En las plantas, ¿por qué los iones de potasio y nitrato se absorben más rápido que cualquier otro?

Citando mi libro de texto de biología de nivel A:

k X + , norte O X 3 X son absorbidos por las plantas más rápido que cualquier otro ion. Mientras que, C a X 2 + , S O X 4 X 2 son absorbidos con la velocidad más lenta.

¿Cuál es la razón?

Mi razonamiento: primero pensé que el tamaño de los iones sería importante en este caso. Obviamente, k X + es más pequeña que C a X 2 + , entonces 'me pareció' que los iones más pequeños se absorberían más rápido. El mismo razonamiento puede aplicarse a norte O X 3 X , S O X 4 X 2 . Pero, hay iones más pequeños que k X + que se absorben más lentamente, por ejemplo. norte a X + . Entonces, obviamente, el tamaño solo no importa aquí. Hay otros factores.

¿Qué razones ha descubierto su propia investigación?
@James Ver mi edición.

Respuestas (1)

Dado que las plantas absorben minerales, como potasio, calcio, azufre, etc. en su forma iónica, como K + , NO 3 - , SO 4 2- , Ca 2+ , necesitan absorberlos activamente. Dado que estos iones están cargados, tienen dificultad para atravesar la membrana plasmática. Por lo tanto, las plantas necesitan gastar energía para transportarlos. Para ello utilizan ATP y proteínas transportadoras de membrana. Estos transportadores transportan iones a través de la membrana celular con un ion acompañante (H + ) para mantener el gradiente electroquímico. Como resultado (en parte), estos transportadores son altamente selectivos para los iones que transportan. Por ejemplo, un transportador K + no transportará SO 4 2-u otro ion. Vea esta respuesta para ver cómo los transportadores logran esta selectividad.

La parte anterior explica cómo se transportan los iones en las plantas. Ahora, pasemos a la pregunta principal, es decir, por qué algunos iones se transportan más rápido que otros. Bueno, no hay una respuesta definitiva a esto (al menos ninguna que yo sepa). Pero puedo pensar en dos posibles razones para esto (usando solo los ejemplos de K + , Ca 2+ , NO 3 - y SO 4 2- ):

  • Magnitud de la carga: un hecho aquí es que tanto K + como NO 3 - tienen una carga de ± 1, mientras que Ca 2+ y SO 4 2- tienen una carga de ± 2. ¿Y qué? Esto hace que su transporte sea un poco más difícil. Por ejemplo, para transportar K + a través de la membrana, el transportador transportaría 1 H + por 1 K + , mientras que un transportador similar transportaría 2 H + para traer 1 Ca 2+ hacia adentro. Obviamente, esto no explica la diferencia entre iones con la misma carga, lo que parece hacer el siguiente punto.

  • Requisito: uno de los puntos más importantes a tener en cuenta aquí es la diferencia en los requisitos de diferentes iones por parte de la planta. Esta es la razón por la que los macronutrientes de las plantas (es decir, necesarios en grandes cantidades) se han dividido en macronutrientes primarios (N, P, K) y macronutrientes secundarios (todos los demás, incluidos Ca, S, Na). Como puede ver, el nitrógeno y el potasio son principalmente los factores limitantes de la producción de cultivos. Es por eso que las plantas los requieren en grandes cantidades y, por lo tanto, intentan absorberlos lo más rápido posible. Esto, en parte, explica por qué las plantas absorben más rápido el K + y el NO 3 - (la única fuente artificial de nitrógeno distinta del NH 4 + ), mientras que el Ca 2+ y el SO 4 2-se absorben lentamente.

Referencias:

Gran respuesta. Lo haré durante algún tiempo antes de seleccionarlo.