Фосфор. Поступление и включения фосфора в обмен в растительной клетки

Содержание фосфора в растениях составляет около 0,3% от сухой массы.

Поступает фосфор в корневую систему растений в виде окисленных соединений, главным образом остатка ортофосфорной кислоты (Н₂РО₄^–, НРО₄^2–, РО₄^3–).

При всех превращениях в растительном организме фосфор сохраняет степень окисленности. Собственно, все превращения сводятся лишь к присоединению или переносу остатка фосфорной кислоты (фосфорилирование и трансфосфорилирование). Ряд важнейших в биологическом отношении фосфорных соединений содержит несколько остатков фосфорной кислоты.

Физиологическое значение фосфора определяется тем, что он входит в состав ряда органических соединений, таких, как нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), нуклеотиды, фосфолипиды, витамины и многие другие, играющие центральную роль в обмене веществ.

Многие фосфорсодержащие витамины и их производные являются коферментами и принимают непосредственное участие в каталитическом акте, ускоряющем течение важнейших процессов обмена (фотосинтез, дыхание и др.).

Для фосфора характерна способность к образованию связей с высоким энергетическим потенциалом (макроэргические связи). Такие связи нестабильны, это облегчает их обмен и позволяет использовать энергию на самые различные биохимические и физиологические процессы. Важным соединением, содержащим макроэргические фосфорные связи, является АТФ.

Фосфорная кислота, поступая в живые клетки корня, быстро включается в состав нуклеотидов, образуя АМФ и АДФ. Далее в процессе субстратного и окислительного фосфорилирования (анаэробная и аэробная фазы дыхания) образуется АТФ. По данным А. Л. Кирсанова, уже через 30 с поступивший меченый фосфор (32Р) обнаруживается в АТФ. Образовавшаяся АТФ используется на активацию сахаров, аминокислот, синтез нуклеиновых кислот, белков и на другие процессы.

У растений основной запасной формой фосфора является фитин – Са²⁺-Mg²⁺- соль инозитфосфорной кислоты (инозитолгексафосфат). Значительные количества фитина накапливаются в семенах.

Признаки фосфорного голодания. Тусклая темно-зеленая окраска листьев, иногда с бронзовым отливом. Могут проявляться красные и фиолетовые оттенки (особенно у черешков и жилок). Засыхающие листья становятся темными и даже черными. Цветение и созревание затягиваются, рано наступает листопад. Замедляется рост побегов и корней, листья мельчают, снижается зимостойкость. Симптомы фосфорного голодания растений чаще всего наблюдаются на кислых легких почвах с малым содержанием органики. Взрослые плодовые деревья могут несколько лет не проявлять признаков дефицита фосфора, т.к. они отдают накопленные запасы этого элемента от старых частей дерева более молодым.