Поступление элементов питания в свободное пространство корня (апопласт)

В поступлении питательных веществ можно выделить этапы:

1) поступление иона в кажущееся свободное пространство корня

2) преодоление мембранного барьера

3) транспорт иона по тканям растения

Поступление иона в кажущееся свободное пространство корня

Питательные вещества могут вступать в контакт с поверхностью корня по 3-м механизмам:

1. корневой перехват (к соприкосновению с питательным веществом приводит рост корней)

2. массовый поток (растения поглощают воду, вызывая движение к корню почвенного раствора содержащего питательные вещества)

3. диффузия (потребляя элементы питания растения, уменьшают их концентрацию у поверхности корней, это дает возможность перемещения питательных веществ по градиенту концентрации)

Вклад каждого из этих механизмов зависит от интенсивности поглощения веществ корнем и от обеспеченности элементом почвы. Катионы и анионы элементов питания поступая к поверхности корня обменно адсорбируются в «кажущемся свободном» пространстве – апопласте, образованном клеточными стенками и межклетником и составляющее 5-10% растительных тканей. Благодаря апопласту корни растения также как и почвенные коллоиды облают емкостью поглощения.

В процессе дыхания корневой системы выделяется СО2, который взаимодействуя с Н2О образует Н2СО3 частично диссациирующего на Н⁺ и НСО3^- . Эти ионы адсорбируются в апопласте и составляют постоянно возобновляемый обменный фонд клеток корня. При контакте корня с почвенным раствором и коллоидными частицами происходит обмен Н⁺ на катион NH4⁺,K⁺ и др., НСО3^- меняется на NO3^-,Cl^- и др.

Поглощение элементов питания свободным пространством корня может осуществляться не только обменно на Н⁺ и НСО3^- но и на ионы органических и минеральных соединений выделяемых корнем.

Ионы элементов питания, адсорбированные в апопласте удерживаются силами электростатического притяжения и могут вытесняться другими ионами в окружающий раствор.

Таким образом, поглощение питательных веществ свободным пространством – это предварительный этап поступления их в клетку.

Строение цитоплазматической мембраны (плазмолеммы).

Основной компонент мембран – белки и фосфолипиды.

Фосфолипиды имеют уникальную способность хорошо взаимодействовать как с гидрофильными так и с гидрофобными соединениями.

1 – периферические белки; 2 – глобулы интегральных белков; 3 – двойной липидный слой; 4 – липидная мицелла; 5 – молекулы неполярных липидов

Мембрана построена из 3-х слоев. Внутренний образован 2мя слоями фосфолипидов которые смыкаются гидрофобными концами благодаря силам Ван-дер-Ваальса и находятся в полужидком состоянии. Фосфолипидный слой с 2х сторон покрыт белками кроме того в толще мембраны находятся крупные глобулы белковой природы плавающие в липидном слое, а иногда пронизывающие всю мембрану насквозь.

Белки взаимодействуют с полимерными головками липидов, образуя водородные связи. Таким образом структура плазмолеммы с оной стороны относительно стабильна, с ругой поддерживается слабыми связями. Поэтому мембрана может очень динамично изменять конфигурацию – увеличиваться или уменьшаться в размерах. Проницаемость плазмолеммы для молекул воды объясняется наличием пор представленных участками с гидрофильными свойствами.