Цитирую мой учебник по биологии для A-level:
поглощаются растениями быстрее любых других ионов. Тогда как, впитываются с наименьшей скоростью.
Какова причина?
Мое рассуждение: я сначала подумал, что размер ионов будет иметь значение в этом случае. Очевидно, меньше, чем , то мне «показалось», что более мелкие ионы будут поглощаться быстрее. Те же рассуждения можно применить к . Но есть ионы меньшего размера, чем которые усваиваются медленнее, например. . Итак, очевидно, что размер здесь не имеет значения. Есть и другие факторы.
Поскольку растения поглощают минералы, такие как калий, кальций, сера и т. д., в их ионной форме, такой как K + , NO 3 - , SO 4 2- , Ca 2+ , им необходимо активно их поглощать. Поскольку эти ионы заряжены, они с трудом проходят через плазматическую мембрану. Следовательно, растения должны расходовать энергию, чтобы транспортировать их. Для этого они используют АТФ и мембранные транспортные белки. Эти транспортеры переносят ионы через клеточную мембрану с сопутствующим ионом (H + ), чтобы поддерживать электрохимический градиент. В результате (частично) эти переносчики очень избирательны в отношении переносимых ими ионов. Например, транспортер K + не будет транспортировать SO 4 2-или другой ион. См. этот ответ, чтобы увидеть, как транспортеры достигают этой избирательности.
Вышеприведенная часть объясняет, как ионы транспортируются в растениях. Теперь давайте подойдем к главному вопросу, а именно, почему одни ионы переносятся быстрее, чем другие. Ну, на этот вопрос нет однозначного ответа (по крайней мере, я не знаю). Но я могу предположить две возможные причины этого (используя только примеры K + , Ca 2+ , NO 3 - и SO 4 2- ):
Величина заряда: здесь один факт заключается в том, что и K + , и NO 3 - имеют заряд 1, тогда как Ca 2+ и SO 4 2- имеют заряд 2. И что? Это несколько усложняет их транспортировку. Например, для транспорта K + через мембрану транспортер должен антипортировать 1 H + для 1 K + , тогда как аналогичный антипортер будет транспортировать 2 H + наружу, чтобы ввести 1 Ca 2+ . Очевидно, это не объясняет различия между ионы с одинаковым зарядом, что, по-видимому, и делает следующий пункт.
Потребность: одним из наиболее важных моментов, о которых следует помнить, является разница в потребностях растений в различных ионах. Вот почему макроэлементы растений (т.е. необходимые в больших количествах) были разделены на первичные макроэлементы (N, P, K) и вторичные макроэлементы (все остальные, включая Ca, S, Na). Как видите, азот и калий в основном являются лимитирующими факторами растениеводства. Вот почему растения требуют их в больших количествах и поэтому стараются усвоить их как можно быстрее. Это отчасти объясняет, почему K + и NO 3 - (единственный искусственный источник азота, кроме NH 4 + ) быстрее усваиваются растениями, в то время как Ca 2+ и SO 4 2-усваиваются медленно.
Использованная литература:
Джеймс
Пересмешник