны обогащать почву азотом. В 1866 году российский учёный М. С. Воронин открыл Физиологическая роль элементов минерального питания, что азот скапливается в клубеньках, образующиеся на корнях растений под воздействием жизнедеятельности микробов. Германский агрохимик Г. Гельригель(нем.)русск. совсем установил, что азот воздуха усваивают мельчайшие организмы, живущие в клубеньках на корнях бобовых растений. Германский учёный Ю. Либих (1840 год) сделал теорию минерального питания растений, которая сыграла огромную роль в развитии Физиологическая роль элементов минерального питания представлений о питании растений и о удобрениях.

Рост клеток. В базе роста лежит повышение числа и размеров клеток, сопровождаемое их дифференциацией, скоплением различий меж клеточками. Рост клеток делят на три фазы: эмбриональную (деление), растяжения, дифференцировки. Но процесс деления клеточки происходит не только лишь в фазе деления, да и Физиологическая роль элементов минерального питания в фазе растяжения. Дифференцировка клеток, физиологические различия меж клеточками, проходит в протяжении всех 3-х фаз. В третьей фазе они получают наружное морфологическое выражение.

Эмбриональная фаза. Клеточка появляется в итоге деления другой эмбриональной клеточки. Потом она возрастает, добивается размеров материнской клеточки и опять делится. Фаза делится на 2 периода: период меж делениями - интерфаза, продолжительностью Физиологическая роль элементов минерального питания 15-20 ч и фактически деление клеточки 2-3 ч. Время колеблется от вида растений и критерий. Интерфаза делится на три периода:

1)предсинтетический (g1), продолжительность 3-8 ч; 2)синтетический (S) 10-11 ч; 3)постсинтетический (g2), 4-5 ч.

Переход из 1-го в другой регулируется ферментом циклинзависимой протеинкиназой. Огромную роль играет белок циклин. При переходе от g1 -> S, g2 -> митоз Физиологическая роль элементов минерального питания происходит последовательное фосфорилирование и дефосфорилирование протеинкиназы, также ее повторяющееся связывание с циклином и освобождение от него. Ауксин провоцирует синтез протеинкиназ, а цитокинин — циклина. В g1 период подготавливаются условия для репликации ДНК, происходит усиленный синтез РНК, белков, белков-ферментов участвующих в репликации. Процесс репликации ДНК начинается в S Физиологическая роль элементов минерального питания период - непростой процесс, в каком участвует комплекс ферментов. Синтез РНК в S сокращается. Но синтез белка продолжает идти, образуются белки-гистоны. В g2 в ядре уже находится четверное (соответственное тетраплоидному) количество ДНК (материнские и дочерние молекулы), репликация прекращается, но идет синтез РНК. Происходит процессинг, предшественник РНК (про-мРНК) преобразуется в Физиологическая роль элементов минерального питания матричную РНК (мРНК). Репликация митохондриальной и пластидной ДНК происходит в протяжении всей интерфазы. Если процесс самовоспроизведения ДНК по какой-нибудь причине приостановлен, деление клеточки не происходит. Существует несколько гипотез, объясняющих переход клеточки к делению. Более всераспространена догадка, согласно которой в меристематической клеточке должно быть определенное соотношение меж Физиологическая роль элементов минерального питания размерами ядра и цитоплазмы (ядерно-плазменное отношение). Когда это отношение ниже определенного уровня, ядро вроде бы уже не может управлять возросшей массой цитоплазмы и клеточка перебегает к делению. Во время интерфазы клеточка характеризуется высочайшим энергетическим потенциалом - отношением АТФ к АМФ. При переходе к митозу благодаря глубочайшей структурной перестройке наступает вроде бы энергетическая Физиологическая роль элементов минерального питания разрядка и отчасти энергия выделяется в виде коротковолнового излучения. В период деления интенсивность процессов обмена, в том числе и дыхания, падает. Делению клеточки предшествует деление ядра. Первым признаком перехода ядра к делению является повышение его объема. Это связано с возрастанием содержания воды и разжижением нуклеоплазмы. Выявляются хромосомы, происходит деление Физиологическая роль элементов минерального питания клеточки и она перебегает во вторую фазу роста. Только инициальные клеточки продолжают делиться в течение всего периода роста растительного организма.

Фаза растяжения. Переход к фазе растяжения сопровождается значительными структурными и физиологическими переменами. Цитоплазма становится наименее вязкой, более оводненной. Каналы эндоплазматической сети расширяются, в ряде мест они перебегают в Физиологическая роль элементов минерального питания цистерны. Мембраны этой сети становятся шероховатыми, так как к ним прикрепляются рибосомы. Система внутренних мембран митохондрий (крист) получает полное развитие. Рост митохондриальных мембран происходит методом прибавления новых компонент. При всем этом белки и липиды синтезируются и врубаются в мембраны координировано. Наблюдается повышение контакта меж митохондриями и эндоплазматической сетью Физиологическая роль элементов минерального питания, что упрощает снабжение энергией прикрепленных к ним рибосом. Ядро воспринимает некорректную форму, что наращивает поверхность его соприкосновения с цитоплазмой. Размер ядрышка миниатюризируется. Маленькие вакуоли соединяются, и появляется одна центральная вакуоль. Повышению объема вакуолей содействуют и присоединяющиеся к ним пузырьки, отделяющиеся от аппарата Гольджи. В вакуолях скапливаются гидролитические ферменты Физиологическая роль элементов минерального питания, сахара, аминокислоты. В клеточке усиливаются все процессы метаболизма. Повышение синтеза отдельных белков-ферментов происходит неравномерно, изменяется их соотношение, при всем этом в растягивающихся клеточках различных органов это соотношение изменяется по-разному, что и приводит к разным биохимическим и физиологическим особенностям (дифференциация). Высказывается предположение, что в фазу растяжения, по сопоставлению с фазой деления Физиологическая роль элементов минерального питания, не столько дерепрессируется работа новых генов, сколько в резкой степени активизируется деятельность генов, уже разрешенных (Э.Е. Хавкин). В фазе растяжения увеличивается активность ферментов гликолиза и цикла Кребса. Возрастает активность цитохромоксидазы. Интенсивность дыхания в расчете на клеточку резко растет, изменяется и высококачественная сторона дыхания. Увеличивается пропускная способность пентозофосфатного Физиологическая роль элементов минерального питания пути. Более соответствующим процессом для фазы растяжения является существенное повышение объема клеточки. В фазе объем клеточки растет в 20 - 50 раз, за счет усиленного поступления воды. Эти характеристики обеспечиваются тем, что состав клеточной оболочки составляют волокна - микрофибриллы, которые погружены в пластический матрикс. Они и вещества матрикса оболочки связаны меж собой разными Физиологическая роль элементов минерального питания связями. В период роста растяжением эти связи (водородные и ковалентные) разрыхляются. Но после того как растяжение вышло, связи вновь появляются. Понижение значения рН содействует разрыву связей как водородных, так и ковалентных меж компонентами клеточной оболочки. Клеточная оболочка становится более рыхловатой, ее сопротивление падает и становится вероятным дополнительное поступление воды Физиологическая роль элементов минерального питания. Огромную роль играет фитогормон ауксин, который регулирует рост растяжением. Микрофибриллы целлюлозы синтезируются на внутренней поверхности клеточной оболочки, из веществ цитоплазмы при помощи ферментов, поставляемых из аппарата Гольджи. В образовании клеточной стены учавствует и гЭПР, в нем синтезируется белок экстенсии. Существует несколько типов роста клеточной оболочки:

1) вновь показавшиеся микрофибриллы целлюлозы внедряются Физиологическая роль элементов минерального питания в промежутки меж сетью старенькых микрофибрилл (интусессцепция); 2) сетка вновь образовавшихся микрофибрилл целлюлозы, меж которыми образуются новые связи, накладывается на старенькую.

Общая толщина стены при всем этом не меняется, оставаясь около 0,3—0,5 мкм. Этот особый тип аппозиционного роста получил заглавие многосетчатого роста. Таким макаром, рост растяжением включает последующие этапы Физиологическая роль элементов минерального питания:

1) разрыхление связей меж компонентами клеточной оболочки и повышение ее пластичности; 2) поступление воды, которая вызывает растяжение и наращивает объем клеточки; 3) закрепление роста объема методом многосетчатого роста оболочки.

Фаза дифференциации. На этой фазе процесс дифференцировки уже проявляется в определенных структурных признаках, изменяется форма, внутренняя и наружняя структура клеточки. Процесс многофункциональной дифференциации клеток происходит Физиологическая роль элементов минерального питания на всех фазах роста. Определенные различия имеются уже меж показавшимися в период деления дочерними клеточками, из которых в предстоящем будут создаваться разные ткани. Это проявляется в их хим составе, морфологических особенностях. Существенно варьируют число и структура митохондрий, и в особенности пластид, богатство и локализация эндоплазматической сети. Очень Физиологическая роль элементов минерального питания видоизменяются клеточки проводящей системы. При дифференциации члеников ситовидных трубок большая часть органелл разрушается. В сосудах ксилемы практически вполне исчезает цитоплазма. Происходит образование вторичной клеточной оболочки. Этот процесс сопровождается наложением новых слоев микрофибрилл целлюлозы на старенькые. При всем этом ориентация фибрилл целлюлозы в каждом новеньком слое другая. Клеточная оболочка утолщается и Физиологическая роль элементов минерального питания теряет способность к росту.

Старение и в итоге погибель являются следствием массированного митоптоза и скопления погибших клеток. С другой стороны, связи меж этими процессами возможно окажутся еще труднее и наименее прогнозируемыми. По сути, не исключено, что органоптоз в одном органе может запускать апоптоз отдельных клеток в другом Физиологическая роль элементов минерального питания. Этилен запускает транскрипцию связанных со старением генов и модулирует (ускоряет) апоптоз. Мутанты растений арабидопсиса с нарушенной восприимчивостью к этилену владеют большей длительностью жизни по сопоставлению с контрольными растениями одичавшего типа. Под воздействием АБК ускоряется старение лепестков, количество. Имеются данные о том, что с годами происходят приметное деметилирование связанных со старением Физиологическая роль элементов минерального питания генов и активация их транскрипции. При созревании плодов томатов деметилируются гены полигалактуроназы и целлюлазы. Старение органов растений, в главном, идет по пути апоптоза и сопровождается дерепрессией многих специфичных (маркерных) генов старения. В контроле за апоптозом у растений, как и у животных, учавствуют NO, Са2+ и, по-видимому, керамиды. В одной и Физиологическая роль элементов минерального питания той же растительной клеточке могут существовать различные пути к запрограммированной смерти. ЗГК в растениях может запускаться многими, в том числе и неблагоприятными факторами, существует зависимый от салициловой кислоты апоптоз. Главная роль в инициации определенных видов апоптоза принадлежит митохондриям: также как и у животных, индуцированный выход из митохондрий цитохрома Физиологическая роль элементов минерального питания с и других белковых причин запускает апоптоз в растительных клеточках. Активные формы кислорода могут служить триггерными молекулами апоптоза, а антиоксиданты подавляют апоптоз у растений.

Физиологическая роль частей минерального питания

Содержание золы в растениях колеблется в широких границах, зависимо от вида и органа растений. Так, к примеру, в составе листьев картофеля 5—13% золы Физиологическая роль элементов минерального питания, свеклы — 11—15%, репы — 8—15%. В семенах содержание золы составляет в среднем около 3—5 %, в корнях и стеблях — 4—5 %, в листьях — 3—15%, меньше всего содержится золы в мертвых клеточках древесной породы (0,4—1%). Уже эти числа демонстрируют, что зольные элементы сосредоточены в тех органах и клеточках, уровень жизнедеятельности которых довольно высок. Огромное значение имеют и условия выкармливания Физиологическая роль элементов минерального питания. Обычно, чем богаче почва и суше климат, тем выше содержание золы в растении. Состав золы разнообразен. Анализы демонстрируют, что практически нет частей, даже из числа самых редчайших, включая золото, ртуть, уран, которые не могли быть найдены в золе того либо другого растения. Многие элементы, рассеянные в земной Физиологическая роль элементов минерального питания коре, скапливаются в растениях в значимом количестве. Это позволило В. И. Вернадскому указать на значительную роль живых организмов в общем круговороте веществ и, а именно, в круговороте редчайших частей.

