|
1.2. Значение мезоэлементов в жизнедеятельности растении 1.2.1. Железо Железо является необходимым и незаменимым элементом в питании растений. Еще в 1844 г. Е. Gris установил, что недостаток железа в питательной среде приводит к хлорозу листьев, т.е. к их пожелтению и обесцвечиванию. Это побудило физиологов и биохимиков обратить пристальное внимание на железо, как на один из необходимых элементов для жизнедеятельности растительного организма. Участие железа в процессах обмена веществ в растительном организме чрезвычайно обширно и отражается на активности и характере метаболизма потребляемых растением элементов питания. Железо входит в состав феофитина, цитохромов переносчиков электронов, участвующих в процессе дыхания, а также окислительных ферментов цитохромоксидазы, пероксидазы и каталазы. Во всех этих ферментах данный элемент присутствует в простетической группе в виде гема, в котором центральный атом железа связан с четырьмя пиррольными кольцами, соединенными в большую циклическую структуру. В таких ферментах железо функционирует благодаря своей способности обратимо окисляться и восстанавливаться (Ре3Чб Fe2*). Аналогичным образом может действовать и негемииовое железо, входящее в состав ферредоксинов. В отличие от цитохромов, ферредоксин содержит железо, лабильно связанное с серой по типу сульфида. Являясь конституционной функциональной составляющей активных центров ферментов и целых ферментативных систем, причастных к фотосинтезу и дыханию, железо выступает как мощный катализатор этих важнейших процессов обмена веществ растительного организма. Так, железопорфириновые соединения выступают в качестве промежуточных переносчиков электронов в цепи дыхания, цитохромоксидаза во многих случаях может быть конечной оксидазой. Цитохромная система в целом это основной путь переноса электронов от дыха |
-27избытка бикарбоната кальция. • Критический уровень железной недостаточности, оптимум и уровень токсичной концентрации для большинства растений составляет соответственно 11-115,28-250 и 251-500 мг/кг сухой массы. * ч. 1J. Значение железа в жизни растений Железо является необходимым и незаменимым элементом в питании растений. Еще в 1844 г. Е. Gris установил, что недостаток железа в # питательной среде приводит к хлорозу листьев, т.е. к их пожелтению и обесцвечиванию. Это побудило физиологов и биохимиков обратить пристальное внимание на железо, как на один из необходимых элементов для жизнедеятельности растительного организма. Участие железа в процессах обмена веществ в растительном организме чрезвычайно обширно и отражается на активности и характере метаболизма потребляемых растением элементов питания. Железо входит в состав ф феофитина, цитохромов переносчиков электронов, участвующих в процессе дыхания, а также окислительных ферментов цитохромоксидазы, пероксидазы и каталазы. Во всех этих ферментах данный элемент присутствует в простетической группе в виде гема, в котором центральный атом железа связан с четырьмя пиррольными кольцами, соединенными в большую циклическую структуру. В таких ферментах железо функционирует благодаря своей способности обратимо окисляться и восстанавливаться ф (Fe3~+e<-+Fe2+). Аналогичным образом может действовать и негеминовое железо, входящее в состав ферредоксинов. В отличие от цитохромов, ферредоксин содержит железо, лабильно связанное с серой по типу сульфида. Являясь конституционной функциональной составляющей активных центров ферментов и целых ферментативных систем, причастных к фотосинтезу и дыханию, железо выступает как мощный катализатор этих важнейших процессов обмена веществ растительного организма. Так, ч -28железопорфириновые соединения выступают в качестве промежуточных • переносчиков электронов в цепи дыхания, цитохромоксидаза во многих случаях может быть конечной оксидазой. Цитохромная система в целом это основной путь переноса электронов от дыхательных субстратов к кислороду; известна также ее ведущая роль в энергетическом обмене организмов. Вместе с тем, компонентами дыхательной цепи являются ферменты, содержащие железо в негеминовой форме, такие как сукцинатдегидрогеназа, НАД-Н цитохром-с-редуктаза, в ряде случаев ксантиноксидаза ^ (Шеуджен А.Х., 2003). Цепь окислительно-восстановительных реакций в фотосинтезе по аналогии с редокссистемами в цепи дыхания включает каталитически активные соединения цитохромной группы железа цитохром f и цихохром Ьб. Темновые реакции фотосинтеза, наряду с ферментами порфириновой природы, активируются энзимами с железом в негеминовой форме. В электронтранспортной цепи фотосинтеза, кроме того, функционирует железосодержащий белок, ферредоксин. Он служит акцептором электронов, реализуемых в первичном фотохимическом акте, в световой реакции I и переносит их на никотинамидадениндинуклеотидфосфат (Бойченко Е.А., 1966; Бойченко Е. А., Захарова Н.И., 1959; Незговорова Л.А., 1960; Любимов В.И., 1964; Мутузкин А.А., ПшеноваК.В., Колесников П.А., 1968; Чернавина И. А., 1972). Железо может непосредственно участвовать в образовании компонентов хлорофилл-белкового комплекса как катализатор синтеза порфириновой части пигмента. В отсутствие железа тормозится образование порфобилиногена из 6-аминолевулиновой кислоты, а также протопорфириногена из копропорфириногена III. Эти вещества являются промежуточными продуктами в синтезе хлорофилла и гемов. Отдельные звенья процесса восстановления нитратов до аммиака и дальнейшее превращение его через аминокислоты в белок также требуют присутствия » |