азме клетокККмсш кАВИОШФВ см0020с+0У

азме клетокККмсш кАВИОШФВ см0020с+0У

Тақырыбы: Минералдық қоректену

1.Өсімдік клеткасының иондарды сіңіру механизмі.

2.Минералдық элементтерді  радиалдық және ксилемдік тасымалдау.

3.Өсімдіктердің азотпен қоректенуі

4.Азоттың биосферада айналымы.

5.Молекулалық азотты фиксациялау.

6.Нитрат редукциясы.

Өсімдіктердің минералдық қоректенуі – тіршілікке қажетті химиялық элементтердің иондар мен минералдық тұздар түрінде ену және бойына сіңу үдерістері. Бұл сыртқы ортадан минералдық иондарды енгізу, байланыстыру (өзге түрге айналдыру, ассимиляциялау), клетка мен ұлпалар бойымен тұтыну орындарына дейін жеткізу, минералдық элементтерді метаболизмге қосу үдерістерін қамтиды.

Қажетті элементтерді органогендерге (С, Н, О, N) және күлді (қалған барлығын) элементтерге бөледі. Өсімдіктер С, Н, О ауадан және судан алады, қалғандарын – топырақтан. Мөлшеріне қарай минералдық элементтерді макроэлементтерге (N, S, P, K, Ca, Mg, Si) және микроэлементтерге (Fe, Cu, Mo, Zn, B, Mn, Cl, Ni, Co, Na) бөледі. Жеке элементтердің рөлін талқылау барысында мынадай жоспарды ұстанған дұрыс:

1. Элементтің физиологиялық рөлі.

2. Оны ассимиляциялау типтері.

3. Элемент метаболизмінің маңызды тұстары.

4.Табиғаттағы айналымы.

Азоттың өсімдік өміріндегі орыны ерекше. Ол ақуыздардың, нуклеин қышқылдарының, хлорофилдің, АТФ және клетканың бір қатар метаболиттердің құрамына кіреді (7-кесте). Атмосфераның молекулалық азотын тек кейбір микроорганизмдер мен прокариоттық балдырлар пайдалана алады. Қалған организмдер бейорганикалық азотты нитрат немесе аммоний түрінде сіңіреді. Өсімдіктердің азот метаболизмін талқылай отырып, нитраттық азоттың тотықсыздануына екі ферменттік жүйе – нитратредуктаза және нитритредуктаза қатысатындығын ескеру керек. Біріншісі нитраттық азотты нитритке дейін, ал екіншісі нитриттерді аммонийге дейін бос аралық өнімдерсіз тотықсызданды-рады. Нитраттардың тотықсыздануы жарыққа тәуелділігі қызығушылық туғызады. 

Азоттың ассимиляциялауын талдау барысында үш ферменттік жүйемен – глутаматдегидрогеназа (ГДГ), глутаминсинтетаза (ГС) және глутаматсинтазамен (глутамин : 2 – оксоглутаратамино - трансфераза, ГОГАТ) танысу керек, олардың көмегімен азот органикалық қосылыстарға түрлі жолдармен енеді. Мысалы, ГДГ мен ГС қатысуымен глутамат пен глутаминнің синтезі жүреді, ал ГС мен ГОГАТ алғашқы кезде глутаматтан глутаминнің синтезін (ГС), кейін глутамин мен оксоглутараттан екі глутамат молекуласының синтезін катализдейді. 

Фотосинтездеуші организмдердің еркін тіршілік ететін формаларының және микроорганизмдердің жоғары сатылы өсімдіктермен селбесе отырып, азотфиксациясын жеке қарастыру қажет. Барлық азотфиксациялаушы организмдерде азотты тотықсызданды-ратын бір ферментік жүйесі бар – нитрогеназа. Нитрогеназаның қатысуымен азоттың тотықсыздануы АТФ энергиясы есебінен жүреді және электрон тасымалымен қосарланған. Ферменттік жүйенің белсенді орталықтарына Fe және Mo кіреді. Нитрогеназа катализдейтін үдерісте осы элементтердің рөлін білу керек. Оттектің азотфиксацияға әсерін арнайы талқылау қажет.  

Күкірт өсімдікпен жоғары тотық түрінде сіңіріледі, күкірттің өсімдіктегі негізгі формасы – сульфгидрильдік немесе дисульфидтік топқа дейін тотықсызданған түрі. Өсімдіктегі күкірттің негізгі тотықсыздану кезеңдерін көрсету қажет. Күкірттің қызметтік рөлі – оның көптеген энзимдер мен металопротеиндердің құрамына лиганд ретінде енуі.

Ең танымалы мен маңыздылары – темір-күкірт-протеиндер және мыс-протеиндер. Сульфгидрильдік топтар тотығу-тотықсыздану реакцияларға тікелей қатысады немесе ақуыздар құрылысының маңызды факторы болады. Клетканың маңызды метаболиті – А коэнзимдегі (АКо) күкірттің рөліне тоқталып кету керек. 
Фосфор өсімдікпен ортофосфор қышқылының ионы түрінде сіңіріледі. Фосфордың макроэргиялық байланыстарды түзу қабілеті өте маңызды.

Макро- және микроэлементтердің физиологиялық рөлі

Макроэргиялық фосфорлық қосылыстардың түрлі топтарын – аденозинполифосфат (АТФ, АДФ), ацетилфосфат (1,3-фосфоглицерин қышқылы), энолфосфат (фосфоэнолпируват), полифосфаттарды сипаттау керек. Фосфор бір қатар коферменттік жүйелердің (НАД, НАДФ, ФАД) міндетті құрамбөлігі. Сонымен қатар, фосфор нуклеин қышқылдарының, фосфолипидтердің құрамына кіреді. Осы қосылыстардың барлығында фосфор тотыққан күйде болады. 

Калий ортадан К+ ионы түрінде сіңіріледі, дәл осы күйде өсімдіктің барлық бөліктеріне тасымалданып, өзінің физиологиялық әсерін тигізеді. Калий негізінен иондық түрде болады, жақсы қозғалып, реутилизацияға тез ұшырайды. Калийдің сіңірілуі оның клеткада мөлшеріне байланысты.

Элементтің сіңірілуін реттеуге қатыса алатын механизмдерін талдау керек. Калийдің физиологиялық рөлін талқылау барысында келесі сұрақтарға тоқталу қажет: калийдің клетканың осмостық реттелуінде маңызы, оның фотосинтез бен тыныс алуға қатысуы, калийдің ферменттік реакцияларды активтендіруі.

Бейорганикалық заттардың ішінде калий негізгі осмостық белсенді ион, сондықтан ол су алмасуында едәуір рөл атқарады. Оның қатысуымен өсімдікке судың келуі, тасымалдануы және булануы жүреді, себебі тамыр қысымының шамасы ксилемдік шырындағы калийдің концентрациясына байланысты.

Калий устьицелік қозғалыстарға да қатысады. Калиймен қоректену өсімдіктердің қолайсыз жағдайларға төзімділігін арттырады. Калийдің фотосинтездегі рөлі де алуан түрлі: оның қатысуымен фосфорлану реакциясы жүреді, калий СО2 байланыстыруын активтендіреді және фотосинтез өнімдерінің тасымалдануында белгілі рөл атқарады. Калийдің қатысуы өте көп ферменттердің жоғары белсенділігі үшін қажет. Бұл орайда калий негізінен ферменттердің конформациялық өзгерістеріне қатысады. 

Студенттер негізгі тыңайтқыштардың түрлерін білу керек.