Элементы, нужные для растительного организма

Необходимыми числятся элементы, без которых организм не может окончить собственный актуальный цикл. Они должны оказывать прямое воздействие на Физиологическая роль элементов минерального питания организм и быть неподменными. Для того чтоб установить, является ли данный элемент нужным, необходимо растить растения на какой-нибудь среде известного состава. В 1860 г. Ю. Сакс и И. Кноп, растя растения в сосудах на аква растворе минеральных солей, установили, что для жизнедеятельности растения, не считая С, О Физиологическая роль элементов минерального питания, Н, нужны последующие 7 частей: N, Р, S (неметаллы), К, Са, Mg, Fe (металлы). Если стопроцентно исключить какой-нибудь из этих частей, то при выращивании в аква культурах обычных растений получить не удается. На основании исследовательских работ Кноп предложил питательную смесь для выкармливания растений в аква культурах. После чего различные создатели не Физиологическая роль элементов минерального питания один раз видоизменяли питательные консистенции, но они все должны удовлетворять последующим требованиям: 1) содержать все главные питательные элементы в доступной для растений форме; 2) иметь близкий к нейтральному рН, который не должен очень смещаться при выращивании растений; 3) общая концентрация солей не должна превосходить определенный уровень.

Ю. Сакс и И Физиологическая роль элементов минерального питания. Кноп развили применение вегетационного способа, в первый раз предложенного французским ученым Ж. Буссенго (1837). При вегетационном способе растения выращивают в особых сосудах, заполненных водой, песком либо почвой. Соответственно различают водные, песочные либо почвенные культуры. Зависимо от задач исследования в сосуды заносят определенную питательную смесь. Вегетационный способ исследования обширно употребляется Физиологическая роль элементов минерального питания в физиологических и агрохимических опытах. Сосуды обычно ставят на особые вагонетки, которые помещают в вегетационный домик, имеющий остекленную и незастекленную часть. Вегетационный домик служит для растений укрытием и защищает от дождика, ветра и маленьких заморозков. В ближайшее время распространение получили лаборатории искусственного климата, где растения выращивают в контролируемых критериях влажности, температуры Физиологическая роль элементов минерального питания и освещенности. Выкармливание растений на аква питательных смесях в теплицах обширно применяется в растениеводческой практике. Таковой прием выкармливания растений (приемущественно овощных и декоративных культур) без земли получил заглавие «гидропоника». При всем этом в качестве субстрата употребляются гравий, керамзит и вермикулит. Из питательных консистенций употребляется смесь Чеснокова и Базыриной Физиологическая роль элементов минерального питания: на 1000 л воды растворяют 200 г NH4N03, 500 г KN03, 550 г суперфосфата, 300 г MgS04, 6 г FeC13, 0,72 г Н3В03, 0,02 г CuS04, 0,45 г MnS04, 0,06 г ZnS04. Данная среда имеет много преимуществ перед выращиванием в почве. Жесткий субстрат имеет малую емкость поглощения питательных солей и служит неплохой жесткой опорой для поддержания растений в Физиологическая роль элементов минерального питания вертикальном положении, делает условия для дифференцированного питания растений в течение вегетационного периода методом смены питательных смесей, дает возможность избежать скопления в почве вредных веществ и микробов. Все это позволяет получать существенно более высочайшие урожаи овощей при малых издержек.

Аналитические способы, применявшиеся Ю. Саксом и И. Кнопом (1859) не позволяли Физиологическая роль элементов минерального питания довольно очистить воду и сосуды, в каких выращивались растения, потому элементы, нужные растению в микроколичествах, в то время не были открыты. Сначала XX в. при современных способах чистки воды и реактивов была показана необходимость для растений, не считая вышеперечисленных, еще 6 частей: бора, марганца, цинка, меди, молибдена и хлора. Подразумевают Физиологическая роль элементов минерального питания, что для обычного роста неких растений нужны и такие элементы, как кобальт, натрий и др. Все нужные элементы корневого питания подчиняются главным правилам, сформулированным еще Ю. Либихом: 1) все перечисленные элементы равнозначны и полное исключение хоть какого из их приводит растение к смерти; 2) ни один из перечисленных частей не Физиологическая роль элементов минерального питания может быть заменен другим, даже близким по хим свойствам, т. е. каждый элемент имеет свое специфичное физиологическое значение. Все нужные для жизни растений элементы зависимо от их количественного содержания в растении принято делить на макроэлементы (содержание более 0,01%) —к ним относят N, Р, S, К, Са, Mg, Fe и микроэлементы Физиологическая роль элементов минерального питания (содержание наименее 0,01%) — к ним относят Mn, Си, Zn, В, Mo, О. Но это деление достаточно условно. Растения отдельных видов специфично аккумулируют микроэлементы в масштабах, сравнимых с скоплением в тканях макроэлементов. А именно, растения-галофиты отличаются лишним концентрированием хлора, также брома и натрия. Некие растения аккумулируют медь, никель, цинк, свинец, кадмий Физиологическая роль элементов минерального питания (потому их именуют металлофиты).

Время от времени выделяют еще одну группу питательных частей, именуемых полезными. К ней относят элементы, которые нужны исключительно в определенных критериях либо для неких видов растений. В текущее время полезными для растений элементами считают натрий, кремний, кобальт, селен, алюминий. В литературе можно повстречать и другие варианты Физиологическая роль элементов минерального питания систематизации хим частей. К примеру, одна из их, разработанная К. Менгелем (1987), базирована на учете физиологических функций частей и формы поглощения растением.

Физиологическое значение макро- и микроэлементов

В растительном организме все процессы тесновато взаимосвязаны. Исключение из питательной среды какого-нибудь нужного элемента стремительно вызывает изменение в почти всех, если не Физиологическая роль элементов минерального питания во всех, процессах метаболизма. В связи с этим выделить первичный эффект бывает очень тяжело. Произнесенное относится сначала к тем питательным элементам, которые не входят в состав определенных органических веществ, а играют быстрее регуляторную либо какую-то иную роль. В общем виде можно сказать, что питательные элементы имеют последующее Физиологическая роль элементов минерального питания значение: 1) входят в состав на биологическом уровне принципиальных органических веществ; 2) участвуют в разработке определенной ионной концентрации, стабилизации макромолекул и коллоидных частиц (химическая роль); 3) участвуют в каталитических реакциях, входя в состав либо активируя отдельные ферменты. В почти всех случаях один и тот же элемент может играть разную роль. Некие элементы делают Физиологическая роль элементов минерального питания все три функции.

Макроэлементы

Фосфор. Содержание фосфора в растениях составляет около 0,2% на сухую массу. Фосфор поступает в корневую систему и работает в растении в виде окисленных соединений, приемущественно остатков ортофосфорной кислоты (Н2Р04-, HP042-, Р043-). Физиологическое значение фосфора определяется тем, что он заходит в состав ряда органических соединений, таких Физиологическая роль элементов минерального питания, как нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), нуклеотиды (АТФ, НАД, НАДФ), нуклеопротеиды, витамины и многих других, играющих центральную роль в обмене веществ. Фосфолипиды являются компонентами био мембран, при этом конкретно присутствие фосфата в их структуре обеспечивает гидрофильность, остальная часть молекулы липофильна. Многие витамины и их производные, содержащие фосфор, являются коферментами Физиологическая роль элементов минерального питания и принимают конкретное роль в каталитических реакциях, ускоряющих течение важных процессов обмена (фотосинтез, дыхание и др.). Фосфор содержится в составе такового органического соединения как фитин (Са—Mg соль инозитфосфорной кислоты), который является основной запасной формой фосфора в растении. В особенности много фитина в семенах (до 1—2 % сухой массы). При всех превращениях в растительном Физиологическая роль элементов минерального питания организме фосфор сохраняет степень окисленности. По сути, все перевоплощения сводятся только к присоединению либо переносу остатка фосфорной кислоты (фосфорилирование и трансфосфорилирование). Фосфорилирование — это присоединение остатка фосфорной кислоты к органическому соединению с образованием эфирной связи, к примеру взаимодействие фосфорной кислоты с карбонильной, карбоксильной либо спиртовой группировками. Фосфорилирование белков Физиологическая роль элементов минерального питания осуществляется ферментами протеинкиназами и держит под контролем протекание обменных реакций в организме, включая синтез белка и РНК, регуляцию активности ферментов, и лежит в базе работы сигнальных цепей. Фосфорилироваться могут и другие соединения. К примеру, при фосфорилировании Сахаров образуются сахарофосфаты — эфиры Сахаров и фосфорной кислоты. Эти соединения, более лабильные Физиологическая роль элементов минерального питания и реакционноспособные, чем свободные сахара, играют существенную роль при дыхании, обоюдных превращениях углеводов, их синтезе. Трансфосфорилирование — это процесс, при котором остаток фосфорной кислоты, включенный в состав 1-го органического вещества, переносится на другое органическое вещество. Ряд важных в био отношении фосфорных соединений содержит несколько остатков фосфорной кислоты. Для фосфора свойственна способность к образованию Физиологическая роль элементов минерального питания связей с высочайшим энергетическим потенциалом (макроэргические связи). Такие связи нестабильны, это упрощает их обмен и позволяет использовать энергию на самые разные биохимические и физиологические процессы. Принципиальным соединением, содержащим макроэргические фосфорные связи, является АТФ. Фосфорная кислота, поступая в живы клеточки корня, стремительно врубается в состав нуклеотидов, образуя АМФ и Физиологическая роль элементов минерального питания АДФ. Дальше в процессе субстратного и окислительного фосфорилирования (анаэробная и аэробная фазы дыхания) появляется АТФ. По данным А.Л. Курсанова, уже через 30 с поступивший меченый фосфор (32Р) находится в АТФ. Образовавшаяся АТФ употребляется на активацию Сахаров, аминокислот, синтез нуклеиновых кислот, белков и на другие процессы. Недочет фосфора Физиологическая роль элементов минерального питания оказывает влияние фактически на все процессы жизнедеятельности растений. Для обычного протекания фотосинтеза, дыхания, роста требуется фосфор. В почве фосфор находится в плохорастворимой форме, потому в обеспечении питания фосфором велика роль метаболизма корней. Поглощению фосфора содействует выделение корнями кислот, ферментов, углеводистых веществ.

Сера содержится в растениях в количестве 0,17%. Но в растениях Физиологическая роль элементов минерального питания семейства крестоцветных ее содержание еще выше. Поступает сера в растения в виде сульфатиона S042-. Сера заходит в состав органических соединений, играющих важную роль в обмене веществ организма. Так, сера заходит в состав 3-х аминокислот — цистина, цистеина и метионина. Практически все белки включают аминокислоты, содержащие серу, потому становится понятна роль серы в Физиологическая роль элементов минерального питания белковом обмене организма. Сера заходит также в состав многих витаминов и многих коферментов, таких, как биотин, тиамин, коэнзим А, глютатион, липоевая кислота и др. В связи с этим сера учавствует в бессчетных реакциях обмена (аэробная фаза дыхания, синтез жиров и др.). В составе коэнзима А (СоА—SH) сера Физиологическая роль элементов минерального питания участвует в образовании макроэргической связи с ацильными группами кислот. Ацетилкоэнзим А (CH3CO~SCoA) играет роль в метаболизме углеводов, жирных кислот, аминокислот. Аденозилметионин применяется при синтезе фитогормона этилена и лигнина. Сульфгидрильные группировки (SH) и дисульфидные связи (S—S) играют огромную роль, обеспечивая взаимодействие меж ферментами и их простетическими группами Физиологическая роль элементов минерального питания, также участвуя в разработке определенной конфигурации белковых молекул. Так, SH-группы связывают белок с такими коферментами, как НАД либо ФАД. Нередко за счет дисульфидных связей сохраняется трехмерная структура белка, а как следует, его активность. Соединения серы участвуют в поддержании уровня окислительно-восстановительного потенциала клеточки. Это относится к системам цистеин Физиологическая роль элементов минерального питания — цистин и SH—глутагион S—S — глутатион. В составе белка тиоредоксина сера участвует в регуляции работы таких ферментов как Rubisco, АТФ-синтаза и др.. Сера заходит в состав чесночных и горчичных масел. Конкретно с этим связан типичный вкус и запах неких растений семейства крестоцветные. Нельзя не отметить, что Физиологическая роль элементов минерального питания соединения серы, такие, как S-аденозилметионин, участвуют в образовании полиаминов, а именно спермедина. Согласно современным представлениям, полиамины играют огромную и разностороннюю роль в жизнедеятельности организмов. Полиамины благодаря наличию заряженных аминогрупп в почти всех реакциях могут подменять неорганические катионы. Сера, поступая в растение в виде иона S042-, стремительно перебегает Физиологическая роль элементов минерального питания в органическую форму при участии АТФ и магния:

