- •Isbn © Власенко м.Ю., Вельямінова-Зернова л.Д., Мацкевич в.В.
- •III. Структура і функції біомолекул. Обмін органічних речовин у рослинному організмі
- •VII. Дихання рослин
- •Передмова
- •Розділ I загальні закономірності життєдіяльності рослинного організму
- •1.1. Предмет і завдання фізіології та біотехнології
- •1.2. Основні етапи розвитку фізіології рослин
- •1.3. Фізіологія рослин як фундаментальна біологічна наука та теоретична основа агрономічних наук
- •1.4. Основні напрями сучасної фізіології рослин
- •1.5. Методи та рівні досліджень фізіології рослин
- •1.6. Фізіологічні основи біотехнології
- •Розділ II фізіологія рослинної клітини
- •2.1. Клітина як структурно-функціональна одиниця рослинного організму
- •2.2. Загальна морфологія рослинної клітини
- •2.3. Будова і фізіологічні функції компонентів клітини
- •2.3.1. Клітинна оболонка та її функції
- •2.3.2. Протопласт
- •2.3.3. Вакуолі, їх функції
- •2.4. Особливості будови органел цитоплазми та їх біологічні функції
- •2.4.1. Пластиди
- •2.4.2. Мітохондрії
- •2.4.3. Рибосоми
- •2.4.4. Апарат Гольджі
- •2.4.5. Лізосоми
- •2.4.6. Мікротрубочки
- •2.4.7. Ендоплазматичний ретикулум
- •2.5. Клітинні мембрани, їх будова, хімічний склад та функції
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ III структура і функції біомолекул. Обмін органічних речовин у рослинному організмі
- •3.1. Загальна характеристика рослинних білків, структура, функція та класифікація
- •3.1.1. Характеристика і класифікація амінокислот
- •3.1.2. Пептиди і поліпептиди
- •3.1.3. Біосинтез основних амінокислот
- •3.1.4. Залежність біосинтезу амінокислот і білків від екологічних факторів в онтогенезі
- •3.2. Нуклеїнові кислоти, їх види, структура та значення
- •3.2.1. Основні етапи біосинтезу білків
- •3.2.2. Синтез і розпад білків
- •3.3. Ферменти, хімічна природа і будова молекули
- •3.3.1. Класифікація ферментів
- •3.3.2. Властивості ферментів та локалізація
- •3.3.3. Залежність активності ферментів від факторів середовища
- •3.3.4. Механізм ферментативного каталізу
- •3.4. Біохімічна характеристика і значення вуглеводів
- •Біосинтез і взаємні перетворення вуглеводів. Ферменти вуглеводного обміну
- •Транспортні й запасні форми вуглеводів
- •3.4.3. Вуглеводний обмін при формуванні насіння і плодів
- •3.4.4. Обмін вуглеводів залежно від екологічних факторів і умов середовища
- •3.5. Біохімічна характеристика та значення ліпідів
- •3.5.1. Біосинтез жирів
- •3.5.2. Обмін жирів при формуванні насіння олійних культур залежно від факторів навколишнього середовища
- •3.5.3. Обмін жирів під час зберігання насіння
- •3.6.1. Біосинтез і фізіологічна роль водорозчинних вітамінів
- •3.6.2. Жиророзчинні вітаміни
- •3.6.3. Зміна вмісту вітамінів у онтогенезі рослин залежно від екологічних факторів і умов вирощування
- •3.7. Речовини вторинного походження
- •3.8. Взаємозв’язок перетворень речовин у рослині
- •3.8.1. Листок як основний орган біосинтезу
- •3.8.2. Роль кореня у біосинтезі
- •3.9. Конституційні й запасні речовини
- •Питання для самоконтролю
3.8. Взаємозв’язок перетворень речовин у рослині
Життєдіяльність організму пов’язана з постійними перетвореннями речовин, що відбуваються в різних напрямах, і які водночас тісно пов’язані між собою і перебувають у постійній і складній залежності від умов навколишнього середовища. Основою такої динамічної стійкості клітинного метаболізму є здатність живих систем до саморегулювання, самопоновлення і самовідтворення. Природа механізмів регулювання обміну речовин вивчена недостатньо. Встановлено лише основні механізми регуляції ферментативної активності клітини, до яких належить генетичний контроль (регуляція біосинтезу ферментів і коферментів), регуляція на рівні репресорів, депресорів і фітогормонів, регуляція зовнішніми факторами (рН, температура, вологість, світло та ін.). Ці регуляційні механізми створюють можливість пристосувальних змін метаболізму до нестійких умов навколишнього середовища, у яких перебуває рослинний організм. Вони зумовлюють саморегуляцію каталітичних реакцій, які пов’язані із забезпеченням всієї сукупності процесів життєдіяльності.
3.8.1. Листок як основний орган біосинтезу
У листку відбуваються числені й різноманітні метаболічні процеси. Саме у ньому взаємопов'язані процеси фото- і біосинтезів. Тут трансформується сонячна енергія, забезпечується метаболізм вуглеводів, аміно- і органічних кислот, ліпідів, вітамінів, низки фітогормонів, речовин вторинного походження (алкалоїдів, дубильних речовин, фенольних сполук тощо) і зольних елементів.
Метаболічні процеси у листках тісно взаємопов’язані з обміном речовин у всьому рослинному організмі, в якому можна виділити п’ять основних напрямів обміну речовин: вуглеводів, ліпідів, амінокислот, органічних кислот, пуринів і піримідинів. Між цими видами обміну і в кожному з них у постійному взаємозв’язку відбуваються процеси анаболізму і катаболізму, тобто синтезу і розпаду, між якими підтримується рівновага. Регулювання рівноваги здійснюється з боку ферментних систем, активаторів та інгібіторів, контролюється генетично.
Вирішальна роль у визначенні спрямованості та інтенсивності обміну речовин належить складній системі каталізаторів-ферментів і біологічно активним речовинам. Спрямованість ферментативних реакцій живої клітини значною мірою залежить від просторового розміщення ферментів протоплазми і субстратів.
Цитоплазма являє собою гетерогенну структуру з різними структурними утвореннями, які виконують певні функції: хлоропласти – фотосинтез, мітохондрії – дихання, рибосоми і полірибосоми – біосинтез білків. Ритмічність ферментативних процесів, як пристосувальна функція рослинного організму до зовнішніх факторів, зумовлена специфічністю ферментів і різними фізіологічними ознаками (посухостійкість, солестійкість та ін.).
3.8.2. Роль кореня у біосинтезі
Обмін речовин у рослинному організмі включає перетворення мінеральних елементів, сполук фосфорної кислоти, азотистих речовин. Надходження мінеральних речовин головним чином відбувається завдяки діяльності кореневої системи.
Поглинуті мінеральні елементи включаються в процеси біосинтезу безпосередньо у кореневій системі. Пасока пшениці, соняшнику, кукурудзи, коноплі, огірків, картоплі та інших рослин містить 15–30 % органічного азоту у формі амінокислот і близько 20 % фосфору у формі органічних фосфатів.