Реферат: Роль микроэлементов в обменных процессах растений и на накоплении ими биологически активных веществ (Реферат (обзор литературы) () WinWord 97)

Микроэлементы – это группа химических элементов,которые содержатся в организме человека и животных в очень малых количествах, впределах 10-3-10-12%. Единственной характерной чертоймикроэлементов является их низкая концентрация в живых тканях (3).

Способы применения микроэлементов могут бытьразличными: некорневая подкормка в течение вегетации, предпосевная обработкасемян путем опыления или увлажнения и внесения микроэлементов в почву. Самыми рациональнымии экономически выгодными являются первые два приема. Путем применения этих двухприемов растения используют 40-100% всех микроэлементов, но првнесение их в почву растения усваивают лишь несколько %, а в некоторых случаяхдаже десятые доли % от внесенного в почву микроэлемента. Внесение в почвулегкорастворимых солей оказалось нецелесообразно (5).

Накопление микроэлементов в пищевых продуктахрастительного происхождения происходит в зависимости от вида почвы, еефизических свойств и химического состояния, географического расположениярайона, климатических условий, от вида, сорта и стадии вегетации растений,применяемых удобрений, источников орошения и других факторов (38).

Роль микроэлементов в обменных процессах у растений.

Изучение значения микроэлементов в обмене веществрастений необходимо для выявления новых возможностей управления их продуктивностью,поскольку микроэлементы могут выступать и как специфические и как неспецифическиерегуляторы обмена веществ.

Во многих жизненных процессах, происходящих врастениях на молекулярном уровне, микроэлементы принимают самое активноеучастие. Действуя через ферментную систему или непосредственно связываясь с биополимерами растений, микроэлементы могут стимулироватьили ингибировать процессы роста, развития и репродуктивнуюфункцию растений.

Составной частью общебиологической проблемывыяснение значения микроэлементов в отдельных звеньях обмена веществ являетсявопрос о взаимодействии микроэлементов с ДНК. Актуальность этого аспекта определяетсядействием ионов металлов во многих биологических процессах, происходящих сучастием нуклеиновых кислот. Ионы металлов можно рассматривать как фактор,участвующий в создании необходимой для выполнения биологической функции конформации макромолекулы.

В связывании цинка (11) молекулой ДНК участвует атомN1 гуанина и N7 аденина. При возрастании концентрацииионов металлов в полинуклеотидных тяжах возникают одиночные разрывы, которыеявляются централями деспирализации биополимера. Взаимодействие марганца (11) с фосфатнымигруппами и с гуанином, структурирование гидратной оболочкиобусловливает сложную зависимость параметров конформационныхпереходов от количества ионов металла (12).

Удаление молибдена из питательной среды вызываетпонижение активности нитратредуктазы, совершенноотличное от понижения активности, вызванного удалением молибдена из интактного фермента, например диализом против цианида. В последнем случае активность инактивированногофермента может почти полностью восстанавливаться, добавляя металл к белку,тогда как в случае недостаточности молибдена добавление металла к бесклеточному экстракту не оказывает никакого действия(32).

Проведенные исследования дают основание заключить,что молибден оказывает ингибирующее действи на ДНК-азы и РНК-азы засчет образования комплексов молибдат-ионов сфункциональными группами ДНК-азы и РНК-азы.Образование комплексов молибдат-ионов с ДНК и РНК,по-видимому, защищает фосфодиэфирные связи полинуклеотидовот атакуемости их гидролизирующимиферментами(12). Молибден такжевлияет на фосфорныйобмен у растений, являясь ингибитором кислых фосфатид,в результате чего у высших растений недостаточность его влияет на

Под влиянием бора в растениях увеличивается сумма флавинов за счет флавинадениндинуклеотида(ФАД), что свидетельствует о частичном превращенирибофлавина в флавиновые нуклеотиды,а также об усилении активности фавиновых ферментов,содержащих ФАД в качестве кофермента. Количествообщего рибофлавина в листьях салата под влиянием бора увеличилось в 4 раза,прочно связанной с белком формы – в 3,8 раза, ФАДа –в 4 раза.

Была обнаружена положительная корреляция междуактивностью ферментной системы синтеза индолилуксусной кислоты и наличием винкубационной среде цинка и индолилпировинограднойкислоты (12).

Показано, что содержание углеводов в тканях растенийтесно связано с поступлением бора с питательными веществами. Листья растений снедостаточностью бора содержат обычно много сахаров и других углеводов,по-видимому, эти вещества по какой-то причине не переместились из листьев.

Гош и Даггер высказалипредположение, что основная функция бора заключается в перемещении сахаров,которое осуществляется благодаря образованию углеводно-боратного комплекса,облегчающего прохождение сахара через мембрану. Авторы допускают, что либоуглеводно-боратный комплекс может перемещаться из клетки в клетку, либо борпредставляет собой компонент мембран, вступающий во временную связь с углеводоми осуществляющий таким образом его прохождение через мембрану. Авторы считаютпоследний механизм действия бора более вероятным (37).

Марганец активирует обратное карбоксилированиеди — и трикарбоновых кислот, способствуетвосстановительному карбоксилированию пировинограднойкислоты в яблочную или щавелевую кислоту. Повышает активность ферментааргиназы, катализирующей превращение аргинина в орнитин,из которого синтезируется пирролидоновое кольцо тропановых алкалоидов. Он активирует фосфатглюкомутазу,энолазу, лецитиназу, аминопептидазу (11). Под влиянием марганца отмеченопонижение содержания РНК в ядрах и увеличение в рибосомах.Отмечается также тенденция к повышению содержания ДНК под влиянием марганца.По-видимому, ДНК в данном случае слабее утилизируется (21).

Взаимосвязь микроэлементов и накопления в растенияхбиологически активных веществ.

Для дикорастущих лекарственных растений изучениевлияние геохимических факторов на продуцирование растениями действующих веществпозволило разработать рекомендации по заготовке сырья именно в тех районахареалов, где они отличаются высоким содержанием БАВ, а при возделываниилекарственных растений это создает предпосылки для направленного влияния набиогенез действующих веществ путем использования соответствующих микроудобрений.

Уже в 1955 г. Г. Бертранд отмечал, что наперстянки,выросшие на почве, богатой марганцем, отличаются повышенной биологическойактивностью. А проведенные исследования выявили, что представители рода наперстянкиизбирательно накапливают марганец, молибден и хром.

Введение марганца и молибдена вызывает стимуляциюактивности фермента, ответственного за синтез коэнзима А, что в свою очередь приведетк увеличению содержания сердечных гликозидов (18).

Лучшими дозами бора для мяты перечной являются0,1-0,3 мг/кг почвы, в результате чего урожай листьев увеличивается на 11%, асодержание эфирных масел – на 0,24%. Дальнейшее увеличение бора в питательной смесиснижает урожай листьев, а содержание эфирных масел находится на прежнем уровне.Для цинка оптимальная доза – 2,2 и 8,8 мг/кг. Урожай мяты в этих вариантахповышается на 19%, дальнейшее увеличение доз цинка приводит к понижению весалистьев и повышению содержания эфирных масел на 0,5% (8).

Особую ценность для красавки представляет наличиемикроэлементов – железа, марганца, кобальта, меди. Как и для других алкалоидоносных растений, для красавки характернозначительное накопление меди. Наиболее эффективным их микроэлементов являетсябор, вызывающий значительное увеличение содержания алкалоидов, затем следуетмолибден и марганец. Одновременно в обработанных растениях увеличивается исодержание микроэлементов. Установлено, что качественный состав алкалоидов вконтрольных и обработанных микроэлементами растений на меняется (17).

В случае подкормки черной смородины микроэлементамиснижение концентрации аскорбиновой кислоты при созревании составило 10-20%. Врезультате этого при подкормке микроэлементами в зрелых ягодах сохраняетсянеобычно большое содержание аскорбиновой кислоты, особенно в случае подкормкийодом (до 510 мг%), тогда как при отсутствииподкормки при созревании ягод содержание аскорбиновой кислоты снижается почтидо обычных значений (255 мг%) (10).

Сочетание кобальта с фосфорно-калиевым удобрениемповышает урожай люцерны на 288,4% по отношению к контролю, на 242,7% превосходядействие одного кобальта. Одновременно с ростом урожая шел усиленный синтезазотистых веществ, повысилось содержание протеина и белка (4).

Обработка координационными соединениями меди икобальта приводила к ускорению наступления фаз развития, увеличилось числовполне сформировавшихся коробочек у хлопчатника. Отмечено повышение урожайностина 10-15%, крепости волокна и его зрелости, а также маслянистости семян (2).Под влиянием цинка происходит увеличение общей суммы углеводов в листьях иплодовых органах хлопчатника. Это увеличение происходит, с одной стороны, засчет моноз и сахарозы, с другой стороны, за счет гемицеллюлозы. Содержание крахмала при этом остается безизменений (26).

Применение марганца и бора существенно улучшаеткачество проса только в первый год действия за счет увеличения сырого белка взернах. От внесения марганца количество сырого белка увеличивается на 0,8-1,8%,от бора – 0,1-0,3% (25).

Замачивание раствором сульфата меди (10 мг/л) семянозимой пшеницы с низким содержанием меди значительно повышает содержание свободноготриптофана. Следует отметить, что обработка семянмедью с относительно высоким естественным ее содержанием была значительно менееэффективной, а в ряде опытов наблюдалось угнетающее действие ее на продуктивностьсемян (13).

В ранний период роста бор, молибден и цинкувеличивают содержание углеводов, особенно сахарозы в листьях кукурузы. Молибдензначительно повышает содержание крахмала. Под влиянием марганца значительноувеличивается содержание ДНК и РНК (10).

Все микроэлементы (марганец, бор, молибден, цинк)повышают урожай шишек хмеля. Прибавка в среднем за два года составила 10-22%.Особенно эффективными оказались молибден и цинк (21-22%). Марганец способствуетбольшему накоплению глютатиона и восстановительнойформы аскорбиновой кислоты, также благоприятствует большему накоплению горькихвеществ в шишках хмеля, главным образом за счет наиболее ценных компонентовэтого комплекса (31). Повышение горьких веществ в шишках вызывают и молибден сбором (повышается на 3,3-3,4%) (24).

В результате анализов выяснилось, что бор, медь имолибден способствует накоплению в корнеплодах моркови каротина, сахаров иминеральных веществ. Так, под влиянием бора содержание каротина в корнеплодах(в зависимости от почвенных и климатических условий) повышается от 0,6 до 2,1 мг%, а количество сахара увеличивается до 0,8%. Причемувеличение шло за счет сахарозы (20).

Таким образом установлена взаимосвязь междусодержанием в почве отдельных химических элементов и продуцированием растениямиотдельных групп биологически активных веществ (БАВ). Растения, продуцирующиесердечные гликозиды, избирательно поглощают марганец,молибден, хром; продуцирующие алкалоиды – медь, марганец, кобальт; сапонины –молибден, ванадий; терпеноды – марганец; кумарины, флавоноиды и антраценпроизводные– медь; витамины – марганец, медь; полисахариды –марганец, хром (18).

Литература:

1.

Д.Т. Абдурахимов,З.А. Ашенов, Т.Э. Астанакулов,Э.П. Узаков «Микроэлементы и продуктивность картофеля»// кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельскомхозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 108-109

2.

А.А. Абзалов,Р.И. Хасанов, Т.П. Пирохунов«Значение координационных соединений микроэлеменов впитании хлопчатника» // кн «Микроэлементы в биологиии их применение в сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 109-110

3.

А.П. Авцын,А.А. Живоронков, М.А. Реми,Л.С. Строчкова «Микроэлементозычеловека», М.: Медицина, 1991г.- 496с.

4.

Н.М. Андреева «Влияниемикроэлементов на азотистый обмен и развитие люпина» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Государственноеиздательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР,1963г.- 690с

5.

П.И. Анспок«Совершенствование способов применения микроэлементов в растеневодстве»// кн «Микроэлементы в биологии и их применение всельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 115-116

6.

Ш.Х. Балтабаев «Влияниемикроэлементов на качество семян хлопчатника и урожай его потомства» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение в сельскомхозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 122-124

7.

«Биологическая рольмикроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 238с

8.

Э.С. Бойченко «Влияниемикроудобрений на урожай и качество мяты перечной» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Науковадумка, 1968г.- 220с

9.

П.Н. Вардья«Роль меди в обмене веществ ячменя» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев:Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с

10.

К.Л. Визир, З.М. Климовицкая «действиемарганца на рост и развитие растений на различных этапах их онтогенеза» // кн «Микроэлементы в жизни растений, животных ичеловека», Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с

11.

П.А. Власюк «Научные исследования и задачи по проблеме «Биологическаяроль микроэлементов в жизни растений, животных и человека» // кн «Микроэлементы в жизни растений, животных ичеловека», Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с

12.

П.А. Власюк, В.А. Жидков, В.И. Ивченко, З.М. Климовицкая, М.Ф. Охрименко, Э.В.Руданова, Т.Н. Сидоршина «Участие микроэлементов вобмене веществ растений»// кн «Биологическая рольмикроэлементов», М.: Наука, 1983г.- 38с

13.

М.С. Гамаюнова «Обогащение семян медью и связь ее с динамикой свободноготроптофана при их прорастании» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1966г.- с 97-107

14.

Гигиена внешней среды, Ростов-на-Дону,1977г.- 22с

15.

М.Б. Гилис, Н.П. Радченко «Влияниемикроэлементов на рост, развитие и некоторые биохимические особенности кукурузыи сахарной свеклы в условиях Западной лесостепи Украины» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с

16.

О.И. Голяницкий, Р.Н. Туманова«Влияние микроэлементов на содержание аскорбиновой кислоты и катехинов в черной смородине»// кн«Микроэлементы и их применение», Оренбург, 1972г.- 114с

17.

Н.И. Гринкевич, Л.И. Боровкова,И.Ф. Грибовская «Влияние микроэлементов на содержаниеалкалоидов в красавке»// журн Фармация, 1970.- №5.- с41-47

18.

Н.И. Гринкевич, А.А. Сорокина «Рольгеохимических факторов среды в продуцировании растениями биологически активныхвеществ»//кн «Биологическая роль микроэлементов», М.:Наука, 1983г.- 238с

19.

П.В. Иванов «Закономерности накопления олова растениями Дальнего востока»// кн «Микроэлементы в биологии и их применениев сельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- с 33-34

20.

Н.Р. Кисис «Влияние бора, меди и молибдена нанекоторые овощные культуры в условиях Латвийской ССР"// кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве имедицине», Киев: Государственное издательство сельскохозяйственнойлитературы Укр ССР, 1963г.- 690с

21.

З.М. Климовицкая, М.И. Ковальчук «Нуклеиновыйобмен растений в связи с особенностями питания их некоторыми макро- имикроэлементами» // кн «Микроэлементы в сельскомхозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка,1966г.- с 60-72

22.

З.М. Климовицкая, З.И. Любанова,Л.М. Прокопивнюк «Биосинтез РНК, ДНК и белка взависимости от условий фосфорного и марганцевого питания» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине»,Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с

23.

Л.В. Колесник «Влияние некоторых микроудобрений на урожай и физиологическиепроцессы винограда при корневом питании» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев:Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с

24.

Г.А. Корбут «Влияние микроэлементов насодержание горьких веществ в шишках хмеля и на сахаристость свеклы в условияхлесостепной зоны Житомировской области» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине»,Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с

25.

В.Ф. Кормилицин, Г.А. Колотова,Л.Ф. Симонова «Влияние доз микроудобрений на урожай культур в орошаемом звенена темно-каштановых почвах Поволжья» // кн«Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве имедицине», Самарканд, 1990г.- с 172-173

26.

Е.Н. Лакиза «Влияние микроэлементов надинамику углеводов в листьях винограда в условиях Закарпатской области» // кн «Микроэлементы в жизни растений, животных ичеловека», Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с

27.

Л.Д. Леденская, О.Т. Оноприйчук«Влияние молибдена на накопление азота и состав белков бобовых культур» // кн «Микроэлементы в жизни растений, животных ичеловека», Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с

28.

Е.Г. Мартынов «Влияние микроэлементов на рост и накопление биологическиактивных веществ аронии черноплодной»// кн «Малые концентрации неблагоприятных внешнихпроизводственных внешних воздействий и здоровье человека», Рязань, 1976, — т63.- 152с

29.

С.И. Миесерова, П.А. Садименко,В.А. Ткачева «Микроэлементозы»,Ростов-на-Дону, 1977г

30.

«Микроэлементозы человека», М.: Медицина,1991г.- 496с

31.

Ю.С. Наливайко, Ю.В. Каробанов «Влияниемарганца на урожай и качество хеля» // кн «Микроэлементы в жизни растений, животных и человека»,Киев: Наукова думка, 1964г.- 324с

32.

А. Насон «Роль ванадия и молибдена в обменевеществ у растений и животных»// кн «Миикроэлементы», М.: Издательство иностранной литературы,1962г.- 512с

33.

Г.Р. Озолиня «Влияние микроэлементов – меди ибора – на нуклеиновый обмен в растениях в связи с усвоением азота» // кн «Микроэлементы в сельском хозяйстве имедицине», Киев: Государственное издательство сельскохозяйственнойлитературы Укр ССР, 1963г.- 690с

34.

М.Ф.Охрименко«Влияние микроэлементов на динамикусодержания азота в растениях» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1966г.- с 117-119

35.

Д.Ф. Проценко, П.С. Мишустина, Н.В. Шевчук«Влияние микроэлементов на содержание сахаров и интенсивность дыхания в листьяхи корнях кукурузы, выращенной на торфяной почве» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с

36.

Рациональное питание, Киев, 1990г.- вып 25.-с 82-83

37.

Дж. Скок «Функция бора в растительной клетке»// кн«Микроэлементы», М.: Издательство иностранной литературы, 1962г.- 512с

38.

«Содержание микроэлементов меди и цинка в овощах Чишкентскойи Алма-Атинской областей»// кн«Патология эндокринной системы», Алма-Ата, 1980г.- 234с

39.

В.Я. Тихомирова, Г.А. Васильев, Д.Н. Голубков «Значение бора и цинкадля повышения урожая и качества льяного семени» // кн «Микроэлементы в биологии и их применение всельском хозяйстве и медицине», Самарканд, 1990г.- 234с

40.

А.Д. Хоменко О.Н. Сосновая, Е.А. Дубик, Э.С.Гусева «Влияние комплекса минеральных удобрений, содержащих марганец и атразин, на растения кукурузы» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с

41.

В.К. Чепурко «Влияние внекорневой подкормки марганца на урожай ягодчерной смородины» // кн «Микроэлементы всельском хозяйстве и медицине», Киев: Науковадумка, 1968г.- 220с

42.

В.И. Шариков «Влияние молибдена и бора на урожай семян люцерны вусловиях левобережной части лесостепи Украинской ССР» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев: Наукова думка, 1968г.- 220с

43.

Е.А. Шерстнев, Г.В. Куриленок«Влияние бора на качественный состав и количественное содержание свободныхаминокислот и включение С14-Тирозина в белки у Helianti» // кн«Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», Киев:Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Укр ССР, 1963г.- 690с

РОЛЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССАХ РАСТЕНИЙ И НАНАКОПЛЕНИЕ ИМИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ.

(обзор литературы)

Составил: Николашкин А.Н.

Реферат. Сдан в 1998гдоценту Рязанского Государственного Медицинского Университета Деренько С.А. на отлично. Выполнен в формате MicrosoftWord98.

еще рефераты

Еще работы по биологии

Реферат по биологии

Факторы вызывающие мутацию (Доклад)