Таковой активированный сульфат является короткоживущим соединением и через ряд шагов восстанавливается до цистеина при участии ферредоксина. Ферменты, участвующие в образовании цистеина, а именно сульфурилаза локализованы в цитозоле, пластидах и митохондриях. Из цистеина образуются цистин и метионин. Производным цистеина является глютатион, участвующий Физиологическая роль элементов минерального питания в передвижении серы по растению. Глютатион является сигналом для поступления иона S042- через корешки. В восстановленной форме сера врубается в аминокислоты. Восстановленная сера в растении может подвергаться опять окислению. Окисленная форма S042- неактивна. Показано, что в юных органах сера находится приемущественно в восстановленной форме, а старенькых — в окисленной. К числу нужных Физиологическая роль элементов минерального питания растению металлов относят как макроэлементы К, Са, Mg, Fe, так и микроэлементы Си, Zn, Мл и др. Роль в каталитических реакциях типично, приемущественно, для металлов. Металлы могут производить воздействие на процессы обмена разным методом: 1) конкретно входя в активный центр фермента (в простетическую группу либо в апофермент). Таковы ферменты, содержащие Физиологическая роль элементов минерального питания железо, медь и некие другие элементы. Функция металла заключается в большинстве случаев в переходе из восстановленной в окисленную форму и назад, что сопровождается переносом электрона, к примеру: Fe2+ —» Fe3+ + е; 2) активируя тот либо другой фермент методом конфигурации заряда белка-фермента либо его конфигурации; 3) являясь связывающим мостиком меж ферментом Физиологическая роль элементов минерального питания и субстратом и тем облегчая их взаимодействие; 4) изменяя константу равновесия ферментативных реакций; 5) изменяя равновесие меж активной и неактивной формами фермента; 6) связывая ингибиторы тех либо других ферментативных реакций.

Кальций заходит в состав растений в количестве 0,2%. В старенькых листьях его содержание доходит до 1 %. Поступает в виде иона Са2+. Роль кальция многообразна. Кальций Физиологическая роль элементов минерального питания, соединяясь с пектиновыми субстанциями, дает пектаты кальция, которые являются важной составной частью клеточных оболочек растений. Срединные пластинки, склеивающие клеточные оболочки примыкающих клеток, состоят по преимуществу из пектатов кальция. При недочете кальция клеточные оболочки ослизняются, что в особенности ярко проявляется в клеточках корня. Кальций плохо передвигается по растению Физиологическая роль элементов минерального питания, потому для предупреждения ослизнения нужно, чтоб ионы Са2+ конкретно соприкасались с клеточками корня. Произнесенное было продемонстрировано в опытах, поставленных по способу изолированных аква культур. В этих опытах одну прядь корней помещали в питательный раствор, содержащий все нужные питательные вещества; другую прядь корня такого же растения — в раствор с исключением кальция Физиологическая роль элементов минерального питания.


fizicheskij-aspekt-stressa.html
fizicheskij-fakultet-voprosi-k-laboratornim-rabotam-po-fizike-atomnih-yavlenij.html
fizicheskij-i-umstvennij-trud.html