Физиология растений - Якушкина Н.И.
Скачать (прямая ссылка):
ряд ингибиторов ферментативных реакций.
Калий. Содержание калия в растении 0,9%. Он поступает в рас-
тение в виде иона K+. Физиологическую роль калия нельзя считать
полностью выясненной. Калий не входит ни в одно органическое
соединение. Большая часть его (70%) в клетке находится в свобод-
ной ионной форме и легко извлекается холодной водой, остальные
30% в адсорбированном состоянии. В противоположность кальцию
калий снижает вязкость протоплазмы, повышает ее оводнениость.
Эта особенность действия калия хорошо проявляется в том, что в его
солях плазмолиз имеет выпуклую форму, протоплазма легко отстает
от клеточной оболочки. Следовательно, калий является антагонистом
кальция.
Калий активирует работу многих ферментных систем, например
фермент, катализирующий фосфорилирование Сахаров,— гексокина-
зу, ферменты, катализирующие перенос фосфорной кислоты с пиру-
вата на АДФ (пируваткиназа), а также ферменты, участвующие в
образований АТФ в процессе окислительного фосфорилировапия.
В связи с этим, по данным Э. И. Выскребенцевой, при недостатке
калия резко падает содержание макрозргических фосфатов. Калий
активирует и ряд ферментов цикла Кребса. Многие ферменты, уча-
ствующие в синтезе белка, требуют для своего действия присутствия
калия.
Несмотря на необходимость калия для проявления активности
ряда ферментов, механизм этой активации до настоящего времени
не представляется ясным.
Недостаток калия замедляет транспорт сахарозы по флоэме.
Влияние калия на передвижение органических веществ по гипотезе
Спаниера проявляется благодаря образованию градиента электриче-
ского потенциала на ситовидных пластинках, который возникает при
циркуляции калия между ситовидной трубкой и сопровождающими
клетками.
В последнее время появились данные, что открытие устьиц на све-
ту связано с накоплением в замыкающих клетках ионов калия.
Железо входит в состав растения в количестве 0,08%. Необходи-
мость железа была показана в тот же период, что и остальных мак-
роэлементов. Поэтому, несмотря на ничтожное содержание, его роль
рассматривается вместе с макроэлементами. Железо поступает в рас-
тение в виде Fe3+. Роль железа в большинстве случаев связана с его
способностью переходить из окисленной формы (Fe3+) в восстанов-
ленную (Fe2+) и обратно. Железо входит в состав каталитических
центров многих окислительно-восстановительных ферментов. В виде
геминовой группировки оно входит в состав таких ферментов, как
цитохромы, цитохромоксидаза, каталаза и пероксидаза. Цитохромиая
система является необходимым компонентом дыхательной и фото-
синтетической электронпо-транспортной цепи. В силу этого при не-
достатке железа тормозятся оба эти важнейшие процессы. Кроме то-
го, целый ряд ферментов содержит железо в негемииовой форме.
К таким ферментам относятся некоторые флавопротеиды и железо-
содержащий белок ферредоксин.
Железо необходимо для образования хлорофилла. При этом желе-
зо катализирует образование предшественников хлорофилла амино-
левулиновой кислоты и протопорфиринов. Предполагают, что желе-
зо играет роль в образовании белков хлоропластов. При недостатке
железа нет условий для образования таких важнейших компонентов
хлоропластов, как цитохромы, ферредоксин и некоторые другие. Воз-
можно, это косвенно влияет на образование хлорофилла.
Микроэлементы
Практическая значимость исследований по микроэлементам свя-
зана с тем, что есть почвенные провинции, где остро недостает того
или иного из них. Кроме того, часто в почве микроэлементы нахо-
дятся в неусвояемом для растительного организма состоянии, поэто-
му внесение микроудобрений (удобрений, содержащих микроэлемен-
ты) в почву очепь полезно. Надо учитывать при этом, что высокие до-
зы микроэлементов могут оказать ядовитое влияние.
В изучении микроэлементов различают два направления: 1. Изу-
чение влияния на интенсивность физиологических процессов при их
исключении из питательной среды. 2. Изучение специфической роли
отдельных микроэлементов, главным образом участия их в опреде-
ленных ферментных реакциях. Второй биохимический подход ока-
зался более результативным.
Выяснилось, что микроэлементы в подавляющем большинстве ак-
тивируют определенные каталитические — ферментативные систе-
мы. Это осуществляется различными путями — непосредственным
участием в составе молекул ферментов или их активацией.
Важным моментом в действии всех микроэлементов является их
способность давать комплексные соединения с различными органиче-
скими соединениями, в том числе и с белками. Разные микроэлемен-
ты могут давать комплексные соединения с одними и теми же орга-
ническими веществами, благодаря чему они могут выступать как
антагонисты. Отсюда понятно, что для нормального роста растений
необходимо определённое соотношение микроэлементов (железа к
марганцу, меди к бору и т. д.).
Марганец поступает в растение в виде ионов Mn3+. Марганец ак-
тивирует ферменты, катализирующие реакции цикла Кребса (деги-
дрогеназы яблочной кислоты, лимонной кислоты, декарбоксилазу
