Вопрос 10. Биосинтетическая деятельность корня.

Основной функцией корня, безусловно, является поглощение из почвы воды и минеральных веществ. Однако в корне происходят и некоторые 949h74bj важные биосинтетические процессы, т.е. процессы синтеза органических веществ.

В клетках коры корня часть поглощенных минеральных веществ (напр., неорганические соединения азота, фосфора, серы и т.д.) присоединяются к молекулам органических веществ и дальше транспортируются уже в виде органических соединений. Это имеет очень большое значение для растений: например, ион аммония ядовит, поэтому транспортировать его в сосуды в неорганическом виде нельзя, а составе органического вещества его ядовитость никак не проявляется.

Корень служит местом синтеза некоторых гормонов, в первую очередь – цитокининов, которые синтезируются в апикальной меристеме корня. Оттуда цитокинины по ксилеме транспортируются в надземную часть растения, где стимулируют рост побегов, переход к цветению, повышают отток питательных веществ к плодам и органам запасания и т.д.

Кроме того, у некоторых растений корень является местом запасания питательных веществ (корнеплоды моркови, свеклы, батата и т.д.). в этом случае в корень в большом количестве транспортируются простые органические вещества (моносахариды, аминокислоты и т.д.), а в корне они превращаются в сложные полимерные вещества – белки, крахмал и т.д.

Вопрос 11. Физиологическая роль микроэлементов. Внешние признаки недостатка.

Микроэлементы входят в состав ферментов, белковых и небелковых неферментативных соединений. Микроэлементы выполняют в клетке субстратную и регуляторную роль.

Железо входит в состав многих важных ферментов, в том числе цитохромов, а также пероксидазы, каталазы.

При недостатке железа тормозятся процессы дыхания и фотосинтеза.

Роль железа в основном связана с его способностью переходить из окисленной формы в восстановленную и обратно. Железо необходимо для синтеза хлорофилла, так как оно катализирует предшественников этого пигмента.

При недостатке железа наступает хлороз: листья желтеют, фотосинтез идет плохо, опадают бутоны, уменьшаются междоузлия, отмирают точки роста, плохо формируется корневая система.

Марганец активирует ферменты, катализирующие реакции цикла Кребса и восстановления нитратов. Следовательно, при недостатке марганца растений менее интенсивно дышат и не могут использовать нитраты в качестве источника азота.

Марганец участвует в фотолизе воды, необходим для поддержания структуры хлоропластов, активирует ферменты, участвующие в окислении одного из фитогормонов.

При недостатке марганца железо переходит в закисную форму, токсичную для растения, при избытке – в неактивную окисную форму. При дефиците у злаков листья часто сворачиваются, происходит замедление роста и ослабление дыхания растения.

Медь участвует в транспорте электронов при дыхании и фотосинтезе. Большая часть меди находится в хлоропластах. Медь входит в состав дифенолоксидазы, аскорбинатоксидазы, которые участвуют в присоединении электрона к фенолам или к восстановленной аскорбиновой кислоте. Медь участвует в азотном и белковом обмене.

При недостатке меди формируются темно-зеленые листья, которые могут иметь некротические пятна. При остром дефиците меди наблюдается преждевременное опадение листьев, тормозится рост, не функционируют бор, цинк и марганец.

Цинк необходим для поддержания активности многих ферментов, а также для синтеза хлорофилла, входит в состав карбоангидразы, которая катализирует гидратацию СО2 с образованием угольной кислоты и ее разложением на воду и СО2. Цинк активирует дыхательные ферменты, ускоряет поглощение калия, марганца и молибдена. Внесение цинка увеличивает содержание индолилуксусной(ИУК) кислоты(сказывается на темпах роста растений).

Симптом цинкового голодания- появление светло- зеленой окраски вдоль основных жилок листовой пластины. При дальнейшем усилении дефицита появляются пятна отмерших тканей и разрушаются точки роста. При недостатке цинка в листьях некоторых растений образуются антоцианы.

Молибден необходим для работы нескольких ферментов, в том числе нитратредуктазы и нитрогеназы.

Нитратредуктаза – это флавопротеид, содержащий гем и молибден. Нитратредуктаза является единственным ферментом высших растений, в состав которого входит молибден. Она образуется, когда в среде имеются нитраты и молибден, причем фермент появляется через 0,5-3 часа после внесения.

Молибден активирует сукцинатдегидрогеназу – один из ферментов цикла трикарбоновых кислот. Малые дозы фермента увеличивают, а большие- ингибируют активность фосфатаз.

Признаки дефицита молибдена: хлороз старых листьев. Нарушается синтез белка при одновременном падении содержания аминокислот и амидов. Без молибдена резко снижается содержание аскорбиновой кислоты в растении. Идет нарушение фосфорного обмена растений.

Бор играет важную роль в растяжении клеток, синтезе нуклеиновых кислот, реагирования клеток на действие гормонов; необходим для нормального функционирования мембран, не входит в состав ни одного фермента; влияет на скорость ферментативных реакций, активируя или инактивируя не сами ферменты, а субстраты, на которые они действуют.

Способен образовывать комплексные соединения с простыми сахарами, полисахаридами, спиртами, фенолами и др. Образование комплексов бора с углеводами увеличивает эластичность клеточной стенки. Образование комплексов бора с сахарозой помогает ей легче проникать через мембраны и быстрее передвигаться по флоэме.

Недостаток бора: растения накапливают много крахмала и сахаров в листьях, а их стебли, корни и плоды содержат мало углеводов; нарушается синтез нуклеиновых кислот; тормозится аминирование органических кислот. Характерным признаком недостатка бора является появление черных некротических пятен на молодых листьях и верхушечных почках. Идет накопление кофейной и хлорогеновой кислот, замедляющих рост; клетки плохо делятся, нарушается развитие проводящей системы, листья тонкие, цветки не образуются. Нарушается транспорт воды и минеральных солей в точки роста.

Хлор участвует в регуляции тургора у некоторых растений, создании осмотического потенциала, фотосинтетическом разложении воды с образованием кислорода, клеточных делениях.

Дикорастущие и культурные растения в обычных условиях обитания не испытывают дефицита хлора.

Кремний входит в состав клеточных стенок зерновых: увеличивает устойчивость к полеганию. Растения пшеницы, выращенной в питательной среде без кремния, чувствительны к грибковым заболеваниям. Кремний откладывается в разных тканях побегов сахарного тростника. При дефиците кремния уменьшается длина и диаметр стеблей растения, содержание хлорофилла в листьях, выход сахара.