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NUTRIZIONE MINERALE DELLE PIANTE E IL TRASPORTO DEI SUOLI - Coggle Diagram
NUTRIZIONE MINERALE DELLE PIANTE E IL TRASPORTO DEI SUOLI
assimilazione dei nutrienti
le piante
come organismi autotrofi
sono in grado
di sintetizzare
tutti i loro
composti organici
a partire dai
nutrienti inorganici
1 more item...
per l'assimilazione
dei nutrienti
consiste
nell'incorporazione
degli elementi minerali
in sostanze organiche
quali
lipidi
acidi nucleici
cofattori di enzimi
e amminoacidi
pigmenti
e le piante
sono i principali
conduttori
attraverso i quali
i nutrienti
passano da
domini geofisici inerti
a domini biologici dinamici
i canali
trasportano preferenzialmente
ioni e H2O
la specificità
è definita dall’ampiezza
del poro
e le interazioni
con gli amminoacidi
del filtro ionico
facilitano il trasporto
passivo
per diffusione semplice
la diffusione è veloce:
10(alla)8 ioni al secondo
sono proteine
transmembrana
che formano pori selettivi
i cationi
(Na+, Ca2+, H+ e Mg2+)
vengono pompati
fuori dal citosol
ed entrano
per trasporto passivo
i ioni
possono entrare
ed uscire
in base
alle esigenze
con diversi
tipi di trasporto
gli atomi
(NO3-, Cl-, H2PO4-, SO4(alla)2–)
e d escono
per trasporto passivo
vengono pompati
nel citosol
attivando
trasporto attivo:
freccia intera
trasporto passivo:
freccia tratteggiata
le membrane biologiche possono facilitare o ritardare il movimento dei
soluti
permeabilità
degli ioni attraverso
le membrane
può cambiare
a seconda del tipo
di membrana
e della natura
del componente
di cui si parla
e la differenza
della sua natura chimica
1 more item...
questa è la capacità
di una membrana
di far passare
una determinata molecole
e varia in funzione
della composizione
della membrana
e della natura chimica
del soluto
e della sua dimensione
e si può esprimere
nei termini
di un coefficiente
di diffusione
per il soluto
in una membrana
e le membrane
dei sistemi biologici
hanno maggior
permeabilità
per i composti
ionici polari
inspessiti
1 more item...
e ciò ha dimostrato
che ci sono
in corrispondenza
delle membrane
biologiche
dei trasportatori
questi composti
diventano più grandi
come glicerolo
e la loro diffusione
attraverso la membrana
può essere ostacolata
i doppi strati di fosfolipidi puri risultano essere altamente impermeabili agi ioni o alle molecole polari
e molecole polari (H2O e zuccheri)
mostrano valori di P
nelle membrane biologiche
superiori rispetto
a quelli nei
doppi strati lipidici
1 more item...
molecole cariche(ioni K+, Na+, Cl-)
le molecole idrofobiche diffondono nel doppio strato fosfolipidico
i soluti apolari
(O2,CO2)
e polari ma
di piccole dimensioni
(glicerolo)
attraversano la membrana
per diffusione semplice
e man mano
che molecole aumentano
di dimensione
e di polarità
diminuisce la loro
capacità
di diffondere
nel doppio strato lipidico
funghi micorrizici e assimilazione del fosforo
in questa associazione
il fungo è fornito
di nutrienti organici
dalla pianta
e in cambio
fornisce a questa
nutrienti inorganici
principalmente
Pi
ma anche
SO42-
K
NH4+
ecc
e i fattori che incrementano
l'assorbimento
di fosfato
da parte dei
funghi microrrizici
sia di tipo fisico
dove i funghi
si propagano
1 more item...
che chimico
dove estrusione
di acidi organici
micorriza
interazione tra
cellule funginee
e cellule radicali
concentrazione esterna di ogni ione e potenziale di membrana misurato sono
stati sostituiti nell’equazione di Nerst
e si determina
allo stato stazionario
la concentrazione
di uno ione
all'interno
e all'esterno
della cellula
e la si compara
con quella predetta
1 more item...
l’equazione di Nernst
consente di distinguere
il trasporto passivo
da quello attivo
la pompa protonica H+ -ATPasi
e quando il trasporto
di protoni
all'esterno della cellula
si crea
un potenziale elettrico
e una diffusione
di concentrazione
di H+ tra gli ambienti
ai 2 lati della membrana
abbiamo alta concentrazione
di protoni
all'interno
e bassa all'esterno
ed idrolizza l'ATPasi
e l'energia liberata
la usa per pompare
fuori dalla cellula
i protoni
e il gradiente elettrochimico
creato dalla ponpa
viene poi usato
come forza motrice
per il trasporto
condotta
da carrier
(trasporto attivo
1 more item...
e canali
(trasporto passivo
1 more item...
è una delle pompe
più importanti
il trasporto attraverso la membrana
il potenziale elettrico
di un soluto
è definito come
la somma
del potenziale chimico
in condizioni standard
e dei potenziali di
elettrico
idrostatico
e di gravità
concentrazione
formula
μ = μ0 + RTln a + zFE + PV + mgh
in generale
le molecole
si muovono spontaneamente
da zone di
potenziale elettrico
superiore a zone
di potenziale elettrico
1 more item...
μ0: questa componente può essere ignorata
RTlna: componente della concentrazione (attività)
zFE: componente del potenziale elettrico
PV: componente della pressione idrostatica
mgh: componente della forza di gravità
se abbiamo membrana semipermeabile
che delimita compartimento
interno ed uno esterno
se volessimo calcolare
la differenza
di potenziale elettrico
(ext, int)
si ha che
1 more item...
abbiamo la diffusione
di molecole attraverso
la membrana
e il soluto può spostarsi
da A--->B
1 more item...
invece per poter passare
da un potenziale elettrico
minore
ad uno maggiore
quindi contro gradiente
è necessario
1 more item...
e a seconda
della differenza
di potenziale elettrochimico
ai 2 lati della membrana
possiamo avere
1 more item...
la forza motrice per movimento soluti cariche
Δμ = (μ0 + RT ln CE + z F EE)- (μ0 + RT ln CI + z F EI)
Δμ = RTln CE /Ci+ zF(EE-EI)
gli ioni rispondono
sia ai loro gradienti
di concentrazione
sia alla differenza
di potenziale elettrico
fra i due compartimenti
R=costante dei gas
T=temperatura assoluta
Z= carica elettrica
F= costante Faraday
C= concentrazione dello ione
Δμ per il movimento di un soluto carico (es. K+)
equazione di nernst
μ0 + RT lnCE + zFEE = μ0 + RT lnCI + zFEI
Ei– Ee = RT/ZF lnCE/Ci
All’equilibrio Δμ = 0 (μE = μI)
ΔE = RT/ZF 2.3logCe/Ci
equazione di nernst
ci dice qualè
la reazione
per un dato ione
tra il potenziale
di membrana
e la concentrazione
dello ione
all'equilibrio
e l'equilibrio
stabilisce che
all'equilibrio
uno ione permeante
verrà distribuito
attraverso
la membrana
1 more item...
numerosi ioni
sono distribuiti
in maniera disegnale
attraverso le membrane
biologiche
e differiscono
ampiamente
per le loro velocità
1 more item...
gli ioni
possono essere
condotti contro
gradienti di concentrazione
applicando un
voltaggio
fra i 2 scomparti
l'equazione
ΔE = 59 log CE/Ci
tutte le cellule viventi
possegono
un potenziale di membrana
che è dovuto
alla distribuzione
asimmetrica
degli ioni fra
2 more items...
per esempio
il K+ diffonde più velocemente
al di fuori della cellula
rispetto al Cl-
causando a ridosso
della membrana
lo sviluppo di
1 more item...
e l'equazione di nernst
è applicabile
in 2 condizioni
quando vi è
un gradiente di concentrazione
dello ione attraverso
la membrana
e quando vi sono
percorsi selettivi di permeazione
che consentono
il movimento passivo
1 more item...
alcuni macronutrienti
il calcio
e la sua concentrazione
è sotto il controllo
di vari ormoni
e vitamine
la carenza di calcio
può portare a osteoporosi
è il minerale
più abbondante nel corpo
latte e derivati
sono tra le migliori
fonti di calcio
ma questo elemento
è presente
anche
e altri alimenti
in verdure a foglia verde
semi
ma in alcune verdure,
la presenza di acido ossalico
inibisce l'assorbimento del calcio.
ferro
è un componente
dell'emoglobina
cioè la molecola
che trasferisce
ossigeno nei
globuli rossi
è appunto il ferro
che da il colore rosso
a quelle cellule
inoltre il ferro
si verifica in mioglobina
una molecola
simile a emoglobina
il vettore di ossigeno
nelle cellule muscolari
molti alimenti
di base vegetale
sono ricchi di ferro
comprese le verdure
a foglia verde scuro
frutta secca
cereali integrali
legumi
pianta di banana
potassio
barbabietola zucchero
fosforo
mais
azoto
sedano
calcio
e la carenza di
un dato materiale
induce alla pianta
caratteristici
stimoli
di sofferenza
fertilizzanti chimici
uno dei
più importanti contributi
del XIX secolo
alle pratiche agronomiche
è stato la scoperta
che la fertilità del suolo
e le rese delle coltivazioni
possono essere
1 more item...
il nitrato
è disciolto
nella soluzione circolante
ed è soggetto
al dilavamento
ed alla percolazione
negli strati
più performanti
del suolo
così condizioni
di carenza di nitrato
possono portare
alla riduzione del numero
delle radici laterali
con un risparmio
di risorse da spendere
1 more item...
il fosforo
è relativamente insolubile
e si trova maggiormente
nella parte superiore
del suolo
e per questo
la pianta stimola
di più la crescita
delle radici laterali
2 more items...
e tende ad essere
più solubile quando
il suolo è acido
e l'architettura
delle radici
riveste importanza chiave
per l'acquisizione
dei nutrienti minerali
ed è fortemente
influenzata
dalla disponibilità
di questi nel suolo
e abbiamo alternanza delle coltivazioni
il sovescio
in cui
le radici di leguminose
precedentemente coltivate
possono essere
lasciate all’interno del terreno
o estratte
e in seguito sotterrate
i carriers
i carriers sono
altamente selettivi
(ioni specifici
e metaboliti organici)
il trasporto
è mediato da carriers
può essere
positivo
o attivo
un cambiamento conformazionale
del carrier
espone la sostanza
alla soluzione
dalla parte
opposta della membrana
sono altamente selettivi
e trasportano
100/1000 ioni o molecole al secondo
la sostanza trasportata
è legata ad
un sito specifico
sul carrier
attraverso la membrana
possono essere
trasportati
attivamente
dai carrier
anche soluti
privi di carica
il trasporto
transmembrana
di un soluto
contro gradiente
elettrochimico
deve essere accoppiato
al trasporto
secondo
1 more item...
l'uniporto
è il trasporto
di un singolo soluto
che entra
nella cellula
guidato
dal suo gradiente elettrico
nel trasporto
attivo secondario
(cotrasporto)
l'energia libera
dal rientro secondo
gradirete di H+
nel citosol
viene utilizzata
1 more item...
le culture idroponiche
mentre la pianta
assorbe l'H2O
essa porta cin se
anche gli ioni
una volta caricati
nei vasi xilematici
essi sono trasportati
a lunga distanza
nel flusso della linfa
xilematica
sostenuto dalla traspirazione
e quindi distribuiti
a tutti gli organi
e l'H2O
può passare la membrana
mentre gli ioni
poichè sono idrofobe
quindi difficilmente
i composti cariche
o polari
possono attraversare
le membrane
il mezzo di cultura
viene cambiato
frequentemente
per evitare l'accumulo
di sostanze tossiche
e la crescita
incontrollata
di batteri
i nutrienti minerali
vengono associati
selettivamete
attraverso
la membrana plasmatica
di una cellula epidermica
e in seguito
si muovono
verso lo xilema
le piante crescono
in un terreno liquido
in cui si aggiunge
una miscela
di nutrienti adatti
alla pianta
che deve crescere
in quanto
1 more item...
e il passaggio
della membrana
per gli ioni
è altamente regolato
attraverso dele H+ --ATPasi
dei canali per l'efflusso
di ioni
e dei carriers
gli ioni possono
diffondere attraverso
la radice
passando
sia attraverso l'apoplasto
sia attraverso il simplasto
a causa della presenza
della banda di caspary
gli ioni prima
di poter accedere
alla stele devono
entrare nel simplasto
per entrare
negli elementi tracheali
gli ioni devono
uscire dal simplasto
attraversando
una membrana plasmatica
una seconda volta
e gli ioni vengono
caricati nelle tracheidi
o nei vasi xilematici
della stele
ritornando nerll'apoplasto
e quando tutti
gli ioni entrano
nello xilema
nelle membrane
si ha un alta
concentrazione
di sali
e poi la differenza di potenziale
possono anche tornare
indietro
però è controproducente
per la pianta
e la banda di caspari
ha il compito
non solo di controllare
ciò che entra
ma anche
quello che esce
e il caricamento dello xilema
porta ad un accumulo
di nutrienti
nella soluzione xilematica
che risulta molto
più ricca di quella
che circola
nell'apoplasto corticale
e il mantenimento
dell'alta concentrazione
della soluzione xilematica
dipende dalle pareti
suberificate delle cellule
dell'endoderma
che impediscono
agli ioni immessi
1 more item...
macronutrienti
e la mancanza
di queste sostanze
può inibire
la crescita delle piante
alcuni sono
magnesio
anello porfirinico
di clorofilla
attiva molti enzimi
e molecole di ATP
fosforo
è presente
in zuccheri fosfati
acidi nucleici
coenzimi
fosfolipidi membranali
calcio
secondo messagero
e osmoregolatore
azoto
costituente
di basi azotate
del DNA
e RNA
potassio
ruolo osmoregolatore
zolfo
entra nella molecola
di alcuni amminoacidi
come cisterna
e metionina
di proteine
e molecole importanti
tra cui quelle
del coenzima A
e del glutatione
è anche costituente
delle
ferro-zolfo proteine
ferro
è il costituente
del gruppo
eme nei citocromi
si accumulano
nelle piante
in concentrazioni
più elevate
rispetto ai nutrienti
che si accumulano
in concentrazioni minori
correggere il valore di PH del suolo
nei suoli acidi
per esempio
il fosfato diventa
relativamente
solubile
e viene facilmente
dilavato
mentre in alcalini
questo ione
è essenzialmente
insolubile
e può essere disponibile
solo per quegli
organismi
capaci di solubilizzarlo
il PH
del suolo
influenza anche
il metabolismo
dei microrganismi
e di conseguenza
la velocità
di rilascio dei nutrienti
riferibili alla loro
1 more item...
il PH del suolo
influenza la solubilità
e la mobilità
di molti nutrienti
il trasporto attraverso la membrana
e i sistemi
di trasporto
regolano
sia l'entrata di ioni
e metaboliti essenziali
sia la loro estrusione
poi abbiamo
proteine integrali
sono sistemi di trasporto
specifici
per ogni singolo elemento
e il dividiamo
in 3 categorie/classi
carrier
canali
pompe ioniche
e sono presenti
in tutte le cellule viventi
e in tutte le membrane
delle singole cellule
e sono proteine
integrali
che attraversano
la membrana
e svolgono
la loro azione
accrescimento cellulare
e si hanno
le nuove microfibrille
di cellulosa
si dispongono
strato su strato
al di sopra
di quelle precedentemente
formate
rilassamento della parete
quando
ha inizio
la distensione
cellulare
gli enzimi responsabili
del rilassamento
della parete
1 more item...
la pressione
di turgore
allora distende
la parete rilassata
causando l'assottigliamento
della parete stessa
e l'espansione
della cellula
e ciò riduce
1 more item...
alta pressione di turgore
e a questo punto
affluisce
più H2O alla cellula
e si inserisce
nuovo materiale
nella parete
e nuove microfibrille
di cellulosa
si dispongono
strato su strato
al di sopra
delle precedenti
in una cella
che non si espande
la pressione
di turgore
è elevata
l'accrescimento
della cellula
implica un cambiamento
nelle dimensioni
e nella composizione
della parete
per generale
l'espansione cellulare
ed è necessario
1 more item...
la parete cellulare
non è una
struttura statica
l'acqua entra nella cellula per osmosi
il gradiente protonico
e il potenziale elettrico
transmembrana
determinano l’accumulo
entro la cellula
di soluti come il potassio
ciò fa si che
la concentrazione dei soluti
sia maggiore all’interno
che nello spazio extracellulare
il contenuto cellulare
tende a rigonfiarsi
dovuto all’ingresso di H2O
i protoni sono pompati fuori
dalle cellule di guardia
stabilendo un gradiente elettrochimico
gli ioni potassio
entrano nelle cellule
di guardia
attraverso i canali ionici
voltaggio dipendenti
la luce blu attiva la H+/atp sintasi
anche gli ioni cloruro
entrano nelle cellule di guardia
attraverso i canali ionici
l'H2O entra
nelle cellule di guardia
per osmosi
e lo stoma si apre
la luce blu
attiva una pompa protonica
H+/ATPasi
nella membrana plasmatica
delle cellule di guardia
la tendenza
a rigonfiamento
è controbilanciata
dalla resistenza meccanica
e questo porta
a un aumento
della pressione idrostatica
(pressione di turgore)
interna della cellula
della parete cellulare
