Биохимические процессы в растениях

Биохимические процессы в растениях

Биохимические процессы в растенияхКаждое овощное растение в целом и в отдельных своих частях (органах) содержит большое количество химических веществ от достаточно простого до очень сложного строения. Вещества эти делятся на минеральные и органические. Последние чаще называют соединениями, так как они действительно соединяют в себе по нескольку более простых веществ. Обе категории состава овощных культур могут взаимно превращаться друг в друга. Наука, изучающая сложные вещества в растениях, называется биологической химией и объясняет биологические особенности культур химическими превращениями в них соединений, имеющих сложное строение. К таким соединениям относятся белки, жиры, углеводы (сахара, крахмал, клетчатка, пектины), кислоты амино- и органические, витамины, ферменты, алкалоиды, глюкозиды, ростовые вещества, гормоны и др. Общие закономерности Единственным источником новообразования органических веществ из неорганических является процесс фотосинтеза. Он протекает в основном в листьях растений, где с помощью световой энергии из углекислого газа, воды и минеральных элементов образуются углеводы, а также и белки. Вещества, образующиеся при фотосинтезе, носят названия ассимилятов. Биохимические процессы, необходимые для роста и развития растений, осуществляются одинаково во всех растительных клетках, вне зависимости от их специализации и возраста. Они называются основным обменом веществ в растительном организме. Вся совокупность обмена веществ носит название метаболизма. Последовательность биохимических процессов и связанных с ними морфологических (формообразовательных) превращений определяет жизнь любого растения в течение его вегетационного периода. С возрастом наблюдаются изменения в характере процессов биохимии, морфологии и физиологии отдельных органов и целого растения. Все проявл ения жизнедеятельности растений самым тесным образом связаны между собой и составляют единство растительного организма. Сюда входят физиологические проявления (водный и пищевой режимы, фотосинтез, дыхание), морфогенез (этапы развития органов) и биохимические превращения. Все они осуществляются под влиянием факторов среды – составляющих климата и почвы.  У биохимических реакций наблюдаются моменты наибольшей интенсивности и скорости протекания, сменяющиеся на более спокойный ритм. Подъем активности имеет место при прорастании семян, при росте в молодом возрасте, в моменты формирования плодов и семян в них, а также запасающих органов (клубней, корнеплодов, луковиц). В прорастающих семенах существует физиолого-биохимическая система обмена веществ, обеспечивающая переход клеток от потребления запасных веществ к собственному питанию за счет первичного фотосинтеза проростков. При прорастании семени происходит разложение (гидролиз) белков на аминокислоты с помощью поглощенной при набухании воды. Многие из последних появляются в клетках проростков на очень короткое время, потому что используются на дыхание, а также на образование новых белков, сахаров и других веществ. Но белки в семенах при прорастании могут образовываться и до гидролиза их запасов из свободных аминокислот, имеющихся в семенах. Семена, более богатые запасенными белками, обладают повышенной всхожестью. Прорастание семян приводит в активное состояние ферменты, участвующие в превращении жировых веществ (липидов, жирных кислот) в органические кислоты и сахара. Продукты распада жиров идут частично и на синтез аминокислот. Ферменты, необходимые для образования жирных кислот, присутствуют в покоящихся семенах. По мере прорастания семян идет перераспределение в клетках ферментов и аминокислот. Для прорастающих семян характерно резкое повышение интенсивности дыхания, в которой определяющие роли принадлежат органическим кислотам и сахарам. При их участии происходит образование и других соединений, жизненно необходимых для начинающих рост растений. Органические кислоты служат связующим звеном между углеводным и азотным обменом. При пробуждении семени к жизни первым появляется корешок. С этого момента и до ликвидации культуры в корнях происходят сложные преобразования веществ, имеющих значение для всего растения, включая формирование семян. В корневых системах осуществляются специфические для каждого вида овощей процессы переработки поглощаемых минеральных соединений азота в органические, обладающие высокой активностью. Из азота, серы и сахаров корни синтезируют белки, поступающие к новообразующимся частям растений. В корнях же образуются витамины, фосфорные эфиры, ростовые вещества, ферменты и другие вещества, которые передвигаются по растениям, попадают в листья и служат предшественниками образования хлорофилла. В ответ на получение названных веществ листья направляют в корни продукты фотосинтеза – углеводы.  Передвижение веществ вверх из корней осуществляется по частям стеблей и побегов (ксилеме), а вниз из листьев – по внутренним проводящим сосудам (флоэме). Обе проводящие системы взаимосвязаны и могут в необходимых случаях заменять друг друга. Биохимические соединения по транспортным системам могут передвигаться только в водорастворимом состоянии. Поэтому крахмал, белки и жиры в листьях при помощи соответствующих ферментов превращаются в растворимые вещества, а после попадания в потребляющие и запасающие части растений вновь становятся крахмалом, жирами и белками. Ферментные системы ускоряют все биохимические реакции синтеза, распада и обмена органических веществ при нормальных условиях роста растений. Они также оказывают регулирующее действие на дыхательные процессы, поддерживая их на оптимальном уровне при неблагоприятных условиях. Образование самих ферментов в растительных клетках происходит с прямым или косвенным участием микроэлементов. Последние входят почти во все ферменты. Различные ферменты могут активироваться одними и теми же микро- и макроэлементами. В биохимических реакциях разные питательные элементы могут проявлять схожие или специфические действия. Глубокое воздействие оказывают соединения серы, усиливая жизнеспособность растений за счет большего образования восстановленных продуктов и снижения нитратов. Бор играет важную роль в образовании белков, в передвижении из листьев к органам плодоношения ростовых веществ и витамина C. Медь входит в состав ряда ферментов, участвует в обмене углеводов и белков, образовании жиров, повышает интенсивность дыхания. Цинк помогает образованию витаминов B1 и B6 , увеличивает содержание белка, сахарозы, крахмала, витамина C. Марганец активирует разные ферменты, участвует в синтезе витамина C и хлорофилла. Молибден входит в состав фермента, снижающего нитраты; повышает содержание белка, углеводов, каротина, витамина C, хлорофилла. Кобальт входит в состав витамина B , помогает в накоплении белка, сахаров, жиров, витамина C, хлорофилла. Ванадий активирует разные ферментные системы, увеличивает количество белка, усиливает фотосинтез и дыхание.Э. Феофилов, засл. агроном России


Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *