Физиологическое значение меди в жизнедеятельности растений

    Дисциплина: Разное
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Физиологическое значение меди в жизнедеятельности растений

    елью написания данной курсовой работы является стремление выяснить роль меди в жизнедеятельности растительного организма, в каких

    процессах она принимает участие, как проявляется недостаток этого жизненно необходимого элемента, какие культуры особенно нуждаются в поступлении меди извне, а также способы удобрения

    почв медными удобрениями.

    Введение ……………………………………….

    Медь и ферменты растительной

    клетки …………………………………………..

    Медь и фотосинтез ………………………..

    Медь и другие процессы в

    растительном организме ………………

    Потребность отдельных культур

    в меди …………………………………………..

    Симптомы и последствия недостатка

    меди в растениях…………………………. 21

    Заключение ………………………………… 23

    Список использованной

    литературы …………………………………. 24

    Всеобщее распространение меди в растительном и животном мире было установлено еще в 1816 г. (

    Buchholtz

    , 1816). Раскрытие роли меди в биохимии живой клетки началось после того, как выяснилось, что медь входит в состав гемоцианина —

    пигмента крови головоногих моллюсков, выполняющего функцию переносчика кислорода. После этого открытия понадобилось более 50 лет, чтобы установить, что для растений медь является

    необходимым элементом (

    Sommer

    , 1931). Когда же была доказана необходимость меди для большого количества растений (рис. 1, 2 и 2а), то медь нашла практическое

    применение в растениеводстве, особенно на бедных в отношении ее доступных форм торфянистоболотных почвах (рис. 3) (Лашкевич, 1937, и др.).

    Рис 1.

    Изменения у листьев томатов, вызванные медной недостаточностью.

    (По: Stiles, 1961)

    Внизу

    лист нормального растения,

    наверху

    листья томатов, не получивших медь.

    Однако прошло еще немало времени, пока были получены важные све­дения о физиологической роли меди. Стайлс (1949), автор книги

    «Микро­элементы в питании растений и животных», писал, что при обсуждении роли меди в жизни растений приходится основываться только на одном достоверном факте ее вхождения в состав

    полифенолоксидазы. И хотя это пессимистическое высказывание не совсем соответствовало действи­тельности, так как уже тогда было известно, что медь входит в состав и других

    окислительных ферментов — лакказы и аскорбинатоксидазы, оно в значительной степени верно отражало бедность наших знаний того времени о физиологической роли этого элемента. Наши

    сведения в этом отношении и сейчас весьма ограничены, хотя за прошедший с того времени сравнительно небольшой срок они и обогатились новыми открытиями и представлениями, имеющими

    первостепенное значение.

    Содержание меди в растениях варьирует от 1 до 20 мг/кг сухого ве­щества; наиболее высоким содержанием меди отличаются листья. Чаще

    всего нахождение меди в организме связано с митохондриями. На животном материале показано, что медь является составной частью всех выделенных митохондриальных фракций (Балевска, 1972).

    Она найдена в белках межмембранного пространства, в матриксе, в структурных белках и в белках, растворимых в детергентах. Все это указывает на важ­ную роль меди в процессах, протекающих

    в митохондриях. Наиболее активное участие в обмене меди принимают медьсодержащие белки раст­воримой митохондриальной фракции. Безусловно, что роль меди в митохондриях не ограничивается

    только ее участием в ферментах, так как суммарное количество меди в митохондриях значительно выше, чем это необходимо для моноаминоксидазы, цитохромоксидазы, аскорбинато­ксидазы,

    уратоксидазы и других входящих в них ферментов. На животном материале получены сведения, что медь локализуется в цитоплазматических гранулах,

    похожих на лизосомы.

    Участие меди в метаболических процессах определяется ее специфи­ческими физико-химическими свойствами. Во-первых, ионы меди

    реаги­руют, как уже указывалось, с аминокислотами, белками и другими биополимерами, образуя стабильные комплексы в большей

    степени,

    чем

    остальные металлы. Во-вторых, ионы меди имеют каталитические свойства, которые усиливаются при связывании иона с белковой молекулой. И

    , в-третьих, ион меди легко освобождает или принимает один электрон,

    что обусловливает поведение меди то как донора, то как акцептора элект­ронов (

    Frieden

    , 1968). Большие успехи по изучению физиологической роли меди достигнуты в физиологии животных. Были приведены доказательства в

    пользу того,

    что медь, главным образом, связана с белками и не бывает в клетке в низко­молекулярной форме. Как показал Милс (

    Mills

    , 1956), в растительной ткани около 2/3 меди могут нахо

    диться в нерастворимом, связан­ном состоянии.

    Мы уже сообщали об обнару

    жении медьсодержащих белков животного происхождения, многие

    из которых не обладают фермен­тативной функцией. Среди расте­

    ний, кроме пластоцианина и стел

    лоцианина, других таких белков

    не найдено. Хотя это скорее всего объясняется плохой изученностью

    вопроса, однако, по-видимому, в

    животном организме медьсодержа­щих белков значительно больше. Физиологическая роль меди в

    значительной степени определяется ее вхождением в состав ряда медь­

    содержащих белков и ферментов (табл.1), главным образом

    окислительно- восстановительных. К медьсодержащим ферментам от­носятся ферменты, катализирую

    щие окисление дифенолов и гидроксилирование монофенолов, а

    именно - ортодифенолоксидаза (полифенолоксидаза, тирозиназа) и

    дофамингидрооксидаза. На этих ферментах мы не останавливаемся, так как сведения о фенолазах рас­

    тений приведены в ряде обзоров (Пейве, 1970; Рубин, Логинова, 1968; Соболева, Бокучава, 1969).

    Цитохромоксидаза — наиболее изученный медьсодержащий фермент.

    Наличие меди в цитохромоксидазе было открыто Кейлином и Хартри (

    Keilin

    Hartry

    , 1938). Аналитические исследования показали присут­

    ствие меди во всех препаратах очищенного фермента в количестве 1 атом меди на 1 моль гема. Важная роль цитохромоксидазы и ее свойства

    об­суждались во многих работах (

    Beinert

    Palmer

    , 1964, и др.). Предпола­гается, что в цитохромоксидазе медь и гем присоединены к разным бел­кам, хотя связь между медью и гемом в

    нативном ферменте не может

    быть исключена. Высказано мнение, что медь и железо цитохромоксидазы входят в состав одного активного центра (

    Williams

    ., 1968).

    Цитохромоксидазе уделяется огромное внимание в связи с ее большой

    ролью в дыхательном процессе и в фотосинтезе. Грин и его сотрудники

    Green

    Basfprd

    Mackler

    , 1956) обнаружили высокое содержание цито­

    хромоксидазы в митохондриях сердца быка и привели доказательства

    концентрирования меди в фрагментах дыхательной цепи. По современным представлениям, «единица» цитохромоксидазы состоит из цитохромов а

    и а

    3, каждый из которых связан с одним атомом меди. Имеются сведения, что атом меди занимает положение промежуточного переносчика элект­ронов между цитохромами а и а

    Beinert

    Palmer

    , 1964).

    Рис. 1

    Устранение «болезни обработки» на болотных почвах у пшеницы яровой

    путем внесения меди. (По: Лазарев, 1939).

    1 – без NPK и без меди; 2 – с NPK, но без меди;

    3 и 4 - NPK + медь.

    В последние годы, достигнуты большие успехи в изучении амино

    ксидаз, широко представленных в тканях растений, животных и микро­организмов. ...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены