Stáhnout prezentaci
Prezentace se nahrává, počkejte prosím
1
Minerální a organická výživa rostlin
Přírodovědecká fakulta JčU Marie Hronková
2
Složení nejdůležitějších stavebních prvků rostlinného těla
SACHARIDY C, H, O LIPIDY C, H, O, P, S, (N) BÍLKOVINY C, H, O, N, S, (P) DNA, RNA C, H, O, N, P ENZYMY Fe, Mo, Zn, Cu, Ni, Mn, Co, CHLOROFYLY Mg IONTY K+, Ca2+, Na+, Cl–
3
Odkud pochází uhlík (C), kyslík (O) a vodík (H), obsažený v rostlinné biomase?
Nejsou považovány za minerální živiny. Primárně pochází z vody a oxidu uhličitého
4
Obsah nejdůležitějších prvků v sušině rostliny
Prvky makrobiogenní, stavební
5
Mikrobiogenní-stopové prvky
mikroelementy atomová hmotnost µmol.g-1 ppm Počet atomů molybden 95,95 0,001 0,1 1 měď 63,54 0,10 6 100 zinek 65,38 0,30 20 300 mangan 54,94 1,0 50 1 000 železo 55,85 2,0 2 000 bor 10,82 chlor 35,46 3,0 3 000
6
Klasifikace minerálních živin podle biochemické funkce.
Skupina 1- části organických uhlíkatých sloučenin N- aminokyseliny, amidy, proteiny, nukleové kyseliny, nukleotidy, koenzymy, hexosaminy atd. S – cystein, cystin, methionin-proteiny, mastné kyseliny,koenyzm A, thiamin, glutathion, biotin atd. Skupina 2- významné při ukládání energie nebo ve strukturální integritě P- fosfáty cukrů, aminokyseliny, nukleotidy, koenzymy, fosfolipidy. Klíčová úloha v reakcích zahrnujících ATP. Si- amorfní křemík v buněčné stěně-pevnost a elastiicta buněčných stěn. B- manitol, manan-buněčná stěna- prodlužování buněk, metabolismus nukleových kyselin Skupina 3- zůstávající v podobě iontů (volných nebo vázaných K- kofaktor více než 40 enzymů, základní kation udržující buněčný turgor a buněčnou elektroneutralitu. Ca- střední lamela buněčné stěny, kofaktor enzymů hydrolýzy ATP a fosfolipidů, druhý posel v metabolické regulaci. Mg-chlorofyl, přenos fosfátů Cl- fotosyntetické reakce –vývoj kyslíku Mn-aktivita dehydrogenáz, dekarboxyláz, kináz, oxidáz a peroxidáz, vývoj kyslíku Na- regenerace fosfoenol pyruvátu u C4 a CAM rostlin Skupina 4- účastnící se redox- reakcí- přenosu elektronů Fe-cytochromy a nehemové proteiny pro fotosyntézu, dýchání a fixaci N2 Zn-alkohol dehydrogenáza, karbon anhydráza atd Cu- kofaktor dalších enzymů, plastocyanin Ni- ureáza Mo- nitrogenáza, nitrát reduktáza atd.
7
Optimální poměry pro příjem živin
Kalcifilní-vápnomilné Kalcifobní- vápnostřezné
8
Toky a transporty živin rostlinou
9
Pěstování rostlin- interakce rostlina (kořen)-půda hnojení
Částice humusu půda
12
Interakce kořene s okolím
13
Transport přes polopropustnou membránu
14
Nernstův potenciál
15
Transportní kanály, přenašeče, pumpy
Pasivní -difúze -usnadněná difúze Aktivní -primární (hydrolýza ATP) elektroneutrální elektrogenní -sekundární- (gradient elektochem. potenciálu) uniport,symport, antiport
16
1840- J. von Liebig-minerální teorie J. Sachs 1860- Knop Hoagland
Hydroponie
17
Živné roztoky
18
Dusík (N) Je potřeba v největším množství- NO3- dusičnanový ion,
organicky vázaný-symbiotické bakterie (Fabaceae), NH4 + Význam- růst (aminokyseliny , nukleové kyseliny) Projevy deficience: -zpomalení růstu -chloróza- žloutnutí a opad starších listů Snadno pohyblivý mezi částmi rostliny, recyklace -zdřevnatělé stonky- (přebytek karbohydrátů) -akumulace anthocyaninů (purpurové zbarvení listů, petiol a stonků)-rajče, obiloviny
19
molekulární dusík (N2), když v atmosféře je ho
Cyklus dusíku Proč nevyužívají rostliny molekulární dusík (N2), když v atmosféře je ho 78 %? N N
20
Cyklus dusíku
21
Asimilace dusíku 16 ATP 12 ATP NH3
22
Příjem amonných iontů
23
Asimilace nitrátů reduktasa dusičnanu reduktasa dusitanu
24
Redukce nitrátů plastidy cytoplasma
25
Asimilace nitrátu vakuola přenašeč nitrátu plasmová membrána 16.34
Nitrate assimilation by plant cells involves transport of nitrate across the plasma membrane and then reduction to ammonia in a two-step process. A proton-pumping ATPase maintains the electrochemical gradient that drives cellular uptake of nitrate. The values shown for electrical potentials and intracellular nitrate concentrations are typical but can vary significantly. přenašeč nitrátu plasmová membrána
26
Asimilace nitrátů-tvorba aminokyselin
GS/GOGAT
27
Biologická fixace dusíku-symbióza
Sinice Anabaena Nitrogenáza Anaerobní prostředí
28
Symbiotická fixace dusíku
Close Window
29
Nitrogenáza
31
Pronikání Rhizobia do kořene
Signály- fenoly
32
Síra (S) Forma –SO42- Význam- ve 2 aminokyselinách (methionin,cystein)
v koenzymech a vitamínech Projevy deficience - jako N -chloróza, zpomalení růstu, anthocyanin Spíše v dospělých a mladších listech než ve starých -méně pohyblivá, - nedochází k tak snadné remobilizaci do mladých listů
34
Asimilace sulfátů
35
Syntéza glutathionu Syntéza aminokyselin
36
Využití sirných sloučenin
cibule brukvovité
37
Fosfor (P) Forma - fosfát PO43- Význam Projev deficience
Cukr-fosfátové meziprodukty dýchání a fotosyntéty, fosfolipidy - součást rostlinných membrán, nukleotidy (ATP), nukleové kyseliny (DNA,RNA) Projev deficience -tmavě zelené zbarvení listů -malformace -nekrotické skvrny -křehké, slabé stonky -odumírání starších listů - zpomalené dozrávání
38
Fosfor v energetickém metabolismu
39
Draslík (K) Forma- K+ Význam:
- regulace osmotického potenciálu v buňkách -aktivace enzymů fotosyntézy a respirace Projevy deficience -skvrnitá nebo marginální chloróza -nekrózy špiček listů, okrajů, mezi žilkami postupující k bázi -kadeřavost, vlnitost -slabé stonky, krátká internodia -tendence k poléhání u obilovin
40
Transport draselných iontů
41
Vápník (Ca) Forma Ca2+ Význam Ve vakuole-šťavelany, fosforečnany atd.
-syntéza buněčných stěn- střední lamela -Mitotické vřeténko-buněčné dělení -tzv.„druhý posel“ pro hormonální a vnější signály -regulace metabolických reakcí(calmodulin) Ve vakuole-šťavelany, fosforečnany atd. Projevy deficience -nekrózy mladých meristematických oblastí špičky kořenů, vrcholů, mladých listů -chloróza mladých listů -deformace mladých listů -kořeny hnědnou, krátké,větví se
42
Hořčík (Mg) Forma Mg 2+ Význam: -aktivace enzymů(dýchání, respirace,
syntéza DNA,RNA) -součást molekuly chlorofylu Projevy deficience -chloróza mezi žilkami -listy žluté nebo bílé -předčasný opad listů
43
Mikroelementy Křemík (Si)
Ukládá se v endoplasmatickém retikulu, buněčné stěně, mezibuněčných prostorách jako amorfní hydratovaný křemičitan-(SiO2.H2O), komplexy s polyfenoly, alternativa k ligninu- (Equisetaceae- nutný pro životní cyklus) -zlepšuje odolnost k poléhání a houbovým chorobám -snižuje toxicitu těžkých kovů Bór (B) Prodlužování buněk, syntéza nukleových kyselin, hormonální reakce, funkce membrán Deficience-černé nekrózy mladých listů a terminálních pupenů, zvl. na bázi listové čepele, ztráta apikální dominance, větvení
44
Mikroelementy Mangan (Mn 2+)
-aktivace dekarboxyláz a dehydrogenáz Krebsova cyklu, Vývoj kyslíku při štěpení vody při fotosyntéze (Marschner 1995) -deficience-chloróza intervenózní, nekrotické skvrny, nezávisle na stáří listů Sodík (Na+ ) C4 a CAM rostliny, Někdy C3- stimulace růstu, buněčná expanze, osmoticky aktivní roztoky místo K+ Chlór (Cl- ) Fotolýza vody , buněčné dělení Deficience-vadnutí, chlorózy, nekrózy, „bronzový“ vzhled, tloustnutí kořenů
45
Mikroelementy Železo (Fe) (Fe 2+ , Fe 3+)
Molybden (Mo) (Mo 4+ Mo 6+) Redox – reakce, cytochromy, chlorofyl-proteinové komplexy deficience-chloróza mladých listů-nepohyblivé, komplexy ve starších listech- oxidy, fosfáty, phytoferritin( Oh et al.1996) Enzymy- nitrátreduktáza, nitrogenáza (N2 na NH3 –mikroorganismy) Chlorózy, nekrózy, netvoří se květy, předčasný opad
46
Příjem železa EDTA DTPA (diethylentriaminpentaoctová kyselina)
47
Mikroelementy Zinek (Zn 2+ ) Enzymy , biosyntéza chlorofylu,
Měď (Cu) ( Cu + Cu 2+ ) Enzymy , biosyntéza chlorofylu, Deficience- redukce růstu internodií, přízemní růžice, Malé listy,zvlněné okraje-nedostatek auxinu, Chloróza, bílé nekrotické skvrny Enzym plastocyanin –světelné reakce fotoysntézy (Haehnel 1984) Deficience-tmavě zelené listy, nekrotické skvrny, vrcholy mladých listů, postupují po okrajích k bázi, zkroucené a deformované listy, předčasný opad.
48
Mobilní (pohyblivé) živiny Imobilní (nepohyblivé) živiny
Klasifikace na základě pohyblivosti v rostlině a schopnosti retranslokace v důsledku nedostatku Mobilní (pohyblivé) živiny Dusík Draslík Hořčík Fosfor Chlór Sodík Zinek Molybden Imobilní (nepohyblivé) živiny Vápník Síra Železo Bór Měď
49
Organická výživa-symbiózy
ektomykorhíza endomykorhíza
51
Heterotrofní výživa Ukládání zásobních látek-pupeny, semena, hlízy (triacylglyceroly-tuky, -glukany-sacharidy, zásobní bílkoviny Klíčení (mobilizace zás.látek-dělohy, endosperm) Prorůstání pupenů Parazité, poloparazité Masožravé rostliny Symbiózy(lišejníky) Příjem živin listy
Podobné prezentace
© 2024 SlidePlayer.cz Inc.
All rights reserved.