Минералды элементтердің физиологиялық рөлі

Бұрын өсімдікке жеке элементтердің қажеттілігін олардың өсімдік құрамында кездесу мөлшеріне қарай бағалайтын. Бірақ мұндай көзқарастың дұрыс емес екендігі, әсіресе, өсімдікте микро, ультрамикроэлементтерді анықтағаннан кейін толық дәлелденді. Бұл элементтердің қажеттілігі олардың органикалық қосындылардың құрамына енуіне байланысты. Органикалық заттардың құрамына енген минералды элементтер олардың химиялық активтігін ұлғайтып, оларға жаңа қасиет береді. Мысалы, кейбір металдардың белокпен қосындылары — ферменттер биологиялық активтігі өте жоғары болады. Анион күйінде қабылданатын элементтердің ішіндегі өсімдікке аса қажеттісі — фосфор мен күкірт. Өсімдік фосфорды ортофосфор қышқылының асқын оксиді /Р043+/ ионы түрінде қабылдайды. Топырақ құрамында фосфор кездесетін органикалық және минералдық заттар болады, олар өсімдіктердің фосформен 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 көшеді. Фосфор қышқылының аниондары өсімдік клеткасында өзінің тотығу дәрежесін өзгертпестен, осы түрінде органикалық қосылыстардың құрамына кіреді.

Фосфор ортофосфор қышқылының ионы ретінде қабылданылады — Р04. Өсімдік фосфордың тек анорга-никалық қана емес, органикалық қосылыстарын да қабылдай алатындығы қазір толық дәлелденді /мысалы, түрлі қант-тардың фосфорлы эфирі және олардың ыдырау өнімдері/. Изотопты фосформен /Р32/ жүргізген тэжірибелер нәтижесінде сояның тамырында фосфатпен қоректенгенде алғашқы өнім ретінде фруктозаның 1,6-дифосфаты пайда болатындығы анықталды. Өсімдіктің құрамындағы барлық фосфорлы органикалық заттарда фосфор тек тотыққан күйінде ғана кездеседі. Өсімдік мүшелерінде фосфор біркелкі кездеспейді. Оған эсіресе репродуктивтік мүшелер өте бай келеді. Вегетативтік мүшелерде фосфордың мөлшері 5-10 есе көп. Фосфор нуклеопротеийтердің /клетка ядросында, ұрықта, меристема ұлпаларында көп кездеседі/ қүрамына енеді.

Фосфор қышқылының тыныс алу мен ашу процестерінде өте зор маңызы бар. Тыныс алу, ашу процестері болсын, глюкоза әуелі фосфор қышқылымен қосылып, глюкозаның фосфорлы эфирін қүрады. Глюкозаның фосфорлануы үшін қуат қоры мол, биологиялық активті заттар АТФ, АДФ-тың фосфор қышқылы пайдаланылады. Олардағы жиналған мол қуат қоры күрделі органикалық заттарды синтездеу үшін жұмсалады.

Сондықтан, өсімдікте синтездік процестің жедел-дігімен, әсіресе белоктың синтезделуімен өсімдіктегі нуклеопротеидтің, бұған АТФ, АДФ жатады, мөлшері арасында тығыз байланыс бар. Сондықтан сыртқы ортада фосфор қышқылы мол болса, өсімдік құрамында белокты зат та мол синтезделеді. Ал фосфор жетіспесе, өсімдік ұлпаларында полимерлі қосындылардың ыдырауы кең орын алады.

А.И.Смирнов этиолданған өскінге фосфор жетіспегенде оның ұлпаларындағы полисахаридтер мен фосфатидтердің тез гидролизденіп, гидролиз өнімдерінің протоплазма арқылы экзоосмостанатындығын анықтаған. Бұл жағдайда белок заттардың синтезденуі тоқталған. Егер кейін де фосфор жетіспесе, өскінде бүрын пайда болған белоктың да ыдырайтындығы байқалған.

Н. М. Сисакянның тәжірибелерінде фосфор жеткілікті болған жағдайда, қант қызылшасының жапырағында дисахаридтің, тамырында сахарозаның мол синтезделетіндігі байқалған. Фосфор қышқылының өсімдіктің зат алмасу процесіне мұндай үлкен әсер ететіндігі, оның түрлі тотықтыру ферменттерінің құрамына кіретіндігіне байланысты.

фосфордың энергияны байланыстыруға қатысуы оның өсімдіктердің зат алмасуы мен физиологиялық активтігіне тигізетін әсерін айқындай түседі. Фосфордың, эсіресе, белоктар мен нуклеин қышқылдарының синтезіне әсері ерекше байқалады. Өсімдіктер клеткасында фосфор жетіспеушілігі осы сияқты күрделі органикалық қосылыстардың ыдырауына себепші болады. Фосфор, жоғарыда айтылғандай, фосфатидтердің құрамды бөлігі екендігі белгілі. Клетка мембраналарының қүрамында олар ерекше маңызды рөл атқарады. Пиридоксин деп аталатын В6 витамині фосфат қалдығымен қосыла келе, фосфопиридоксаль түзеді де, бірқатар ферменттердің активті тобына кіреді.

Өсімдік өзінің бойындағы фосфорды барынша үнемдеп жүмсайды және бүл 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 кальций-магний тұзы.

Өсімдіктің топырақтан сіңірген Р03~4 анионы 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 клеткада минералдық формада жиналады.

Өсіп жетілу барысында өсімдіктер үзақ уақыт бойы фосфорға мүқтаж болады. Оны жас өсімдіктер неғұрлым қарқынды сіңіреді. Өсімдіктер тұқымында, әсіресе ұрығында фосфор көп болады. Тұқымның өнуі кезінде фосфор өсіп келе жатқан тамырлар мен өркендерге өтеді. Тұқым пice бастағанда фосфор қайтадан тұқым мен ұрыққа жиналады. Барлық өсімдіктердің түқымында фосфор көп болады. Мұны фосфордың белоктар мен нуклеин қышқылдарының синтезі үшін қажет болатындығымен түсіндіруге болады. Сөйтіп, фосфор қышқылы өсімдіктер мен жануарлар клеткасындағы энергетикалық алмасудың қайнар көзі болып табылады.

Күкірт өсімдіктерге SO 4 анионы ретінде қабылданады. Күкірт табиғатта күкіртті металдардың құрамында жэне күкірт қышқылының тұздары түрінде кездеседі. Қабылдаған SO2 «4 анионы вакуоляға жинақталып сақталады. Белгілі бір мөлшері тотықсыздануға үшырап, сульфгидрил тобы ретінде органикалық заттардың құрамына кіреді. Күкірт қосылыстары клеткада қүрылым түзуші және тыныс алуға қатысатын заттар ретінде маңызды рөл атқарады.

Өсімдік күкірттің органикалық қосындыларын да / цистин, цистеин, метионин/ қабылдайтындығы қазіргі кезде дэлелденді. Күкірт осы аты аталған амин қышқылдарының қүрамында көміртегі, оттегі, сутегі, азотпен қатар негізгі компонент ретінде кездеседі. Осылай ол сульфгидрил тобы ретінде табиғатта кең тараған цистин, цистеин, метионин сияқты амин қышқылдарында кездесе отырып, олардың арқасында барлық белоктардың қүрамына кіреді. Өсімдіктегі барлық күкірттің 90% мөлшері белоктарда шоғырланған. Белоктың жалпы қүрғақ салмағының 1,5%-ы күкірттің үлесіне тиеді, оның жартысы метионин құрамынан табылады. Цистеин белоктың қүрамына кіре отырып, өзінің сульфгидрил тобы арқылы дисульфид тобын түзуге қабілетті, соның арқасында белок молекуласының қүрылымын қалыптастыруда зор рөл атқарады.

Күкірт тыныс алу мен фотосинтез процесіне 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 S02~4 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 сутегі түрінде босап шығады. Әртүрлі микроорганизмдер күкіртті сутегін күкірт қышқылына дейін тотықтырады, ал күкірт қышқылы топырақта металдармен қосылып, сульфат түзеді. Өсімдіктер мүндай сульфаттарды қайтадан пайдалана алады.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *