Absorbția și metabolismul și alocarea energiei cușcă - fiziologia și biochimia componentelor vegetale

celulă de plantă chloroplast clorofilă flavonoid

În celula vegetală vie se menține întotdeauna un anumit raport de apă, săruri și substanțe organice, care reglementează schimbul de substanțe cu mediul, fără de care viața este imposibilă. In celula, peretele semipermeabil sunt straturile superficiale ale protoplastică prin care apa poate penetra cu ușurință și substanțe dizolvate. Diferite substanțe pot penetra seva celulei. Fără acest lucru era imposibil să curgă în celula din substantele nutritive din afara si le muta de la o celulă la alta, și, prin urmare, existența și planta în sine. Capacitatea de a trece prin citoplasmă presupunem anumita substanta numita permeabilitate citoplasmă.

Menținerea permeabilității citoplasmatică la un nivel predeterminat asociat cu menținerea echilibrului dintre ionii conținute în jurul citoplasmă celulei soluție și la maximum; raportul lor determină gradul de vâscozitate. În consecință, citoplasmei permitivitate depinde de o serie de condiții, și anume natura substanțelor în sine, care sunt conținute în celulă, raportul de ioni minerali diferite, temperatura și alte condiții externe.

Toate materialele organice pot fi împărțite în două grupe: non-polare și au centre egale de sarcini electrice și polare, ale căror centre de sarcină electrică nu sunt aceleași. In compușii nepolari predomină --SN3 grup. --S2 H5. --S4 H9. --S6 H6. în polar - OH --SOON, -NH2. --SON, -CN, -CONH2. -SH, --NCS, precum și grupuri care sunt legături duble și triple. Există, de asemenea, un tip mixt de compuși care atât polari și nepolari. Astfel de compuși sunt ușor absorbite, astfel de medicamente. Compușii nepolare sunt lipide, care, împreună cu alte substanțe incluse în citoplasmă. Pentru substanțele polare includ glucoza, uree, glicerină, care nu sunt solubile în lipide, dar pot pătrunde cu ușurință în celulă. Penetrarea ionilor in celula are loc prin absorbție pasivă non-metabolice prin difuzie în jos un gradient de concentrație, respectiv, curba de saturație, și printr-o absorbție metabolică (activă). membranele plasmatice trec apa si bine permeabilă pentru ionii mici care sunt absorbite de un gradient de concentrație. Astfel, concentrația de K + în vacuole este 100 sau mai multe ori mai mare decât în ​​sol.

Non-metabolice absorbție - un proces reversibil. Astfel, atunci când transferul de sistemul de rădăcină al unei soluții de nutrienți de plante în apă în ea poate detecta o parte a elementelor, în peretele difuze celular și spațiile intercelulare.

Metabolic (activ) de absorbție, în contrast cu non-metabolice se produce lent, absoarbe rapid ionii sunt implicate în metabolismul și suferă transformări:

PO4 3-> ATP, Ca și Mg> fitin, Fe> porfirinelor.

absorbție metabolică este selectivă în raport cu diferiți ioni. In plus, procesul de absorbție de ioni necesită energie și este însoțită de creșterea frecvenței respiratorii.

Astfel, absorbția bateriilor substanțe - un proces complicat și se realizează cu ajutorul forțelor fizico-chimice și metabolice. Numeroase studii sugereaza ca un singur mecanism de absorbție a substanțelor, evident, nu există. Pot exista o serie de mecanisme de absorbție a substanțelor care funcționează simultan.

Livrarea substanțelor în celulă, în citoplasmă se produce prin adsorbție de suprafață, difuzie, transport activ și pinocitoză. În general, adsorbția se exprimă prin concentrația moleculelor de solut la interfață, care au activitate de suprafață. Distinge fizică sau nepolar, adsorbție (efectiv forțe van der Waals), polare (ioni de adsorbtie sau electrolitice) și chemisorption (prin reacții chimice).

Mișcarea substanțelor dispersate dintr-o parte a sistemului la altul se numește difuzie (din diffusio Latină -. Spread, răspândirea). Dizolvat în substanță apă dispersată printre moleculele solventului pierd aderența între ele și sunt în continuă mișcare similară cu mișcarea particulelor de gaz. Particulele de solut este distribuit uniform în spațiul disponibil pentru ei. Particulele mai mici de solut moleculele mai repede acestea se propagă în greutatea solventului; particule grosiere de caracter substanțe coloidale muta de zece ori mai lent decât molecula cristaloizi. Prin urmare, legea de bază a ratei de difuzie este invers proporțională cu mărimea particulei.

Prin difuziune capabilă gaze, lichide și solide. Proteinele și polizaharide caracterizate printr-o capacitate redusă de a difuza.

Transportul activ de molecule în detrimentul energiei metabolice, care este furnizat ca un relații de mare energie (ATP) cu ATPază participare, clivarea și energia eliberatoare.

A dezvoltat teoria experimental purtători de celule (P. Bennet-Clark, AL Kursanov W. Stein și colab.). Esența acestei teorii este că ionii, care provin din mediul înconjurător într-o zonă semipermeabilă a citoplasmei, legat substante speciale - de către transportatorii celulare care acționează ca conductori de ioni in straturile interioare ale protoplastică. Substanțe transportori sunt utilizate ketoglyutarovaya acid (HOOC - SOSN2 - CH2 --SOON) și alți acizi ceto din ciclul Krebs, fosfolipida este lecitina.

„Capturat“ substanță purtătoare de celule intră în straturile profunde ale citoplasmei și este menținut acolo cu substanțe pentru care acceptă.

Substanță-purtători pot funcționa în sens invers - fac compuși organici și anorganici din celula la exterior, ceea ce conduce, de exemplu, izolarea sistemului radicular a compușilor organici în mediu.

Absorbția substanțelor de către celulă din mediul exterior poate fi realizată (ținând cont de ipoteza H. Holter) pinocitoză. Cage rezultat mișcare activă suprafață citoplasmatice, deoarece ingeră picăturilor de lichid dintr-o soluție. Pinocitoză lungă perioadă de timp a fost considerat specific doar la celulele animale. fapte penetrării substanțe macromoleculare, cu toate acestea, a constatat în special ribonucleazelor (ARNază greutate --molekulyarnaya 137683) în celula vegetală. Astfel, este posibil să se transfere o celula de molecule mari fara digestie prin invaginations pinocytic pe suprafata membranelor celulelor plantelor.

Moleculele electric neutre (acizi nucleici, glucide) nu provoacă pinocitoză. În plus față de acestea inductor - ioni molecule polare de metal - apar invaginations pinocytic. Printre substanțele organice inductorul potent al pinocitoză sunt proteine. suprafața adsorbit substanței membranei citoplasmei atrasă în straturile interioare, și unde există interacțiunea acestora cu materialul citoplasmă.

Absorbția substanțelor, transportul și transformarea lor, mișcarea protoplast asociată cu consumul de energie, care este eliberată în timpul respirației și se acumulează în medii bogate în lanțuri energetice. În plus, acidul ionilor H +. HCO3 -. produs în timpul respirației este alimentat continuu în plasmalemei în loc de cationi și anioni, care pătrund în straturile profunde ale citoplasmei. Astfel, procesele de adsorbție, desorbție și respirației strâns legate.

Absorbția substanțelor de către celule este relativ selectiv; numai anumite substanțe sunt supuse desorbtie din citoplasmă și secretată din celulă în mediu. Această selectivitate - una dintre cele mai importante proprietăți ale materiei vii, care au apărut și consolidate în cursul dezvoltării vieții.