磷的營養功能
一、構成大分子物質的結構組分
磷酸是許多大分子結構物質的橋鍵物,它的作用是把各種結構單元連結到更復雜的或大分子的結構上。磷酸與其他基團連接的方式有:
(1)通過羥基酯化,與C鏈相連,形成簡單的磷酸酯(C-O-P),例如糖磷酸酯。
(2)通過高能焦磷酸鍵(P-P)與另一磷酸相連,例如ATP的結構就是高能聚磷酸鍵與另一磷酸相連的形式。
(3)以磷酸雙酯的形式(C-P-C)橋接,形成一個橋接基團,有較高的穩定性。這在生物膜的磷酯中很常見。所形成的磷脂一端是親水性的,一端是親脂性的。
在DNA和RNA結構中的核糖核苷單元之間都是以磷酸鹽作為橋鍵物構成大分子的。磷作為大分子結構的組分,它的作用在核酸中體現得最突出。核酸作為DNA分子的單元是基因信息的載體;作為RNA分子的單元它又是負責基因信息翻譯的結構。磷使得核酸具有很強的酸性,因此在DNA和RNA結構中的陽離子濃度特別高。這些特殊的功能十分重要,而且和作為結構元素的磷的存在是分不開的。
多種重要化合物的組分
由磷酸橋接所形成的含磷有機化合物,如核酸、磷脂、核苷酸、三磷酸腺苷(ATP)等,在植物代謝過程中都有重要作用。
1、核酸和核蛋白 核酸是核蛋白的重要組分,核蛋白又是細胞核和原生質的主要成分,它們都含有磷。核酸和核蛋白是保持細胞結構穩定,進行正常分裂,能量代謝和遺傳所必需的物質。核酸作為DNA和RNA分子的組分,它既是基因信息的載體,又是生命活動的指揮者。
核酸在植物個體生長、發育、繁殖、遺傳和變異等生命過程中起著極為重要的作用。所以磷和每一個生物體都有密切關系。從現代生物學的觀點來看,蛋白質和核酸是復合體,它們共同對生命活動起決定性作用。
2、磷脂 生物膜是由磷脂和糖酯、膽固醇、蛋白質以及糖類構成的。生物膜具有多種選擇性功能。它對植物與外界介質進行物質、能量和信息交流有控制和調節的作用。此外,大部分磷脂都是生物合成或降解作用的媒介物,它與細胞的能量代謝有直接關系。
3、植素 植素是磷脂類化合物中的一種,它是植酸的鈣、鎂鹽或鉀、鎂鹽,而植酸是由環已六醇通過羥基化而生成的六磷酸肌醇。植素在植物種子中含量較高,是植物體內磷的一種儲存形式。
4、三磷酸腺苷(ATP) 植物體內糖酵解、呼吸作用和光合作用中釋放出的能量常用于合成高能焦聚磷酸鍵,ATP就是含有高能焦聚磷酸鍵的高能磷酸化合物。這種鍵水解時,每摩爾ATP可釋放出約30kJ的能量。在磷酸化反應中,此能量隨著磷酰基可傳遞到另一化合物上,而使該化合物活化。ATP水解時,隨能量的釋放,自身即轉變為ADP。ATP能為生物合成、吸收養分、運動等提供能量,它是淀粉合成時所必需的。ATP和ADP之的轉化伴隨有能量的釋放和儲存,因此ATP可是為是能量的中轉站。在代謝旺盛的細胞中,高能磷酸鹽具有極高的周轉速率,這為代謝順利進行提供了良好的條件。