Өсімдікте макроэлементтердің физиологиялық рөлі



Фосфор табиғатта бір ғана изотобы Р31 түрінде кездеседі. Оның екінші бір изотобы Р32 жасанды жолмен алынады. Топырақта құрамында фосфор кездесетін органикалық және минералдық заттар болады, олар өсімдіктердің фосфорлық қоректенуінің көзі бола алады. Фосфордың органикалық қосылыстары қара топырақта көп, сұр топырақта аз болады. Фосфордың минералдық қосылыстары қиын еритін фосфаттар түрінде болады, олар бактериялардың жәрдемімен өсімдіктер сіңіре алатын күйге өтеді. Өсімдіктер орто -және пирофосфор қышқылының тұздарын қабылдайды, тамыр клеткалары бұл тұздардың анионын (РО4~ )сіңіреді. Фосфор қышқылының аниондары өсімдік клеткасында өзінің тотығу дәрежесін өзгертпестен, осы түрінде органикалық қосылыстардың құрамына кіреді. Өсімдіктер метаболизмінде фосфор ерекше зор роль атқарады. Ол барлық нуклеотидтердің құрамына кіреді, ал нуклеотидтердің өзі РНК мен ДНК-ның макромолекулаларын түзеді. Бос нуклеотидтер макроэргиялық байланыс түзе отырып, фосфор қышқылының тағы бір немесе екі қалдығын қосып алуға бейім келеді. Макроэргиялық байланыстың арқасында фосфор қышқылының қалдығы — Н2РО3 организмдегі энергия алмасуына қатысады. Жоғарыда көрсетілгеніндей, фотосинтез кезінде энергия сіңіру мен қорға жинау процестері сәуле арқылы фосфорлау реакцияларында, ал тыныс алу процесі барысында тотықтыра фосфорлау реакцияларында жүзеге асырылады. АТР осы процестердегі негізгі макроэргиялық зат болып саналады. Өсімдіктерде сонымен қатар осы сияқты басқа да нуклеотидфосфаттар кең таралған. Оларға UDР, UТР, ТDР, ТТР, ГDР, ГТР және т. б. жатады. Дифосфо- және три-фосфонуклеотидтер II және III фосфат қалдықтарының арқасында макроэргиялық заттар болып табылады. Фосфордың энергияны байланыстыруға қатысуы оның өсімдіктердің зат алмасуы менфизиологиялық активтілігіне тигізетін әсерін айқындай түседі.
Фосфордың әсіресе белоктар мен нуклеин қышқылдарының синтезіне әсері ерекше байқалады. Өсімдіктер клеткасында фосфор жетіспеушілігі осы сияқты күрделі органикалық косылыстардың ыдырауына себепші болады.
Фосфор NАd+, NАDР+ коферменттік системалары мен Акофер-ментінің құрамына кіреді, олардың маңызы және физиологиялық процестер мен зат алмасуына қатысуы жөнінде біз айтып өттік.
Фосфор I тарауда сипатталған фосфатидтердің құрамды бөлігі болып табылады. Клетка мембраналарының структурасында олар ерекше маңызды роль атқарады. Пиридоксин деп аталатын В6 ви-тамині фосфат қалдығымен қосыла келе, фосфопиридоксаль түзеді де, бірқатар ферменттердің активті тобына кіреді.

Пән: Биология
Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:   
Өсімдікте макроэлементтердің физиологиялық рөлі
Фосфор табиғатта бір ғана изотобы Р31 түрінде кездеседі. Оның екінші бір
изотобы Р32 жасанды жолмен алынады. Топырақта құрамында фосфор кездесетін
органикалық және минералдық заттар болады, олар өсімдіктердің фосфорлық
қоректенуінің көзі бола алады. Фосфордың органикалық қосылыстары қара
топырақта көп, сұр топырақта аз болады. Фосфордың минералдық қосылыстары
қиын еритін фосфаттар түрінде болады, олар бактериялардың жәрдемімен
өсімдіктер сіңіре алатын күйге өтеді. Өсімдіктер орто -және пирофосфор
қышқылының тұздарын қабылдайды, тамыр клеткалары бұл тұздардың анионын
(РО4~ )сіңіреді. Фосфор қышқылының аниондары өсімдік клеткасында өзінің
тотығу дәрежесін өзгертпестен, осы түрінде органикалық қосылыстардың
құрамына кіреді. Өсімдіктер метаболизмінде фосфор ерекше зор роль
атқарады. Ол барлық нуклеотидтердің құрамына кіреді, ал нуклеотидтердің өзі
РНК мен ДНК-ның макромолекулаларын түзеді. Бос нуклеотидтер макроэргиялық
байланыс түзе отырып, фосфор қышқылының тағы бір немесе екі қалдығын қосып
алуға бейім келеді. Макроэргиялық байланыстың арқасында фосфор қышқылының
қалдығы — Н2РО3  организмдегі энергия алмасуына қатысады. Жоғарыда
көрсетілгеніндей, фотосинтез кезінде энергия сіңіру мен қорға жинау
процестері сәуле арқылы фосфорлау реакцияларында, ал тыныс алу процесі
барысында тотықтыра фосфорлау реакцияларында жүзеге асырылады. АТР осы
процестердегі негізгі макроэргиялық зат болып саналады. Өсімдіктерде
сонымен қатар осы сияқты басқа да нуклеотидфосфаттар кең таралған. Оларға
UDР, UТР, ТDР, ТТР, ГDР, ГТР және т. б. жатады. Дифосфо- және три-
фосфонуклеотидтер II және III фосфат қалдықтарының арқасында макроэргиялық
заттар болып табылады. Фосфордың энергияны байланыстыруға қатысуы оның
өсімдіктердің зат алмасуы менфизиологиялық активтілігіне тигізетін әсерін
айқындай түседі. 
