Кальций в растительных клетках

Содержание свободного кальция в цитозоле растительной клетки столь же низко, как и у животных клеток. У водорослей, в зависимости от концентрации иона во внешней среде, его уровень колеблется от 2 до 0,2 мкМ. В качестве депо кальция растительные клетки наряду с эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями используют вакуоль и хлоропласты. В вакуоле и клеточной стенке концентрация свободного иона может на несколько порядков превышать его содержание в цитозоле. [c.106]

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]

Подобно бактериям, клетки высших растений и животных часто покрыты внеклеточным материалом. Так, растительные клетки имеют жесткую стенку, содержащую в большом количестве целлюлозу и другие полимерные углеводы. Клетки, расположенные на наружных поверхностях растений, бывают покрыты восковым слоем. Клетки животных снаружи обычно защищены гликопротеидами — комплексами углеводов со специфическими белками клеточной поверхности. Пространство между клетками заполнено такими цементирующими веществами , как пектины у растений и гиалуроновая кислота у животных. Нерастворимые белки —коллаген и эластин — секретируются клетками соединительной ткани. Клетки, лежащие на поверхности (эпителиальные или эндотелиальные), нередко граничат с другой стороны с тонкой, содержащей коллаген базальной мембраной (рис. 1-3). Часто в результате совместного действия клеток различного типа происходит отложение неорганических соединений — фосфата кальция (в костях), карбоната кальция (скорлупа яиц и спикулы губок), окиси кремния (раковины Диатомовых водорослей) и т. п. Таким образом, обмен веществ в значительной мере протекает вне клеток. [c.37]

Бушуева Т. М. 1964. О роли кальция в растительной клетке.— Ботан. ж, [c.43]

Б у ш.у е в а Т. М. 1964. О роли кальция в растительной клетке.— Ботан. ж., 49, 3, 439—449. [c.208]

Точка равновесия, которая устанавливается между поступлением этих ионов и их выделением из клетки, и определяет величину заряда клетки в нормальном ее состоянии (потенциал равновесия или потенциал покоя). На внешнее раздражение, независимо от его природы (механическое, тепловое, химическое, электрическое), растительная клетка реагирует уменьшением отрицательного заряда. Размер этого уменьшения зависит от силы раздражения. Исследования показывают, что причиной падения отрицательного заряда в области возбуждения служит повышение проницаемости мембран для ионов кальция, активное поступление которого приводит к известной разрядке мембраны. Вызываемый этими нарушениями электрический ток передается в форме волнового раздражения в другие участки ткани (ток действия). [c.86]

Недостаточно изучено до настоящего времени непосредственное влияние иона Са + на ферментные системы растительной клетки. Имеются наблюдения, что вызываемое некоторыми солями, а также органическими кислотами ингибирование протеиназ устранялось при внесении кальция. Вопрос этот требует дальнейщего исследования. [c.424]

Ионы кальция представляют собой единственный универсальный вторичный мессенджер животных и растительных клеток. Различают три состояния кальция в клетке [c.75]

Известно, что сАМР служит регулятором проницаемости мембран для ионов кальция, а также процессов связывания и высвобождения этих ионов различными мембранными структурами. Именно так объясняют ряд эффектов сАМР на транспорт воды в животных тканях. Вполне допустимо существование подобного механизма транспорта воды и в клетках растений, тем более что наличие и функционирование сАМР в растительных клетках не вызывает сомнений [112]. [c.71]

Концентрация свободного кальция в цитозоле растительных и животных клеток низка - М, тогда как концентрация общего содержания кальция в растительной клетке составляет 2 10 М. [c.42]

Возможность индукции Са -обмена как мессенджера с участием кальмодулина можно предположить в растительной клетке и на уровне органелл, с которыми связываются биогенные амины. Например, норадреналин, адреналин и серотонин стимулируют выход ионов кальция из интактных хлоропластов. [c.82]

Функции кальция в жизнедеятельности растительной клетки [c.105]

Итак, посредническая функция ионов кальция в жизнедеятельности растительной клетки несомненна. Рецепция внешнего сигнала поверхностью клетки повышает концентрацию свободного кальция в цитозоле. "Кальциевый сигнал" воспринимается внутриклеточными исполнительными структурами - ферментативными ансамблями и может достигнуть ядра. Иными словами, "командное устройство" клетки, которое воспринимает изменение окружащей среды и кодирует полученную информацию в виде кальциевого сигнала, располагается на поверхности клетки. Будучи вмонтированное в цитоплазматическую мембрану, это "устройство" контролирует чувствительность всей клетки оно может либо приближать, либо удалять ее от критической бифуркационной границы. [c.107]

Общая информация о влиянии пыли на растения довольно ограничена. В больщинстве случаев пыли химически инертны и не наносят большого ущерба растениям, за исключением тех случаев, когда ее концентрация велика и осевшая пыль прекращает доступ солнечного света к листьям и цветам. Исключением является химически активная [97, 191] цементная пыль, и ее воздействие на растительность изучалось достаточно широко. Цементная пыль образует жесткую кристаллическую корку при оседании на листьях. Под влиянием атмосферной влаги из этих -кристаллов вымывается раствор гидроксида кальция, который проникает через эпидерму листьев и разрушает клетки. [c.35]

Присутствие кальция в окружающем растворе необходимо для поддержания структурной и функциональной целостности мембран растительной клетки. В тканях корней, лишенных кальция выдерживанием в этилендиаминтетра-ацетате (ЭДТА), ионы поглощаются и удерживаются значительно хуже [50, 59]. В частности, от присутствия кальция зависит механизм, обеспечивающий баланс между калием и натрием [35, 74], равно как и поглощение калия из растворов при низких значениях pH [125]. Выводы, сделанные на основании результатов физиологических опытов, подтверждаются электронными микрофотографиями, полученными Мариносом [106] на этих микрофотографиях явственно видно нарушение клеточных мембран в клетках верхушек проростков ячменя, культивировавшегося в отсутствие кальция. Можно заключить, что раствор, содержащий кальций [c.267]

Кальций. Кальций находят во всех растительных клетках, но накопляется он в стареющих органах, где откладывается в виде щавелевокислой соли. Недостаток кальция отрицательно сказывается прежде всего на развитии корневой системы на корнях перестают образовываться корневые волоски, через которые в растения из почвы поступает основная масса питательных веществ и воды. При этом корни ослизняются и легко загнивают. [c.40]

На основании изложенных выше литературных и экспериментальных данных можно предложить следующую гипотетическую схему биохимических процессов, возникающих в простейшем случае лод действием ауксина в растительной клетке, находящейся в фазе растяжения. Молекула ИУК, являющаяся донором электрона, образует лабильный комплекс с гипотетическим рибонуклеопротеидом-переносчиком поверхностной мембраны. Образование такого комплекса приводит к увеличению количества фосфатных групп, освобождающихся от связи с белком. Активированный таким образом переносчик связывает кальций пектатов клеточных стенок свободными фосфатными группами и транспортирует его на внутреннюю сторону мембран. Эта реакция идет с использованием энергии АТФ, в результате чего усиливается окислительное фосфорилирование и дыхание. В реакции переноса кальция принимают участие сократительные белки, содержащие сульфгидрильные группы. Перемещение кальция сопровождается изменением мембранного потенциала и активности ферментов, локализованных в мембранах и клеточных стенках (аскорбатоксидазы, метилпектинэстеразы). Изменяется также поглощение и выделение ряда катионов и анионов, в частности, увеличивается поглощение калия. В результате удаления части кальция клеточная стенка становится более пластичной, вследствие чего возрастают сосущая сила и поступление воды в вакуоль. Начинается растяжение клеточной оболочки. Переносчик под действием РНК-азы распадается на внутренней стороне мембраны и затем ресинтезируется для переноса новых ионов кальция. Растяжение клеточной стенки индуцирует системы синтеза пектинов, целлюлозы и других компонентов оболочки. Эти процессы также сопровождаются затратой энергии и усилением интенсивности дыхания. Растяжение и увеличение гидратации цитоплазмы приводит к уменьшению ее вязкости и активизации гидролитических ферментов. Вслед за поглощением воды в вакуоль поступают осмотически активные вещества, поддерживающие сосущую силу клетки. [c.42]

Магний и кальций в растениях и животных. В биохимии растений особую роль играет комплексное соединение магния — хлорофилл (см. рис. 13.3, б). Хлорофилл — важнейшая часть фотосинтетического аппарата растительной клетки. Координационные связи между донорными атомами азота порфи-ринового цикла и катионом магния в хлорофилле не очень прочны, поскольку не реализуется максимально возможное для магния координационное число 6. Поэтому Mg2+ может быть замещен другими двухзарядными катионами — Си +, № +, Со +, Ре +, Zn , а также двумя катионами Н+. Однако ни один из этих катионов, внедренных в хлорофилл, не может повторить координационное поведение Mg +. Комплексные соединения порфиринового цикла с другими катионами не обеспечивают фотосинтетическую активность хлоропласта. При недостатке магния в почве у растений возникает эндемическое заболевание — хлороз. [c.302]

Если вместо карбоната натрия применять смесь равных объемов 50%-ного раствора КОН и насыщенного раствора К2СО3, то выпадают шестисторонние таблички и шестилучевые звездочки 2СаС0о ЗКгСОд-бН.гО. Эта реакция позволяет обнаруживать кальций в водопроводной воде и в растительных клетках . [c.143]

Кальций. Этот элемент находят во всех растительных клетках. Недостаток его ослабляет прежде всего развитие корневой системы. Перестают образовываться корневые волоски, корни ослизняются и быстро загнивают. [c.30]

Ионы кальция необходимы для жизнедеятельности практически всех животных и растительных организмов. Многие ai онисты рецепторов кро.ме мобилизации Са из внутриклеточных депо вызывают также вход Са в клетку из наружной среды. Поступление ионов кальция в клетку происходит, главным образом, по кальциевым каналам. Выделяют два класса кальциевых каналов потенциал-зависимые и рецептор-управляемые. Рецептор-управляемые Са -каналы связаны с мембранными рецепторами, взаимодействующими в основном с нейро.медиаторами и гормонами. [c.103]

НЫХ породах литосферы существенно различаются. Это сопоставление показывает, что процесс усвоения элементов растениями упорядочен. Например, содержание самых обычных химических элементов литосферы — кремния, алюминия, железа—в растениях незначительно. С другой стороны, хлор и сера, которых в почве немного, в растениях представлены в более значительных количествах. Также весьма различно содержание в почве и в растительных клетках калия, кальция, магния, натрия и железа (Stalfelt, 1960). [c.92]

Дистанционная мембранная регуляция активности внутриклеточных ферментов осуществляется путем доставки субстратов и коферментов, удаления, продуктов реакции, ионных и кислотно -ЩелочнЫх сдвигов в компартментах, фосфорилированием ферментов и другими способами. Для животных объектов существенную роль в регуляции активности некоторых ферментов играет аденилатциклазная система, локализованная в мембранах, и циклическая АМР. Однако присутствие этой системы в растительных клетках до настоящего времени остается дискуссионным. В то же время сдвиги в концентрации кальция выполняют в растительных клетках такую же регуляторную роль, как и в животных. Ионы Са " , взаимодействуя с регуляторным белком кальмо-дулином, активируют протеинкиназы, фосфорилирующие различные белки, что приводит к изменению их функциональной активности. Са " специфически необходим для регуляции таких процессов, как движение цитоплазмы, митоз, секреция. [c.36]

Однако главным депо кальция в растительных клетках являются полигалактуроновые кислоты (пектины) клеточных стенок. [c.392]

Роль кальция как вторичного мессенджера у животных и растений сейчас считается общепризнанной. Концентрация кальция в растительной клетке контролируется кальцийсвязывающим белком кальмодулином, который также можно считать частью вторичных систем регуляции. [c.81]

Кальций является посредником в транслокации внешнего сигнала в геном растительной клетки (Вгааш, Davis, 1990). Механические воздействия (ветер, полив, травмирование), тормозящие рост листьев и стебля арабидопсиса, в десятки раз увеличивают экспрессию нескольких генов, которые кодируют синтез кальмодулина и близкородственных белков. Полагают, что процесс начинается с повышения уровня свободного кальция в цитозоле под влиянием раздражения клетки. Затем ион в виде комплекса с кальмодулином взаимодействует с генами. [c.106]

Наряду с кальцием активации протеинкиназ растительной клетки способствуют фосфолипиды плазмолеммы, где локализована про-теикиназа С (фосфатидилинозитольная регуляторная система). Продукт распада фосфолипида - инозитолтрифосфат управляет выходом кальция из вакуоли в цитозоль. [c.107]

Листья. Готовят обычно препараты из порощка листьев, которые рассматривают без включающей жидкости. Наиболее яркая люминесценция характерна для одревесневщих элементов — сосудов жилки, механических волокон, а также для кутикулы и кутинизированных оболочек различных эпидермальных образований (волосков, железок и др.). В эпидермальных клетках часто содержатся флавоноиды, обусловливающие коричневую, желтую или зеленовато-желтую люминесценцию. Клетки мезофила содержат различные включения — желтые, голубые, зеленовато-желтые, коричневые — в зависимости от их химического состава. Хлорофилл в высу-щенном растительном материале не люминесцирует. Кристаллы оксалата кальция также не обладают люминесценцией. [c.283]

В организме взрослого человека содержится больше 1 кг кальция, который почти целиком находится в костях и зубах, образуя вместе с фосфатом нерастворимый кристаллический минерал-ги-дроксилапатит кальция. Кроме того, во всех клетках кальций играет роль важного внутриклеточного регулятора или посредника (разд. 25.23), помогая регулировать активности тканей скелетных и сердечной мышц, а также многих других органов. Кальций в больших количествах содержится во многих пищевых продуктах, особенно много его в молоке, сыре, зернах злаков, бобах, орехах и овощах. В питании человека кальций играет очень важную роль потребность в нем очень велика у детей в связи с ростом костей, а также у беременных и кормящих женщин. Всасывание кальция в кишечнике зависит от многих факторов, в том числе от pH, соотношения между содержанием кальция и фосфора в пище, наличия в пище жирных кислот, в том числе некоторых кислот растительного происхождения, и в первую очередь от наличия витамина В, который регулирует процесс всасывания кальция. Из-за перечне- [c.839]

Около 1 млрд лет назад произошло распространение эукариотных организмов, прежде всего протистов, уже в оксической атмосфере. Они сменили цианобактерий прежде всего как основная группа фитопланктона океана. Затем с началом кембрия 0,6 млрд лет назад у эукариот возник формируемый в компартментализован-ной клетке скелет и произошла перестройка цикла кальция с образованием карбонатов скелетными рифостроителями. Около 0,3 млрд лет назад появился растительный покров суши и возникла почва как корнеобитаемый слой, сменив на суше кору выветривания. [c.301]

В цитоплазме растительных клеток обнаружен немышечный актин. Сборка глобулярных мономеров Г-актина в двойную спираль фибриллярного Ф-актина происходит с затратой энергии АТР в присутствии Mg +. Фибриллярный актин образует пучки микрофиламентов, принимающие участие в движении цитоплазмы. Помимо микрофиламентов, актин может формировать тонкие фибриллы, способные замыкаться, создавая сетеподобную структуру в цитоплазме. Превращение фибрилл актина в замкнутые структуры приводит к местному обратимому желатинированию цитоплазмы, что вызывается локальным увеличением концентрации ионов кальция. Это наблюдается, например, при прохождении потенциала действия по клетке ме-i0 2.7 ждоузлия нителлы. [c.321]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология