Флоэмный транспорт
Ассимиляты из листьев поступают во флоэму, состоящую из ситовидных трубок (транспортная функция) и клеток-спутниц (энергетическая). Загрузка ассимилятов (85 % сахарозы + другие сахара, органические кислоты, витамины, фитогормоны, калий, рН = 8-8,5) проводящей системы в листе происходит против градиента концентрации, сопровождаясь затратой энергии, которая обеспечивается интенсивным дыханием клеток-спутниц в симпорте с протонами водорода Н+. Затем протоны водорода выкачиваются Н+-помпой, работа которой сопряжена с поглощением ионов калия К+.
Транспорт сахарозы вниз через ситовидные пластинки связан с тем, что ионы калия активно входят в ситовидную трубку выше пластинки и выходят в апопласт в следующем членике ниже ситовидной пластинки. В результате на ситовидных пластинках возникает отрицательный градиент, способствующий транспорту через них сахарозы, а с ними и молекул воды.
При разгрузке флоэмы в плазмалемме клеток акцепторной зоны функционирует Н+-помпа, которая, закисляя апопласт, способствует поступлению ионов калия и сахарозы в апопласт, а затем в симпласт акцепторных тканей (сахароза поступает в симпорте с Н+, а К+– по электрическому градиенту).
2. Минеральное питание растений Роль различных элементов в жизни растений
Для нормального жизнедеятельного цикла растительного организма необходима определённая группа питательных элементов, функции которых в растении не могут быть заменены другими химическими элементами.
Это: 1) органогены – С (45 % сухой массы); О (42%); Н (6,5 %); N(1,5 %) - в сумме 95 %;
2) макроэлементы (1 – 0,01 %): P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Cl, Na;
3) микроэлементы (0,01 – 0,00001 %) : Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, I;
4) ультрамикроэлементы (< 0,00001 %): Ag,Au,Pb,Ge….и др.
Содержание того или иного элемента в тканях непостоянно и может сильно изменяться под влиянием факторов внешней среды, типа тканей или видовых особенностей. Так, в листьях содержание зольных элементов 2 – 15% от массы, а в стволах древестных – 0,4 – 1 %.
Ю. Либихом было установлено, что все перечисленные элементы равнозначны и полное исключение любого из них приводит растение к глубокому страданию и гибели, ни один из перечисленных элементов не может быть заменен другим, даже близким по химическим свойствам. Макроэлементы при концентрации 200-300 мг/л в питательном растворе еще не оказывают вредного действия на растение. Большинство микроэлементов при концентрации 0,1-0,5 мг/л угнетают рост растений.
Для нормальной жизнедеятельности растений должно быть определенное соотношение различных ионов в окружающей среде. Чистые растворы одного какого-либо катиона оказываются ядовитыми. Так, при помещении проростков пшеницы на чистые растворы KCL или CaCL2на корнях сначала появлялись вздутия, а затем корни отмирали. Смешанные растворы этих солей не обладали ядовитым действием. Смягчающее влияние одного катиона на действие другого катиона называютантагонизмом ионов. Антагонизм ионов проявляется как между разными ионами одной валентности, например, между ионами натрия и калия, так и между ионами разной валентности, например, калия и кальция. Одной из причин антагонизма ионов является их влияние на гидратацию белков цитоплазмы. Двухвалентные катионы (кальций, магний) дегидратируют коллоиды сильнее, чем одновалентные (натрий, калий). Следующей причиной антагонизма ионов является их конкуренция за активные центры ферментов. Так, активность некоторых ферментов дыхания ингибируется ионами натрия, но их действие снимается добавлением ионов калия. Кроме того, ионы могут конкурировать за связывание с переносчиками в процессе поглощения. Действие одного иона может и усиливать влияние другого иона. Это явление называетсясинергизмом. Так, под влиянием фосфора повышается положительное действие молибдена.
Физиологическое значение микро- и макроэлементов
Входят в состав биологически важных питательных веществ;
Участвуют в создании определённой ионной концентрации и стабилизации макромолекул;
Участвуют в каталитических реакциях, входя в состав или активируя отдельные ферменты.