Фосфордың әсіресе белоктар мен нуклеин қышқылдарының синтезіне әсері ерекше
байқалады. Өсімдіктер клеткасында фосфор жетіспеушілігі осы сияқты күрделі
органикалық косылыстардың ыдырауына себепші болады.
Фосфор NАd+, NАDР+ коферменттік системалары мен Акофер-ментінің құрамына
кіреді, олардың маңызы және физиологиялық процестер мен зат алмасуына
қатысуы жөнінде біз айтып өттік.
Фосфор I тарауда сипатталған фосфатидтердің құрамды бөлігі болып табылады.
Клетка мембраналарының структурасында олар ерекше маңызды роль атқарады.
Пиридоксин деп аталатын В6 ви-тамині фосфат қалдығымен қосыла келе,
фосфопиридоксаль түзеді де, бірқатар ферменттердің активті тобына кіреді.
Өсімдік өзінің бойындағы фосфорды барынша үнемдеп жұмсайды және бұл
элементтің артық мөлшері жиналған жағдайда оны фитин түрінде қорға жинайды.
Фосфор қышқылының 6 молекуласы алты атомды спирт — инозитпен қосылып
инозитфосфор қышқылын түзеді. Фитин дегеніміз инозитфосфор қышқылының каль-
ций-магний тұзы болып табылады.
Фосфор тыныс алу, фотосинтез және ашу процестеріне пайдаланылатын
моносахаридтерді (гексозалар мен триозаларды) фосфорлауға қатысады.
Өсімдіктің топырақтан сіңірген РО4анионы тамыр клеткаларының өзінде-ақ
органикалық заттармен қосылады да, олардың құрамына енеді. Фосфорлық
қоректену жетіспеген жағдайда өсімдік сіңіретін фосфордың барлық мөлшері
органикалық формаға айналады. Егер өсімдік фосформен жеткілікті қамтамасыз
етілсе, сіңірілген фосфордың бір бөлігі минералдық формада клеткада
жиналады.
Өсіп жетілу барысында өсімдіктер ұзақ уақыт бойы фосфорға мұқтаж болады.
Оны жас өсімдіктер неғұрлым қарқынды сіңіреді. Өсімдіктер тұқымында,
әсіресе ұрығында фосфор көп болады. Тұқымның өнуі кезінде фосфор есіп келе
жатқан тамырлар мен өркендерге өтеді. Тұқым пісе бастағанда фосфор қайтадан
тұқым мен ұрыққа жиналады. Барлық өсімдіктердің тұқымында фосфор көп
болады. Мұны фосфордың белоктар мен нуклеин қышқылының синтезі үшін қажет
болатындығымен түсіндіруге болады. Өсімдіктер ортофосфор қышқылының РО24 
анионын ғана емес, сондай-ақ фосфордың кейбір органикалық
қосылыстары,глюкозофосфаттарды, глицерофосфаттарды, РНК-ны да сіңіре алады.
Топырақ ортасының реакциясы қышқыл болған жағдайда өсімдіктер фосфордың
минералдық формаларына қарағанда оның органикалық формаларын жақсы
сіңіреді. Оның үстіне топырақта құрамында фосфоры бар органикалық заттар,
оның ішінде РНК да айтарлықтай көп кездеседі. Өсімдіктердің фосфорды
сіңіруіне бірқатар факторлар әсер етеді. Мәселен, топырақта азот
жетіспеушілігі кезінде фосфордың сіңірілуі, оның тамырдан өркендерге қарай
өтуі баяулайды. Калий элементінің де осындай әсері байқалады.
Күкірт табиғатта күкіртті металдардық құрамында және күкірт қышқылының
тұздары түрінде кездеседі. Өсімдіктер топырақтан күкірт қышқылының анионын
(SО42) сіңіреді. Сіңірілген S024 анионы вакуоляға жинақталып сақталады.
Белгілі бір мөлшері тотықсыздануға ұшырап, сульфгидрид тобы ретінде
органикалық заттардың құрамына кіреді.
Күкірт қосындылары клеткада структура түзуші және тыныс алуға қатысатын
заттар ретінде маңызды роль атқарады. Тыныс алу процесіне күкірттің
қатысуын Р. Бандурски (1968) оның валенттілігін өзгерте электронды қабылдай
алуына байланысты деп түсіндіреді. Анион S024~ тотықсыздана, таза күкірт
ретінде бөлінуінде оның валенттілігі +6-дан — 2-ге дейін өзгереді. Клеткаға
сіңірілген соң S024 анйоны бірнеше аралық зат арқылы SН тобына дейін
тотықсызданады деген жорамалды Р. Бандурски жариялаған. Оның жасаған
схемасы бойынша аралық зат ретінде алғаш активтелген сульфат пайда болады,
ол үшін АТР жұмсалуы қажет:
SО42-+АТР—АФС + Р~Р
Аденозинфосфосульфат (АФС) сульфурилаза деп аталатын ферменттің жәрдемімен
түзіледі, ол фермент жоғары сатыдағы өсімдіктердің хлоропластынан табылған.
Активтелген сульфат  кейінгі өтетін тотықсыздандыру реакцияларына бейім
келеді. Сульфогидрил тобы ретінде күкірт кең тараған цистеин, цистин,
метионин амин қышқылдарына, олардың арқасында барлық белоктардың құрамына
кіреді. Өсімдіктегі барлық күкірттің 90% мөлшері белоктарда шоғырланған.
Белоктың жалпы құрғақ салмағының 1,5%-і күкірттің үлесіне келеді, оның
жартысы метионин құрамынан табылады. Цистеин белоктың құрамына кіре отырып,
өзінің сульфгидрид тобы арқылы дисульфид тобын түзуге қабілетті, соның
арқасында белок молекуласының структурасын қалыптастыруда зор роль
атқарады.
Цистеин глютатионның құрамдас бөлігі болып табылады. Глютатион дегеніміз
трипептид, онда цистеиннен басқа тағы да екі амин қышқылы — глютамин
қышқылы мен гликокол болады. Глютатион барлық клеткаларда кездеседі.
Күкірт тыныс алу мен фотосинтез процестеріне әсер етеді. Тиамин, биотин,
липой қышқылы витаминдерінің құрамына кіре отыра, күкірт жеткіліксіз болған
кезде тыныс алу процестерін тежейді. Белок синтезін тоқтату арқылы күкірт
жетіспеушілігі хлорофилл мөлшерін де азайтады, сондықтан ол фотосинтездің
нашарлауына себепші болады. Күкірт бір органнан екінші органға SO24~ анионы
түрінде тасымалданады, ал қорға жинаушы органдарда ол тез тотықсызданып,
органикалық формада қор ретінде сақталады. Топырақтағы өсімдік қалдықтары
тіршілігін жойып, шіріген кезде күкірт күрделі органикалық заттардан
күкіртті сутек түрінде босап шығады. Әр түрлі микроорганизмдер күкіртті
сутегін күкірт қышқылына дейін тотықтырады, ал күкірт қышқылы топырақта
металдармен қосыла келе сульфат түзеді. Өсімдіктер мұндай сульфаттарды
қайтадан пайдалана алады.
Топырақтың құрамында кездесетін калийдің көп белігін өсімдіктер сіңіре
алмайды. Өсімдіктер алмаса алатын және суда еритін калийді ғана сіңіре
алады. Калий тамыр клеткаларына катион түрінде етеді. Бұл элементтің көп
бөлігі клеткада ион түрінде жиналады, ал басқа бөлігі клетка белоктарымен
адсорбциялық байланыс арқылы қосылған. Клетка шырынындағы калий күкірт
қышқыл, тұз қышқыл, фосфор қышқыл тұздары түрінде, сондай-ақ лимон қышқыл
және қымыздық қышқыл калий түрінде кездеседі. Қану қызылшасы, асхана
қызылшасы, картоп, күнбағыс және темекі сияқты өсімдіктерде калий өте көп
мөлшерде болады.  Жас өсімдіктер бұл элементті көптеген мөлшерде сіңіреді. 
Өсімдіктердің жас бөліктері мен өсу нүктелерінде калий көп, ал кәрі
органдарда аз кездеседі. Өсімдіктің өсіп жетілуі процесінде калий
өсімдіктің оны неғұрлым қажет ететін бөліктеріне ағып бара отырып, бір
органнан екінші органға өтеді. Мысалы, ол кәрі жапырақтардан жас
жапырақтарға, өркендерден өсу нүктелеріне өтеді. Калийдің бір органнан
екінші органға оңай өту қабілеті клеткадағы негізгі бөлігі бос күйде
болатындығына байланысты. Осындай себептерге байланысты калий өсімдіктерден
оңай шайылып, қайтадан топыраққа өтеді. Нәсерлі жаңбыр кезінде калийдің
едәуір мөлшері жапырақтардан шайылып кетеді.
Таңбаланған атомды қолдану калийдің 30 процентке жуық мөлшері белоктармен
байланысты екендігін көрсетті, ал оның қал-ған белігі цитоплазмада бос
иондар түрінде жиналады. Калий иондары зарядының айтарлықтай маңызы бар
және оның цитоплазманың коллоидтық-химиялық күйіне әсерін айқындайды. 
Бұл элементтің әсер етуімен цитоплазма барынша гидрофильді және тұтқырлығы
шамалы болады да, оның су ұстаушылық қасиеті арта түседі. Коллоидтардың
гидрофильділігін арттыру цитоплазма структурасын ретке келтіріп, белоктар
мен углеводтар сияқты көптеген оргаңикалық заттардың синтезделу процесінің
өтуіне қолайлы әсер етеді. Калий жетіспеушілігі кезінде клеткаларда
белоктардың орнына аралық өнімдер жиналады. Қалийдің ондай әсерін оның
белоктарды реттейтін ферменттердің активтілігіне қатысатындығымен
түсіндіруге болады. Сонымен қатар, белок синтезі өтетін орын болып
табылатын рибосомдар калийдің әсер етуі нәтижесінде активті күйге өтеді
және бір-бірімен қосыла отырып полисома түзеді.
Калий полисахаридтердің синтезі мен жиналуына күшті әсер етеді. Органдарына
қор заты ретінде крахмал жинайтын өсімдіктердің калийді көп мөлшерде қажет
етуін осы жағдаймен түсіндіруге болады. Оларға жоғарыда айтылып өткен қант
қызылшасы, асхана қызылшасы, картоп, күнбағыс сияқты өсімдіктер жатады.
Өсімдіктерді калиймен қоректендіру ісін жақсарту хлорофилдің мөлшерін ғана
арттырып қоймастан, сондай-ақ фотосинтез қарқынын да күшейтеді. Калийдің
әсер етуі нәтижесінде фотосинтездік фосфорлау (АТР, NАD -Н + Н+ түзілу)
процесі реттеледі, хлоропластардағы тиллакоидтар мембраналары-ның
өткізгіштігі жақсарады. Калийдің өсімдіктерге әсер етуінің барлық осы
жақтары өсімдіктерден алынатын өнімдер мен олардың түсімін айқындай түседі.
Табиғатта кальций ізбестас, мрамор, гипс және т. с. с. қосылыстардың
құрамында кездеседі. Ал топырақта кальций көмір қышқылының, фосфор
қышқылының, күкірт қышқылының, азот қышқылының және т. б. тұздары түрінде
ұшырасады. Өсімдіктер алмасатын және суда еритін кальцийді сіңіреді, мұндай
кальций қара топырақтың құрамында көп, ал қоңыр және сұр топырақтың
құрамында кем болады. Тамыр клеткаларына кальций катион түрінде өтеді.
Мұнда ол әр түрлі минералдық және органикалық қышқылдармен қосыла келе,
күкірт қышқылының, көмір қышқылының, фосфор қышқылының, қымыздық қышқылының
тұздарын түзеді. Пектинді қышқылдармен қосыла отырып, ол кальций пектатын
түзеді. Кальций пектаты клетка қабықшасының негізгі заты болып табылады да,
ол әсіресе ортаңғы пластинканың құрамында көп кездеседі. Қальций
өсімдіктердің жер бетіндегі органдарында, әсіресе оның тұқымында көп, ал
тамырында аз кездеседі. Клетка шырынында қышқыл көп мөлшерде кездесетін
өсімдіктер кальцийді осы қышқылдардың ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Қалкан безіне йодтың жиналуы
Өсімдіктердің қоректенуі
Йодтің молекулалық йодқа ыдырауы
Минералды заттар биогеохимиясы
Макроэлементтердің физиологиялық ролі
Азықтардың химиялық құрамы. Макро және микроэлементтер. Түрлері. Маңыздылығы
Топырақтағы минералдық қосылыстардың көзі
Өсімдіктердің биотехнологиясы. Өсімдік жасушаларын мәдени өсіру
Биотехнологияның мақсаты мен міндеттері
Тыңайтқыштар және оның түрлері
Пәндер