Бикарбонат в растениях

Наряду с процессами выделения двуокиси углерода идут процессы связывания ее. Так, в присутствии воды СО Связывается с карбонатами земной коры с пол ением бикарбонатов. Растения поглощают из воздуха СО2 и под действием солнечного света разлагают его на углерод и кислород. Кислород уходит в атмосферу, а из углерода, взаимодействующего с водой и минеральными солями, в растениях образуются различные органические соединения, в частности крахмал, растительные белки и другие вещества. Этот процесс создания органических веществ из СО2 и HgO, называемый процессом фотосинтеза, происходит только под действием солнечных лучей в зеленых частях растений, содержащих хлорофилловые зерна. Органические вещества растений служат материалом для построения животных организмов. При гниении животных и растительных организмов органические вещества разлагаются и СО2 снова выделяется в воздух. Так происходит постоянный круговорот углерода в природе. [c.227]

Далее, с помощью изотопа С найдено, что в растениях, наряду с фотосинтетическим ассимилированием СОд из атмосферы, идет интенсивное использование углерода из почвы через корневую систему (из СО2 почвенного раствора и бикарбонатов). [c.434]

Способность восстанавливать углеродные соединения с помощью солнечной энергии позволила появившемуся живому организму усваивать двуокись углерода, возможно в виде иона карбоната или бикарбоната, из окружающего первичного океана и использовать эту двуокись углерода в качестве источника атомов углерода для образования молекул сахаров и других питательных молекул. Эта реакция составляет сущность процесса фотосинтеза. В зеленых растениях при фотосинтезе происходит восстановление двуокиси углерода до альдегида (углевода), при котором вода служит первичным источником атомов водорода, а в атмосферу выделяется высвобождаемый при таком восстановлении кислород. Так же как и при анаэробном метаболизме (см. разд. Первичный метаболизм ), каждая реакция, входящая в процесс фотосинтеза, требует участия строго специфического фермента. [c.39]

Образовавшуюся соду невозможно удалить из солонцовых почв промыванием, так как, пока присутствует поглощенный натрий, она снова возникает в результате взаимодействия с бикарбонатом кальция или угольной кислотой, всегда находящейся в почвенном растворе. Избыточная щелочная реакция раствора неблагоприятна для большинства культурных растений и почвенных микроорганизмов. При щелочной реакции нарушается обмен веществ в растениях, уменьшается растворимость и доступность соединений железа, марганца, бора, фосфорнокислых солей кальция и магния в почве. Урожаи сельскохозяйственных культур на солонцовых почвах очень низкие и плохого качества. [c.173]

Основным источником углекислого газа в природе являются вулканы, минеральные углекислые источники, почвенный слой земли и др. Углекислый газ образуется в результате окислительных процессов, постоянно происходящих у животных и растений, а также в результате сгорания всех видов топлива — твердого, жидкого и газообразного. Постоянство содержания углекислого газа в атмосферном воздухе поддерживается главным образом океанами и морями. Около 80% образующегося вновь углекислого газа поглощается водой океанов, морей, которая обладает способностью связывать углекислый газ в форме карбонатов и бикарбонатов. Остальная [c.13]

Флавоноидные пигменты часто встречаются в виде гликозидов, и многие из них сильно гидроксилированы, поэтому их обычно экстрагируют из растений метанолом, этанолом или водой. При очистке экстракцией щелочными растворами следует обратить внимание на то, что карбонат натрия, а иногда даже бикарбонат натрия растворяют флавоноиды, имеющие свободную гидроксильную группу в пара-положении по отношению к карбонильной группе (т. е. в положении 7 молекулы флавона). Часто применяется осаждение ацетатом свинца. Различные классы обычно можно разделить хроматографией на колонках (см. стр. 37), но значительно труднее этими методами выделить отдельные соединения одного и того же класса флавоноидов. Гликозиды адсорбируются на магнезоле сильнее, чем агликоны, на полиамиде — наоборот. Так как флаваны необратимо адсорбируются на полиамиде, их можно элюировать из карбоксиметилцеллюлозы, на которой остаются адсорбированными полимерные примеси. [c.55]

Превращение у растений двуокиси углерода в бикарбонаты [c.197]

Хлорид-ион определяют атомно-абсорбционным методом в селене [877], титане [592], оксидах цинка и свинца [1056], бикарбонате аммония [954], вине [602], поливинилхлориде [1010], экстрактах растений [568]. [c.125]

Рис. 21.14. Упрощенная схема кругооборота кислорода в природе с указанием некоторых про-стейщих реакций с его участием. Важнейшим источником кислорода служит земная атмосфера. Часть О2 образуется в верхних слоях атмосферы в результате диссоциации Н2О под действием солнечного излучения. Часть О, выделяется зелеными растениями в процессе фотосинтеза из Н2О и СО2. В свою очередь атмосферный СО2 образуется в результате реакций горения, дыхания животных и диссоциации бикарбонат-иона в воде. Атмосферный О2 расходуется на образование озона в верхних слоях атмосферы, окислительные процессы выветривания горных пород, в процессе дыхания животных и в реакциях горения.

Как уже говорилось во введении к этой книге, основы химической экологии были заложены еще Лавуазье. Круговорот веществ на нашей планете, их переход из минерального царства в царство живой природы и обратно осуществляется благодаря процессам сгорания и гниения. Эти процессы — основные факторы возобновления неорганической материи. Представление о кругообороте элементов — углерода, азота, серы, фосфора и других — целиком возникло из наблюдений, показывающих непрерывность их поступления в биосферу и выхода из нее и непрерывность обмена элементами между различными частями биосферы. Во всех этих процессах первостепенную роль играет Мировой океан. Центральным моментом в круговороте углерода является автоматическое поддержание концентрации углекислого газа в атмосфере на определенном уровне. Это постоянство обеспечивается буферной системой карбонат кальция — бикарбонат кальция — углекислый газ. Углекислый газ извлекается из атмосферы в процессе фотосинтеза и возврашд-ется в нее в процессе дыхания. Но и здесь решающая роль принадлежит Мировому океану фотосинтез с участием водорослей и водных растений примерно в 8 раз интенсив- [c.147]

Раствор гашеной извести в воде (известковая вода) показывает резко ш,елочную реакцию. На воздухе этот раствор мутнев1 вследствие образования с угольным ангидридом воздуха нерастворимого карбоната кальция a Og. Гашеная известь, взболтанная с водой, образует жидкость, по цвету напоминающую молоко ( известковое молоко ), гашеную известь Са(ОН)а применяют для известкования почв, которое благоприятно действует на почву, повышая ее плодородие. Благоприятное действие извести на почву основано на том, что кальци11, взаимодействуя с почвенными коллоидами, способствует приданию почве прочной мелкокомковатой структуры, что, в свою очередь, обеспечивает лучший приток влах и и воздуха к корням растений. Кроме того, известь, реагируя с почвенными кислотами, уменьшает избыточную кислотность почв, создавая тем самым более благоприятную среду для развития корней растений. Наконец, кальций, заключающийся в извести, служит элемен-сом питания растений. Бикарбонаты, сульфаты и хлориды кальция и магния, находящиеся в растворенном состоянии в воде, сообщают ей ж е-с т к о с т ь. [c.358]

Бикарбонат аммвиия но действию на растения приближается к аммиачной селитре. [c.209]

В последнее время внимание привлек еще один отход промышленности, который может служить источником калия для сельского хозяйства. Речь идет о цементной пыли, содержащей поташ (К2СО3), бикарбонат (КНСО3) и сульфат калия. Следовательно, формы калия цементной пыли тоже имеют высокую ценность для растений, страдающих от хлористых солей. Состав ее можно охарактеризовать следующими цифрами (с подмосковных заводов, в %) KgO — до 35 СаО — 19,3 КагО — около 1 СО3 — до 20 SO3 —1,8 FegO — 1,8 MgO — 3—4. Но содержание калия может опускаться и до 14%. [c.292]

При выборе метода выделения фенола, встречающегося в природе, необходимо учитывать не только свойства соединения, как упоминалось выше, но также и химический состав биологического источника. Растительный материал состоит в основном из нерастворимой целлюлозы и лигнина, а в свежем виде может содержать также большое количество (70—80%) воды. Кроме того, могут присутствовать хлорофилл, воски, жиры, терпены, сложные эфиры, растворимые в воде соли, гемицеллюлозы, сахара и аминокислоты. Из свежего или сухого материала, как правило, сначала выделяют с помощью неполярного органического растворителя (например, петролейного эфира, гексана, бензола, хлороформа или эфира) нефенольные, неполярные вещества. Фенольные соединения можно затем выделить путем экстракции ацетоном, этанолом, метанолом или водой, причем выбор растворителя определяется числом гидроксильных групп и остатков сахара в молекуле. В некоторых случаях растительные материалы подвергаются непосредственной экстракции щелочью, но это не всегда приводит к хорошим результатам. Фенолы из растительного материала затем очищаются путем ряда экстракций и осаждений. С этой целью сырой материал переносят в несмешивающийся растворитель, такой, как эфир, бутанол или этилацетат, и смесь последовательно экстрагируют разбавленными растворами оснований в порядке возрастания активности сначала ацетатом натрия (для удаления сильных кислот), а затем бикарбонатом натрия, карбонатом натрия и едким натром. Водные экстракты, содержащие искомые продукты, подкисляют и вновь экстрагируют бутанолом, эфиром или этилаце-татом. Процедуру повторяют до получения кристаллического продукта. Подобное фракционирование в настоящее время осуществляется путем автоматической подачи несмешивающихся растворителей по принципу противотока (Хёрхаммер и Вагнер [9]). Фенолы можно отделять от других продуктов, содержащихся в растениях, путем осаждения с помощью нейтрального или основного ацетата свинца. Этим методом до некоторой степени отделяются о-диоксисоединения (дают осадок) от монозамещенных соединений (не дают осадка). Соли свинца разлагают серной кислотой, сероводородом или катионообменными смолами и свободные с )енолы элюируют из неорганических солей спиртом. [c.36]

Фенолкарбоновые кислоты широко распространены как в растениях, так и в животных и по значению находятся на втором месте после флавоноидов. Они отличаются от фенолов, рассмотренных ранее, вследствие своего кислотного характера. Так, фенолокислоты растворяются в разбавленном растворе бикарбоната и в водном растворе ацетата натрия, но растворимы и в слабо полярных растворителях, например в эфире и этилацетате. Они хорошо сочетаются только с наиболее активными (положительными) ионами диазония т. е. с солями диазония из д-нитроанилина и сульфаниловой кислоты. Производные бензойной, коричной и фен ил алифатических кислот (перечисленных Б табл. 3) будут рассматриваться вместе, так как они встречаются совместно и реагируют одинаково. [c.60]

Затем следует восстановление, дегидратация и дальнейшее восстановление до бутирил-КоА, который потом может присоединить другую молекулу аце-тил-КоА. Все эти реакции обратимы, и равновесие в них сдвинуто в сторону распада, а не синтеза. Вскоре был сделан вывод о необходимости изучения ферментных систем, хотя и способных синтезировать короткие цепи жирных кислот, но фактически предназначенных для разложения жирных кислот до ацетил-КоА. Однако у животных, растений и микроорганизмов были получены другие бесклеточные системы, которые синтезируют из ацетил-КоА высшие жирные кислоты (например, пальмитиновую). Интересная особенность этих систем состоит в том, что ожидаемые промежуточные соединения, такие, как сложные эфиры КоА жирных кислот с короткой цепью, не накапливаются. Установлено, что для синтеза необходим бикарбонат, хотя сам он в жирные кислоты не включается. Очистка ферментной системы, синтезирующей растворимые жирные кислоты, позволила обнаружить тот факт, что сложный полу-эфир малонил-КоА является промежуточным соединением и что он образован карбоксилирующей системой, представляющей собой фермент, содержащий биотин в качестве простетической группы. Основные особенности этой схемы приведены на рис. 10. Ацетил-КоА превращается в малонил-КоА, который потом включается в синтетазную систему. Таким образом, система, синтезирующая жирные кислоты, рассматривается как полиферментная система, характерной чертой которой является наличие активной SH-группы и связанного ФМН [31]. В ходе процесса малонат переносится к SH-группе фермента и конденсируется с ацетил-КоА, образуя ацетоацетильный фермент. Выделение [c.244]

В исследованиях Смита вода, фосфаты и щелочноземельные карбонаты являются тремя основными факторами, определяющими баланс двуокиси углерода в неосвещенных листьях при высоких парциальных давлениях этого газа. Выше упоминалось, что баланс двуокиси углерода в крови первоначально приписывался исключительно превращению карбонатов в бикарбонаты. Позднее оказалось, что карбаминирование имеет хотя и ограниченное, но все же немаловажное значение. Возможно, это относится и к теории абсорбции двуокиси углерода растениями. Однако мнение Вильштеттера и Штоля, что карбаминирование является главным фактором ЭТОЙ абсорбции, не поддерживается анализами Спбра и Смита. [c.196]

Баланс двуокиси углерода в растениях при высоких парциальных давлениях этого газа определяется растворением в воде и образованием бикарбонатов, а возможно, и карбаминированием. При низких давлениях, например в свободной атмосфере, большое значение приобретает связывание двуокиси углерода в комплекс СО -Это связывание, возможно, является карбоксилированием. В этих условиях комплекс Ogl может иметь такое же количество двуокиси углерода (от 1 до 5 Ю- % от сухого веса листьев), какое поглощается при превращении в бикарбонат. [c.196]

Если вода клетки не забуферена, то около 15 ,, , растворенной двуокиси углерода окажется в форме бикарбонатных ионов в обычном воздухе и меньший процент — в атмосфере, обогащенной двуокисью углерода. При таких условиях сок был бы кислым. Абсорбция двуокиси углерода в избытке против нормальной растворимости, наблюдавшаяся почти во всех исследованных растениях, должна быть отнесена за счет превращения двуокиси углерода в бикарбонат благодаря наличию в листе подщелачивающих факторов. Наиболее важными из них являются твердые карбонаты щелочноземельных металлов и растворенные первичные фосфаты. [c.197]

Описанные выше эксперименты не обнаруживают какой-либо связи между обратимой абсорбцией двуокиси углерода у растений в темноте и восстановлением двуокиси углерода на свету. Теперь мы опишем опыты, которые указывают, что иная (хотя тоже обратимая и нефотохимическая) абсорбция двуокиси углерода тесно связана с фотосинтезом предположительно в качестве предварительной стадии этого процесса (как принималось в главе VII). Количество двуокиси углерода, участвующей в этой абсорбции, в 20—50 раз меньше, чем количество, учитываемое из равновесий двуокись углерода — бикарбонат, т. е. около 2 10- моль1л клеточного объема, или 5 10- % СОд на сухой вес клеток, или 0,5 мл углекислого газа на 10 г свежих клеток. С другой стороны, сродство к двуокиси углерода акцептора, обусловливающего эту абсорбцию, должно быть выше, чем у фосфатных или карбонатных буферов, так как его насыщение происходит при давлениях двуокиси углерода порядка 1 мм. Эта цифра получается из кривых зависимости фотосинтеза от концентрации двуокиси углерода. Эти кривые показывают полунасыщение при значениях [СОз] около 0,03°/о в воздухе. Одно из объяснений этого насыщения заключается в том, что кривые двуокиси углерода являются изотермами равновесия комплекса акцептор — двуокись углерода. Эти кривые могут быть искажены ограничениями притока и передачи, которые мешают равновесию карбоксилирования во время интенсивного фотосинтеза йли заставляют скорость процесса стать нечувствительной к концентрации двуокиси углерода задолго до полного насыщения комплекса СОд . Однако это искажение не меняет порядка величины концентрации двуокиси углерода, потребной для насыщения. Если комплекс СОд полунасыщен при концентрациях СОа в воздухе порядка 10- моль л, или 0,03%. то свободная энергия его образования должна быть порядка — 6 ккал при комнатной температуре (Рубен [119] определяет Д = — 2 ккал), т. е. это значительно более отрицательная величина, чем свободные энергии карбаминирования и карбоксилирования, приведенные в первой части настоящей главы, и даже бодее отрицательная, чем свободная энергия ассоциации двуокиси углерода с карбоангидразой. [c.209]

Смит И Кауви[114 ] также наблюдали абсорбцию радиоактивной двуокиси углерода растениями в темноте. В опытах с листьями подсолнечника они установили, что радиоактивная двуокись углерода может служить для изучения равновесия двуокиси углерода — бикарбонат с таким же успехом, как и для изучения образования I O.2 . Эти опыты подтвердили их данные, описанные выше. В качестве новых результатов Смит и Кауви нашли, что некоторое количество двуокиси углерода удерживается листьями при нодкислении (в соответствии с наблюдениями Рубена над hlorella) и кислотоустойчивый комплекс содержит 0,3 мл двуокиси углерода на Юг свежих листьев. Эта абсорбция почти полностью отсутствует у замороженных листьев, но замораживание после абсорбции не разрушает комплекса. Таким образом, замораживание действует на энзиматическую систему, которая катализирует реакцию карбоксилирования. [c.214]

Эти цифры приводят к следующим выводам. 1) Измерения скорости фотосинтеза при низких концентрациях двуокиси углерода (например, при концентрациях меньше чем 1°/о Og в воздухе и 30- 10 Ж в растворе), если они длятся дольше нескольких секунд, требуют обильного снабжения двуокисью углерода либо in situ, в виде ионов карбоната и бикарбоната, либо извне в виде больших количеств циркулирующей жидкости или газа, которые должны все время хорошо снабжаться свежей двуокисью углерода для замещения потерь. 2) Когда используются листья или многоклеточные водоросли, требуется весьма энергичное перемешивание или циркулирование для предотвращения возникновения градиента концентрации двуокиси углерода вокруг растений. Требуемое размешивание зависит от соотношения между поверхностью и объемом. Это хорошо видно из следующего примера. Гесснер [89] измерял выделение кислорода у двух разновидностей Proserpina a palustris одной — с широкими листьями и другой — с тонко рассеченными перистыми листьями. [c.321]

При обсуждении выхода фотосинтеза в зависимости от [СОц] мы неоднократно встречались с эффектами, приписываемыми истощению молекулярной Og в непосредственной близости от растений. Это явление может быть устранено 1) забуфериванием при помощи бикарбоната 2) использованием одноклеточных водорослей для увеличения поверхности газообмена и 3) перемешиванием. [c.371]

Ион Fe (II) имеет большое сродство к кислороду и образует целый ряд исключительно стабильных соединений, содержащих хелатные кольца. Кроме хелатов дикетонов и кетоэфиров, промышленное применение нашли также хелаты этилендиаминотетрауксусной кислоты. Железный [Fe(II)] комплекс этилендиаминотетрауксусной кислоты получают из ее двунатриевой соли и стехиометрического количества FeS04 в инертной атмосфере при 0—90° С или при нагревании мелкоизмельчеиного чистого металла с водным раствором свободной кислоты, нейтрализуя избыток последней бикарбонатом натрия или этилендиамином 2 . Этот хелат широко используется как источник железа для борьбы с дефицитом железа или хлорозом растений. Имеется обзор, посвященный причинам и диагностике железного хлороза, истории этого вопроса и использованию хелатов железа для борьбы с железодефицитной анемией [c.316]

Возможности и ограничения метода. Описанный метод отличается простотой и позволяет проводить систематический анализ наиболее распространенных фенольных соединений растений (свободные и связанные фенолкарбоновые кислоты, флавоноидные агликоны, флавоновые, флавоноловые и изофлавоновые гликозиды, эфиры и гликозиды фенолкарбоновых кислот). При необходимости можно легко перейти от систематического определения фенолов к дробному, однако в этом случае увеличивается продолжительность анализа и усложняется очистка и идентификация отдельных соединений. В то же время метод пригоден как для качественного, так и для количественного изучения указанных соединений (за исключением флавоноидных агликонов, где возможна некоторая потеря содержания отдельных веществ за счет частичного осаждения бикарбонатом натрия и увеличения с частицами пигментов при очистке петролейным эфиром.) [c.48]

Углерод входит в состав всех оболочек земли, В атмосфере он находится в виде углекислого газа, в гидросфере — в виде растворенного углекислого газа, угольной кислоты и солей ее (бикарбонаты, карбонаты). В литосфере — в виде различных карбонатов, которые образуют мощные пласты и целые горные слстемы. Наконец, в биосфере он является основой тканей животных и растений. [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология