BiljkeBiljke usvajajuusvajaju biogenebiogene elementeelemente izizspoljaspoljanjenje sredinesredine u u oblikuobliku COCO22, H, H22O, O, organskihorganskih molekulamolekula ((malomalo) i) ijonajona mineralnihmineralnih materijamaterija..

MineralneMineralne materijematerije uuestvujuestvuju u u izgradnjiizgradnjiorganskihorganskih jedinjenjajedinjenja, , regulireguliuu pH pH vrednostvrednost i i osmotskiosmotski potencijalpotencijal elijeelije, , uuestvujuestvuju u u hidratacijihidrataciji koloidakoloidaprotoplazmeprotoplazme, , katalikataliuu biohemijskebiohemijskeproceseprocese i dr.i dr.

HemijskiHemijski elementielementi se se premaprema uloziulozi u u biljnombiljnomorganizmuorganizmu mogumogu ((uslovnouslovno) ) podelitipodeliti::

UU njihovomnjihovom odsustvuodsustvu biljkebiljke nene mogumogu dada proprou u svesvefaze faze ivotnogivotnog ciklusaciklusa; ; omoguomoguavajuavaju harmoniharmoninonorastenjerastenje i i razvirazviee biljakabiljaka; ; simptomisimptomi kojikoji se se javljajujavljaju priprinedostatkunedostatku mogumogu se se otklonitiotkloniti samosamo njihovimnjihovimdodavanjemdodavanjem; ; zbogzbog specifispecifinene ulogeuloge u u metabolizmumetabolizmu nenemogumogu se se zamenitizameniti drugimdrugim elementimaelementima. .

U njihovom odsustvu biljke mogu da zavre ivotniciklus, ali oni deluju povoljno na rastenje i razvie.

HemijskiHemijski elementielementi se se premaprema zastupljenostizastupljenosti u u biljnombiljnom organizmuorganizmu mogumogu ((uslovnouslovno) ) podelitipodeliti::M a k r o e l e m e n t iM a k r o e l e m e n t i (> 0.01% u suvoj masi): C, O, H, N, P,

S, K, Ca, Mg.M i k r o e l e m e n t iM i k r o e l e m e n t i (< 0.01% u suvoj masi): Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, Cl, Co.

ProseProseninisadrsadrajaj biogenihbiogenihelemenataelemenata: : C 45%; O 42%;C 45%; O 42%;H 6.5%; N 1.5%; H 6.5%; N 1.5%; mineralnimineralnielementielementi: 5%.: 5%.

Element Hemijskisimbol

Atom.masa

Koncentracija u suvoj materiji Relativan broj atoma u odnosuna molibden

mola/g

ppm %

Molibden Mo 95.95 0.001 0.1 1

Bakar Cu 63.54 0.10 6 100

Cink Zn 65.38 0.30 20 300

Mangan Mn 54.94 1.0 50 1.000

Gvoe Fe 55.85 2.0 100 2.000

Bor B 10.82 2.0 20 2.000

Hlor Cl 35.46 3.0 100 3.000

Sumpor S 32.07 30 0.1 30.000

Fosfor P 30.98 60 0.2 60.000

Magnezijum Mg 24.32 80 0.2 80.000

Kalcijum Ca 40.08 125 0.5 125.000

Kajilum K 39.10 250 1.0 250.000

Azot N 14.01 1000 1.5 1.000.000

Kiseonik O 16.00 30000 45 30.000.000

Ugljenik C 12.01 40000 45 40.000.000

Vodonik H 1.01 60000 6 60.000.000

Sadraj pepela i oksida nekih elemenata u razliitim biljnim vrstama

Biljna vrstaBiljna vrsta%

pepe-la

% u pepelu% u pepelu

K2O CaO MgO P2O5 SO3 SiO3

Penica (zrno) 2.1 60.5 2.8 12.0 48.9 1.3 1.5

Duvan (list) 17.2 29.1 36.0 7.4 4.7 6.1 5.8

Krompir (krtola)

3.8 60.1 2.6 4.9 16.9 6.5 2.0

Ren (koren) 8.5 39.0 10.1 3.7 10.4 24.7 7.2

Hrast (koren) 7.2 4.4 92.8 1.2 0.4 0.3 0.6

Jeam (cela biljka)

6.5 25.4 5.8 3.0 10.3 2.9 42.8

Crvena detelina(cela biljka)

6.9 32.3 34.9 10.9 9.6 3.2 2.7

1

1/8

1/2 2 3

ZNAAJ KORENA U USVAJANJU JONA

Postoje dve osnovne teorije o usvajanju jona:Postoje dve osnovne teorije o usvajanju jona:usvajanje jona je uslovljeno fiziusvajanje jona je uslovljeno fizikoko--hemijskim procesima hemijskim procesima (difuziono(difuziono--osmotska, lipoidna, ultrafiltraciona, Donanova, osmotska, lipoidna, ultrafiltraciona, Donanova, adsorpciona i dr.)adsorpciona i dr.);;usvajanje jona je uslovljeno biohemijskousvajanje jona je uslovljeno biohemijsko--fiziolofiziolokim kim procesima (metabolizmom)procesima (metabolizmom)..

Mehanizam usvajanja jona preko korenaMehanizam usvajanja jona preko korena

Usvajanje jona je aktivan proces(u veoj, ili manjoj meri):- usvajanje jona prati

metabolike procese; - postoji selektivnost pri

usvajanju;- postoji usvajanje nasuprot

gradijentu koncentracije.

TEORIJE USVAJANJA JONA NA BAZI FIZIKO-HEMIJSKIH ZAKONITOSTI

Difuzno-osmotska teorija

- usvajanje usled razlika u koncentraciji jona u spoljanjoj sredini i biljci

Donanova teorija

-ako su sa jedne strane membrane nedifuzibilni makromolekularni polielektroliti (npr. anjoni proteina), a sa druge strane membrane joni koji lako difunduju, usled difuzije jona dolazi do uspostavljanja elektrinog gradijenta na membrani ravnotenog potencijala (Donanova ravnotea).

Adsorpciona teorija-- adsorpcijaadsorpcija nakupljanje rastvorenih materija na granici dve faze, ako se na taj

nain smanjuje povrinski naponRazlikuju se:

fizika nepolarnahemijska polarna adsorpcija

Osnovni prinscip usvajanja se zasniva na tzv. kontaktnoj izmeni jona izmedju spoljanjeg rastvora i korena, verovatno na pektinsko-celuloznim zidovima

Elektrohemijska teorijaDo usvajanja jona dolazi izmenom na bazi elektrohemijskog i elektrinog

potencijala koji nastaje izmeu unutranje i spoljanje strane membrane

Usvajanje jona korenom je viUsvajanje jona korenom je viefazni proces:efazni proces:Transport jona na povrTransport jona na povrinu korenainu korena;;UlaUlaenje jona u prividno slobodan prostorenje jona u prividno slobodan prostor korena;korena;Transport jona kroz plazmalemu u citoplazmuTransport jona kroz plazmalemu u citoplazmu..

Mehanizam usvajanja jona preko korenaMehanizam usvajanja jona preko korena

Mehanizam usvajanja jona preko korenaMehanizam usvajanja jona preko korenaTransport jona na povrTransport jona na povrinu korenainu korena

JJoni kojih ima vioni kojih ima vie u e u zemljizemljitu (NOtu (NO33-

-) do korena ) do korena dospevaju masenim dospevaju masenim protokom, tj. molekularnom protokom, tj. molekularnom difuzijom i strujanjem difuzijom i strujanjem zemljizemljinog rastvora dunog rastvora dugradijenta gradijenta ..

JJoni koji se nalaze u oni koji se nalaze u manjoj koncentraciji, manjoj koncentraciji, usvajaju se difuzijom (Kusvajaju se difuzijom (K++

nekoliko cm u okolini nekoliko cm u okolini korena; fosfatni joni korena; fosfatni joni nekoliko mm u okolini nekoliko mm u okolini korena). Rast korena.korena). Rast korena.

Mehanizam usvajanja jona preko korenaMehanizam usvajanja jona preko korena UlaUlaenje jona u enje jona u prividno slobodan prostorprividno slobodan prostor korenakorena

Prividno slobodan prostor Prividno slobodan prostor je deo biljne je deo biljne elije u koji joni elije u koji joni pasivno difunduju iz pasivno difunduju iz spoljaspoljanje sredine nje sredine elijski elijski zid i mezid i meuuelijski prostori. elijski prostori. Kretanje jona (supstituciona Kretanje jona (supstituciona adsorpcija) kroz prividno adsorpcija) kroz prividno slobodan prostor je slobodan prostor je apoplastni putapoplastni put i ostvaren je i ostvaren je gradijentom gradijentom koji postoji koji postoji zbog transpiracije.zbog transpiracije.

Mehanizam usvajanja jona preko korenaMehanizam usvajanja jona preko korena UlaUlaenje jona u enje jona u prividno slobodan prostorprividno slobodan prostor korenakorena

Prividno slobodan Prividno slobodan prostor je deo biljne prostor je deo biljne elije u koji joni elije u koji joni pasivno difunduju iz pasivno difunduju iz spoljaspoljanje sredine nje sredine elijski zid i elijski zid i memeuuelijski prostori. elijski prostori.

Prividno slobodni prostor

ZNAAJ KORENA U USVAJANJU JONA

Mehanizam usvajanja jona preko korenaMehanizam usvajanja jona preko korena Transport jona kroz plazmalemu u citoplazmuTransport jona kroz plazmalemu u citoplazmu

Deo korena gde pasivno transportovani joni iz prividno Deo korena gde pasivno transportovani joni iz prividno slobodnog prostora ulaze u citoplazmu je endoderm slobodnog prostora ulaze u citoplazmu je endoderm aktivno kretanje aktivno kretanje krkroozz simplast.simplast.

Transport jona kroz membranu je kljuni proces koji moe biti:

pasivan aktivan.

Mehanizam usvajanja jona preko korenaMehanizam usvajanja jona preko korena Transport jona kroz plazmalemu u citoplazmuTransport jona kroz plazmalemu u citoplazmu

Kasparijev pojas spreava tok vode kroz apoplast do pericikla i centralnog cilindra

Voda mora ui u elije endodermisa

Kasparijev pojas

Pericikl

Endodermis

Kora (cortex)

Mehanizam usvajanja jona preko korenaMehanizam usvajanja jona preko korena TTransport jona kroz membraneransport jona kroz membrane

Pasivan tPasivan transport jona kroz membraneransport jona kroz membraneOOstvaren je difuzijom dustvaren je difuzijom du gradijenta gradijenta osmotskog, odnosno osmotskog, odnosno vodnog potencijala (vodnog potencijala ())::

- Transport jona direktno kroz lipidni dvosloj - zavisi od rastvorljivosti materije u lipidima - slabo rastvorljive materije su elektroliti, voda, glukoza; dobro rastvorljive su CO2, O2 i nepolarne estice.

OlakOlakanana difuzijaa difuzijaProsta difuzijaProsta difuzijaProsta difuzijaProsta difuzija

Jonski kanali: glavni deo je transmembranski protein koji sadri senzor i kapiju.

- Transport preko jonskih kanala(pora) u membrani(moe se smatrati i olakanomdifuzijom)

Mehanizam usvajanja jona preko korenaMehanizam usvajanja jona preko korena

Jonski kanaliSpecifini transmembranski proteini kroz koje joni prolaze pasivno niz elektrohemijski gradijent - olakana difizija.

Selektivnost se postie:

veliinom (dijametrom) kanala

nabojem jona

veliinom jona

energijom (de)hidratacije jona

oblikom unutranjeg kanala