Vai trò của các nguyên tố vi lượng

Nguyễn Thị Nhung
K33C Sinh - KTNN

Vai trò của các
nguyên tố vi lượng
Vai trò chung của các
nguyên tố vi lượng
Vai trò của một số
nguyên tố cụ thể

1. Mối quan hệ giữa các nguyên tố vi
lượng và enzym
-
Nguyên tố vi lượng làm tăng hoạt
tính của enzym thông qua việc
hình thành phức Metaloenzym.
VD: Cu trong ez ascorbinoxydase làm
tăng hoạt tính lên 1000 lần so với
Cu
+2
ở trạng thái tự do.
Vai trò chung của các
nguyên tố vi lượng

+ Metaloenzym thực sự là kim loại
liên kết chặt với EZ nếu thay thế KL
này thì hoạt tính của EZ sẽ thay đổi.
+ Metaloenzym không thực sự là
khi thay thế KL thì hoạt tính của EZ
không bị thay đổi

2. Mối quan hệ giữa vi lượng với các
quá trình trao đổi chất.
+ Nguyên tố vi lượng có vai trò trong
trao đổi axit nucleic và ảnh hưởng
đến cấu trúc không gian nhiều bậc
của protein và axit nucleic.
+ Trong trao đổi gluxit các nguyên tố
vi lượng hoạt hoá nhiều EZ như Mn
trong enolase, Zn trong phosphatase,
Cu và Mn trong amilaza.

+ Các nguyên tố vi lượng xúc tác
nhiều EZ trong trao đổi lipit.
+ Trong trao đổi nitơ các nguyên tố
vi lượng xúc tác nhiều loại EZ như
nitrogenase chứa Mo và Fe.
+ Xúc tác cho quá trình tổng hợp các
chất có hoạt tính sinh học cao.
VD: Bor tham gia tổng hợp
vitaminC, vitamin nhóm B

3. Quan hệ giữa các nguyên tố vi lượng
với các quá trình sinh lý trong cây.
+ Các nguyên tố vi lượng xúc tác các EZ
trong chuỗi hô hấp.
+ Theo Nason 1979 các nguyên tố vi
lượng ảnh hưởng tới chặng đường
phân thông qua xúc tác hàng loạt các
EZ.

+ Trong chu trình Crebs có 11 phản ứng
thì mỗi phản ứng đều có sự xúc tác của
các EZ chứa các nguyên tố vi lượng.

+ Các nguyên tố vi lượng tham gia
chuỗi hô hấp, trong chuỗi này các
NTVL có khả năng thay đổi hoá trị vì
vậy chúng có khả năng vận chuyển e
để tổng hợp ATP.
+ Các NTVL tham gia tổng hợp diệp lục:
Cu, Co, Mo.
+ Theo Boichenco và Xaenco (1961): Mn
và Fe ảnh hưởng đến pha sáng và pha
tối của quang hợp theo sơ đồ sau.

ROOH
Photpharit
O
2
Gluxit
Mn
+2
Mn
+3
Phức hệ
Enzim FAD
H
2
O
CO

2
Mn
+2
Fe
+3 Fe
+3
Fe
+2
Nguyên tố vi lượng ảnh hưởng đến
pha sáng và pha tối trong quang hợp

•
Theo nghiên cứu của Phạm Đình Thái,
Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Văn Đính: Các
nguyên tố vi lượng ảnh hưởng đến quá trình
trao đổi nước như hút nước, thoát hơi nước
ở thực vật.
•
Các nguyên tố vi lượng Cu, Mn, B, Zn
tăng khả năng giữ nước của tế bào, mô và
tăng khả năng hút nước của các đại phân tử.
•
Trong điều kiện cung cấp nước đầy đủ
các NTVL tăng khả năng thoát hơi nước,
đồng thời tăng khả năng giữ nước của lá khi
gặp điều kiện khô hạn

2. Vai trò của một số
nguyên tố vi lượng cụ thể
Mn

Mo
Cu
B

Hàm lượng
trong đất
Hấp thụ và
vận chuyển
Chức năng
sinh lí
Mn

Hàm lượng Mn trong đất
•
Chiếm tỉ lệ thấp, chủ yếu dạng ion
Mn
+2
, Mn
+3
, Mn
+4
có thể chuyển hoá
cho nhau.
•
Hàm lượng Mn phụ thuộc vào thế
oxi hoá khử của đất. Thế oxi hoá
khử thấp thì lực khử càng mạnh.

Hấp thụ và vận chuyển Mn
•

Cây trồng có thể hấp thụ khác nhau
tuỳ loài và thời gian sinh trưởng.
•
Theo Clarkson và Honson (1980) khả
năng hấp thụ Mn bị ức chế bởi Co,
Mo, Zn, Fe.
•
Mn được vận chuyển chủ yếu qua
mạch libe, chúng tập trung nhiều
trong lá.

Chức năng sinh lí của Mn
•
Vai trò của Mn rất đa dạng, chúng
tham gia cấu trúc và hoạt hoá
nhiều loại EZ khác nhau.
•
Trong quang hợp Mn tham gia vào
quá trình quang phân nước trong
hệ thống ánh sáng II.

Mn tham gia quá trình quang phân li nước
tạo ra e cung cấp cho diệp lục P680
(theo Cheniae và Martin, 1968)
2H
2
O
4 H
+
, O

2
P680
4 Mn
+2
Chất nhận e
Ánh sáng
4Mn
+3

-
Mn xúc tác các EZ trong quá
trình phosphoril hoá quang hợp:
phosphokinase, phosphatase
- Mn tham gia cấu trúc các EZ
có vai trò thuỷ phân H
2
O
2.
giúp
giải độc cho cây.

Theo Ness và woolhouse năm
1980: Mn có vai trò trong xúc tác EZ
ARN-polimease trong lục lạp, làm
cho quá trình sao mã, giải mã, tổng
hợp protein lục lạp thuận lợi

Thiếu Mn
Thiếu Mn do bị bón Fe quá nhiều

Hàm lượng
trong đất
Hấp thụ và
vận chuyển
Chức năng
sinh lí
Mo

-
Trong đất hàm lượng Mo trung
bình từ 0.1-0.5 μg/kg.
-
Chủ yếu tồn tại dạng MoO
4
-2
, khả
năng hút Mo của thực vật liên quan
đến pH trong đất, pH nhỏ thì khả
năng hút Mo càng lớn. Vì vậy đất
có pH > 6.5 thường giàu Mo hơn.
Hàm lượng trong đất

Hấp thụ và vận chuyển
•
Thực vật hút Mo chủ yếu dưới
dạng muối molipdat (MoO
4
-2
) và bị
ức chế bởi ion SO

4
-2
.
•
Mo được vận chuyển chậm trong
mạch gỗ và libe.

Chức năng sinh lí của Mo
•
Mo tham gia cấu trúc hàng loạt các
EZ trao đổi nitơ như nitrogenase.
Trong EZ này gồm 2 nguyên tử Mo
liên kết với các nguyên tử Fe.
•
Các EZ trong quá trình khử nitrat và
nitrit đều có Mo trong cấu trúc trung
tâm hoạt động.
•
Mo còn ảnh hưởng đến năng suất
một số cây trồng do làm tăng khả
năng tích luỹ sinh khối.


Hàm lượng
trong đất
Hấp thụ và
vận chuyển
Chức năng
sinh lí
Cu