Почему фосфорные соединения могут возвращаться в растения кратко

Обновлено: 05.07.2024

почему фосфорные соединения могут возвращаться в водные растения?

Фосфор - необходимый компонент нуклеиновых кислот, белков, АТФ и ряда других жизненно важных органических веществ.В экосистеме океана фосфор приносится текучими водами, что способствует развитию фитопланктона и живых организмов.В наземных системах круговорот фосфора проходит в оптимальных естественных условиях с минимумом потерь. В океане дело обстоит иначе. Это связано с постоянным оседанием (седиментацией) органических веществ.Осевший на небольшой глубине органический фосфор возвращается в круговорот.Фосфаты, отложенные на больших морских глубинах не участвуют в малом круговороте. Однако тектонические движения способствуют подъёму осадочных пород к поверхности.Таким образом, фосфор медленно перемещается из фосфатных месторождений на суше и мелководных океанических осадков к живым организмам и обратно.

Фосфор - необходимый компонент нуклеиновых кислот, белков, АТФ и ряда других жизненно важных органических веществ.В экосистеме океана фосфор приносится текучими водами, что способствует развитию фитопланктона и живых организмов.В наземных системах круговорот фосфора проходит в оптимальных естественных условиях с минимумом потерь. В океане дело обстоит иначе. Это связано с постоянным оседанием (седиментацией) органических веществ.Осевший на небольшой глубине органический фосфор возвращается в круговорот.Фосфаты, отложенные на больших морских глубинах не участвуют в малом круговороте. Однако тектонические движения способствуют подъёму осадочных пород к поверхности. Таким образом, фосфор медленно перемещается из фосфатных месторождений на суше и мелководных океанических осадков к живым организмам и обратно.

Строение:
Корковый слой
Мозговой слой
Почечная лоханка
Нефрон
Функции:
Фильтрация,
Выведение воды

Строение:
Трубка (полая)
длиной 32см.
Функции:
Выведение мочи из почек

Строение:
Мускульный мешок.
Вместимость до 0,5 л.
Функции:
Скапливается моча

Строение:
Состоит из трех слоев.
Снаружи покрыт мышечной оболочкой и соединительной тканью
Функции:
Спускание мочи

Фосфор — химический элемент, известен в нескольких модификациях: белый, красный, черный и металлических, представляющих собой твердые вещества, соответствующего цвета. Впервые выделен гамбургским аптекарем Геннингом Брандтом в 1669 г. из. Его роль в жизни растений впервые упоминается Дендональдом в 1795 г. Швейцарский естествоиспытатель Соссюр несколько позже обнаружил фосфат кальция в золе всех проанализированных им растений.

Содержание фосфора в растительном организме

Потребление фосфора растениями меньше, чем азота, на его долю приходится 0,2-1,0% массы сухого вещества. Распределение фосфора в растениях то же, что и азота: большего всего его накапливается в репродуктивных органах и органах, где интенсивно происходят процессы синтеза органических веществ. Азот и фосфор в растительных организмах характеризуются довольно устойчивым соотношением в урожае.

Соотношение азота и фосфора для зерна, корней, клубней, сена примерно составляет 1:0,3, тогда как между азотом и калием оно может варьировать от 1:0,6 до 1:1,4. В вегетационных опытах, меняя соотношение азота и фосфора в питательных средах, можно добиться различное соотношение этих элементов в растениях, однако в полевых условиях это соотношение стабильно благодаря свойству почвы регулировать питание растений.

Таблица. Среднее соотношение основных элементов питания в урожае растений, % 1 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Культура	N	P₂O₅	K₂O
Озимая пшеница, зерно	100	32	60
Сахарная свекла, корни	100	29	106
Картофель, клубни	100	30	140
Клевер луговой, сено	100	31	901

Фосфор в растениях представлен в минеральном (5-15%) и органическом (85-95%) виде. Минеральные соединения фосфора — фосфаты калия, кальция, магния и аммония. Органические соединения: нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды и фосфатопротеиды, аденозинфосфаты, сахарофосфаты, фосфатиды, фитин.

Нуклеиновые кислоты — рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК) — высокомолекулярные соединения, имеющие форму спиральных нитей (25 А в диаметре) и состоящие из комбинаций нуклеотидов. В состав нуклеотидов входят азотистые основания, сахара и фосфорная кислота. Углеводный компонент РНК — рибоза, в ДНК — дезоксирибоза.

Соединяясь между собой в различных комбинациях, нуклеотиды образуют нуклеиновые кислоты. Одна молекула нуклеиновой кислоты может иметь тысячи комбинаций нуклеотидов, соединяющихся между собой кислотными остатками фосфорной кислоты. Комбинации нуклеотидов в нуклеиновых кислотах образуют своеобразный шифр, которым записываются наследственные свойства организма. Благодаря практически бесконечному количеству комбинаций нуклеотидов создается огромное разнообразие видов всех живых существ.

ДНК — молекула, хранящая всю информацию о генетических свойствах организма, РНК непосредственно участвует в синтезе белковых веществ. На долю фосфора в нуклеиновых кислотах приходится около 20%. Молекулы нуклеиновых кислот присутствуют во всех тканях и органах растений, в любой растительной клетке. В листьях и стеблях растений на долю нуклеиновых кислот приходится 0,1-1,0% сухой массы, в молодых листьях и в точках роста побегов — больше, в старых листьях и стеблях — меньше. Наибольшее содержание нуклеиновых кислот в пыльце, зародыше семян, кончиках корней.

Нуклеиновые кислоты могут образовывать комплексы с белками — нуклеинопротеиды, входящие в состав клеточных ядер.

Фосфор участвует в энергетическом обмене растительных клеток за счет аденозинфосфатов, способные при гидролизе выделять энергию. По количеству остатков фосфорной кислоты различают аденозинмонофосфат (АМФ), аденозиндифосфат (АДФ) и аденозинтрифосфат (АТФ). Молекула АТФ состоит из пуринового основания (аденина), сахара (рибозы) и трех остатков ортофосфорной кислоты:

Энергоемкие фосфатные макроэргические связи (волнистая линия) содержат 50280 Дж энергии, а при их разрыве выделяется 31 425 Дж. При этом теряется один кислотный остаток фосфорной кислоты, а АТФ переходит в АДФ. АДФ также может участвовать в этой схеме с образованием АМФ.

Аденозинфосфатные соединения в растительной клетке являются аккумулятором энергии, которая расходуется во многих жизненно важных процессах клетки, например, биосинтезе белков, жиров, углеводов, аминокислот и других соединений. Образование АТФ в растениях происходит благодаря процессам дыхания. Кроме аденозинфосфатных соединения известны другие макроэргические соединения, включающие в состав фосфор.

В тканях растений присутствуют сахарофосфаты, или фосфорные эфиры сахаров. Известно свыше десяти подобных соединений. Участвуют в дыхании растений, превращении простых углеводов в сложные в процессе фотосинтеза, и взаимных трансформациях. Фосфорилирование — реакция образования сахарофосфатов. Содержание сахарофосфатов в растениях в зависимости от возраста, условий питания составляет от 0,1 до 1,0% сухой массы.

Фитин — кальциево-магниевая соль инозитфосфорной кислоты. По содержанию в растениях фитин среди остальных фосфорорганических соединений занимает первое место.

Таблица. Формы фосфорнокислых соединений в растениях, % P₂O₅ к сухому веществу 2 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Культура	Общее содержание фосфора	В том числе органический фосфор					Минеральный фосфор	В % от общего фосфора
лецитин	фитин	нуклеопротеиды	прочие	всего	органический	минеральный
Пшеница, зерно	0,860	0,032	0,609	0,130	-	0,771	0,089	89,6	10,4
Клевер, сено	0,554	0,050	0,300	0,050	0,084	0,484	0,070	87,0	13,0

Фитин содержится в молодых органах и тканях растений, больше всего в семенах. Например, в семенах бобовых и масличных культур на его долю приходится 1-2% сухой массы, в семенах злаков — 0,5-1,0%. В семенах фитин является запасом фосфора для прорастания и появления молодых всходов.

Большая часть в растениях концентрируется в репродуктивных органах и молодых растущих частях. Фосфор ускоряет образование корневой системы. Максимум потребления фосфора приходится на первые фазы роста и развития. В дальнейшем легко реутилизируется, то есть передвигается из старых тканей в молодые и используется повторно.

Значение фосфора

экономичному расходованию влаги растениями;
повышению засухоустойчивости;
улучшению углеводного обмена, что способствует повышению сахаристости свеклы и крахмалистости картофеля);
увеличению содержания сахаров в узлах кущения озимых культур и тканях многолетних трав, что повышает морозоустойчивость и зимостойкость;
устойчивости к полеганию хлебных злаков;
устойчивости к болезням;
процессам оплодотворения цветов, образованию завязей, формированию и дозреванию плодов.

У прядильных культур образуется длинное тонкое и крепкое волокло.

Избыток фосфора приводит к преждевременному развитию и раннему плодоношению, снижая тем самым урожайность.

Недостаток фосфора вызывает замедление роста и развития растений, снижается синтез белка и сахаров, листья формируются мелкие и узкие, задерживаются цветение и созревание плодов. Нижние листья становятся темно-зеленой окраски с красно-фиолетовым, лиловым, синеватым или бронзовым оттенком, края загибаются кверху.

Между азотным и фосфорным питанием растений имеется взаимосвязь: недостаток фосфора замедляет синтез белков в тканях, при этом повышается содержание нитратов. Чаще это проявляется при несбалансированном питании растений, то есть завышенных дозах азота.

Растения наиболее чувствительны к дефициту фосфора в молодом возрасте, когда слаборазвитая корневая система не обладает достаточной поглощающей способностью. Дефицит в этот период не может быть восполнен в последующем, даже при оптимальном фосфорном питании.

Максимальное поглощение фосфора происходит на период интенсивного роста вегетативной массы.

Источники фосфорного питания растений

В природных условиях источником фосфорного питания растений являются соли ортофосфорной кислоты — фосфаты, а также после гидролиза пиро-, поли- и метафосфаты. Последние в почве отсутствуют, но могут входить в состав сложных удобрений.

Ортофосфорная кислота при гидролизе диссоциирует на анионы Н₂РО₄ — , НРО₄ 2- и РО₄ 3- . Согласно расчетам Б.П. Никольского, в условиях слабокислой реакции почвы, наиболее распространенным и доступным является Н₂РО₄ — , в меньшей степени — НРО₄ 2- , РО₄ 3- практически не участвует в питании большинства растений, за исключением люпина и гречиха, в меньшей степени горчицы, гороха, донника, эспарцета и конопли.

Все встречающиеся в почве соли ортофосфорной кислоты и одновалентных катионов (NН₄ + , Na + , К + ) хорошо растворимы в воде. Растворимы также однозамещенные соли двухвалентных катионов кальция Са(Н₂РO₄)₂ и магния Мg(Н₂РO₄)₂. Двузамещенные соли кальция СаНРO₄ и магния МgНРO₄ плохо растворимы в воде, но растворимы в слабых кислотах, в том числе в кислых корневых выделениях и органических кислотах, образующихся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Поэтому дигидроортофосфаты (однозамещенные) и гидроортофосфаты (двузамещенные) являются источником фосфора для растений.

Таблица. Соотношение недиссоциированных молекул H₃PO₄ и ее анионов при различных значениях рН среды, % 3 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Кислота, анион	рН
5	6	7	8
H₃PO₄	0,10	0,01	-	-
H₂PO₄ -	97,99	83,68	33,90	4,88
HPO₄ 2-	1,91	16,32	66,10	95,12
PO₄ 3-	-	-	-	0,01

Трехзамещенные фосфаты (ортофосфаты) двухвалентных катионов нерастворимы в воде и недоступны для большинства. Однако свежеосажденные трехзамещенный фосфат кальция, образующийся из одно- и двузамещенных фосфатов в процессе химического поглощения почвой, в аморфном состоянии немного лучше поглощается растениями. По мере старения, эти аморфные трифосфаты переходят в кристаллические формы и теряют доступность для растений.

Трехвалентные катионы ортофосфорной кислоты [АlРO₄, Аl(ОН)₃РO₄, FеРO₄, Fе₂(OН)₃РO₄ и др.] не доступны растениям, составляют большую часть минеральных фосфатов кислых почв.

В качестве источника фосфорного питания растений является фосфаты в обменно-поглощенном (адсорбированном) почвенными коллоидами состоянии. Эти анионы вытесняются анионами минеральных и органических кислот (лимонной, яблочной, щавелевой). В почве в системе твердая фаза—раствор анионы содержатся в достаточном количестве. В процессе дыхания корни выделяют углекислый газ, который при растворении подкисляет реакцию и образуют гидрокарбонат-ионы. Последние вытесняют адсорбированный фосфор в раствор из ППК.

Экспериментально подтверждено, что обменно-поглощенные анионы фосфорной кислоты по доступности для растений приближаются к водорастворимым фосфатам. Однако количество последних в почве мало, поэтому адсорбированные фосфаты имеют большое значение в балансе фосфорного питания растений.

Некоторые растения обладают способностью усваивать фосфат-ион органических соединений, например, фитина и глицерофосфатов, благодаря корневым выделениям, содержащим фермент фосфатазу. Под действием фосфатазы отщепляется анион фосфорной кислоты от органических соединений и поглощается растением. К таким растениям относятся горох, кукуруза, бобы. Фосфатазная активность возрастает в условиях дефицита фосфора.

В процессе филогенеза растения приспособились к питанию из растворов с очень низкими концентрациями. В исследованиях М.К. Домонтовича все опытные растения (овес, кукуруза, пшеница, горох, горчица и гречиха) могли поглощать фосфор из растворов с концентрациями от 0,01 до 0,03 мг Р₂O₅ на 1 л. Принято считать, оптимальной концентрацию фосфора для питания растений — 1 мг/л.

Поглощенный корнями фосфор быстро включается в синтез сложных органических соединений уже непосредственно в корнях. В опытах с тыквой, 30% меченого фосфора 32 Р через 30 с после поглощения обнаруживалось в составе органических соединений, через 3-5 мин — 70% поглощенного фосфора. В первую очередь фосфор расходуется на синтеза нуклеотидов. Для транспортировки фосфора к другим частям растения, фосфор вновь трансформируется в минеральные соединения.

Составьте схему круговорота и покажите перемещение фосфорсодержащих соединений
Составьте пояснительный текст к схеме и дайте ответы на вопросы:
1. Какой фазы не существует в круговороте фосфора?
2. Где фосфор может накапливаться?
3. Почему фосфорные соединения могут возвращаться в растения?
Фосфор – необходимый компонент нуклеиновых кислот, белков, АТФ и ряда других жизненно важных органических веществ. Кроме того, фосфат входит в состав зубной эмали и фосфолипидов мембран. Это сравнительно мало распространённый элемент, и, подобно азоту и калию, он часто бывает фактором, лимитирующим продуктивность экосистем. Форма, в которой элемент поглощается растениями: фосфат РО43- и ортофосфат Н2РО4-. Круговорот фосфора показан на рис. 1; он не сложен, так как в природе нет газообразных соединений этого элемента. Значительная часть фосфора рано или
Запасы фосфора, доступные живым существам, полностью сосредоточены в литосфере. Основными источниками неорганического фосфора являются изверженные породы (например, апатиты) или осадочные породы (например, фосфориты). Минеральный фосфор – редкий элемент в биосфере, в земной коре его содержание не превышает 1 %, что является основным фактором, лимитирующим продуктивность многих экосистем. Неорганический фосфор из пород земной коры вовлекается в циркуляцию выщелачиванием и растворением в континентальных водах. Он попадает в экосистемы суши и поглощается растениями, которые при его участии синтезируют различные органические соединения, и таким образом включается в трофические цепи. Затем органические фосфаты вместе с трупами, отходами и выделениями живых существ возвращаются в землю, где снова подвергаются воздействию микроорганизмов и превращаются в минеральные ортофосфаты, готовые к употреблению растениями и другими автотрофами.

Короч нужно вот основываясь на том, что я скинул, сочинить сказку про фосфор, там допустим что он правил в какой то стране и так то путешествовал. Вот такое д/з дают дочьке в школе..)) У самого таланта на выдумку нет

Lorain Мастер (2254) Ах да, и еще, если моя корявая писанина принесет хоть какую-нибудь пользу, то добавьте пожалуйста, что круговорот - так любовно называл своих детей король Фосфор, так как они постоянно бегали и крутились))

Все это конечно интересно, но не уровень 3 класса, боюсь дочку там не поймут, если начнет рассказывать про алхимию и мочу)) Нужно именно круговорот в-в, у неё экология.

Вячеслав Гордеев Искусственный Интеллект (201620) Тогда попробуйте основываться на плакатах висящих по всему городу, по крайней мере у нас с рекламой какого-то стирального порошка и надписью без фосфора - значит безопасно. Ну и всякие фосфатные удобения смываемые в реки, океаны.

Под старинным городом LLL N- лет тому назад мчался папа паравоз, он вез свои дочки-цистерночки, наполненные детками-фосфоринками рожать в хороший зарубежный роддом. Но дорогу перебегала мышка, папа не хотел ее задавить, пожалел, притормозил, поэтому опоздал в роддом и дочки цистерночки родили прямо в дороге. Деток было много - коровки начали давать красное молоко, погибли яблони, у людей начали крошится кости и выпадать зубки. Дело замяли, подлую мышку отправили за рубеж лечится от испуга. Короче, фосфор друг человека. Просто тупые забыли, чем его сразу гасить.

почему фосфорные соединения могут возвращаться в водные растения?

Фосфор - необходимый компонент нуклеиновых кислот, белков, АТФ и ряда других жизненно важных органических веществ.В экосистеме океана фосфор приносится текучими водами, что способствует развитию фитопланктона и живых организмов.В наземных системах круговорот фосфора проходит в оптимальных естественных условиях с минимумом потерь. В океане дело обстоит иначе. Это связано с постоянным оседанием (седиментацией) органических веществ.Осевший на небольшой глубине органический фосфор возвращается в круговорот.Фосфаты, отложенные на больших морских глубинах не участвуют в малом круговороте. Однако тектонические движения способствуют подъёму осадочных пород к поверхности. Таким образом, фосфор медленно перемещается из фосфатных месторождений на суше и мелководных океанических осадков к живым организмам и обратно.

Читайте также: