Reacția Fiziologică a Plantelor de Elodea Canadensis Determinată de Natura Chimică a unor Compuși cu Sulf

CAPITOLUL I

Introducere

Având în vedere cercetările iniţiate în cadrul Laboratorului de Fiziologia plantelor, al Facultăţii de Ştiinţe, Specializarea Biologie, din cadrul Universităţii din Piteşti, privind influenţa bioxidului de sulf din aer asupra proceselor fiziologice la plantele terestre, în lucrarea noastră am continuat cu studiul efectelor altor compuşi cu sulf, consideraţi poluanţi în mediul acvatic.

Ipoteza cercetării: S-a presupus că unii compuşi cu sulf, consideraţi poluanţi ai apei, au efecte stimulatoare sau inhibitoare asupra unor procese fiziologice la plantele acvatice, în funcţie de concentraţia poluantului respectiv.

Scopul lucrării a constat în stabilirea efectelor produse de diferite concentraţii ale unor substanţe poluante ce conţin sulf asupra intensităţii fotosintezei la Elodea sp.

Obiective:

- analizarea şi sistematizarea datelor bibliografice cu privire la rolul sulfului în viaţa plantelor;

- analizarea şi sistematizarea datelor din literatura de specialitate cu privire la poluarea apei;

- determinarea intensităţii fotosintezei la plantele de Elodea sp. menţinute în diferite substanţe poluante ce conţin sulf.

1.1. Rolul sulfului în viaţa plantelor

În plante, sulful se găseşte în cantităţi de 0,02 - 1,8 % din substanţa uscată. Se află în cantităţi mai mari în seminţe şi frunze şi mai puţin în tulpini şi rădăcini.

Plantele iau sulful din săruri de K, Mg şi Ca. Sursa cea mai bună de sulf pentru plante sunt sulfaţii solubili, iar uneori plantele folosesc chiar sulfatul de calciu (gipsul) care este mai puţin solubil.

În plante sulful se găseşte în formă minerală şi organică. Combinaţiile minerale din plante sunt mai mari, de exemplu la alga Closterium (Cosmarium) în vacuolă se găsesc granule solide de sulfat de calciu.

În substanţele organice sulful se fixează sub formă redusă de SH. Se cunosc mai multe substanţe organice cu sulf ca sulfurile de alil: monosulfura de alil - S(C3H5)2; bisulfura de alil - S2(C3H5)2 şi trisulfura de alil - S3(C3H5)3 din bulbii de ceapă şi usturoi şi unele crucifere (Alliaria officinalis). În seminţele de muştar negru şi alb sulful se găseşte în glucozizi (esteri complecşi), în oleuri trieterice. Gustul picant al seminţelor de muştar se datorează acestor glucozizi.

Sulful se găseşte în aminoacizi ca cistina, cisteina, metionina, cât şi în glutation; de asemenea în penicilină şi vitaminele din complexul B (tiamina şi biotina), în unele enzime (urează, papaină) şi coenzime (CoA). Sulful este utilizat în procesul de biosinteză a proteinelor cu fier şi sulful care transportă electronii în procesul de fotosinteză.

O parte din sulful organic se găseşte în metionină, iar restul participă la formarea cisteinei, cu rol în formarea legăturilor polipeptidice. Punţile sulfat (R-S-S-R) sunt un important element în construcţia scheletelor proteice (Baley, 1957).

Sulful participă în procesele de oxidoreducere prin grupările disulfat (-S-S-) care pot primi sau ceda hidrogenul. Acest sistem lucrează analog cu nicotinamidadenin dinucleotidul (NAD, NADP) sau cu flavinmononucleotidul (FMN) care se pot reduce prin primirea de hidrogen şi se pot oxida prin pierderea acestuia.

Gruparea disulfat a glutationului oxidat poate fi redusă în ciclul lui Krebs, reacţie reversibilă ce se face cu multă uşurinţă şi în mod continuu în celula vie.

O altă importantă legare a grupării SH este la coenzima A. În acest caz se formează o legătură cu un acetat sub influenţa ATP, din care rezultă o legătură a acetilului foarte bogat în energie ce poate fi transportată în alte molecule. Această acetilare constituie principiul formării acidului citric în ciclul Krebs.

Aminoacizii cu sulf, care conţin gruparea -SH iau parte activă la procesele de oxidoreducere prin fenomenele de respiraţie şi creştere a plantelor. Astfel, cisteina pierde uşor H de la gruparea tiolică -SH, iar 2 molecule se unesc prin pierderea a 2 hidrogeni şi formează disulfidul cistina. Reacţia este reversibilă.