Поглощение и перемещение минеральных веществ растениями. Минеральные вещества растений

Минеральные вещества

16

Введение.

В состав протоплазмы клеток животного организма, кроме сложных органических веществ – углеводов, липидов, белков, протеидов, витаминов, ферментов и гормонов, входят различные минеральные вещества. Последние играют важную роль в построении макро- и микроструктур клеток и принимают активное участие в общем обмене веществ.

Все известные нам минеральные вещества, входящие в состав любого животного и растительного организма, можно условно разделить на три группы: вода, макроэлементы и микроэлементы.

Химический состав органов и тканей животных и растений позволил установить, что в них содержатся самые разнообразные минеральные элементы. При этом некоторые из них накапливаются в больших количествах – до нескольких сот и даже тысяч миллиграммпроцентов (мг %), содержание же других не превышает тысячных и даже миллионных долей мг%. Первая группа элементов называется макроэлементами, вторая- микро- и даже ультрамикроэлементами.

На значение минеральных солей в питании животных и человека, на их роль в жизнедеятельности организма впервые обратив внимание Г.А Бунге. До этого значение минеральных ве­ществ как пищевых средств было неизвестно. В дальнейшем тщательные исследования в этом направлении были проведены Н. И. Луниным. Ему удалось показать, что мыши, получавшие все известные тогда очищенные составные части молока (казеин, сахар, жир), неизменно погибали. При добавлении к этой искус­ственной диете золы молока мыши жили в течение более дли­тельного времени. Этими опытами была доказана необходимость солей в питании. Животные, питавшиеся пищей, не содержащей минеральных веществ, погибали скорее, чем от голодания. До­бавление к искусственной диете только одной какой-нибудь соли, например NaCI, -ускоряло гибель животных. Добавление же смеси солей давало положительные результаты.

Необходимо было изучить организм животного, выявить, ка­кие именно элементы входят в состав организма. Для этого тру­пы позвоночных животных сжигали и в полученной золе опреде­ляли различные элементы. В результате анализа золы было выявлено в ее составе наличие большей части элементов табли­цы Менделеева. Одни содержались в значительных количест­вах, другие — в ничтожных.

В золе зерен кукурузы под микроскопом обнаружили нити и пластинки золота. Произведенный анализ местных почв и горных пород показал наличие в них золота. В золе пихтовых и сосновых шишек также было обнаружено золото — 7—10 мг на 1 кг золы. Оказалось, что некоторые "растения поглощают золото из почвы.

Некоторые растения накапливают и другие редкие элементы. Иногда металл может составлять до 20% веса их золы. Цветы таких растений меняют свою окраску и тем указывают, что в почве есть тот или иной металл.

Животные получают минеральные вещества, включая макроэлементы, с растительной пищей и питьевой водой. Этим определяется зависимость минерального обмена у животных от содержания минеральных веществ в окружающей среде. Количественно эти элементы входят в состав животного организма в следующих соотношениях:

Углерод 48,43% Водород 6,60%

Кислород 23,70% Кальций 3,45%

Фосфор 1,58% Хлор 0,45%

Натрий 0,65% Магний 0,10%

Калий 0,55% Железо 0,01%

В минимальных количествах были обнаружены и ряд других элементов: марганец, молибден, кобальт, медь, цинк и т.д. Отдельные элементы концентрируются в организме в определённых органах и определённых веществах. Чаще всего они неравномерно распределены (Приложение, таблица 1).

Потребность организма в минеральных веществах в различные периоды существования также неодинакова. Она особенно велика в период роста и развития молодого организма и в период беременности, так как без поступления в организм достаточного количества солей кальция, фосфора, магния и фтора невозможно формирование скелета. Недостаточное введение с корма­ми этих элементов должно неизбежно приводить к нарушению процессов обызвествления и роста костей при высокой продук­тивности животных, например, молока у коров, шерсти у овец, яиц у кур. Домашние птицы, не получающие с кормами необхо­димых минеральных соединений, начинают нести яйца с тонкой, легко ломающейся скорлупой.

Минеральные вещества находятся в животном организме в разном состоянии, и в соответствии с этим проявляется и их дей­ствие, Одна из форм - это когда они являются составной частью органических веществ, как сера, которая вхо­дит в состав аминокислот цистеина и метионина, железо являет­ся составной частью гемоглобина, йод — гормона щитовидной железы — тироксина, фосфор присутствует в разнообразных ор­ганических соединениях — ATФ, АДФ, других нуклеотидах, нук­леиновых кислотах, фосфатидах (лецитины и кефалины), раз­личных эфирах с гексозами, триозами и т. д.

Вторая форма — это прочные нерастворимые от­ложения солей углекислого, фосфорнокислого кальция и маг­ния, фтористых и других солей в твердых тканях — в костях, зу­бах, рогах, копытах, пере и т. д. Они составляют их минераль­ный остов.

И третья форма — минеральные вещества, растворённые в тканевых жидкостях. Эта группа мине­ральных веществ обеспечивает ряд условий, необходимых для сохранения процессов жизнедеятельности организма. К числу этих условий относятся осмотическое давление, реакция среды, коллоидное состояние белков, состояние нервной системы и т. д. Эти условия в свою очередь зависят от количества минеральных элементов, их соотношения и качественных особенностей по­следних.

Роль отдельных минеральных веществ.

Натрий и калий

Натрий и калий находятся в организме животных и растений главным образом в виде ионов Na+ и К+. Их присутствие прежде всего имеет значение для поддержания осмотического давления. Около 90% осмотического давления плазмы крови зависит от на­личия в ней хлористого натрия. Натриевые и калиевые соли плазмы образуют буферные системы крови и выполняют значи­тельную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме. Ионы натрия распределяются преимущественно в биологических жидкостях: в плазме крови, лимфе, панкреатиче­ском соке, слюне, желчи и т. д.; ионы калия - в клетках. Особенно резко это проявляется в распределении Na+, Ca2+ и К+ в крови. В то время как весь (натрий и кальций содержатся в сыво­ротке крови, более 95% калия содержится в форменных элемен­тах крови— эритроцитах. Ионы натрия и калия обладают спе­цифическим действием на мышечную ткань, являясь антагонис­тами. Так, Na+ поддерживает термальную возбудимость мышц, а К+ оказывает угнетающее действие. Хлористый натрий играет важную роль в регуляции водного обмена организма. В расте­ниях калий значительно преобладает над натрием. Поэтому с растительными кормами в животный организм поступает калия значительно больше, чем натрия. Для достижения нужного рав­новесия в организме необходимо вводить с кормами дополнитель­ное количество натрия в виде поваренной соли. Отложение нат­рия в организме происходит в коже, которая является его основ­ным депо. Большие дозы хлористого натрия являются токсическими. Особенно чувствительна к его избытку домашняя птица.

Из организма животных эти катионы выделяются главным образом с мочой и частично с потом.

В регуляции обмена ионов калия принимает участие альдостерон, усиливающий их выделение с мочой, инсулин способствует переходу К+ в клетки.

Кальций и магний

Основная масса поступающих в организм солей кальция и магния используется для построения костной ткани. Около 99% кальция и 70% всего магния находится в животном организме в виде фосфатов и карбонатов в костной и зубной тканях с общей формулой СаСО3*nСа3 (РО4)2 типа апатитов.

В значительно меньшем количестве в костной ткани присут­ствует двойная соль с фтористым кальцием: CaF2*Са3(РО4)2 . В небольших количествах в костях также содержатся соля натрия, калия и некоторых микроэлементов. Особенно интенсив­но происходит новообразование костной ткани у молодого расту­щего организма, когда почти весь кальций, поступающий с кормами, используется организмом для построения костной ткани. С прекращением роста во взрослом организме постоянно про­исходит обновление костной ткани за счет поступления с кор­мами кальция и выведения кальция костной ткани из организма. Это установлено в опытах с применением Са45. Непосредственное участие в регуляции поступления кальция в костную ткань при­нимает витамин D.

Кальций и магний входят также в состав крови и других тканей как в форме ионов, так и в связанном с белками состоянии. Общее количество кальция в плазме крови в норме колеблется в пределах 9—12 мг%. Около 60% этого количества находится в свободном состоянии, в то время как 40% связано сывороточным альбумином и находится в недиализируемой форме. В эритроцитах кальций отсутствует. Введение в кровь животных боль­ших количеств солей магния вызывает тормозящее действие на функцию нервной системы и сои. Устраняются эти явления путем введения в кровь солей кальция. Присутствие кальция в крови необходимо также для ее нормального свертывания. Кальций понижает возбудимость нервной системы, уменьшает способ­ность тканевых белков связывать воду, понижает клеточную проницаемость.

Концентрация иоиов кальция в крови регулируется гормоном паращитовидных желез — паратгормоном и центральной нервной системой. При оперативном удалении паращитовидных желез уровень кальция в крови резко падает. Это приводит к возбуж­дению центральной нервной системы, к конвульсивным сокраще­ниям мышц, и организм погибает в тетанических судорогах.

Магний необходим для действия некоторых ферментов. Из­вестно значение ионов магния для процессов гликолиза и бро­жения. Этим объясняется его значительное содержание в мышеч­ной ткани — 21 мг% по сравнению с 7 мг% кальция. Магний входит в состав хлорофилла. Кальций должен вводиться в организм в определенном соотно­шении с фосфором; выводится из организма 65—76% с калом в виде фосфорнокислых и углекислых солей и только 25—35% с мочой в виде хлористой соли кальция.

Главным органом регуляции концентрации магния являются почки. Регуляцию обменов фосфора и кальция осуществляют паращитовидные, щитовидные железы через секретируемые ими гормоны; кальцитонин, паратгормон, а так же витамин D3 и кальцитриол.

Железо

Железо содержится в тканях почти всех животных и расти­тельных организмов. Большая часть его находится обычно в фор­ме органических соединений. Около 60—70% железа входит в состав порфириновых производных, участвующих в транспорте кислорода, или в тканевом дыхании. У человека и большинства животных дыхательным пигментом крови, переносящим кислород, является гемоглобин, который содержит от 0,34 до 0,47% железа; в мышцах —миоглобин; окислительные ферменты, обес­печивающие клеточное дыхание, — каталаза, пероксидаза, цитохромы. В плазме крови ионы железа Fe2+ легко соединяются с β-глобулинами. Чаще всего железо образует комплексные соеди­нения с белком, которые называются ферритинами. Железо в них составляет 22%. В животном организме органические соеди­нения железа накапливаются в печени и селезенке. Большое ко­личество железа содержится также в костном мозгу и сердечной мышце. Железо поступает в организм с кормами и питьевой во­дой. Слизистая кишечника контролирует поступление железа из корма. В процессе всасывания железа из кишечника большую роль играет ферритин слизистой оболочки. При интенсивном введении в пищеварительный тракт соединений железа для его связывания ферритина оказывается недостаточно, и поэтому не происходит всасывания избыточных количеств железа. Таким образом слизистая оболочка кишечника регулирует его всасыва­ние. Это очень важно, так как животный организм не обладает достаточной способностью удалять избыток железа.

В организме происходит постоянный обмен железа. Плазмой крови оно доставляется костному мозгу, где идет на построение гемоглобина. Последний включается в эритроциты, которые по­ступают в кровь. Гемоглобин выполняет функции переносчика кислорода и не участвует в общем обмене. Средняя продолжи­тельность жизни эритроцитов 120 дней. Разрушаются эритроци­ты в селезенке. Освобожденное железо идет на образование ферритина, который откладывается в печени. Из этих резервов железо поступает в кровь и вновь используется в костном мозгу на построение гемоглобина, а в других тканях —на образование миоглобина и порфириновых ферментов тканевого дыхания. Ос­новная масса избыточного железа выделяется из организма сли­зистой толстого "кишечника и выводится с калом, и только нич­тожные количества —

с мочой. Недостаток железа в кормах при­водит к снижению содержания гемоглобина в крови (анемия). Анемия развивается также при больших потерях крови (гемор­рагическая анемия), при недостатке меди, витамина B12 и других веществ, принимающих участие в синтезе гемоглобина (пернициозная анемия), при различного рода инфекциях.

В молоке животных содержится недостаточное количество железа. Новорожденные млекопитающих животных рождаются с запасом железа в организме. Это делает их независимыми в те­чение известного промежутка времени от наличия железа в мо­локе.

В тканях растений, куда железо поступает из почвы, оно спо­собствует образованию хлорофилла, хотя само непосредственно не входит в состав этого вещества. При недостаточном поступ­лении железа рост растений замедляется.

Фосфор

Фосфор широко распространен в органическом мире. Ни один из элементов не дает такого многообразия соединений, как фос­фор. Поступает в животный организм фосфор в виде солей орто-фосфорной кислоты или ее эфиров. Основная масса фосфора вместе с кальцием входит в состав костной ткани. Остальная, значительно меньшая, часть фосфора входит в состав других тка­ней и жидкостей организма. Незначительная часть фосфора представлена в виде солей ортофосфорной кислоты. В крови, на­пример, количество неорганического фосфора составляет 3,2— 4,3 мг%, являясь составной частью буферов. Большая часть-фосфора входит в состав разнообразных органических соедине­ний: белков, нуклеиновых кислот, сложных липидов, многих ко-ферментов, эфиро-фосфатных соединений сахаров, глицеринового альдегида и др.

Фосфорная кислота образует полифосфаты с макроэргическими связями, принимая непосредственное участие в транспорте и сохранении энергии в процессах тканевого обмена — это АТФ, АДФ, креатинфосфорная кислота и др. Энергия макроэргических связей используется в организме для самых разнообразных син­тезов органических соединений (синтез мочевины, пептидных связей белковых молекул, фосфорных эфиров, при реакциях ацетилирования, метилирования и т. д.). Энергия макроэргических связей аденозинтрифосфорной кислоты используется в мышцах при их работе.

Как показали исследования с введением в животный организм меченого фосфора (Р32), фосфор костной ткани интенсивно обменивается, участвуя в общем обмене фосфорных соединений: активно происходит обмен фосфорных соединений в активно функционирующих органах — мозге, печени, мышцах. Радиоак­тивный фосфор появляется в составе органических соединений и в первую очередь в составе аденозинтрифосфорной кислоты. Макроэргические связи при их разрыве освобождают 12000— 13 000 калорий на 1 моль.

Фосфор поступает в животный организм в виде солей орто-фосфорной кислоты органических фосфорных соединений. Последние в значительной степени расщепляются в кишечнике с освобождением неорганического фосфата. Всасываются в ки­шечнике преимущественно неорганические фосфаты. Поступая в кровь, они являются источником для образования различных органических соединений тканей. Из организма соли фосфорной кислоты выделяются почками с мочой и через стенку толстого кишечника. Это зависит от вида корма.

Регуляция обмена фосфора аналогична обмену кальция с тем различием, что паратгормон, повышающий содержание кальция в плазме крови, снижает содержание фосфатов, повышая их экскрецию почками.

Хлор

Из галоидов в животном организме в сравнительно больших количествах находится только хлор, преимущественно в виде анионов солей натрия, калия, кальция, магния и марганца. Это основной анион жидкостей организма. Иону хлора вместе с иона­ми натрия и калия принадлежит значительная роль в создании осмотического давления плазмы крови и других биологических жидкостей. В сыворотке крови в норме содержится 340—370 мг% хлоридов. Хлор в виде соляной кислоты в значительных количест­вах содержится в желудочном соке. Ион хлора активирует фер­мент слюны - птиалин и играет существенную роль в поддержа­нии кислотно-щелочного равновесия в организме.

Сера

В организме животных и растений сера находится преиму­щественно в восстановленной форме, в составе серусодержащих аминокислот — цисгеина, цистина и метионина, трипептида глутатиона, кофермента ацилирования, витамина B1 — аневрина. Богаты серой кератины, которые входят в состав волос, шерсти, рогов, ногтей, копыт и других образований эпидермиса. В окис­ленном состоянии в виде серной кислоты сера находится в мукополисахаридах, которые входят в состав соединительной ткани, хрящей (хондроитинсерная кислота), многих слизей (мукоитин-серная кислота) и некоторых биологически активных веществ, как гепарин, в таурине и эфиросерных соединениях. Последние образуются в печени как продукты обезвреживания ряда ядови­тых веществ (индикан и др.). Сульфгидрильные группы в орга­низме легко окисляются до сульфатов. В слюне сера находится в составе соли - роданистого калия. Выделяется из организма сера обычно с сульфатами или сернокислыми эфирами.

Микроэлементы

В составе живого организма находятся, кроме рассмотренных выше элементов, многие другие элементы, но в очень малых ко­личествах, исчисляемых десятитысячными, стотысячными и еще меньшими долями процента. Их объединяют в группу микро­элементов. К ним относятся: медь, йод, кобальт, цинк, марга­нец, молибден, фтор и некоторые другие. Микроэлементы, при­сутствие которых исчисляется величинами, меньшими миллион­ных долей процента, называются ультрамикроэлементами. Это — уран, радий, торий. Долгое время считали, что эти элементы случайно попадают в организм с кормами и водой и не имеют биологического значения. В настоящее время установлено для многих микроэлементов не только жизненно важное значе­ние их наличия, но и раскрыты функции, которые они выполня­ют, входя в состав живого тела. Академик В. И. Вернадский впервые поднял вопрос о биологической роли микроэлементов как факторов внешней среды и создал в СССР новую особую науку — биогеохимию.

Биологическая роль микроэлементов проявляется в том, что они влияют на рост и развитие организма, на функции воспроиз­водства (кобальт, марганец), на кроветворение (медь, кобальт, марганец, мышьяк), на продолжительность жизни животных (цинк, йод и др.). Их роль в организме велика. Они входят в со­став металлорганических комплексных соединений, повышают активность ферментов, витаминов, гормонов. В некоторых слу­чаях микроэлементы служат для связи между ферментом и суб­стратом, на который воздействует фермент, а также участвуют в окислительно-восстановительных процессах в организме.

В составе крови позвоночных животных установлено 24 мик­роэлемента, часть из которых концентрируется в форменных элементах (медь, цинк, марганец и др.), другая часть в плазме (кобальт, титан, алюминий и др.). В мозге млекопитающих най­дено ,15 микроэлементов, в молоке —22. Микроэлементы встре­чаются в различных тканях и органах в неодинаковом количестве. Содержание некоторых микроэлемен­тов в различных органах изменяется с возрастом.

Некоторые микроэлементы обладают способностью накапли­ваться в определенных тканях и органах. Так, в поджелудочной железе накапливаются цинк, никель, в белом веществе мозга — молибден, в гипофизе — цинк, хром, в половых железах — цинк, в щитовидной железе —йод. Большинство же микроэлементов накапливаются в печени, которую можно назвать «депо микро­элементов».

Недостаток или избыток тех или иных микроэлементов в ок­ружающей среде вызывает изменения в обмене веществ живот­ного организма. В одних случаях животные приспосабливаются к среде обитания путем изменения некоторых морфологических особенностей и физиологических функций. В других — отмечает­ся появление тех или иных заболеваний животных, которые мо­гут возникать как в условиях избытка, так и недостатка тех или иных микроэлементов. Эти заболевания носят название биогео-мических энзоотии. Академик А. П. Виноградов выдвинул учение о биогеохимических провинциях, сыгравшее большую роль в дальнейшем изучении роли и значения микроэлементов. Много внесли нового работы В. В. Ковальского, А. О. Войнара, Ф. Я. Беренштейна, Н. В. Бромлей, Я. М. Берзина и других ис­следователей. Некоторые микроэлементы ускоряют рост и повы­шают урожайность многих сельскохозяйственных культур.

Медь

Медь встречается во всех животных и растительных тканях. Она находится как в свободном, так и в связанном состоянии. Из печени выделен медьсодержащий белок — гепатокупреин. В значительном количестве медь откладывается в печени и се­лезенке. Новорожденные телята имеют значительный запас меди в печени по сравнению со взрослыми животными - до 5 мг%. В крови животных содержание меди не превышает 0,1 мг%. Медь всасывается главным образом в верхней части тонкого кишеч­ника. У ряда беспозвоночных животных медь входит в состав дыхательного пигмента — гемоцианина. В организме животных медь играет огромную роль в процессе кроветворения, в синтезе гемоглобина и цитохромов, в процессе синтеза железопорфиринов. Это видно из того, что ,при различного рода анемиях, когда имеется недостаток синтеза гемоглобина, лучшие результаты ле­чения больных получаются при даче комбинированного препара­та железа и меди, чем при даче одного железа. Медь играет роль в процессе тканевого дыхания, она содержится в некоторых фер­ментах— оксидазах (тирозиназа, полифенолоксидазы, аскорбиноксидаза).

В травах, растущих та почвах, бедных медью, содержится недостаточное количество ее, в связи с чем животные плохо обес­печиваются этим элементом. У них развивается анемия, наступа­ет расстройство пищеварения, нарушаются функции нервной, мышечной и кровеносной систем, половой способности, мине­рального обмена в костной ткани, снижается продуктивность и т. д. Это заболевание называют «лизухой». Оно отражается также на качестве шерсти. Последняя теряет извитость, что свя­зано с нарушением химических процессов формирования белко­вого вещества шерсти—кератина. Нарушение окислительных процессов в свою очередь ослабляет превращение сульфгидрильных групп —SH в дисульфидные —S—S—. При этом кератин неправильно формируется и шерстяное волокно теряет свою во­локнистость и извитость.

Отсутствие меди нарушает образование пигментов, наступает поседение волос и шерсти. Медь выделяется из организма глав­ным образом желчью.

Йод

Йод постоянно присутствует в животных и растительных тка­нях в количестве от тысячных до миллионных долей процента. Основное его количество содержится в щитовидной железе в со­ставе ее гормонов - тироксина и трийодтиронина — и принимает участие в регуляции окислительных процессов. В крови йод находится в количестве 10—12 γ % (γ — 0,001 мг). Недостаток йода в кормах вызывает расстройство функции щитовидной железы, сопровождающееся разрастанием соединительной ткани. Это за­болевание сопровождается гипофункцией щитовидной железы и известно под названием эндемического зоба. Сельскохозяйствен­ные животные очень чувствительны к недостатку йода в кормах, особенно молодняк овец. Все нарушения обмена веществ на почве йодной недостаточности приводят к низкой плодовитости снижению молоч-ности у лактирующих самок, снижению шерстя­ной продуктивности, рождению поросят, не покрытых щетиной, к снижению яйценоскости. Больше всего потребность животных в йоде ощущается в период их размножения. Вода с высоким содержанием кальция или магния может повлиять на усвоение йода животным организмом.

Цинк

Цинк содержится во всех животных тканях в больших коли­чествах, чем медь. Много цинка обнаружено в следующих орга­нах (в мг%):

Кости 31 Мышцы 4,5-6,0

Печень 3,5-8.3 Поджелудочная железа 4,0

Еще более богаты цинком сперма и половые железы. Цинк уси­ливает активность половых гормонов: фолликулина, тестостеро­на, пролана, а также гормонов гипофиза. По-видимому, цинк играет существенную роль в функционировании половых желез. Минимальные количества цинка найдены в крови. Цинк входит в состав ряда ферментов — карбоангидразы, уреазы и др. Кроме того, он повышает активность некоторых из тех ферментов, ко­торые не содержат цинка, например фермента фосфатазы. Цинк присутствует в гормоне инсулина. В обычных кормовых средст­вах имеется достаточное количество цинка, поэтому нет необхо­димости давать животным цинковую подкормку. Содержание цинка в кормах представлено в таблице (Приложение, таблица 2).

Фтор

Фтор широко распространен в животных и растительных ор­ганизмах. Биологическая роль этого микроэлемента изучена еще недостаточно. Он является постоянной составной частью костей (10—30 мг%). Особенно много его в зубах: в дентине — 50 мг%, а в эмали—120—150 мг.%. Возникновение нарушений в этих тканях при недостаточном поступлении фтора в организм приводит к заключению, что этот микроэлемент принимает учас­тие в построении твердых тканей. Находится он в этих тканях в нерастворимом состоянии, в виде фторкальциевой соли фосфорной кислоты и фторапатита Ca10(PO4)6F2. В крови содержание фтора колеблется в пределах 0,03—0,07 мг%. В организм фтор поступает с кормами и питьевой водой. Как недостаточное со­держание фтора в кормах и воде, так и избыточное вредно от­ражаются на животном организме. Чувствительность животных к фтору различна.

Ионы фтора, соединяясь с магнием, образуют нерастворимые в воде соли фтористого магния. Прибавление солей фтористого натрия или калия к тканям и ферментным растворам приостанав­ливает ферментативную деятельность.

studfiles.net

Минеральные вещества

Минеральные вещества

Пища человека должна содержать в виде минеральных солей примерно 15 химических элементов, являющихся важными компонентами питания. Поскольку соли непрерывно выводятся из организма с потом, мочой и экскрементами, постоянное по полнение их запасов для организма крайне необходимо. Обычная животная и растительная пища содержит достаточное количество минеральных солей.

Питание продуктами, лишенными минеральных веществ, приводит животных к смерти быстрее, чем полное голодание. В последнем случае из организма прекращается выведение солей с продуктами обмена углеводов, жиров и белков.

Минеральные соли, содержащиеся в растениях, и входящие в них элементы играют важную роль в обмене веществ, образовании ферментов, гормонов и кроветворении. Они существенно влияют на деятельность сердца, возбудимость нервной системы и мышц, входят в состав костей скелета.

Хлористый натрий (поваренная соль) состоит из элементов, играющих главную роль в поддержании осмотического баланса организма. Хлор и натрий входят в состав желудочного и кишечного соков, секрета поджелудочной железы. Избыток соли в пище способствует поддержанию отеков и воспалительных процессов, повышению кровяного давления, неблагоприятно сказывается на болезнях кожи и др. Поэтому в некоторых случаях больным назначают диету с ограниченным содержанием соли.

Калий участвует в обмене натрия и кальция. Он необходим для мышечных сокращений и действия многих ферментов. Калий обладает диуретическим действием. Его используют при сердечно-сосудистой недостаточности. В сутки человеку необходимо получать около 3 г калия. Хорошими источниками его служат овощи и фрукты, особенно сухофрукты (урюк, изюм и др.).

Магний активизирует фосфорный обмен, способствует снижению повышенного кровяного давления, участвует в выведении холестерина из кишечника. Суточная потребность в магнии у взрослого человека составляет около 0,3—0,5 г. Хорошими источниками магния являются богатые клетчаткой овощи и фрукты, а также хлеб грубого помола.

Фосфор — один из главных строительных материалов для костей и зубов. Много его в поперечно-полосатой мускулатуре, где он находится в составе органических соединений, которые обеспечивают энергетические затраты мышц. Фосфор входит в состав ряда ферментов, участвующих в жизнедеятельности внутренних органов и мозга. Потребность взрослого человека в фосфоре исчисляется 1,5—2 г в сутки. Покрывается она разнообразными продуктами: мясными, рыбными, молочными, овощными. Много фосфора в орехах, зелени, фасоли, горохе.

Кальций — основной материал для построения скелета и зубов. Этот элемент играет большую роль в регулировании про¬ницаемости клеточных мембран, оказывая действие, противо¬положное калию и натрию. Кальций участвует в механизме свертывания крови, деятельности некоторых ферментов, влияет на возбудимость периферической нервной системы. Суточная потребность в кальции для взрослого человека равна примерно 1 г. Количество кальция в пище имеет существенное значение в лечебном питании при отеках, аллергических состояниях и др. Лучшими источниками кальция являются молочные продукты, поскольку в злаках, лиственной зелени и других растениях он содержится в виде нерастворимых солей.

Железо входит в состав гемоглобина красных кровяных телец — эритроцитов и дыхательных ферментов клеток. Суточ¬ная потребность человека в нем около 15 г. Обычно с повседнев¬ной пищей вводится достаточное количество железа. Но при малокровии и значительных кровопотерях потребность в железе значительно возрастает. В таких случаях требуется вводить в пищевой рацион дополнительное количество продуктов, из ко¬торых железо хорошо усваивается (печень, мясо, яичные желт¬ки, зелень, помидоры, фрукты и др.).

Медь, никель, кобальт, марганец принимают участие в кроветворении. Эти микроэлементы необходимы для создания или активации некоторых ферментов.

Йод участвует в образовании гормона щитовидной железы, повышает усвоение кальция и фосфора. Суточная потребность для человека в йоде от 100 до 300 у. Продукты, богатые йодом, имеют важное значение для людей, страдающих заболеваниями щитовидной железы, атеросклерозом, ожирением и др. К ним относятся продукты моря, в том числе морская капуста, а также свекла, фейхоа и др.

Фтор предупреждает развитие кариеса зубов. Хорошим источником фтора из растительных продуктов являются зеленые листья капусты, зеленый лук, пшеница.

Характеристика веществ, содержащихся в растениях

Способы приготовления и применения препаратов в домашних условиях

Специфика овощей и фруктов

Пищевые растения и их лекарственное использование

Хлебные, крупяные и бобовые растения

Овощные растения

Масляничные растения

Плодово-ягодные растения

Цитрусовые и другие субтропические и тропические плодовые растения

Орехоплодные растения

Пряные и вкусовые растения

Растения, оказывающие тонизирующее действие

Алфавитный указатель русских названий пищевых растений

Латинские названия пищевых растений

Дикие лекарственные растения, применяемые в научной и народной медицине

Культивируемые овощные и садовые растения, используемые как лекарственные

Указатель лекарственных растений по их лечебному применению в научной и народной медицине

Фитотерапия некоторых заболеваний

Лекарственные растения в диетическом питании

Лекарственные растения, действующие преимущественно на нервную систему

Лекарственные растения, действующие в области нервных синапсов

Лекарственные растения, применяемые преимущественно при сердечно-сосудистых заболеваниях

Лекарственные растения, применяемые при заболеваниях органов дыхания (противокашлевые, отхаркивающие, бронхолитические, антисептические и др.)

Лекарственные растения, применяемые при заболеваниях органов пищеварения (обволакивающие, вяжущие, желчегонные, слабительные, противовоспалительные и др.)

Лекарственные растения, применяемые при болезни печени и желчных путей

Лекарственные растения, обладающие противоглистными и противопаразитарными свойствами

Лекарственные растения, действующие на мочевыделение и потовыделение

Лекарственные растения, влияющие на тканевый обмен (биогенные стимуляторы, витаминоносные, антисклеротические и др.)

Лекарственные растения, стимулирующие мускулатуру матки и действующие на свертывание крови

Книги ONLINE:

rasten.liferus.ru

Поглощение и перемещение минеральных веществ растениями

Как растения поглощают минеральные вещества?

Поглощение воды с растворенными в ней минеральными веществами происходит в зоне всасывания корня. Корневые волоски этой зоны проникают между частицами этой зоны, прилегают к ним и всасывают из почвы воду с растворенными веществами. Поступление воды и растворенных веществ в корни через биологические мембраны осуществляется благодаря таким процессам как осмос, диффузия и активный транспорт.

Осмос – диффузия воды через мембрану. Диффузия – проникновение веществ через мембрану по градиенту концентрации (из области где их концентрация выше, в область, где их концентрация ниже). Диффузный транспорт веществ воды и ионов осуществляется  при участии белков мембраны, в которой имеются молекулярные поры, либо при участии жирорастворимых веществ.

Активный транспорт – перенос веществ против их градиента концентрации, связанный с затратами энергии. Он осуществляется специальными белками-переносчиками, которые образуют ионные насосы.

Из клеток с корневыми восками водный раствор просачивается в клеточные поры корня и далее из клетки в клетку попадает в сосуды. По сосудам корня вода с растворенными веществами поднимается в стебель, а по сосудам стебля – почкам, листьям, цветкам.

Главными движущими силами, которые обеспечивают передвижение почвенного раствора по сосудам, являются: присасывающие силы транспирации и корневое давление. Совокупность процессов поглощения из почвы, передвижение и усвоение макро- и микроэлементов (N, S, P, K, Ca, Mg, Mr, Zn, Fe и др.), необходимых для жизни растения составляет минеральное питание. Оно вместе с фотосинтезом составляет единый процесс питания.

Транспирация – испарение воды растением.

Процесс транспирации активно идет в губчатой ткани листа. Водяной пар по межклетникам проходит к устьицам и испаряется через них. Устьица расположены главным образом на внутренней стороне листа, что имеет очень важное значение в жизни растений, это обеспечивает меньшую потерю воды листом.

Транспирация у растений регулируется открыванием и закрыванием устьиц. Если растениям достаточно воды, то устьица открыты днем и ночью. При недостатке воды устьица закрываются и испарение прекращается. При благоприятных условиях устьица снова открываются.

Перемещение минеральных веществ и воды в растении

Корневые волоски работают как маленькие насосы. Вещества, поступившие в корневой волосок, перемещаются в другие клетки всасывающей зоны корня и затем в сосуды корня и по ним под давлением поднимается в другие органы растения.

Убедиться в том, что вода и растворы веществ соли передвигаются по сосудам древесины стебля, можно на опыте. Побег липы или другого древесного растения поместим в воду, подкрашенную чернилами. Отрежем через некоторое время часть побега и расщепим его вдоль. При этом будет видно, что древесина побега окрасилась в цвет чернил. Следовательно, чернильный раствор передвигался вверх по сосудам древесины.

Корневое давление

Всасывание и передвижение воды с растворёнными в ней веществами происходит у растений благодаря корневому давлению. Корневое давление можно наблюдать на опыте. t.png У комнатного растения срезают стебель на высоте 10 см и на пенёк надевают короткую резиновую трубку, которая соединяет его со стеклянной трубкой.

Если почву в горшке полить тёплой водой, то вода начинает подниматься по трубке и вытекать из неё. После полива почвы очень холодной водой вода из трубки не вытекает. Таким образом, поглощение воды корнем зависит от температуры. Холодная вода плохо поглощается корнями.

bio-learn.com

Минеральные вещества в растениях - Справочник химика 21

    Минеральными удобрениями называют соли, содержащие элементы, необходимые для питания растений и вносимые в почву для получения высоких и устойчивых урожаев. В состав растений входят около 60 химических элементов. Для образования ткани растения, его роста и развития требуются в первую очередь углерод, кислород и водород, образующие основную часть растительной массы, далее азот, фосфор, калий, магний, сера, кальций и железо. Источниками веществ, необходимых для питания растений, служат воздух и почва. Из воздуха растения извлекают основную массу углерода в виде диоксида углерода, усваиваемого путем фотосинтеза, а из почвы — воду и минеральные вещества. Некоторое количество диоксида углерода воспринимается корневой системой растений из почвы. Среди минеральных веществ особенно важны для жизнедеятельности растений азот, фосфор и калий. Эти элементы способствуют обмену веществ в растительных клетках, росту растений и особенно плодов, повышают содержание ценных веществ (крахмала в картофеле, сахара в све-кле, фруктах и ягодах, белка в зерне), повышают морозостойкость и засухоустойчивость растений, а также их стойкость к заболеваниям. При интенсивном земледелии почва истощается, т. е. в ней резко снижается содержание усваиваемых растениями минеральных веществ, в первую очередь растворимых в воде и почвенных кислотах соединений азота, фосфора и калия. Истощение почвы снижает урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Уменьшение содержания питательных веществ в почве необходимо постоянно компенсировать внесением удобрений. Ввиду огромных масштабов потребления минеральные удобрения— наиболее крупнотоннажный вид химической продукции, годовое количество которой составляет десятки миллионов тонн. [c.143]

    Главнейшими элементами, входящими в состав растений, являются углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний, железо. Воду и минеральные вещества растение получает из почвы, углерод — из углекислоты воздуха. [c.514]

    Граница между этими двумя категориями очень не ясная. Например, минеральные вещества, которые отложились в торфяных болотах одновременно с растительным материалом, могли вступить в контакт с органическими веществами во время метаморфизма и включиться, таким образом, в состав минеральных компонентов материнского вещества угля. На практике при решении проблемы обогащения породы разделяются на два класса согласно их податливости к разделению породу, которую невозможно отделить, включающую компоненты — неорганические вещества растений, связанные, как полагают, с органическим веществом, и породу, которая весьма тонко распределена. [c.41]

    Внутренние минеральные вещества рассматриваются иногда как соединения неорганического материала с органическим веществом угля. В этом случае неорганический материал может и не представлять состава минеральных веществ растений, образовавших уголь. [c.52]

    Если культурное растение выращивается обычным способом, весьма часто возникает необходимость уничтожения в междурядье сорняков, которые отнимают у них влагу, питательные вещества, удобрения и почвенные минеральные вещества. В этих условиях недопустимо применение пестицидов, дефолиантов и химических средств борьбы с сорняками и огневая прополка является единственно возможным средством такой борьбы. В США широко используется междурядная огневая прополка хлопка, во Франции — виноградников. Попытки применить огневую культивацию картофеля и свеклы в Северной Европе оказались менее успешными главным образом из-за частых дождей, способствующих быстрому восстановлению сорняков. [c.344]

    По И. М. Губкину, формирование толщ пород, продуцирующих нефтяные УВ (эти толщи он называет нефтематеринскими свитами), происходит ... в прибрежных частях морей —в заливах, бухтах лиманах и даже в открытом море недалеко от берега в пределах так называемой терригеновой зоны, где происходит накопление органического материала не в пресной, а в соленой воде, т. е. в зоне, где совершается борьба между морем и сушей и где происходит чередование отложений осадки глинистого характера, содержащие часто богатый органический материал, сменяются более грубыми — песком, галечником, ракушечником... [Губкин И. М., 1975, с. 334]. В образовании нефти ... принимают участие остатки как животного, так н растительного происхождения, именно остатки зоофитоорганизмов планктона, водной растительности, зоофитоорганизмов бентоса, остатки высших береговых растений, а также остатки организмов и минерального вещества (аллохтонного) происхождения [Там же, с. 335]. [c.25]

    По мере развития медицины, химической науки и техники изменялся характер лекарственных средств от простых к более сложным (минеральные вещества, растения, настойки и экстракты, индивидуальные вещества растений, сложные синтетические соединения, сульфаниламиды, кортикостероиды, витамины, антибиотики, ферменты), менялась организация и техника производства лекарственных средств. [c.5]

    Соединения углерода (за исключением некоторых наиболее простых) издавна получили название органических соединений, так как в природе они встречаются почти исключительно в организмах животных и растений, принимают участие в жизненных процессах или же являются продуктами жизнедеятельности или распада организмов. В отличие от органических соединений, такие вещества, как песок, глина, различные минералы, вода, оксиды углерода, угольная кислота, ее соли и другие, встречающиеся в неживой природе , получили название неорганических или минеральных веществ. [c.549]

    От концентрации раствора зависит его осмотическое давление. Оно должно быть значительно ниже осмотического давления клеточного сока, в противном случае может прекратиться поглощение воды, а также минеральных веществ растениями или может происходить даже обратная отдача воды корнями во внешнюю среду. При снижении осмотического давления раствора до оптимального уровня (в почвенном растворе обычно около 3 атм.) обеспечивается более интенсивное поглощение питательных ионов и воды корневой системой растений. В США для теплиц обычно рекомендуют растворы с осмотическим давлением 1—2 атм. [c.279]

    Описание процессов поглощения минеральных веществ растением начнем с рассмотрения роли, которую выполняют в этих процессах корни. [c.465]

    Большая роль в растворении и усвоении минеральных веществ растениями принадлежит бактериям, в частности вызывающим брожение клетчатки, выделяющим масляную и молочную кислоты. Вот почему в перегнойных почвах, в которых много микроорганизмов, фосфориты растворяются быстрее. [c.321]

    Пыль, находящаяся в воздухе, состоит главным образом из мельчайших частиц минеральных веществ, образующих земную кору, частичек угля, пыльцы растений, а также различных бактерий. Количество пыли в воздухе очень изменчиво зимой ее меньше, летом больше. После дождя воздух становится чище, так как капли дождя увлекают с собой пыль. [c.375]

    Мелкие застойные бассейны являются типичными районами отложения органических материалов углеводородного состава. В огромных количествах здесь развиваются синезеленые водоросли, мелкие членистоногие и другие планктонные организмы. Умирая, последние вместе с пыльцой, со спорами высших растений и некоторым количеством принесенного мелкого минерального вещества падают на дно бассейна, образуя мягкий, иногда довольно мощный слой органического ила, который получил греческое название сапропель , или гнилой ил  [c.25]

    Другие горючие ископаемые (угли, торфы, сланцы) тоже содержат многие элементы. Процессы накопления различных элементов неодинаковы (повышенные концентрации в исходном растительном материале, сорбция из циркулирующих водных растворов на стадии торфообразования или уже сформировавшимися угольными пластами и др.). В добываемых углях содержатся практически все элементы периодической системы в концентрациях, больших (или равных) кларкам - в расчете на всю массу угля - и существенно выше кларка - в расчете на минеральное вещество. Элементы, содержание которых (на массу угля) этих элементов выделяют группу, способную образовывать соединения, опасные для жизнедеятельности человека, животных или растений. Это Н , Ве, Аз, Сг, 2п, РЬ, 8е, 8г, Мп, №, V, Со, Сё, Т1, гг и естественные радионуклиды (17, Ка, ТН, Кп). [c.93]

    Внешняя зола состоит из минеральных примесей, которые не связаны с исходными растениями, а привнесены в торф и уголь извне. Она может быть а) первичной, образовавшейся из минеральных веществ, принесенных водой и ветром и отложившихся одновременно с отмирающими растениями эти минеральные примеси участвовали во всех стадиях торфо- и углеобразования  [c.98]

    Таким образом, растение, строя свое тело, на определенной ступени развития откладывает в запас различные продукты, одни из них находятся в клетках клубня в виде водного раствора — аминокислоты, белки, сахара, минеральные вещества, другие — в виде нерастворимых включений — гранулы (зерна) крахмала, эмульсия жира. [c.12]

    УГЛИ БУРЫЕ — твердое горючее ископаемое гумусовой природы представляет собой смесь в разной мере превращенных остатков высших растений, водорослей и организмов планктона содержит примеси минеральных веществ (зола). Зольность У. б. достигает 30% и более, влажность достигает 20%. По внешнему виду У. б. отличаются от торфов большей однородностью, отсутствием неразложившихся остатков растений. У. б. применяют как топливо и как химическое сырье в производстве многих синтетических продуктов. [c.257]

    Многие вещества, нерастворимые в чистой воде, в почвенной жидкости растворяются, иногда даже в значительных количествах. Это происходит потому, что почвенная жидкость в большинстве случаев обладает кислотным характером. В то же время известно, что многие вещества, нерастворимые в воде, растворяются в кислотах. Корни растений своими выделениями также принимают активное участие в растворении многих минеральных веществ почвы, нерастворимых в чистой воде. [c.168]

    Крахмал — резервный гомополисахарид растений. Состоит из двух полисахаридов а-амилозы и амилопектина (96,1—97,6 %), минеральных веществ, в основном фосфатов (0,2—0,7 %). В крахмале найдено 0,6 % жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой и др.). [c.31]

    Для обеспечения минерального питания растений в условиях гидропоника применяются различные питательные вещества, включая микроэлементы я железо В качестве железосодержащих компонентов применяют соли серной, хлороводородной и лимонной кислот Неорганические соли быстро осаждаются в виде фосфатов из питательных растворов, поэтому последние приходится корректировать Цитрат железа более устойчив по отношению к фосфатам, но и он недолговечен [c.477]

    Два вида сложных тканей — ксилема и флоэма — составляют проводящую сеть, или циркуляторную систему растения. Клетки, образующие ксилему, или деревянистую ткань, в основном мертвы, а толстостенные сосуды (трахеиды) служат для переноса воды и растворенных в ней минеральных веществ от корней к стеблю и листьям. Клетки [c.61]

    Для получения амилазы перспективно использование семян растений, содержащих высокий процент белка (11-20 %), крахмала (60-64 %), жира 2 %, минеральных веществ, витаминов группы В и РР, Такими семенами являются семена злаковых, [c.209]

    Внутренняя, или растительная, зола образуется из минеральных веществ растений, которые послужили материалом для формирования данного топлива. Она состоит преимущественно из окислов щелочных и щелочноземельных металлов. Растительная зола растворяется в 107о-ной НС1 и частично в воде. Зольность различных древесных видов составляет около 1 % и редко превышает 3%. Болотные растения имеют самое высокое содержание минеральных веществ. Зольность мхов колеблется от 3,18 до 19,92%, а пресноводных и морских водорослей — от 10 до 30%), причем в некоторых случаях достигает 60%. [c.98]

    Явление улучшения роста многих растений, находящихся в симбиозе с грибами микоризы, хорошо известно. Недавно было высказано предположение (Mexal, Reid, 1973) о том, что роль грибов в подобных сообществах, вероятно, не ограничивается лишь их участием в обеспечении более эффективного всасывания минеральных веществ растением. Поскольку грибы весьма активно поглощают воду, они могут защищать растение от обез-вол ивания. Такое же предположение о защитной (или водопоглощающей) функции грибов было высказано недавно и в отношении лишайников (Вгоск, 1975Ь). [c.428]

    При смешении торфа с минеральными удобрениями и аммиачной водой создаются условия для перевода азота торфа в состояние, в котором он становится доступен для усвоения растениями. При обработке торфа водным раствором аммиака и добавке суперфосфата получают удобрение — гумофос натрия. Приготовляют также торфонавоаные компосты и смеси торфа с минеральными веществами известью, золой, фосфоритовой мукой. [c.150]

    Как именно бактерии, стимулирующие рост растений, способствуют поглощению растением таких минеральных веществ, как фосфор, до конца не установлено. Высказывалось предположение, что у растений, обработанных стимулирующими их рост бактериями, лучше развивается корневая система, а потому они более эффективно поглощают из почвы нужные им вещества, т. е. влияние бактерий носит опосредованный характер. Однако эксперименты с Azospirillum показали, что этот организм увеличивает поглощение именно минеральных ве- [c.326]

    Основные виды твердого топлива — каменный и бурый уголь, антрацит, торф, горючие сланцы, дерево. Ископаемые угли, аитрацнт и тсрф образовались в результате медленного разложения растений без доступа воздуха. Твердое топливо в ссновиом состоит нз углерода, водорода, кислорода, азота, влаги и минеральных веществ. Углерод и водород составляют горючую часть топлива, влага и минеральные вещества — негорючую часть (балласт). Топливо с большим содержанием балласта называется низкосортным. Очевидно, чем больше горючая часть топлива, тем больше теплоты будет выделяться при его горении. Горючая часть у антрацита составляет 97 %, каменного угля — 89,4, бурого угля — 74, торфа — 64,2,дерева— 56 %. Из этих видов твердого топлива лучшим является антрацит. Дрова как топливо потеряли свое прежнее значение. [c.137]

    Афохнмия, агрономическая химия (от греч. agros — поле и химия) — наука о питании растений, о применении удобрений и химических средств защиты растений, для обеспечения высоких урожаев. А. изучает химические и биохимические процессы, протекающие в почве и растениях, изучает минеральное питание растений, ростовые вещества, гербициды. А.— научная основа химизации земледелия и растениеводства. [c.5]

    На обрабатываемых почвах происходит постепенное уменьшение минеральных составляющих, поглощаемых растениями (в качестве примера укажем, что в состав люцерны входит 10% минеральных веществ). Чтобы ежегодно можно было собирать с земли обильные урожаи, следует систематически вносить в почву минеральные удобрения, потребляемые растениями естественный процесс выветривания, благодаря которому минеральные вещества попадают в почву, происходит гораздо медленее, чем удаление из почвы этих веществ растениями. Недостающие минеральные вещества могут быть внесены в почву в виде химических удобрений или так называемых органических удобрений. [c.221]

    Растения обычно содержат вместе два вида красящих веществ -келтое — ксантофилл и зеленое — хлорофилл. Эти вещества нерастворимы в воде, но при экстрагировании водой растений, содер- кащих хлорофилл, вода растворяет находящиеся в нем минеральные соли, вследствие чего изменяется коллоидальное состояние хлорофилла и он становится растворим. Для удаления хлорофилла из растений был применен метод Вильштеттера — экстрагирование его 80% ацетоном в аппарате Сокслета. Для освобождения от желтого красящего вещества растение быстро встряхивается с чистым ацетоном, после чего хлорофилл экстрагируется 80 % ацетоном. Хлорофилл представляет собой порошок темнозеленого цвета, нерастворимый в воде. [c.63]

    Согласно этому документу, шумерский врач при составлении лекарств обращался к растительным, животным и минеральным веществам. Наиболее популярным из последних в то время являлись натрия хлорид и калия нитрат. Из животных материалов применялись молоко, змеиная кожа, панцирь черепахи. Большинство лекарств было растительного происхождения, например кассия, мирра, тмин, части истолченных семян, части корней, ветвей, коры, камеди ивы, груши, фигового дерева, финиковой пальмы. Растения консервировали или примейяли в виде порошка или небольших частей растения. [c.7]

    Прчвы — уникальный природный слой биосферы, в котором сложность состава сочетается со сложным взаимодействием различных форм движения материи. Поскольку почвы являются источником плодородия, то они изучались весьма обстоятельно почвоведами и агрохимиками в разных странах. К настоящему времени о почвах накопился огромный эмпирический материал. Почвенный и растительный покров суши представляет собой неразрывное единство — глобальную естественную систему при совместном функционировании растений, грибов, микроорганизмов и коллоидно-дисперсного минерального вещества. Таким образом, почвы выступают как биогенные образования природы. Обычно почвой называют рыхлый поверхностный слой континентов, возникший из горных пород под воздействием растений, животных и микроорганизмов. Однако почвы занимают далеко не всю поверхность современных континентов. Развитие земледелия на 40 % сосредоточилось на четырех типах почв чернозем, 1 темные почвы прерий, серые и бурые лесные почвы. К настоящему времени лучшие почвы уже распаханы и естественно, что перед человечеством возникает проблема ограниченности почвенных ресурсов планеты. Распределение этих ресурсов показано на диаграмме рис. 30, составленной В. А. Ковдой в 1974 г. [c.344]

    К основным механизмам стимуляции роста растений микроорганизмами прямого действия относятся 1) фиксация атмосферного азота, который затем используется растением 2) образование легкоусваиваемых форм железа и фосфора и/или поглощение из почвы и доставка этих полезных минеральных веществ в растения 3) синтез фитогормонов, вызывающих пролиферацию растительных клеток. Опосредованная стимуляция роста растения каким-либо щтаммом полезного микроорганизма проявляется через предотвращение роста фитопатогенного почвенного микроорганизма, который мог бы отрицательно влиять на нормальный рост и развитие растения. Такое действие называется антибиозом и может заключаться либо в истощении полезным микроорганизмом лимитирующего субстрата, либо в синтезе и секреции соединения, препятствующего росту фитопатогена. [c.306]

    Бактерии, стимулирующие рост растений, оказывают свое действие несколькими способами 1) фиксируют атмосферный азот, который затем используется растением 2) синтезируют сидерофоры, которые солюбилизируют и связывают железо из почвы и обеспечивают им растительные клетки 3) синтезируют фитогормоны, ускоряющие разные стадии роста 4) солюбилизируют минеральные вещества (такие, как фосфор), которые затем используются растением 5) синтезируют ферменты, способные регулировать уровень растительных гормонов. Каждая бактерия, стимулирующая рост растений, может использовать один или несколько из этих механизмов. [c.326]

chem21.info

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА РАСТЕНИЙ - Лекции

В растениях, в том числе лекарственных, наряду с органическими, содержатся минеральные вещества, элементы которых обнаруживаются в золе при их сжигании. Минеральные вещества воздействуют на коллоидные вещества плазмы, отчасти являются регуляторами жизненных процессов, протекающих в растениях, и, очевидно, в ряде случаев оказывают лечебный эффект. Содержание минеральных веществ в растениях может меняться в зависимости от состава почвы, влажности, биологии растения и др. Минеральные элементы по содержанию их в растении делят на макроэлементы (К, Са, Mg, Fe), микроэлементы (Мn, Сu, Zn, Co, Mo, Cr, Al, Ba, V, Se, Ni, Sr, Cd, Pb, Li, B, I, Au, Ag, Br) и ультрамикроэлементы. Высокая биологическая активность минеральных элементов проявляется, вероятно, и при использовании некоторых лекарственных растений. Можно в этой связи указать на использование ламинарии, богатой йодом, для лечения тиреотоксикоза; ранозаживляющие свойства сфагнума могут быть до известной степени связаны с его минеральным составом; кровоостанавливающие свойства лагохилуса опьяняющего — с высоким содержанием кальция; применение в ряде стран спорыша для лечения легочных заболеваний, возможно, определяется высоким содержанием кремния и т.д.

Проблема систематического изучения микроэлементного состава лекарственных растений имеет важное значение для медицины. В настоящее время большое значение придается комплексным препаратам, содержащим витамины, аминокислоты и минеральные вещества. Микроэлементы не только сами обладают определённым физиологическим действием, но могут также проявлять синергизм по отношению к целому ряду веществ, а поэтому из растений можно получать препараты комбинированного действия. Установлено, что Mn и Мо потенцируют действие сердечных гликозидов, Мn усиливает действие аскорбиновой кислоты и каротиноидов, содержащихся в лекарственных растениях, и др. Кроме того, микроэлементы растительного происхождения лучше усваиваются человеческим организмом, так как они находятся в растении в «биологических» концентрациях.

^ СЫРЬЕВАЯ БАЗА ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

В большинстве развитых стран, в том числе и в России, сырьевая база лекарственного растительного сырья формируется на основе: 1) заготовок сырья от естественно произрастающих лекарственных растений; 2) заготовок от культивируемых лекарственных растений; 3) сырья, закупаемого по импорту; 4) сырья, получаемого путём культивирования клеток и тканей лекарственных растений. В разных странах соотношение объемов сырья, заготавливаемого тем или иным путём, различно, что связано с богатством естественной флоры, развитием агропромышленного комплекса и сложившимися традициями.

Валовый сбор лекарственного растительного сырья в бывшем СССР к началу 90-х годов прошлого века составлял около 65 тыс. тонн. Примерно 2/3 этого количества использовалось на предприятиях химико-фармацевтической промышленности для производства лекарственных средств. Потребность в лекарственном растительном сырье обеспечивалась примерно на 75 %.

В настоящее время культивируется около 60 видов лекарственных растений и ещё до 160 дикорастущих видов используется для заготовки лекарственного растительного сырья, однако лишь примерно 30 видов, включая эфирномасличные растения, имеет максимальный удельный вес в общем объёме заготовок. В перечень импортируемых видов входит сырьё тропических лекарственных видов, не произрастающих на территории России (кора корней раувольфии, семена строфанта, чилибухи и др.).

Около 13-14 видов сырья в объёме 5-6 тыс. тонн, имеющих комплексное использование, закупаются по договорам у неспециализированных хозяйств: кукурузные рыльца, семена льна, тыквы, плоды зонтичных, смородины, створки плодов фасоли, ламинария, клещевина и др. Перспективным направлением в расширении сырьевой базы следует рассматривать культуру клеток и тканей лекарственных растений на питательных средах (женьшень, виды раувольфии и др.).

^ Краснодарский край: «Апшеронский» — мята перечная, череда трёхраздельная, перец однолетний, ромашка аптечная, наперстянка пурпуровая; «Гиагинский» — красавка, мята перечная, перец однолетний; «Краснодарский» — мята перечная, ромашка аптечная, череда трёхраздельная.

^ Поволжье и Башкирия: «Сергиевский» (Самарская обл.) и «Шафраново» (Башкирия), где культивируются календула лекарственная, пустырник пятилопастный, расторопша пятнистая, укроп пахучий, виды шиповника.

^ Центральная Россия: «Воронежкий» — валериана лекарственная, календула лекарственная, белена чёрная; «Курский» — ромашка аптечная, мята перечная, шалфей лекарственный, тмин.

Западная Сибирь: «Лекарственный» (Новосибирская обл.) — валериана лекарственная, ромашка аптечная, пустырник пятилопастный, календула лекарственная; «Сибирский» (Алтай) — облепиха крушиновидная.

^ Дальний Восток: «Женьшень» (Приморский край) — женьшень, календула лекарственная, мята перечная, ромашка аптечная.

В дальнейшем следует ожидать увеличения номенклатуры лекарственных растений, используемых как для производства фитопрепаратов, БАДов, лечебно-профилактических и гомеопатических лекарственных средств, так и в качестве лекарственных средств в виде моносырья. Это обусловлено рядом причин:

1) увеличение доли препаратов растительного происхождения в общем объёме производства лекарственных средств во многих странах мира;

2) увеличение числа фитопредприятий, а также специализированных производств, занимающихся выпуском БАДов на основе лекарственного растительного сырья;

3) увеличение доли лекарственного растительного сырья, экспортируемого за рубеж, в связи с резко сократившимися во многих странах мира объёмами заготовок отечественного сырья.

^ КУЛЬТУРА КЛЕТОК И ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ - ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ

В самом общем смысле культура клеток и тканей (далее — культура тканей) - это искусственное in vitro индуцирование делений клеток или выращивание в пересадочной культуре тканей, возникших путём пролиферации клеток изолированных сегментов разных частей растения.

Основоположниками культуры растительных тканей как новой области биологической науки считаются Ф. Уайт и Р. Готре (начало XX в.). В конце 30-х гг. XX в. был разработан метод выращивания растительных клеток в суспензионной культуре и получения биомассы от единичных клеток, что позволило выделять однородный в генетическом и физиологическом отношении материал.

В странах бывшего СССР освоение метода культуры тканей начато с конца 50-х гг. XX в. и связано с именем Р.Г. Бутенко. В 1967 г. по инициативе И.В. Грушвицкого в Ленхимфарминституте (ныне Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия) была создана первая в стране лаборатория культуры тканей лекарственных растений. Позже подобные лаборатории были созданы во Всероссийском институте лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) (Москва) и Томском медицинском институте (ныне Сибирский государственный медицинский университет).

Первоначально разрабатываемый в чисто теоретическом плане метод культуры тканей, начиная с середины 60-х годов XX в., входит в арсенал особого направления научно-производственной деятельности, известного под названием биотехнология. Технологии, основанные на методе культуры тканей, уже помогают создавать новые формы и сорта сельскохозяйственных растений и получать промышленным путём продукты растительного происхождения.

Все объекты, культивируемые in vitro, выращиваются стерильными. Стерилизуются исходные кусочки ткани растений (экспланты), питательная среда; антисептически в специальных боксах стерильным инструментом проводятся манипуляции по выращиванию объектов. Сосуды, в которых культивируются ткани и клетки, закрываются так, чтобы предотвратить инфицирование в течение продолжительного времени.

В культуре тканей лекарственных растений можно выделить три главных направления: получение недифференцированной каллусной массы, создание исходного генетического разнообразия форм растений, а также клеточную селекцию и клональное микроразмножение растений.

В природе каллусообразование — естественная реакция на повреждение растений. В культуре изолированных тканей при помещении экспланта (т.е. фрагмента ткани или органа) на питательную среду его клетки дедифференцируются, переходят к делению, образуя однородную недифференцированную массу — каллус.

В асептических условиях каллус отделяют и помещают на поверхность агаризованной питательной среды для дальнейшего роста. В результате получают культуру каллусной ткани, которую можно поддерживать неограниченно долго, периодически разделяя её на трансплантаты и пересаживая на свежую питательную среду.

Каллусы легко образуются на эксплантах из различных органов и частей растений: отрезков стебля, листа, корня, проростков семян, фрагментов паренхимы, тканей клубня, органов цветка, плодов, зародышей и т.д. Культивирование каллусных клеток проводят главным образом двумя способами: на агаризованных питательных средах или различных гелеобразующих подложках (силикагель, биогели, полиакриламидные гели, пенополиуретан и др.

biologrefs.ru

Минеральные элементы растения

Концентрация минеральных веществ в самих растениях в большинстве случаев мало связана с их концентрацией в среде. Например, соотношение K+/Na+ в растениях обычно составляет 5–20, тогда как в среде, как правило, больше Na+. С другой стороны, элементы, содержащиеся в окружающей среде в низких концентрациях, могут накапливаться в растениях в значительном количестве.

Эта способность растений характеризуется так называемым коэффициентом накопления:

           Концентрация элемента в клетке (растении)N  = ----------------------------------------------------------------           Концентрация элемента в окружающей среде

Качественный состав внутриклеточного содержания растений все же зависит от содержания минеральных веществ в почве, а также от условий окружающей среды. Все элементы, которые присутствуют в почве, могут быть выявлены в растениях. Содержание одного и того же элемента в тканях и клетках растений очень неустойчивое и зависит от многих факторов.

Потребность в минеральных элементах у растений весьма разнообразная. Однако можно утверждать, что отсутствие необходимого для роста и размножения элемента вызывает определенные симптомы голодания.

Еще раз отметим, что ни присутствие, ни концентрация минеральных элементов в самих растениях не является критерием необходимости. Хорошо зарекомендовало себя в этом отношении (относительно необходимости) так называемое тройное правило Арнона, которое было предложено еще в 1939 году. Элемент признается необходимым в случае, когда:

1. Растение без него не может закончить свой жизненный цикл;

2. Другой элемент не может заменить функцию изучаемого элемента;

3. Элемент непосредственно включен в метаболизм растения.

Подвижность разных веществ в почве широко варьирует: высокоподвижные – калий, натрий, фосфор, сера; среднеподвижные – магний, железо, медь, цинк; относительно подвижные – кальций, магний, бор.

Однако подвижность ионов промежуточной группы зависит от их количества в почве (увеличивается с увеличением концентрации).

Принципы подбора природой металлов для построения биомассы до настоящего времени не выяснены, хотя точно известно, что их распространение не было решающим критерием. Так алюминий и титан – очень распространены в природе, однако не являются элементами жизни.

Напротив, молибден, редко встречающийся в природе, является очень необходимым, например, при переносе электронов.

Макро и микроэлементы. Питательные элементы, которые используются растениями из субстрата в больших количествах (содержание их в золе 10 –1 –10 –2 %), называют макроэлементами, а необходимые в значительно меньшем количестве (содержание 10 –3 % и ниже) – микроэлементами.

Вода и СО2 рассматриваются отдельно, но в этом контексте необходимо считать их макроэлементами. К макроэлементам относятся K, Ca, Mg, N, P, S (Н2О и СО2), для галофитов следует добавить Na и Cl.

Микроэлементы: Mn, Zn, Cu, Cl, B, Mo, сюда же относится и Fe, который располагается на границе макро- и микроэлементов.

Водорослям необходим один или несколько из следующих элементов: Со, Si, I, V. Некоторым высшим растениям необходимы селен, кремний.

Кроме необходимых элементов для роста, в оптимальных пределах должны быть и другие факторы: рН, температура, обеспечение О2, градиент водного потенциала, а для зеленых растений – освещенность соответствующей интенсивности и протяженности.

Минеральные элементы играют определенную роль в обмене веществ в растении. Отметим, что в отсутствии наименее важного из этих элементов жизнь была бы невозможна, как и при излишестве любого из них.

Среди физиологов растений раньше был распространен взгляд в соответствии с которым считали, что элементы минерального питания поступают в растения с водой на основе осмотических и диффузионных ограничений. Однако Д. А. Сабинин показал, что эти процессы независимы:

– нет прямой связи между транспортируемым количеством растением воды и количеством солей, поглощаемых из почвенного раствора корневой системой;

– наблюдаемое одновременное движение ионов и воды через корневые системы происходит в противоположных направлениях;

–      механизмы поступления воды и ионов разные.

biofile.ru

Состав золы растений (минеральных веществ) | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Какие зольные элементы необходимы расте­нию для его нормального питания? В состав золы растения, которая в среднем составляет 5% от сухого веса, входят очень разнообразные мине­ральные вещества.

Химический состав золы неодинаков у различных растений, растущих даже на одной и той же почве, что, несомненно, указывает на избиратель­ную способность растений к накоплению тех или иных минеральных ве­ществ. Неодинаков состав золы и в различных органах одного и того же растения. Меняется состав золы у одного и того же растения в зависимо­сти от климатических условий года, а также и от характера почвы, на ко­торой оно растет.

В таблице приведен состав золы, вычисленный не на элемент, а на его окисел, причем количество каждого окисла дано в процентах от общего количества чистой (т. е. лишенной углекислоты) золы.

Из таблицы видно, что семена очень богаты фосфором и калием, кото­рые крайне необходимы при интенсивном росте проростков. В стеблях многих растений находятся значительные количества кремнезема. Клубни и корни ряда растений содержат много калия.

В связи с неодинаковым поглощением растением минеральных веществ стоит и различное поглощение питательных веществ из почвы. Из таблицы видно, что картофель, свекла и бобовые больше, чем злаки, поглощают пи­тательных веществ из почвы, в частности калия и фосфора.

Как же узнать, какие из элементов необходимы растению? Для этой цели ставят водные культуры растений. Берут стеклянные банки вместимостью на несколько литров воды и наливают в них раствор минеральных солей, в котором и выращивают растение. Такие растворы получили наз­вание питательных смесей. Существует много рецептов подобных смесей. Приводим один из них, наиболее употребительный.

На один литр раствора:

Ca(NO3)2 — 1 г

KCl — 0,25 г

Kh3PO4 — 0,25 г

MgSO4 — 0,25 г

FeCl3 — следы

Питательный раствор обычно бывает мутным от образующегося фос­форнокислого железа.

Многочисленные опыты показали, что для того чтобы растение разви­валось нормально, в питательной смеси должны быть следующие мине­ральные элементы: K, Ca, Mg, Fe, P и S. Кроме того, растение поглоща­ет азот.

worldofschool.ru

Смотрите также

• 
  Вещества растений минеральные
• 
  Живая изгородь растение
• 
  Комнатные растения тля
• 
  Продукты из растений
• 
  Почему растение растет
• 
  Ядро растения это
• 
  Центры культурных растений
• 
  Растения горки альпийской
• 
  Строения корня растения
• 
  Альпийской горки растения
• 
  Растения в казахстане