Растения восстановление нитрата

Энзимология денитрифицирующих бактерий изучена еще недостаточно полно, однако можно думать, что восстановление нитрата происходит ступенчато [уравнение (10-36)]1 [12, 124]. Все этн бактерии могут восстанавливать нитрит и нитрат, а некоторые и НгО. Другие же при определенных условиях образуют ЫгО. Уравнение (10-36) может также служить иллюстрацией ассимилирующего восстановления нитрата или нитрита в NH3, которое является почти универсальным процессом для бактерий, грибов и зеленых растений. Восстановление нитрата может [c.431]

Второй путь усвоения азота осуществляется растениями, которые поглощают его в виде нитратов, т.е. в связанном виде — из почвы, где они образуются различными способами либо это результат окисления аммиака, выделяющегося при разложении органических веществ либо это соли азотной кислоты (селитры), содержащиеся в некоторых минералах либо это окислы азота, образующиеся в результате атмосферных процессов. Восстановление нитратов до аммиака протекает в два этапа сначала под действием нитрат-редуктазы образуются нитриты, которые на втором этапе нитрит-редуктазой восстанавливаются до аммиака (схема 4.3.1). [c.79]

Молибден. В растениях Мо участвует в восстановлении нитратов до аммиака при синтезе аминокислот и белковых веществ. Молибден входит в фермент нитратредуктазу, активирующую этот процесс. Молибден имеет важное значение для жизнедеятельности клубеньковых бактерий в отсутствие его они не фиксируют атмосферный азот. Положительное действие он чаще всего оказывает также на цветную капусту. Молибдена в сухом веществе очень мало — 0,1—1,3 мг на 1 кг его больше в растениях семейства бобовых. [c.313]

Количество энергии, выделяемой при реакциях, протекаю- щих в живых организмах и осуществляемых в химических ла-Г бораториях совершенно одинаково. Так, при сжигании 1 грамм->3 молекулы глюкозы на воздухе выделяется 686 ккал столько же энергии выделяется и при окислении глюкозы до СОг и НгО в живых организмах. Точно так же термодинамически равное количество энергии необходимо затратить, например, для восстановления нитратов до аммиака в растениях или в химической лаборатории, или для синтеза различных органических соединений на заводах, или в тканях живых организмов. [c.17]

Мы видели, что для восстановления нитратов необходимы металлы — молибден, медь, железо, магний и марганец. При недостатке этих элементов редукция нитратов резко замедляется, что влечет за собой их накопление в тканях растений и ослабление синтеза органических соединений азота. Особое значение в процессе восстановления нитратов придается молибдену. В ряде почв имеется недостаточное количество этого элемента, или он содержится в недоступной для растений форме. Поэтому для усиления процессов восстановления нитратов, а следо- [c.239]

Если растения содер сат достаточное количество углеводов, то нитраты восстанавливаются до аммиака еще в корнях, поглощающих нитратный азот. Процесс ферментативного восстановления нитратов, происходящий в растении благодаря окислению углеводов, идет по следующей схеме [c.183]

Все эти соображения привели меня к выводу, что формальдоксим и формамид являются первыми четвертичными членами восстановления нитратов в растениях. [c.11]

Восстановление нитрата растениями и микроорганизмами служит двум целям с одной стороны, из нитрата образуется аммиак, который используется в реакциях синтеза, с другой — нитрат служит конечным акцептором электронов. В последнем случае продуктом восстановления может быть N25 NgO или N0 — в зависимости от вида организма, у которого такое восстановление наблюдается. Эти вещества уже более не вовлекаются в метаболизм клетки, и, следовательно, ассимиляции нитрата при этом не происходит. [c.423]

В мире живых существ можно встретить почти все возможные переходы между дыхательным и ассимиляционным типом восстановления нитратов. Ранее мы уже рассматривали в качестве типичной ассимиляционной редуктазы НАД-Нг-специфичную нитратредуктазу высших растений, представляющую собой молибденсодержащий флавопротеид. Однако даже для этого фермента был описан пример [31] — речь идет о семядолях сои, когда в анаэробных условиях молибденсодержащий флавопротеид функционирует как дыхательная , а вернее, как бродильная , редуктаза. [c.282]

Нитратная форма служит основным источником азотного питания растительности в силу своей подвижности, несмотря на необходимость траты дополнительной энергии, связанной с восстановлением нитрата растением. [c.9]

Снижение содержания углеводов при внесении повышенных доз азотных удобрений объясняется тем, что на многих этапах азотного обмена (при восстановлении нитратов до аммиака, биосинтезе аминокислот из аммиака, биосинтезе амидов, азотистых оснований, нуклеиновых кислот, белков и других азотистых соединений) растение затрачивает большое количество энергии, которую оно получает в процессе окисления углеводов. Углеродный скелет образующихся азотистых соединений также строится за счет углеводов или продуктов их превращений. Поэтому при интенсивном биосинтезе азотистых соединений содержание углеводов (или жиров) в растениях понижается. [c.387]

По мере увеличения длительности пребывания растений на питательной смеси с меченым аммиачным азотом процент эндогенного, так же как и экзогенного, аммиака все время возрастает. Вследствие этого при недостатке калия накопление аммиака в растениях достигает таких концентраций, которые уже вызывают явный токсический эффект и в предельном случае — гибель растений от аммиачного отравления. Недостаток калия вызывает снижение интенсивности синтеза и обновления белка также и при нитратном источнике азота. Так, количество обновленного белка при экспозиции растений овса на меченном изотопом N 5 нитратном азоте в течение 48 часов при недостатке и норме калия составляло соответственно 41 и 30%. Но так как концентрация аммиака в растениях при нитратном источнике азота весьма мала вследствие постепенного восстановления нитратов, то в этом случае недостаток калия хотя и сказывается отрицательно на росте растений, но не вызывает таких катастрофических последствий, как это могло бы быть при аммиачном источнике азота. [c.154]

Изучая интенсивность восстановления нитратов при различных условиях питания растений, мы установили, что восстановление нитратов происходит более энергично в момент.их поступления в растение и неизмеримо слабее тогда, когда нитраты уже более йли менее продолжительное время находились в тканях растений. Это удалось показать таким образом растения до экспозиции их на N 5 выращивались в водных культурах на нитратном (немеченом) источнике азота, и в этих условиях в тканях растений накапливались в значительных количествах нитраты. Затем растения переносились на питательный раствор, азот в котором был представлен меченным по N азотнокислым кальцием. Одновременно на такой же раствор переносились и растения, которым до этого давался не нитратный, а аммиачный азот. [c.240]

В растениях, предварительно выращенных на немеченом нитратном источнике азота, при последующей экспозиции на происходило разбавление вновь поступивших меченых нитратов ранее поступившими (старыми) немечеными нитратами. В силу этого разбавления обогащение изотопом Ы фракции нитратного азота в этих вариантах опыта было в несколько раз ниже, чем для нитратной фракции, выделенной из растений, получавших до экспозиции на М аммонийный азот. Если бы вновь поступившие ( новые ) и ранее поступившие ( старые ) нитраты с одинаковой интенсивностью подвергались дальнейшим превращениям в растении, то продукты восстановления нитратов — аммиак и аминокислоты — имели бы соот- [c.240]

Так как важнейшая функция молибдена в растениях — участие в процессе восстановления нитрат-ионов, то при недостатке молибдена в растениях появляются симптомы азотной недостаточности. [c.545]

Из всех этих соображений вытекает, что проблема восстановления нитратов в растениях сводится к действию формальдегида па азотную кислоту. В чем же заключается это действие [c.11]

Известно, что азот, входящий в состав азотистых соединений, образующихся в растениях, происходит в значительной степени, если не полностью, из азотнокислых солей почвы, восстанавливающихся в растительном организме. Это восстановление нитратов — одно из самых интересных явлений в химии растений. Оно интересно для физиолога, так как его непосредственным следствием является образование белковых веществ, существование которых есть необходимое условие всякого жизненного процесса. Оно интересно также и для химика, так как им обусловливаются синтезы, которые до настоящего времени не удается осуществить в лаборатории. Но несмотря на все значение этой проблемы, она до сих пор еще не получила сколько-нибудь удовлетворительного решения. [c.196]

Внимательное изучение условий, в которых протекает восстановление нитратов в растениях, привело меня к некоторым выводам, касающимся химического механизма этого явления. В течение долгого времени мне не удавалось подтвердить эти выводы соответственными опытами результаты, которые я получал, были недостаточно резко отрицательными, для того чтобы опровергнуть мои выводы, ио, с другой стороны, они и не подтверждали их с достаточной определенностью. Лишь в самое последнее время мне удалось найти метод, дающий вполне убедительные доказательства правильности моей гипотезы. [c.196]

Прежде чем перейти к изложению этой гипотезы и к описанию опытов, поставленных для ее подтверждения, я считаю полезным кратко пересмотреть главнейшие гипотезы, относящиеся к химизму восстановления нитратов и образования азотистых соединений в растениях, и дать, таким образом, обзор современного состояния наших знаний по этому существеннейшему вопросу химии растений, [c.196]

Гипотеза Готье, изложенная им в его Биологической химии дает полную картину синтеза белковых веществ в растениях, основанного иа азотнокислых солях почвы. Согласно этому автору, синильная кислота является первым продуктом восстановления нитратов в растениях. Он [c.196]

Гипотеза, предложенная О. Левом для объяснения механизма восстановления нитратов и образования белков в растениях, вытекает из другой, более общей гипотезы, высказанной этим автором около двадцати лет том г назад. Я вынужден поэтому изложить здесь взгляды О. Лева в целом эти взгляды бесспорно отмечены определенной оригинальностью, но носят, как выразился физиолог Бауман, несколько авантюристический характер . [c.198]

Суспензии хлоропластов, способные восстанавливать на свету хиноны и окисное железо (реакции Хилла и Варбурга), не восстанавливают фотохимически нитраты. 2. Зеленые листья, богатые углеводами, слабо восстанавливают нитраты в темноте, несколько сильнее на свету в атмосфере ез СО2 и сильно на свету в атмосфере с СО. Таким образом можно считать, что восстановление нитратов осуществляется активными продуктами первичного восстановления СО2 (коассимиляция СО2 и N63). 3. Такая же зависимость установлена для синтеза белков. 4. Качество света (красный и синий) не влияет на скорость восстановления нитратов, но синий свет благоприятствует относительно более интенсивному синтезу белков. Это заставляет предполагать наличие не только основной первичной, но и вторичных фотохимических реакций, определяющих ход поздних стадий образования прямых продуктов фотосинтеза, к которым надо отнести и часть белков, а также и некоторые другие соединения. Таким образом результаты работы фотосинтетического аппарата растений многообразны и зависят от условий питания, освещения и физиологического состояния растений. (Прим. ред.) [c.548]

Нитратредуктаза — фермент, катализирующий первый этап восстановления нитратов до аммиака в растениях (восстановление нитратов до нитритов), относится к группе оксидоредуктаз. Нитратредуктаза — металлофла-вопротеид, активной группировкой которого является молибден. [c.135]

Третий этап — восстановление нитратов растениями и многими микроорганизмами вновь до аммиака при помощи фермента нитроредуктазы. [c.396]

В природе имеются значительные запасы азота. Во-первых, большие количества азота входят в состав населяюш,их землю организмов, главным образом растений. При отмирании этих организмов азот попадает в почву и водоемы и подвергается воздействию микроорганизмов. Сначала аммонифицирующие микроорганизмы превращают органический азот в минеральный, доступный растениям. Далее нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотной кислоты, переводя таким образом азот в еще более доступную для растений форму. Параллельно происходит процесс восстановления нитратов до молекулярного азота. Этот процесс осуществляется денитрифицирующими бакте-териями и ведет к переходу азота в атмосферу и обеднению почвы. Фиксация атмосферного азота клубеньковыми и свободноживущи-ми азотфиксирующими бактериями вновь обогащает почву связанным азотом. [c.147]

Большинство растений усваивают нитраты легче, чем аммиак,— возможно, из-за токсичности последнего В некоторых случаях образование ферментов, участвующих в усвоении нитратов, индуцируется самим присутствием нитратов. Восстановление нитратов до аммиака показано на бесклеточных экстрактах, и отдельные реакции этого процесса были изучены в институте Мак-Коллум — Пратта в США и в Лонг-Аштонской лаборатории в Англии. [c.397]

Известно, что нитраты довольно быстро восстанавливаются в растениях, и иногда их восстановление заканчивается в корневой системе. Накопление повыщенного количества нитратов в надземных органах растений бывает сравнительно редко, лишь при неблагоприятных условиях выращивания растений или при избыточных дозах нитратных удобрений. Для восстановления нитратов необходимы фосфор, магний, молибден и другие элементы. При недостаточном питании растений этими элементами нитраты восстанавливаются очень медленно, и они накапливаются в надземных органах. Накопление нитратов в растениях может происходить при внесении избыточных доз нитратных удобрений. Интенсивность восстановления нитратов тесно связана с двумя основными процессами, в результате которых выделяется энергия,— дыханием и фотосинтезом. Если растения обеспечены достаточным количеством углеводов, нитраты восстанавливаются в основном в корневой системе при участии НАД Из или НАДФ Нг, образующихся при распаде углеводов через цикл ди- и трикарбоновых кислот. Если же интенсивность фотосинтеза ослаблена и растения испытывают некоторый недостаток углеводов, часть нитратов не успевает восстановиться в корнях и поступает в надземные органы, где восстанавливается при участии никотинамид-аденин-динуклеотидов, образующихся при фотосинтезе. Нитраты могут восстанавливаться и в темноте, но на свету и при наличии фотосинтеза этот процесс значительно усиливается. [c.239]

Заканчивая рассмотрение аминокислотного обмена, следует сказать, что обычно в растениях в свободном состоянии содержится 20—30 различных аминокислот, которые подвергаются непрерывным превращениям используются для синтеза белков, нуклеиновых кислот, алкалоидов и других азотистых веществ, превращаются в безазотистые соединения — органические кислоты, углеводы, жиры. Содержание аминокислот в растениях может резко меняться в зависимости от возраста растений, от ряда внешних условий (температуры, длины дня, увлажнения и т. д.), а также от питания. При этом изменяется ке только концентрация, но и качественный состав аминокислот. Различные внешние воздействия, нарушая течение азотного обмена, часто направляют его по другим путям, что приводит к уменьшению или даже к исчезновению ряда аминокислот, характерных для данного растения, или, наоборот, к повышенпю общего содержания аминокислот, или появлению ряда нехарактерных продуктов азотного обмена. При обычных условиях выращивания количество свободных аминокислот с возрастом растений понижается. В вегетативных органах растений свободных аминокислот обычно больше, чем в репродуктивных, в то время как для белков наблюдается обратная зависимость. При различных условиях минерального питания содержание индивидуальных аминокислот в растениях и соотношение между ими могут быть резко различными. Увеличение общего количества свободных аминокислот в растениях и усиленное накопление отдельных аминокислот наблюдается при пониженном питании растений калием, фосфором, серой, кальцием и магнием, а также при недостатке ряда микроэлементов цинка, меди, марганца, железа. Увеличение содержания аминокислот наблюдалось также при лучших условиях азотного питания. При недостатке молибдена количество свободных аминокислот и амидов в растениях уменьшалось вследствие ослабления восстановления нитратов. В настоящее время проводятся широкие исследования [c.264]

Между надземной частью и корневой системой растения происходит постоянный обмен веществ. Обе синтетические лаборатории — лист и корень — взаимно зависят от работы друг друга, используют полуфабрикаты , образовавшиеся в каждом из них, для продолжения синтеза. Естественно поэтому ожидать положительного в,лияния света на процессы, идущие в корнях, чта и подтверждается многочисленными исследованиями. Конечно, здесь имеется в виду не освещение корневых систем, а действие света на надземную часть растений. Уже давно опытами на кафедре агрохимии сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева было убедительно констатировано большее увеличение урожая в водных культурах кукурузы и овса под влиянием усиления освещения на фоне нитратного питания на поступление нитратного азота в растения свет влиял резче, чем на поглощение аммиачного азота. После классических исследований Д. Н. Прянишникова, показавшего необходимость предварительного восстановления нитратного азота до аммонийного, прежде чем он войдет в продукты синтеза, напрашивается и объяснение лучшего потребления нитратов на свету. Его энергия затрачивается на восстановление нитратов. В дальнейшем исследованиями Института физиологии растений также исчерпывающе доказано в опытах с подсолнечником в почвенных культурах, что свет влияет не только на подачу растением пасоки (минимум в интервале [c.76]

Показано, что система восстановительной ассимиляции нитрата в водорослях и высших растениях состоит из двух различных ферментов, которые участвуют в восстановлении нитрата последовательно до нитрита и аммиака. Флавомолибдопротеин НАДН-нитратредуктаза катализирует восстановление нитрата до нитрита, а железо-серный белок ферредоксин-нитритредуктаза катализирует восстановление нитрита до аммиака. [c.289]

Вопросу восстановления нитратов в листьях зеленых растений посвящен ряд работ советских исследователей—Д. М. Михлина и [c.547]

Растения, растущие на нитрате, обладают повышенной потребностью в молибдене, причем известно, что этот элемент является важным компонентом нитратредуктазной системы растений [24]. Таким образом, все ириведенные данные в совокупности достаточно убедительно свидетельствуют в пользу того, что первая стадия восстановления нитратов до аммиака включает нитратредуктазную систему. [c.281]

Редуктазная система у Е. соИ сложнее, чем у высших растений. Этот микроорганизм является факультативным анаэробом. Следовательно, он должен обладать системой, которая способна восстанавливать нитрат в присутствии Ог по ассимиляционному пути, осуществлять ферментативное анаэробное превращение нитрата, не связанное с их ассимиляцией, в тех случаях, когда нитраты служат единственным доступным акцептором электронов, и, наконец, катализировать анаэробное восстановление нитрата при ассимиляции. [c.285]

На рис. 108 прямоугольник Л S D охватывает окислительно-восстановительные условия, характерные для большинства почв нашей страны. Прямая RS ограничивает область нормального снабжения культурных растений марганцем, прямая KL — область нормального обеспечения железом. Проведенная примерно на уровне значений еА = 340 л в линия МЛ/ отделяет область усиленной денитрификации, т. е. область, в которой идут микробиологические процессы восстановления нитратов до нитритов и свободного азота. Наиболее благоприятные условия для питания высших растений марганцем и железом определяются заштрихованной площадью, а с учетом денитрификационных процессов—площадью с двойной штриховкой. [c.315]

М. К. Домонтович и А. И. Грошенков (1929) констатировали более сильное увеличение урожая в водных культурах кукурузы и овса под влиянием освещения на фоне нитратного питания на поступление нитратного азота в растения свет влиял резче, чем на поглощение аммиачного азота. После классических исследований Д. Н. Прянишникова, показавшего необходимость предварительного восстановления нитратного азота до аммонийного, прежде чем он войдет в продукты синтеза, напрашивается и объяснение лучшего потребления нитратов на свету. Его энергия затрачивается на восстановление нитратов. [c.71]

Исходя из теоретических соображений, можно было бы ожидать что внесение аммиачных форм азотных удобрений должно было оказать влияние не только на кислотность почв, но и на условия фосфатного питания растений. В наших прежних исследованиях было установлено, что потребность растений в фосфоре при аммиачном источнике азота в условиях песчаных или водных культур сказывается значительно слабее, чем при нитратном питации растений [7]. Этот факт находит свое объяснение в том, что фосфор, помимо других жизненных функций, оказывает влияние на восстановление нитратов в растениях, поэтому при нитратном питании фосфор необходим растениям в большем количестве, чем при аммиачном питании. [c.68]

Нитраты так же быстро, как и аммиак, поступают в растение, но только некоторая часть поступивших нитратов сразу восстанавливается до а.ммиака. Большая же часть поступивших нитратов сравнительно длительное время остается в непереработанном виде в тканях растений. При этом оказалось что вновь поступающие нитраты подвергаются восстановлению значительно быстрее, чем старые , ранее поступившие нитраты, которые претерпевают какие-то изменения, приводящие к снижению их метаболической активности. Несмотря на это, скорость восстановления нитратов вполне достаточна для обеспечения синтеза аминокислот на необходимом уровне. [c.241]

Процессы восстановления нитрата широко распространены в живой природе. Это прежде всего ассимиляция нитрата NO3 NH3. В форме аммиака (аммония) азот встраивается в органические молекулы. Такая ассимиляционная нитратредукция известна у растений, грибов, бактерий и происходит с помощью молибденсодержащей цитоплазматической нитратредуктазы и сложной гем-содержащей железосерной нитритредуктазы. Иные восстановитель- [c.134]

Не входя В критику всех гипотез Лева, я считаю необходимым сделать несколько замечани относительно тех из них, которые относятся к механизму восстановления нитратов и образования азотистых соедине ний В растениях. [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология