Wykład 8 - Mikoryza, przemiany azotu, makroelementy | Quizlet

Jakie fitohormony kontrolują wzrost strzępek grzyba w mikoryzie?

strigolaktony

U jakich roślin nie występuje mikoryza?

rodzina Cruciferae (np. kapusta), rodzina Chenopodiaceae (np. szpinak) i rośliny rosnące w silnie suchych lub zasolonych glebach

Jakie substancje wydziela grzyb pod wpływem działania strigolaktonów? Jaką rolę pełnią te substancje?

czynniki Myc

Czynniki Myc są wiązane przez roślinny receptor LYK10 który aktywuje kinazę SYMRK. To powoduje rozluźnienie ściany komórkowej i tłumienie reakcji obronnych rośliny przed wnikaniem strzępek grzyba do korzenia.

Co dzieje się podczas endomikoryzy pod wpływem działania czynników Myc?

Powstaje aparat pre-penetracyjny (PPA). W rezultacie powstaje arbuskula otoczona przez błonę komórki grzybowej i zmodyfikowaną plazmolemę (błona peri-arbuskularna). Jest to miejsce wymiany substancji pomiędzy rośliną a grzybem.

Podaj przykłady jonów których wchłanianie zwiększa się kilkunastokrotnie przy mikoryzie

Zn2+, Cu2+, PO4 3-

Dlaczego pobieranie jonów przez korzenie wymaga energii? Od czego zależy ilość potrzebnej energii?

Bo potencjał elektrochemiczny jonów w komórce jest większy niż w środowisku. Ilość energii potrzebnej do transportu transbłonowego zależy od rodzaju jonu i jego ładunku elektrycznego np. dla chloru jest wyższa niż dla potasu.

Od czego zależy mobilność jonów w roślinie?

- od wielkości otoczki hydratacyjnej

- od wiązania się jonów ze składnikami komórki (jony wolne/związane)

- od wydajności kanałów jonowych (szybkie/wolne)

Które pierwiastki należą do mobilnych (5), a które do niemobilnych (5)?

mobilne: N, K, Mg, F, Cl

niemobilne: Ca, S, Fe, B, Cu

W jakich organach widoczne są niedobory pierwiastków niemobilnych, a w jakich organach pierwiastków mobilnych?

pierwiastki mobilne - w organach starych, bo łatwo ulegają remobilizacji do młodszych części rośliny

pierwiastki niemobilne - w organach młodych, bo starsze organy mają ich większe zapasy

Niedobory jakich pierwiastków powodują chlorozy, nekrozy, sfałdowanie liści czy czerwone przebarwienia?

chlorozy - Mn, Fe, S, Mg, N

nekrozy - K, B

sfałdowane liście - Ca

czerwone przebarwienia - F

Jakie są główne formy azotu w glebie? Jakie są ich źródła?

główne formy:

jony azotanowe (NO3-),

jony amonowe (NH4+)

ich źródła:

azot nieorganiczny - wietrzenie skał,

azot organiczny - procesy biologiczne

Jakie procesy biologiczne wpływają na pulę azotu w glebie?

- amonifikacja (mineralizacja)

- nitryfikacja

- denitryfikacja

- asymilacja azotu atmosferycznego

Na czym polega amonifikacja?

Powstawanie NH3 z szczątek roślin i zwierząt w wyniku działania destruentów, procesów gnilnych (beztlenowe) oraz procesów butwienia (tlenowe).

Na czym ogólnie polega nitryfikacja?

NH3 -(chemiosynteza)-> NO2- -(utlenianie)-> NO3-

Na czym ogólnie polega denitryfikacja?

NO3- -(redukcja/oddychanie)-> N2

W jaki sposób i w jakim pH jest pobierany azot amonowy przez rośliny? Jak bardzo przyswajalny jest dla rośliny?

- najwydajniej zachodzi w pH obojętnym

- jest to transport bierny (uniport)

- może być bezpośrednio wykorzystywany do syntez

W jaki sposób i w jakim pH jest pobierany azot z azotanów przez rośliny? Jak bardzo przyswajalny jest dla rośliny?

- najwydajniej zachodzi w pH lekko kwaśnym

- jest to transport aktywny wtórny (symport)

- aby mógł służyć w biosyntezie musi być zasymilowany w liściach (zredukowany)

Jakie etapy ma redukcja azotanów? W jakich organellach zachodzą te procesy>

Zachodzi w cytozolu oraz chloroplastach i plastydach:

- redukcja azotanów do azotynów

- redukcja azotynów do jonów amonowych

- wbudowanie azotu w strukturę aminokwasu

Jaki enzym uczestniczy w redukcji azotanów do azotynów? Co reguluje jego ekspresję? Jaką reakcję katalizuje?

Reduktaza azotanowa, jej ekspresja jest regulowana przez fitochrom.

Wykorzystuje donor elektronów np. NADPH i redukuje NO3 do NO2.

Jaki enzym katalizuje redukcję azotynów do jonów amonowych? Czym się on charakteryzuje?

Reduktaza azotynowa:

- ma centrum żelazowo-siarkowe + hem

- korzysta głównie z zredukowanej ferrodoksyny z jasnej fazy fotosyntezy jako donora elektronów

- redukuje NO2 do NH4+

W jakim procesie zachodzi wytworzenie aminokwasów z jonów amonowych? Jaki enzym uczestniczy w tym procesie?

Szlak syntezy kwasu glutaminowego z ketoglukaranu, uczestniczy w tym dehydrogenaza glutaminowa (GDH).

Jaką rolę pełni kwas glutaminowy wytworzony z ketoglukaranu z udziałem GDH?

- jest prekursorem proliny, argininy i histydyny

- stanowi bezpieczny rezerwuar azotu w roślinie

W wyniku jakiego cyklu kwas glutaminowy jest przekształcany w glutaminian?

cykl GS-GOGAT (syntazy glutaminianowej (GS)) - polega na amidacji kwasu glutaminowego z wykorzystaniem ATP

Jaką rolę pełnią glutaminian/glutamina w reakcjach transaminacji ketokwasów?

Są dawcami grup aminowych

Co powstanie w wyniku transaminacji szczawiooctanu, a co z kwasu pierogronowego?

szczawiooctan + NH4+ -> kwas asparginowy

kwas pirogronowy + NH4+ -> alanina

Jakie wyróżniamy rodzaje bakterii brodawkowych?

Rhizobium, Bradyrhizobium, Azorhizobium (wykazują dużą specyficzność gatunkową)

Jakie geny są charakterystyczne dla bakterii brodawkowych? Jaką pełnią rolę?

Plazmidy symbiotyczne z genami nodulacji nod (A,B,C,D,E,F):

- A, B, C - biorą udział w infekcji, kodują czynniki Nod

- gen D - zapoczątkowuje ekspresję A, B, C, E, F

Czym są czynniki NOD? Jaką pełnią funkcję?

Są to produkty genów nod, należą do lipooligosacharydów.

Wyzwalają one falę wapniową w korzeniu roślin poprzez receptory NFR i kinazę SYMRK. Fala wapniowa indukuje geny nodulinowe w korzeniu i wzrost poziomu cytokinin. Skutkuje to wytworzeniem brodawki korzeniowej.

W jaki sposób powstają brodawki korzeniowe?

- bakterie wnikają do włośników, a potem do miękiszu korzenia w postaci nici infekcyjnej (następuje fuzja plazmolemmy i błon bakterii)

- czynniki Nod bakterii aktywują geny nodulinowe rośliny odpowiedzialnych za tworzenie brodawki korzeniowej i syntezy leghemoglobiny

- rozpada się nić infekcyjna, powstaje symbiosom i bakterie przekształcają się w bakterioidy zawierające kompleks enzymatyczny nitrogenazy

Jak działa kompleks nitrogenazy? Co zawiera?

Zawiera reduktazę dinitrogenazy i dinitrogenazę:

- reduktaza dinitrogenazy hydrolizuje ATP i przenosi elektrony z ferrodoksyny na N2, który po protonacji tworzy NH4+

- dinitrogenaza wiąże N2 i zawiera Mo i Fe jako kofaktory

Jaki pierwiastek hamuje działanie kompleksu nitrogenazy? Co wspomaga jej działanie?

hamuje - tlen

wspomaga - leghemoglobina

Czym charakteryzuje się kompleks nitrogenazy?

- mała wydajność (5 cząsteczek N2 na sekundę)

- mała specyficzność

- energochłonny enzym

W co przekształcany jest amoniak w brodawkach korzeniowych roślin w strefach umiarkowanych/klimatu gorącego?

strefa umiarkowana - przekształcają amoniak do NH4+, a potem wbudowują do aminokwasów (już w korzeniu)

klimat gorący - NH4+ przekształcają w ureidy które stanowią formę transportową azotu, do aminokwasów wbudowuje się dopiero w organie docelowym

Z czym wiąże się przekształcanie NH4+ w ureidy?

z wytwarzaniem dużej ilości H2O2

Skąd pobierana jest siarka przez rośliny?

Większość z roztworu glebowego (SO4 2-), niewielka ilość z powietrza (SO2 i H2S).

Co dzieje się z siarką po wejściu do komórk?

Jest transportowana do chloroplastów gdzie polega redukcji. Nadmiar jest gromadzony w wakuoli.

Jakie są etapy asymilacji siarki? Co się podczas nich dzieje?

1. Aktywacja (w cytozolu):

- wytworzenie adenozyno-5'-fosfosiarczanu (APS) czyli aktywnego siarczanu (wymaga ATP)

2. Redukcja (chloroplasty)

- APS jest redukowany z wykorzystaniem elektronów z glutationu z wytworzeniem jonu SO3 2-

- SO3 2- jest redukowany do S2- z wykorzystaniem elektronów z ferrodoksyny

Co jest potrzebne do wytworzenia cysteiny w roślinie?

seryna, acetylo-CoA, jony siarczkowe

Jakie wyróżniamy dwie główne klasy pektyn? Gdzie one występują?

- homogalakturonan - polimer liniowy, występuje w tkankach wegatatywnych

- ramnogalakturonan - polimer rozgałęziony, występuje w tkankach generatywnych

Jakie wiązania występują w polimerach homogalaturonanu?

wiązania wodorowe, mostki jonowe za pośrednictwem Ca2+

Jaki pierwiastek stabilizuje strukturę polimerów ramnogalakturonanu?

bor (B) tworzący wiązania koordynacyjne