АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Элементный состав растений

Список элементов, для которых доказана их необходимость для всех видов растений, включает 16 элементов. Это биогенные и незаменимые элементы: C, O, H, N, P, S, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn, Mo, Cl, B[1]. C, O, H растения получают в ходе воздушного питания, остальные 13 элементов – при корневом питании из почвы. Первые 6 элементов (C, O, H, N, P, S) являются органогенными, на их долю приходится 95 % от сухой массы растения.

По концентрационному принципу все элементы делят на следующие группы.

1) Макроэлементы – их концентрация выше 0,01 % от сухой массы растения. Это все органогены плюс К, Са, Mg (а также Si у хвощей).

2) Макроэлементы – их содержание варьирует в пределах от 0,00001 до 0,01 % от сухой массы растения. Это все остальные из списка 16 элементов, не вошедшие в группу макроэлементов. Fe и S находятся на границе между микро- и макроэлементами.

3) Ультрамикроэлементы – их содержание составляет менее 0,00001 % от сухой массы растения. Это I, Se, Ag и др. Их физиологические функции для растении не известны.

Концентрация элементов – величина непостоянная, она зависит от органа, фазы развития, возраста, условий обитания растения.

По химической природе элементы, извлекаемые растениями из почвы, делят на две группы:

1) Металлоиды (N, S, P) – элементы, которые поступают в растения в виде анионов (NO3-, SO42-, PO43-). Металлоиды содержатся в растениях в больших количествах и являются составляющей частью белков и других соединений цитоплазмы – это, в основном, структурные компоненты растений.

2) Металлы (К, Са, Mg, Fe) – элементы, которые поступают в растения в виде катионов. Металлы содержатся в растениях в виде свободных или слабо связанных катионов. Их главные функции заключаются в воздействии на коллоидные свойства цитоплазмы через ее обводнение, а также в регуляции биохимических процессов. При этом ионы одновалентных металлов обводняют цитоплазму, а ионы двухвалентных металлов уплотняют ее.

Такое деления элементов не является резким, поскольку Fe и Mg могут входить в структуру органических соединений (гем, хлорофилл), а также выполнять регуляторную функцию.

О минеральном составе растений судят по анализу золы, оставшейся после сжигания органического вещества растения. Процентное содержание золы в разных частях растения очень различается. Наиболее высокий процент зольности у листьев, поскольку листья сложены наиболее метаболически активными живыми клетками. Химический состав золы сложный и разнообразный.

Растения, у которых уровень элемента длительное время остается на низком уровне даже при его избытке в среде, называют отражателями. Те виды, которые накапливают элемент прямо пропорционально его уровню в среде, называют индикаторами, их удобно использовать в биомониторинге, а также при фитоиндикационном методе поиска месторождений полезных ископаемых.

Некоторые химические элементы являются токсичными для растений. Наибольшей токсичностью обладают тяжелые металлы, к которым относят химические элементы с плотностью больше 5 г/см³ (атомная масса больше 40 D) – это Cu, Zn, Cd, Hg, Pb. Многие из них относятся к микроэлементам и в небольших концентрациях необходимы растениям, а в концентрации 10^-5 моль и выше – токсичны. Степень токсичности элемента зависит от его валентности и ионного радиуса. Основной путь поступления в растение токсичных элементов – через корни, в меньшей степени – через листья. Токсичность на биохимическом уровне понимается как способность связываться с серосодержащими аминокислотными остатками, с которыми токсичные элементы образуют прочные соединения. В активные центры многих ферментов входят цистеиновые остатки, присоединение к ним вместо атомов водорода токсичных элементов влечет за собой невыполнение данным ферментом своих функций и, как следствие, ингибирование таких процессов как гликолиз, фотосинтез и др. Наиболее токсичными являются Cu, Zn, Pb(ртуть!!!). Отрицательно влияют тяжелые металлы и на водный режим растений. … Ионы тяжелых металлов конкурируют в плазмалемме этих клеток.

Растения выработали ряд адаптационных механизмов к обитанию в условиях высокого содержания тяжелых металлов.

1) Растения способны связывать тяжелые металлы в клеточных стенках ризодермы с помощью тех слизей, которые они выделяют. Слизи представляют собой полисахариды, в том числе полигалактуроновые кислоты, в состав которых входят карбоксильные группы, вместо водорода этих групп присоединяются атомы тяжелых металлов.

2) Синтез фитохелатина – пептида, который активно связывает уже поступившие в цитоплазму металлы. Затем связанные металлы в виде хилатов поступают через тонопласты в вакуоли.

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 944 | Нарушение авторских прав