冬虫草318 / 植物营养 / 氮素营养

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氮素营养

2011-04-04  冬虫草318
为植物结构组分元素,主要构成蛋白质、核酸、叶绿素、酶、辅酶、辅基、维生素、生物碱、植物激素、酰脲。
  氮常以硝态氮、胺态氮和酰胺态被植物吸收。旱田作物以吸收硝酸盐为主,植物吸收硝酸盐为主动吸收,受载体作用的控制,要有H+ATP酶参与。铵态氮的吸收机制还不太清楚。
  根系吸收的氮通过蒸腾作用由木质部输送到地上部器官。植物吸收的铵态氮绝大部分在根系中同化为氨基酸,并以氨基酸、酰胺形式向上运输。植物吸收的硝态氮以硝酸根或在根系中同化为氨基酸再向上运输。韧皮部运输的含氮化合物主要是氨基酸。
  植物吸收的硝酸盐在植物根或叶细胞中利用光合作用提供的能量或利用糖酵解和三羧酸循环过程提供的能量还原为亚硝态氮,继而还原为氨。这一过程称为硝酸盐还原作用。氨在植株体内参与各种代谢物质的生成。
  1.蛋白质
  在氨同化作用过程中,氨与谷氨酸、天冬氨酸等各种有机化合物相结合,产物为谷氨酰胺、天冬酰胺等。
  谷氨酰胺和天冬酰胺在氨基酸合成过程中提供氨基,与α-酮酸等底物生成100多种氨基酸,其中有20种氨基酸用来合成蛋白质。
  2.核酸
  二氧化碳、氨、氨基酸,有时还有甲酸盐生成氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶)。氮碱基与核糖相连,称为核苷。核苷与磷酸连接成核苷酸。核苷酸组成核酸,是生物遗传信息的主要储存库。脱氧核糖核酸将植物遗传信息转录到核糖核酸,核糖核酸将信息翻译为多肽的氨基酸顺序,形成蛋白质。
  3.叶绿素
  由L-谷氨酸形成δ-氨基-γ-酮戊二酸,再生成胆色素原(吡咯环),再合成尿卟啉原,继而生成原卟啉,又生成原叶绿素酸酯,最终形成叶绿素。
  4.酶、辅酶、辅基
  酶是一类具有特殊功能的蛋白质,可以催化生物反应过程。简单蛋白质酶类除蛋白质外不含其他物质,结合蛋白质酶类则由蛋白质和称为辅助因子的非蛋白质的小分子物质组成全酶。辅助因子包括辅酶、辅基和金属离子。辅酶和辅基的组成与维生素和核苷酸有关。
  5.维生素
  5.1. 维生素B1含有氨基和硫,又叫硫胺素。生物组织中常以硫胺素焦磷酸酯(TPP)形式存在。TPP是丙酮酸脱羧酶和α-酮戊二酸的辅酶。由α-酮戊二酸形成琥珀酰辅酶A需有它参加。TPP在糖代谢中有重要作用。
  5.2. 维生素B2又叫核黄素,是许多氧化还原酶、黄酶的辅基。
  5.3. 维生素B6是吡啶的衍生物。吡哆醇在无机磷、ATP参与下能转变成磷酸吡哆醛。它是氨基转移酶的辅酶。
  5.4. 维生素PP为尼克酰胺。尼克酸在生物体内由色氨酸转变而来,构成脱氢酶的主要辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)的成分。
  6.生物碱
  烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱、奎宁、麻黄碱等均含氮,大多具有复杂的环状结构,难溶于水,易溶于微酸溶液。胆碱是卵磷脂的重要成分,卵磷脂参与生物膜的合成。
  7.植物激素
  生长素和细胞分裂素也是含氮有机化合物。
  8.酰脲
  尿囊素、尿囊酸、瓜氨酸、β-尿基丙酸和β-尿基异丁酸等也是储存和运输形态的氮,和谷氨酰胺和天冬酰胺一样,是植物体内储存、转运氨和解除氨毒的形态。

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