Роль калію в метаболічних реакціях водяних рослин

Для водяних рослин характерним є досить високий вміст калію і значно менший – натрію в їхніх тканинних структурах. Калій у більшості рослин становить 0,9–1,2 % їх біомаси. Найбільша його кількість (80 %) знаходиться у вакуолях. Як осмотично активний елемент калій впливає на транспорт води, гідратацію протоплазми, знижує її в'язкість, підвищує обводненість. Нагадаємо, що кількість води в клітинах рослин становить щонайменше (70–80 %) їх маси. Не більше 1 % такої гомеостатичної води приймає участь у біохімічних процесах. Решта ж складає те внутрішнє середовище, де відбуваються біологічні та фізико-хімічні процеси. За рахунок води підтримується гідростатичний тиск (тургор), який визначає зовнішню форму рослин. Постійно циркулюючи в рослинах, вода переносить розчинені в ній речовини і одночасно звільняє організм від метаболітів і токсичних речовин, тобто виконує роль схожу з функцією гемолімфи або крові.

У мембранах рослинних клітин іони калію сприяють підтриманню тургору. Калій відіграє надзвичайно важливу роль у функціонуванні продихового апарату вищих водяних рослин, за допомогою якого забезпечується газообмін та обмін вологи між зовнішнім середовищем і клітинним простором. У вищих водяних рослин розміщення продихів залежить від особливостей розташування у воді (плаваючі, занурені, повітряно-водяні).

На площі листка в 1 см² може бути від 1000 до 100000 продихів. Довжина продихових щілин становить 20–30 мкм, ширина 4–6 мкм. Загальна їх площа по відношенню до площі листка досягає 1 %. У відкриванні продихового апарату виключна роль належить транспорту іонів калію через клітинну мембрану та накопичення їх у замикаючих клітинах. Це призводить до підвищення осмотичного тиску, всмоктування води та відкривання продихів. Функціонування продихового апарату, як і транспорт калію, пов’язані з енергозабезпеченням цього процесу за рахунок АТФ. Іони калію створюють іонну асиметрію, а відповідно і мембранні потенціали між клітиною і середовищем. Функціонування продихового апарату є одним з важливих елементів у процесах фотосинтезу рослин. З надходженням калію в організм пов’язана активація понад 60 ферментів, зокрема і тих, що забезпечують включення фосфатів в органічні сполуки і синтез рибофлавіну, як компонента всіх флавінових дегідрогеназ.

У водоростей калій виступає як активатор багатьох ферментів. Він відіграє важливу роль в осморегуляції і в підтриманні електрохімічного градієнту по різні сторони клітинних мембран.

На відміну від калію, натрій не відіграє такої важливої ролі в життєдіяльності рослин. Вони можуть розвиватись деякий час навіть у безнатрієвому середовищі, але при наявності калію.

Дата добавления: 2014-01-03