Pytania powtórkowe do lekcji “Gospodarka mineralna roślin”

Pytania

1. Skąd rośliny czerpią składniki mineralne potrzebne im do życia?
2. Jakie znaczenie ma woda dla gospodarki mineralnej roślin?
3. Jaki procent suchej masy roślin stanowią składniki mineralne?
4. Jakie czynniki wpływają na zawartość i zapotrzebowanie roślin na sole mineralne?
5. Wymień makroelementy niezbędne roślinie do życia.
6. Które z pierwiastków uznaje się za biogenne?
7. Który mikroelement ma kluczowe znaczenie dla roślin?
8. Jaką funkcję pełnią węgiel, wodór i tlen w organizmie rośliny i skąd pochodzą?
9. Jakie znaczenie ma azot dla organizmu rośliny i w jakiej formie jest przyswajany?
10. Dlaczego jony amonowe są trudniejsze do pobrania z gleby niż jony azotanowe(V)?
11. Jaką rolę pełni siarka w organizmie rośliny?
12. Czym są wiązania dwusiarczkowe i jakie mają znaczenie dla struktury białek?
13. W jakiej formie siarka jest pobierana przez rośliny i dlaczego łatwo ją pobierają?
14. Jaką funkcję pełni fosfor w komórkach roślinnych?
15. Czym jest fosforylacja i dlaczego jest ważna dla metabolizmu komórki?
16. Jaką rolę odgrywa magnez w organizmie rośliny?
17. Dlaczego niedobory magnezu powodują chlorozy?
18. Jakie są funkcje wapnia w roślinach?
19. Jaką rolę wapń odgrywa w komunikacji międzykomórkowej?
20. Jakie znaczenie ma wapń dla ściany komórkowej?
21. Jaką rolę pełni potas w gospodarce wodnej rośliny?
22. Jakie inne funkcje pełnią jony potasu w roślinie?
23. Jaką funkcję pełni żelazo w organizmie rośliny?
24. Dlaczego mimo obfitości azotu w atmosferze rośliny go nie przyswajają?
25. W której strefie korzenia zachodzi najintensywniejsze pobieranie soli mineralnych i dlaczego?
26. Jakie dwa kanały transportu jonów funkcjonują w korzeniu rośliny?
27. Jaką funkcję pełnią pasemka Caspariego w transporcie soli mineralnych?
28. Jak roślina selekcjonuje pobierane jony i chroni się przed toksynami?
29. Z jakich trzech faz składa się gleba i co zawiera każda z nich?
30. Czym jest kompleks sorpcyjny i jak wpływa na dostępność kationów w glebie?
31. Dlaczego jony dodatnie są trudniej dostępne dla roślin niż ujemne?
32. Jakie mechanizmy umożliwiają roślinie uwolnienie kationów z kompleksu sorpcyjnego?
33. Jak działa pompa protonowa w komórkach korzenia i co umożliwia?
34. Na czym polega mechanizm wymiany protonów na kationy gleby?
35. Czym jest symport i jak działa w przypadku transportu jonów azotanowych(V)?
36. Na czym polega wtórny transport aktywny?
37. Kiedy roślina może pobierać jony na drodze dyfuzji ułatwionej?

Odpowiedzi

1. Rośliny pobierają składniki mineralne z roztworu glebowego – wodnego roztworu jonów, który otacza ich korzenie.
2. Woda jest niezbędnym medium, w którym rozpuszczone są jony soli mineralnych – bez niej roślina nie mogłaby ich pobierać.
3. Składniki mineralne stanowią zaledwie kilka procent suchej masy rośliny – reszta to głównie związki organiczne.
4. Na zawartość i zapotrzebowanie roślin na składniki mineralne wpływają: gatunek, faza rozwojowa, warunki środowiska, rodzaj gleby i dostępność wody.
5. Do makroelementów zalicza się: węgiel, wodór, tlen, azot, siarkę, fosfor, magnez, wapń i potas.
6. Pierwiastki biogenne to: węgiel, wodór, tlen, azot, siarka i fosfor – są podstawą budowy związków organicznych.
7. Najważniejszym mikroelementem dla roślin jest żelazo.
8. Węgiel, wodór i tlen budują wszystkie główne związki organiczne. Roślina czerpie je z wody oraz powietrza (CO₂ i O₂).
9. Azot wchodzi w skład aminokwasów, białek, nukleotydów, kwasów nukleinowych, chlorofilu i fosfolipidów. Roślina przyswaja go w formie jonów amonowych (NH₄⁺) oraz azotanowych(V) (NO₃⁻).
10. Jony amonowe są przyciągane przez ujemnie naładowane cząstki gleby, więc są mniej dostępne. Azotany(V) mają ładunek ujemny, więc nie są zatrzymywane w glebie i łatwiej przenikają do roztworu glebowego.
11. Siarka buduje aminokwasy siarkowe (metioninę i cysteinę), a tym samym białka i koenzymy, np. koenzym A.
12. Wiązania dwusiarczkowe tworzą się między atomami siarki w cząsteczkach cysteiny i stabilizują trzeciorzędową i czwartorzędową strukturę białek.
13. Roślina pobiera siarkę głównie jako jony siarczanowe(VI) (SO₄²⁻), które ze względu na ładunek ujemny nie są zatrzymywane przez kompleks sorpcyjny i łatwo trafiają do korzenia.
14. Fosfor wchodzi w skład nukleotydów, kwasów nukleinowych, a także bierze udział w fosforylacji związków, np. tworzeniu ATP z ADP.
15. Fosforylacja to przyłączenie reszty fosforanowej do związku chemicznego, co często aktywuje lub zmienia jego funkcję w metabolizmie.
16. Magnez to kofaktor enzymów, bierze udział w tworzeniu rybosomów i wchodzi w skład chlorofilu.
17. Niedobór magnezu uniemożliwia syntezę chlorofilu i prowadzi do chlorozy, czyli żółknięcia liści.
18. Wapń działa jako kofaktor enzymów, bierze udział w komunikacji komórkowej i w budowie ściany komórkowej.
19. Stężenie jonów wapnia w cytozolu zmienia się w odpowiedzi na bodźce i umożliwia sygnalizację komórkową.
20. Wapń stabilizuje ścianę komórkową, tworząc połączenia z jej składnikami.
21. Potas reguluje turgor komórek, przez co wpływa na ruchy roślin i gospodarkę wodną.
22. Jony potasu są także kofaktorami enzymów, podobnie jak magnez i wapń.
23. Żelazo uczestniczy w oddychaniu komórkowym, fotosyntezie, wchodzi w skład białek enzymatycznych i jest niezbędne do syntezy chlorofilu.
24. Azot atmosferyczny (N₂) jest niedostępny dla roślin, bo nie posiadają enzymu nitrogenazy, który rozrywa wiązanie N≡N.
25. Pobieranie soli mineralnych zachodzi głównie w strefie włośnikowej korzenia, dzięki dużej powierzchni chłonnej włośników.
26. Składniki mineralne przemieszczają się kanałem apoplastycznym (poza cytoplazmą) i symplastycznym (przez cytoplazmy komórek).
27. Pasemka Caspariego wymuszają przejście substancji z apoplastu do symplastu, co pozwala na selekcję pobieranych jonów.
28. Roślina selekcjonuje pobierane jony na poziomie błony komórkowej – działa jak filtr, który chroni przed toksycznymi jonami.
29. Faza stała gleby to cząstki mineralne i organiczne, faza ciekła to roztwór glebowy z wodą i solami, faza gazowa to powietrze glebowe.
30. Kompleks sorpcyjny to ujemnie naładowane cząstki gleby, które przyciągają kationy, utrudniając ich dostępność.
31. Jony dodatnie są wiązane przez sorbent gleby, natomiast jony ujemne są wolne w roztworze i łatwiej dostępne dla korzeni.
32. Roślina zakwasza ryzosferę, uwalniając CO₂ i H⁺, które wypierają inne kationy z kompleksu sorpcyjnego.
33. Pompy protonowe aktywnie wypompowują jony H⁺ z komórek korzenia do gleby, co umożliwia wymianę jonową.
34. Protony wypierają z kompleksu sorpcyjnego np. K⁺, Ca²⁺, NH₄⁺, które trafiają do roztworu i są łatwiej przyswajalne.
35. Symport polega na wspólnym transporcie jonów – np. NO₃⁻ wchodzi do komórki razem z H⁺.
36. Wtórny transport aktywny wykorzystuje energię wcześniej wypompowanych protonów – nie wymaga bezpośrednio ATP, ale bazuje na gradiencie H⁺.
37. Jeśli stężenie jonów w roztworze glebowym jest wyższe niż w komórce, mogą one wnikać biernie przez białka transportujące, czyli dyfuzją ułatwioną.