Minerálna výživa

Minerálna výživa rastlín je oblasť fyziológie rastlín, ktorá sa zaoberá nárokmi rastlín ako autotrofných organizmov na príjem anorganických látok z pôdy a atmosféry, ako aj asimiláciou (zabudovaním do organických zlúčenín).

 Mechanizmus príjmu látok 
Jednotlivé látky rastlina prijíma selektívne, t. j. prijíma hlavne tie, ktoré pre svoj život najviac potrebuje. Okrem oxidu uhličitého, sú všetky ostatné látky prijímané z pôdy koreňmi, ktoré sú na to dobre prispôsobené. Mnohé korene žijú navyše v symbióze s vláknami húb, ktoré im pomáhajú v príjme minerálnych látok a za to dostávajú od rastliny energeticky bohaté látky (najmä cukry).

Na príjem (ale aj vylučovanie) látok má rastlina pasívne aj aktívne mechanizmy. Medzi pasívne patria kanály, ktoré umožňujú prechod látok v smere od ich vyššej koncentrácie k nižšej. Aktívny príjem zabezpečujú prenášače, ktoré využívajú energiu ATP. Vyžitie ATP môže byť buď priamo prenášačom (primárny transport), alebo nepriame (sekundárny transport). Nepriamy transport prebieha tak, že sa cez tvz. ATP pumpy vylučujú ióny H+ von z buniek a tak vytvárajú elektrický potenciál (napätie) na oboch stranách bunkových membrán. Toto napätie využívajú prenášače na transport látok tak, že dané látky transportujú spoločne s H+. Takto sa prijímajú napríklad dusičnany, fosforečnany, aminokyseliny a podobne.

 Esenciálne a neesenciálne látky 
Prvky ktoré rastlina nevyhnutne potrebuje k životu nazývame esenciálne, ostatné sú neesenciálne. Zaujímavosťou je, že na rozdiel od živočíchov nie je sodík pre rastliny esenciálny. Esenciálnosť jednotlivých látok sa môže u rôznych druhov mierne líšiť. V prípade niektorých látok potrebných v stopových množstvách (mikroelementy) môže byť ich esenciálnosť sporná. Väčšina látok, ktoré rastliny potrebujú len v malom množstve, je pri vyššej koncentrácii v prostredí toxická.

 Tabuľka esenciálnych látok 

+ Makroelementy (potrebné vo väčšom množstve)Prvok  prístupný vo forme  význam dusík  NO3–, NH4+ zložkou nukleových kyselín, bielkovín…kyslík  O2, H2O  súčasť takmer všetkých organických zlúčenínuhlík  CO2základ všetkých organických látokvodík H2O základ všetkých organických látokdraslík K+kofaktor mnohých enzýmov (napr. v syntéze bielkovín)vápnik Ca2+ stabilizácia membrán, signál v odpovedi rastlín na streshorčík  Mg2+súčasť chlorofylufosfor  H2PO4–súčasť DNA, RNA, membránových lipidov, ATPsíra SO42–súčasť proteínov, a kofaktorov enzýmov

+ Mikroelementy (potrebné len v stopových množstvách)prvok  prístupný vo forme  významchlór  Cl−  osmotikum  bór  H2BO3− transport a metabolizmus cukrov, lignifikácia... mangán  Mn2+ súčasť niektorých enzýmov zinok  Zn2+ súčasť bielkovín a viacerých regulačných peptidov meď  Cu2+ súčasť niektorých enzýmov železo  Fe3+ súčasť niektorých enzýmovmolybdén  MoO42−  súčasť enzýmov asimilácie síry a redukcie dusičnanov nikel  Ni2+ kofaktor enzýmov metabolizmu síry

 Asimilácia anorganických látok 
Na asimiláciu látok v rastlinách sa využíva slnečná energia, ktorá v svetelnej fáze fotosyntézy vytvára dve energeticky bohaté zlúčeniny, ATP a feredoxín. Tieto dve zlúčeniny sa potom využívajú na zabudovanie uhlíka do organických zlúčenín (cukrov) v procese Calvinovho cyklu. V skutočnosti sa však energia ATP a feredoxínu nevyužíva len pre Calvinov cyklus, ale aj pre zabudovanie dusíka a síry (v širšom zmysle sú tieto procesy tiež súčasťou fotosyntézy).

Dusík sa zabudováva pomocou enzýmov GS (glutamín syntetáza) a GOGAT (glutamát syntáza, nazývaná tiež glutamín-oxoglutarát-aminotransferáza). Výsledkom sú aminokyseliny glutamín (Gln) a kyselina glutámová (Glu). Z nich sa potom vytvárajú všetky ostatné aminokyseliny, ktoré sú súčasťou všetkých bielkovín).

Síra sa zabudováva v pomerne komplikovanom procese, ktorý využíva energiu 
ATP aj feredoxínu. Kľúčový je enzým cysteín syntáza, ktorý zabuduje síry do aminokyseliny cysteín (Cys). Táto aminokyselina je zdrojom síry pre všetky ostatné zlúčeniny v rastlinách.

 Pozri aj 
 fotosyntéza
 autotrofia

Kategória:Fyziológia rastlín
Kategória:Výživa rastlín