FOSFOR slajdy 2-5/27

Formy pobierane przez rośliny	Związki występujące w roślinie	Funkcje metaboliczne
H2PO4^- HPO4^2-	Nukleotydy Kwasy nukleinowe estry fosforanowe cukrów (fru-6-P, glu-6-P) fosfolipidy zapasowe związki fosforu (fityna)	1. magazynowanie i przenoszenie energii (ATP, GTP itd.) 2. transport wodoru w procesach oksydoredukcyjnych (NAD, NADP, FAD, FMN ) 3. regulacja fotosyntezy, oddychania i innych przemian związków org. 4. regulacja właściwości półprzepuszczalnych błon komórkowych (regulacja stosunków wodnych i równowagi jonowej w komórce )

Objawy niedoboru:

• ciemnozielone matowe liście

• liście z odcieniem fioletowym lub purpurowym - przebarwienia są dużo wyraźniejsze niż w przypadku azotu (tam rozkład chlorofilu i ujawnienie antocyjanów, tutaj synteza antocyjanów)

Pobieranie:

• anionów

• w sposób aktywny głownie za pomocą HATS - transporterów wysokiego powinowactwa, aktywnych przy niskich stężeniach fosforanów

↓

stężenie w glebie utrzymywane jest na niskim poziomie z powodu słabej rozpuszczalności (fosforany mają wąski zakres pH w którym są rozpuszczalne)

• symport z H⁺ (transport wymaga siły protomotorycznej)

• nie jest potrzebna zmiana stopnia utlenienia, dlatego nie ma specyficznych systemów

Fityna - zapasowy związek fosforu, w nasionach i młodych roślinach, w czasie wzrostu jest sukcesywnie rozkładana.

POTAS slajdy 6-12/27

Formy pobierane przez rośliny	Związki występujące w roślinie	Funkcje metaboliczne
jony K^+	Potas występuje w komórkach wyłącznie w formie jonowej, a więc nie tworzy żadnych związków organicznych	Regulacja gospodarki wodnej komórki i rośliny poprzez wpływ na: stan otwarcia aparatów szparkowych aktywny transport wody do naczyń uwodnienie komórki aktywacja enzymów: ATPaz syntetaz (syntaz ATP i skrobiowej) oksydo-reduktaz transferaz kinaz transport asymilatów

Objawy niedoboru:

• najpierw atakują starsze liście (to pierwiastek ruchliwy, wycofywany do młodych liści w przypadku niedoboru)

• chlorotyczne i nekrotyczne plamy na brzegach starszych liści

• chloroza międzyżyłkowa

• brązowienie wierzchołków, brązowe plamy i zasychanie starych liści

• liście matowe

• „zwiędły” pokrój rośliny

Pobieranie:

W sposób bierny do momentu, kiedy stężenie w komórce będzie wyższe niż w środowisku. Potem aktywowane są transportery wtórne HATS

Zapotrzebowanie na potas jest ogromne, mimo że nie tworzy związków organicznych. Dużo K⁺ w komórce pozwala na zatrzymywanie wody (dzięki obniżeniu potencjału osmotycznego wody, ale także dlatego, że jon potasu ma dużą otoczkę wodną - porusza się z nią i uwadnia struktury białkowe)

Tak naprawdę na uwodnienie komórki wpływa nie samo stężenie potasu, ale stosunek K⁺/Ca²⁺. (jon wapnia jest antagonistą jonu potasu)

Duża rola potasu wynika także z tego, że aktywuje kinazy, które z kolei aktywują wiele enzymów.

WAPŃ slajdy 13-16/27

Formy pobierane przez rośliny	Związki występujące w roślinie	Funkcje metaboliczne
jony Ca^2+	Wolne jony Ca^2+ W formie związanej z grupami karboksylowymi (tworząc np. pektyniany wapnia), fosforanowymi i hydroksy-fenolowymi Tworzy szczawiany, węglany i fosforany gromadzone głównie w wakuoli, a także inkrustujące ścianę komórkową	1. pełni rolę tzw. wtórnego przekaźnika, regulując w ten sposób odpowiedz rośliny na bodźce 2. reguluje właściwości półprzepuszczalne błon komórkowych (usztywnia) 3. usztywniając ściany komórkowe wpływa na: strukturę komórki właściwy pokrój rośliny procesy wzrostowe procesy odpornościowe (pozytywnie)

Objawy niedoboru:

• pojawiają się najpierw na młodych liściach, pierwiastek nieruchliwy

• zasychanie wierzchołków wzrostu

• młode liście silnie skręcone

• starsze liście maja nieregularne, postrzępione brzegi

• czasem chlorotyczne i nekrotyczne plamy na liściach starych

• karłowaty korzeń - totalne zahamowanie wzrostu i zawiązywania nowych rozgałęzień

• korzenie śluzowacieją - rozluźnienie struktury ściany komórkowej i infekcje patogenowe

MAGNEZ slajdy 17-20/27

Formy pobierane przez rośliny	Związki występujące w roślinie	Funkcje metaboliczne
jony Mg^2^+	W formie związanej z anionami nieorganicznymi i organicznymi (jabłkowym, cytrynowym, szczawiooctowym, pektynowym) W centrum cząsteczki chlorofilu	1. regulacja aktywności szeregu enzymów (gł. fosforylujących i hydrolizujących ATP) przez tworzenie połączeń chelatowych pomiędzy substratem i enzymem 2. regulacja jasnej i ciemnej fazy fotosyntezy 3. regulacja natężenia syntezy białek poprzez utrzymanie właściwej struktury rybosomów

Objawy niedoboru:

• najpierw na starszych liściach (pierwiastek ruchliwy)

• chloroza mozaikowa - nerwy liści pozostają zielone, pomiędzy nimi blade, chlorotyczne fragmenty blaszki liściowej

• charakterystyczny „paciorkowaty” albo „tygrysi” wygląd roślin jednoliściennych (na liściach jakby zielone paciorki)

ŻELAZO slajdy 21-27/27

Formy pobierane przez rośliny	Związki występujące w roślinie	Funkcje metaboliczne
chelaty żelazowe	cytochromy katalaza i peroksydaza ferredoksyna i białka Rieskiego	1. udział w łańcuchach transportu elektronów (regulacja fotosyntezy, oddychania, wiązania N2, asymilacji azotanów i siarczanów) 2. regulacja syntezy chlorofilu

Objawy niedoboru:

• chloroza taka jak w przypadku niedoboru Mg²⁺, tylko dotycząca młodych liści

• drzewa owocowe - szczególnie wrażliwe (przebielone liście z ciemnymi żyłkami - chloroza międzyżyłkowa, szybko nekrozy)

Pobieranie:

Żelaza jest dużo w stosunku do innych makroelementów, ale głównie to Fe³⁺, silnie wiązane przez koloidy glebowe i nierozpuszczalne.

Chelatory - związki wiążące żelazo wydzielane przez rośliny.

Dwie strategie pobierania:

1. dwuliścienne: strategia I

• wydzielanie chelatorów w sposób bierny;

• jednocześnie uruchomienie pompy protonowej powoduje zakwaszenie środowiska

• chelatory absorbują Fe³⁺, wymieniając je w koloidach glebowych na H⁺

• chelaty żelaza są rozpuszczalne i mogą być wykorzystywane przez transmembranowe enzymy znajdujące się w plazmolemmie włośników - tzw. turboreduktazy (należą do klasy oksydoreduktaz)

• turboreduktazy po stronie cytoplazmatycznej utleniają NADH do NAD⁺, a elektron przenoszą na Fe³⁺, redukując je do Fe²⁺

• Fe²⁺ zostaje uwolnione z chelatora i transportowane do cytoplazmy, również przez turboreduktazę

• chelator z powrotem dostaje się do ryzosfery

aktywność turboreduktazy napędzana jest deficytem żelaza w komórce, stąd jej nazwa (brak żelaza powoduje wzrost ilości i aktywności turboreduktazy)

chwilowy spadek pH cytoplazmy powoduje uaktywnienie H⁺-ATPazy, pompowanie protonów do środowiska i uwalnianie chelatorów

2. jednoliścienne: strategia II

• specyficzne transportery plazmolemmy włośników wyrzucają chelatory - fitosiderofory

• fitosiderofory to aminokwasy niebiałkowe syntetyzowane z metioniny (kwas awenikowy, kwas mugineikowy)

• nie angażują pompy protonowej, nie ma potrzeby zakwaszania, fitosiderofory maja znacznie większe powinowactwo do żelaza niż chelatory dwuliściennych

• bierne transportery bez aktywności enzymatycznej przenoszą kompleksy Fe³⁺-siderofor do wnętrza komórki

• dopiero w środku reduktazy cytoplazmatyczne redukują Fe³⁺ do Fe²⁺, a fitosiderofory transportowane są na zewnątrz

WYKŁAD: MINERALNE ŻYWIENIE - 1 -

- 1 -