Гафин Мунир Мазгутович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология производства, переработки и экспертизы продукции апк» фгбоу во ульяновский гау физиология и биохимия растений: краткий курс лекций

кислый с изоэлектрической точкой при рН 3,0– 4,3 термостабильный низкомолекулярный 
(мол. масса 16,7 кДа) белок. Он обладает большим сродством к кальцию. Его комплекс с 
кальцием активирует многие ферменты, например протеинкиназы (фосфорилирование 
белков), фосфоэстеразу, транспортную Са
2+
-АТФазу и др. Кальмодулин может 
связываться с мембранами в клетке и легко переходит в цитозоль. Влиянием кальция на 
сборку и разборку элементов цитоскелета объясняетсяего необходимость для митоза, так 
как комплекс кальция с кальмодулином регулирует сборку микротрубочек веретена. 
Кальций участвует в слиянии везикул Гольджи при формировании новой клеточной 
стенки. 
Магний. Недостаток в магнии растения испытывают на песчаных и подзолистых 
почвах. Много магния в сероземах, черноземы занимают промежуточное положение. 
Водорастворимого и обменного магния в почве 3–10 %. Магний поглощается растением в 
виде иона Mg
2+
. При снижении рН почвенного раствора магний поступает в растения в 
меньших количествах. Кальций, калий, аммоний и марганец действуют как конкуренты в 
процессе поглощения магния растениями. 
У высших растений среднее содержание магния составляет 0,02–3 %. Особенно 
много его в растениях короткого дня (кукурузе, просе, сорго, а также в картофеле, свекле 
и бобовых). Много магния в молодых клетках, а также в генеративных органах и 
запасающих тканях.
Около 10–12 % магния находится в составе хлорофилла. Магний необходим для 
синтеза протопорфирина IX – непосредственного предшественника хлорофиллов. Магний 
активирует ряд реакций переноса электронов при фотофосфорилировании, он необходим 
для передачи электронов от фотосистемы I к фотосистеме II. Магний является кофактором 
почти всех ферментов, катализирующих перенос фосфатных групп. Это связано со 
способностью магния к комплексообразованию.
Для 9 из 12 реакций гликолиза требуется участие металлов активаторов, и 6 из них 
активируются магнием. За исключением фумаразы, все ферменты цикла Кребса 
активируются магнием или содержат его как компонент структуры. Для двух из семи 
(глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа и транс-кетолаза) ферментов пентозофосфатного пути 
необходим магний. Он требуется для работы ферментов молочнокислого и спиртового 
брожения. Магний усиливает синтез эфирных масел, каучука, витаминов А и С. Ионы 
магния необходимы для формирования рибосом и полисом, связывая РНК и белок, а 
также для активации аминокислот и синтеза белка. Он активирует ДНК- и РНК-
полимеразы, участвует в формировании пространственной структуры нуклеиновых 
кислот. 
Микроэлементы 
Железо. Среднее содержание железа в растениях составляет 20–80 мг на 1 кг сухой 
массы. 
Ионы 
Fe
3+
почвенного 
раствора 
восстанавливаются 
редокс-системами 
плазмалеммы клеток ризодермы до Fe
2+
и в такой форме поступают в корень. Железо 
необходимо для функционирования основных редокс-систем фотосинтеза и дыхания, 
синтеза хлорофилла, восстановления нитратов и фиксации молекулярного азота 
клубеньковыми бактериями. При этом оно входитв состав нитратредуктазы и 
нитрогеназы.
Медь поступает в клетки в форме иона Сu
2+
. Среднее содержание меди в 
растениях 0,2 мг на кг сухой массы. Около 70 % всей меди, находящейся в листьях, 
сосредоточено в хлоропластах, и почти половина ее – в составе пластоцианина
(переносчика электронов между фотосистемами II и I). Она входит в состав ферментов, 
катализирующих окисление аскорбиновой кислоты, дифенолов и гидроксилирование 
монофенолов 
(аскорбатоксидазы, 
полифенолоксидазы, 
ортодифенолоксидазы 
и 
тирозиназы). Два атома меди функционируют в цитохромоксидазном комплексе 

дыхательной цепи митохондрий. Медь входит в состав нитратредуктазного комплекса и 
влияет на синтез легоглобина. Для биосинтеза этилена также необходим медьсодержащий 
фермент. Влияя на содержание в растениях ингибиторов роста фенольной природы, медь 
повышает устойчивость растений к полеганию, повышает засухо-, морозо- и 
жароустойчивость. 
Марганец поступает в клетки в форме ионов Mn
2+
. Среднее его содержание 
составляет 1 мг на 1 кг сухой массы. Марганец накапливается в листьях. Он необходим 
для фоторазложения воды с выделением кислорода и восстановления углекислого газа 
при фотосинтезе. Марганец способствует увеличению содержания сахаров и их оттоку из 
листьев. Два фермента цикла Кребса (малатдегидрогеназа и изоцитратдегидрогеназа) 
активируются ионами марганца. Он также необходим для функционирования 
нитратредуктазы при восстановлении нитратов. Марганец является кофактором РНК-
полимеразы и ауксиноксидазы, разрушающей фитогормон 3-индолилуксусную кислоту. 
Молибден. Наибольшее содержание молибдена характерно для бобовых (0,5–20 мг на 1 кг 
сухой массы), злаки содержат от 0,2 до 2 мг на 1 кг сухой массы. Он поступает в растения 
в форме аниона МоО
2-
4
, концентрируется в молодых, растущих органах. Его больше в 
листьях, чем в корнях и стеблях, а в листе он сосредоточен в основном в хлоропластах. 
Молибден входит в состав нитратредуктазы и нитрогеназы. Молибден необходим для 
биосинтеза легоглобина. Как металл-активатор молибден участвует в реакциях 
аминирования и переаминирования, для включения аминокислот в пептидную цепь, 
работы таких ферментов, как ксантиноксидаза и различные фосфатазы.
Цинк. Содержание цинка в надземных частях бобовых и злаковых растений 
составляет 15–60 мг на 1 кг сухой массы. Повышенная концентрация отмечается в 
листьях, репродуктивных органах и конусах нарастания, наибольшая – в семенах. В 
растение цинк поступает в форме катиона Zn
2+
. Он необходим для функционирования 
ферментов гликолиза (гексокиназы, енолазы, триозофосфатдегидрогеназы, альдолазы), а 
также входит в состав алкогольдегидрогеназы. Цинк активирует карбоангидразу, 
катализирующую реакцию дегидратации гидрата оксида углерода: 
Н
2
СО
3
→СО
2
+ Н
2
О.
Это помогает использованию углекислого газа в процессе фотосинтеза. Цинк участвует в 
образовании триптофана. Именно с этим связано влияние катионов цинка на синтез 
белков, а также фитогормона 3-индолилуксусной кислоты, предшественником которой 
является триптофан. Подкормка цинком способствует увеличению содержания ауксинов в 
тканях и активирует их рост. 
Бор. Его среднее содержание составляет 0,1 мг на кг сухой массы. В боре наиболее 
нуждаются двудольные растения. Много бора в цветках. В клетках большая часть бора 
сосредоточена в клеточных стенках. Бор усиливает рост пыльцевых трубок, прорастание 
пыльцы, увеличивает количество цветков и плодов. Без него нарушается созревание 
семян. Бор снижает активность некоторых дыхательных ферментов, оказывает влияние на 
углеводный, белковый и нуклеиновый обмен.

жүктеу/скачать 1.03 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: