Крахмал как запасное вещество накапливается в: запасное вещество

ЛЕКЦИЯ 5

ЛЕКЦИЯ 5.

1. Производные протопласта.

2. Запасные питательные вещества.

3. Продукты распада. Кристаллы.

4. Физиологически активные вещества.

5. Химический состав клеточного сока, его пигменты.

6. Клеточная стенка и ее видоизменения.

1. Характерной особенностью жи­вой материи является способность к постоянному обмену веществ, который складывается из реакций синтеза (ассимиляции) и реакций распада (диссимиляции). Растительные клетки отличаются ин­тенсивной синтетической деятельностью, причем синтез может быть первичным и вторичным. При первичном синтезе происходит образование органических веществ из минеральных. Он идет при участии энергии солнца и называется, как известно, фотосинтезом. При вторичном синтезе осуществляется преобразование органичес­ких соединений — из сахара образуется крахмал, из аминокислот — белки и т.

   п. Вторичный синтез протекает без доступа света, за счет внутриклеточной энергии, которая выделяется при окисли­тельных процессах (дыхании) в клетке. Наряду с реакциями син­теза в клетках совершается процесс расщепления веществ на бо­лее простые соединения, многие из которых не участвуют в даль­нейшем метаболизме. В результате в клетке появляются различные продукты распада (катаболиты*). Все вещества, вырабатываемые протопластом в результате его жизнедеятельности, составляют группу внутриклеточных включений.

Вещества, нерастворимые в воде, образуют в клетках оформ­ленные включения в виде капель, зерен, кристаллов. Растворимые продукты обмена входят в состав клеточного сока, который накапливается в вакуолях и относится к ж и д к и м(неоформленным) включениям клетки. Вклю­чения не являются постоянными компонентами, они могут появ­ляться и исчезать в зависимости от физиологического состояния клетки.

В соответствии с ролью и значением в жизнедеятельности клетки все внутриклеточные включения можно подразделить на 3 группы: запасные питательные вещества, продукты распада (катаболиты)’ и физиологически активные вещества клетки.

2. Накопле­ние большого количества питательных веществ является особенностью растительных клеток. Эти вещества частично используются клеткой как энергетический материал, окисляясь в процессе дыхания, в результате чего освобождается энергия, необходимая для всех протекающих в клетке жизненных процессов. Кроме того, из за­пасных питательных веществ образуются конституционные вещества, идущие на построение тела растений. Запасные питательные веще­ства встречаются в растительных клетках в виде углеводов, белков и жиров. .

Углеводы в растительных клетках присутствуют в виде полисахаридов, дисахаридов и моносахаридов.

Полисахари д ы представлены в основном крахмалом (РАССМАТРИВАЕМ НА ПРАКТИКЕ!!!) однако встречаются также гликоген, инулин и гемицеллюлоза (полуклетчатка). Крахмал яв­ляется одним из наиболее распространенных углеводов, накапли­вающихся в клетках растений в качестве запасного питательного вещества. В его образовании обязательно участвуют пластиды. По происхождению в растениях различают крахмал ассимиляционный (первичный), запасной (вторичный) и транзиторный (переда­точный).

Ассимиляционный крахмал синтезируется в зе­леных частях растений и является одним из первоначальных про­дуктов фотосинтеза. Образование ассимиляционного крахмала воз­можно только в присутствии света и хлоропластов, в которых он откладывается в виде мельчайших зерен шаровидной или палоч­ковидной формы. Однако накопление крахмала в зеленых органах растений в большом количестве, как правило, не происходит. Образовав­шийся в них ассимиляционный крах­мал под действием фермента амилазы переводится в растворимую форму, т. е. гидролизуется до сахара, кото­рый и транспортируется в запасаю­щие органы растения, специально приспособленные для накопления пи­тательных веществ. В этих органах из притекающих к ним сахаров в при­сутствии фермента а м и л о с и н т е а з ы снова образуется крахмал— вторичный, или запасной. Запасной крахмал накапливается в клубнях, корневищах, корнях, семе­нах и других органах растений. Осо­бенно много крахмала содержится в клубнях картофеля (12…20%), семе­нах риса (60…80%), кукурузы (65… 75%), пшеницы (60…70%). Образование вторичного крахмала осуществляется при участии бесцветных пластид лейкопластов и может проходить без доступа света. Запасной крахмал находится в клетках растений в виде зерен различной величины — от 0,002

до 0,15 мм в диаметре. По форме они бывают шаровидные, чечевицеобразные, эллиптические, палочковидные и т. п.

Образование крахмального зерна начинается с возникновения в лейкопласте образовательного центра, вокруг которого стромой лейкопласта слоями откладывается вещество крахмала. Слои содер­жат различное количество воды и имеют различный коэффициент преломления света, благодаря чему они хорошо видны в микроскоп. Если отдельные слои откладываются вокруг образовательного цент­ра равномерно, формируются крахмальные зерна с концентрической слоистостью (злаки, бобовые).

Если слой крахмала откладываются вокруг образовательного центра неравномерно, возникают крахмаль­ные зерна с эксцентрической слоистостью (картофель). Различают крахмальные зерна простые, сложные и полусложные. Простые имеют один образовательный центр. Сложные состоят из множества очень мелких простых крахмальных зерен, имеющих каждое свой образовательный центр и слоистость. В состав сложного зерна может входить несколько тысяч простых зерен (шпинат). В полусложных крахмальных зернах — 2 образовательных центра, окруженных общими слоями. Все крахмальные зерна представляют собой сферокристаллы, состоящие из тончайших радиально рас­положенных игл.

Форма и величина крахмальных зерен специфичны для отдель­ных семейств, родов и даже видов растений. Так, у картофеля они отличаются неправильной .формой, эксцентрической слоистостью и Достигают размера .70… 100 мкм. Крахмальные зерна бобовых значительно мельче, овальные, с концентрической слоистостью, и в центре у них обычно образуется продольная трещина. У риса,

овса, гречихи крахмальные зерна сложные, легко распа­дающиеся на множество прос­тых зернышек неправильной формы.

Транзиторный крахмал нередко обра­зуется на путях следования сахаров от фотосинтезирующих органов к запасающим. Крахмал окрашивается йодом в синий цвет., медным купоросом и едким калием —в фиолетовый цвет. Он нера­створим в холодной воде, а в горячей набухает, образуя клейстер. Крахмал имеет как питательное вещество, необходимое растениям, животным и человеку, но и как сырье для промышленного производства глюкозы и спирта.

У незеленых растений — бактерий, грибов, а также некото­ рых водорослей — вместо крахмала накапливается запасной поли­ сахарид гликоген, более характерный для клеток животных организмов. В отличие от крахмала гликоген является воднорастворимым веществом. . ^х

Другим углеводом, заменяющим у некоторых растений крах­мал, является и н у л и н. Он образуется в клубнях земляной груши, корнях цикория, одуванчика и вообще характерен для представи­телей семейства сложноцветные (астровые). Подобно гликогену,

инулин растворяется в воде, но под действием спирта выпадает из раствора в виде сферокристаллов. По химическому составу гликоген и инулин близки к крахмалу и имеют одинаковую с ним эмпирическую формулу.

Г е м и ц е л л ю л о з a (C_sH₈0₄) n встречается в семенах ко­фейного дерева, финиковой пальмы, многих видов люпина, предста­вителей семейства лилейные и др., накапливаясь в клеточных оболочках. Под действием ферментов гемицеллюлоза, подобно крах­малу и целлюлозе, может превращаться в сахар.

Моносахариды и дисахариды встречаются в клетках растений в виде различных сахаров в растворенном состоянии.

Моносахариды (С_вН₁₂О_е) представлены виноградным са­харом — глюкозой и плодовым сахаром — фруктозой. Эти сахара накапливаются преимущественно в плодах (яблоня, груша, вино­град), а также в стеблях (кукуруза, сорго), листьях (лук) и других органах растений..

Дисахариды (С₁₂Н₂₂О_и) встречаются обычно в виде трост­никового или свекловичного сахара (сахарозы) и накапливаются в корнеплодах сахарной свеклы, стеблях сахарного тростника, пло­дах арбуза и других растений.

Белки, накапливающиеся в клетках в качестве запасного пи­тательного вещества, необходимо отличать от конституционных жи­вых белков, составляющих основу протопласта. Запасные белки — протеины — являются про­стыми белками. В отличие от сложных (кон­ституционных) белков они состоят, только из аминокислот. Для запасных белков характерна инертность, в силу которой они с большим тру­дом вступают в различные реакции. Запасные белки откладываются в форме алейроновых (протеиновых) зерен (в семенах злаков, бобо­вых) или в виде кристаллоидов (в клубнях картофеля), которые отличаются от настоящих кристаллов способностью к набуханию и окрашиванию. Алейроновые зерна образуются из вакуолей в результате их обезвоживания, что наблюдается при созревании семян. В прора­стающих семенах происходит обратный процесс — набухание, и алейроновые зерна снова превращаются в вакуоли. Размеры и строение алейроновых зерен очень изменчивы, но характерны для определенных групп растений и могут служить систематическим признаком. Алейроновые зерна бывают простые и сложные. Про­стые содержат аморфный белок, в сложных имеются еще кристал­лоид белка и особое округлое тельце глобоид, в состав которого входят кальций, магний и фосфор.

Содержание белка в сельскохозяйственных растениях также весьма различно. Так, в семенах люпина белки составляют 35% от массы сухого вещества, фасоли — 25%, гороха 29%, пшеницы — 12%, кукурузы—10%, картофеля — 8. ..10%.

От йода, белковые зерна окрашиваются в темно-желтый цвет. В горячей воде, кислотах и щелочах запасные белки растворяются почти полностью.

Жиры (жирные масла) представляют собой сложные эфиры — соединение жирных кислот с глицерином. Они состоят из тех же химических элементов, что и углеводы, но отличаются от них меньшим содержанием кислорода (С_/гН2д0₂). Запасные жиры широко распространены в растительных клетках и обычно сосредоточены в цитоплазме, пластидах и митохондриях. По-видимому, жиры воз­никают непосредственно в цитоплазме, а также образуются в осо­бом типе лейкопластов — олеопластах. Наиболее богаты ими семена и плоды растений. Особенно много жиров содержится в семенах масличных культур: в среднем у подсолнечника — 46…51% от массы сухого вещества, у льна — 37%, у хлопчатника — 23%, у конопли — 34%. Жиры не растворяются вводе, но хорошо раство­ряются в бензине, серном эфире, хлороформе и т. д. По сравнению с другими питательными веществами жиры являются наиболее калорийными: в среднем 1 г жира дает 38,9 кДж (9,3 ккал), белка — 23,8 кДж (5,7 ккал), крахмала — 17,6 кДж (4,1 ккал). У подавля­ющего большинства растений жирные масла жидкие и встречаются в клетках в виде капель различного размера. Твердые жиры харак­терны для семян шоколадного дерева и кокосовой пальмы. Жиры имеют большое значение не только как высококалорийные пита­ тельные вещества, но также применяются человеком в лакокрасоч­ной, мыловаренной промышленности и в качестве смазочных мате­ риалов.

3. Продукты распада (к а т а б о л и т ы). Наряду с запасными питательными веществами в клетках растений образу­ются вещества, которые обычно не участвуют в дальнейших хими­ческих процессах и называются катаболитами. Они могут накапливаться в специальных вместилищах или выделяются в окру­жающую среду. К ним относятся эфирные масла, алкалоиды, гликозиды, дубильные вещества, соли щавелевой кислоты, смолы, каучук и др.

Эфирные масла встречаются значительно реже, чем жирные, и характерны только для растений семейств зонтичные (сельдерейные), рутовые, губоцветные (яснотковые) и некоторых других. Обычно эфирные масла обладают летучестью и сильным специфическим запахом. Они встречаются в виде небольших капелек и скапливаются в различных частях растений — корнях, корневищах, листьях, стеблях, плодах и других органах. Эфирные масла защищают растения от поедания животными, многие из них обла­дают бактерицидными свойствами. Особенно богаты эфирными маслами такие растения, как мята, эвкалипт, роза, тмин, апельсин и некоторые другие. Многие растения (кориандр, мята, герань) возделываются в широких масштабах в качестве эфирномасличных культу]). Эфирные масла широко используются в технике, меди­цине, парфюмерии, кондитерской и других отраслях промышлен­ности.

Алкалоид ы представляют собой азотистые соли органических кислот — яблочной, лимонной, винной и др. Они образуются во всех частях растений — в корнях (белладонна), клубнях (кар­тофель), листьях (табак, чайное дерево), плодах (мак, кофейное дерево), семенах (дурман, люпин, какао) и т. д. В настоящее время известно свыше 1000 различных алкалоидов. Они имеют для растений защитное значение — предохраняют их от поедания животными, иногда играют роль запасных веществ, а также фитогормонов и стимуляторов, вызывающих усиление процессов обмена веществ на тех или иных фазах роста.

Народохозяйственное значение алкалоидов и алколоидоносных растений очень велико. Многие алколоиды (никотин, атропин, кокаин, кофеин, хинин и др.)широко применяются в медицине, ветеринарии и сельском хозщяйстве.

Гликозиды представляют собой соединения глюкозы со спир­тами и другими безазотистыми веществами. Они имеют горький вкус и обладают ядовитыми свойствами, благодаря чему предохра­няют растения от поедания животными. Гликозиды многих расте­ний (ландыш, наперстянка и др.) применяются в медицине. Для промышленности большое значение имеют глнкозиды-красители. Соли щавелевой кислоты в растительных клетках чаще всего встречаются в виде щавелевокислого кальция, ко­торый образует кристаллический песок, сферокристаллы или кри­сталлы иной формы в зависимости от вида растений. Раз­личают одиночные кристаллы, встречающиеся в сухих наружных чешуях луковиц репчатого лука и чеснока; друз ы, представляющие собой сростки многочисленных кристаллов звезд­чатой формы (в плодах жимолости, в коре многих древесных расте­ний), и рафиды — игольчатые кристаллы, часто образующие пучки (в клетках мякоти плодов фуксии, листьев лилии). Все формы, кристаллов локализуются в вакуолях. Благодаря образованию кристаллов щавелевокислого кальция происходит нейтрализация щавелевой кислоты, обладающей ядовитыми свойствами.

Кроме щавелевокислого кальция, у некоторых растений (фи­кус, конопля) образуется у г л е к.и с л ы й кальций, который пропитывает выросты клеточной оболочки, вдающиеся в полость клетки. В результате получаются своеобразные гроздевидные об­разования — цистолиты.

Кристаллы, являясь конечным продуктом обмена веществ в клет­ке, как правило, тем или иным способом удаляются из организма.

Обычно они накапливаются в тех частях растения, которые со временем от него отделяются, — в листьях, плодах, наруж­ных слоях коры. Однако в некоторых слу­чаях кристаллы могут растворяться вновь и участвовать в обмене веществ, как это наблюдается в плодах апельсина и неко­торых других растений.

Смолы являются комплексными со­единениями, образующимися из углево­дов в процессе нормальной жизнедея­тельности клеток или в результате их разрушения, У одних растений смолы на­капливаются в виде капель в клетках, у других выделяются в окружающую среду. Будучи нерастворимыми в воде, смолы не пропускают влагу, они непроницаемы для микроорганизмов, обладают антисептическими свойствами.

В практической деятельности человека смолы применяются при изготовлении лаков, смазочных масел, в медицине. Особое значение имеет смола вымерших растений — янтарь.

Д у б и л ь н ы е (дубящие) вещества представляют собой сложные органические безазотистые вещества вяжущего вкуса. Они широко распространены среди высших растений, причем особенно богаты ими клетки коры деревьев (дуб, ель, ива), листья чая, семена кофе. Обладая антисептическими свойствами, дубильные вещества защищают растения от поражения различными микроор­ганизмами, иногда они могут использоваться в качестве запасных питательных веществ..

Дубильные вещества применяются в кожевенной промышлен­ности для дубления кож, а также в медицине как вяжущее средство.

4. Физиоло­гически активные вещества обусловливают нормальную жизнедея­тельность клетки и всего организма в целом. Они обладают специфи­ческим действием и неразрывно связаны с метаболизмом клетки. К этим веществам принадлежат ферменты, витамины, фитогормоны, антибиотики, фитонциды и ингибиторы. Все эти вещества выраба­тываются протопластом клетки.

Ферменты (энзимы) представляют собой сложные вещества белковой природы и являются биологическими катализаторами, присутствие которых необходимо для возбуждения и ускорения биохимических реакций, протекающих в клетке. Важнейшие, жиз­ненные процессы — дыхание, фотосинтез, синтез и распад белков и др. — могут совершаться только под воздействием определенных ферментов. Ферменты отличаются от неорганических катализато­ров высокой специфичностью, т. е. действие каждого фермента строго ограничено одним веществом или группой близких веществ. Специ­фичность действия ферментов является их важнейшим биологи­ческим свойством, без которого невозможен нормальный метаболизм клетки. Активность ферментов зависит от температуры, кислотности среды и от присутствия в окружающей среде различных веществ, усиливающих или подавляющих их каталитическое действие. В на­стоящее время известно свыше 800 различных ферментов.

Начало изучения ферментов относится к 1814 г., когда русский ученый К. С. Кирхгоф показал, что в прорастающем зерне имеется вещество, способное превращать крахмал в сахар. В дальнейших исследованиях ферментов большая роль принадлежит советским ученым А. И. Опарину, А. Л. Курсанову, Н. М. Сисакяну, Б. А. Ру­бину и другим, впервые начавшим изучать ферменты в живых ра­стениях и заложившим основу биологии ферментов.

Важным свойством ферментов является их способность сохранять активность вне живой клетки. На этом свойстве основано примене­ние ферментов в различных отраслях пищевой промышленности — хлебопечении, виноделии, производстве сахара, чая, какао, табака и др.

Витамины(НА ПРАКТИКЕ!!!) представляют собой органические вещества раз­ личной химической природы и почти исключительно растительного происхождения. Однако, несмотря на большое разнообразие, их объединяют в одну группу благодаря той исключительной роли, которую они играют в обмене веществ. Витамины, действующие в очень малых дозах, совершенно необходимы для нормальной жизнедеятельности как растительных, так и животных организмов. Хотя витамины не являются непосредственными источниками энер­гий, они вместе с ферментами регулируют энергетические изме­нения внутри клетки, а многие из них даже входят в состав фер­ментов.

В настоящее время известно несколько десятков различных витаминов, каждый из которых обладает специфическим действием. Так, витамин В₃ стимулирует рост корней, витамин С (аскорбиновая кислота) способствует прорастанию семян, регулирует дыхание и т. д. Однако значение витаминов для растений изучено еще недо­статочно. Гораздо больше сведений имеется о роли витаминов в жизнедеятельности животных организмов. Отсутствие витаминов в пище животных и человека вызывает тяжелые заболевания.

Основоположником учения о витаминах является русский уче­ный Н. И. Лунин, который еще в 1880 г. доказал необходимость витаминов для нормальной жизнедеятельности животных организ­мов. В результате дальнейшего изучения витаминов была установ­лена их химическая природа, что позволило организовать промыш­ленное производство большинства витаминов как из растительного сырья, так и синтетическим путем.

Гормоны, вырабатываемые протопластом растительной клетки, получили название ф и т о горм о нов. Они представляют собой группу веществ, способных усиливать различные физиологические процессы — рост, размножение, деление клеток и др. Наиболее изучены в настоящее время гормоны роста — ауксины, впервые исследованные Н. Г. Холодным. Ауксины усиливают доступ кисло­рода и приток питательных веществ к клеткам, расположенным в растущих частях растения, и таким образом создают оптимальные условия для ростовых процессов.

Наряду с ауксином, который вырабатывается клетками выс­ших растений, известны ростовые вещества, вырабатываемые низ­шими растениями — грибами. К таким веществам относится гиббереллин, выделенный из почвенных грибов Gibberella и Fusarium и обладающий совершенно исключительной и многосторонней физиологической активностью.

В настоящее время ростовые вещества получили широкое при­менение в практике сельского хозяйства. Синтетически получаемый гетероауксин используется для укоренения черенков, для борьбы с опадением бутонов и плодов, для повышения семенной продуктив­ности растений и т. д. Гиббереллин применяется для получения высо­корослых и сильно облиственных растений (соя, табак, конопля), повышения урожая овощных культур (томата, огурца, баклажана) и винограда. С помощью гиббереллинов удается прерывать период покоя у семян, спящих почек, клубней, ускорять цветение и плодоношение, вызывать образование бессемянных плодов. С по­мощью гиббереллина можно также превращать двулетние рас­тения (морковь, свекла, капуста) в однолетние, плодоносящие в 1-й год жизни.

Антибиотики и фитонциды — это особые вещества, которые вырабатываются в клетках растений и имеют для них за­щитное значение, предохраняя от поражения болезнетворными микро­организмами и другими паразитами. Принято называть бактерицид­ные вещества, образующиеся в клетках низших растений (грибов и некоторых бактерий),-антибиотиками, а аналогичные вещества, выделяемые клетками цветковых растений (лука, чеснока, чере­мухи и др.), — фитонцидами. Основоположником учения о фитон­цидах является советский ученый Б. П. Токин. Бактерицидные ве­щества обладают способностью оказывать губительное действие на различные микроорганизмы, убивая или сильно задерживая рост. Как фитонциды, так и антибиотики действуют избирательно, вследствие чего для одних организмов они весьма токсичны, тогда как для других—совершенно безвредны. Фитонциды некоторых растений обладают настолько сильным действием, что убивают насекомых и даже мелких млекопитающих. В настоящее время многие антибиотики получили широкое применение в медицине в качестве лечебных препаратов для борьбы с тяжелыми инфекцион­ными болезнями. Общеизвестны такие препараты, как пенициллин, стрептомицин, синтомицин и др., получаемые в большом количе­стве заводским путем.

В практике сельского хозяйства начинают применяться фитон­цидные препараты для борьбы с различными заболеваниями расте­ний. Так, например, протравливание зерен проса, зараженных пыльной головней, фитонцидами сарептской горчицы повышает урожай проса больше чем в 3 раза. Фитонциды репчатого лука, чеснока, цитрусовых губительно действуют на гриб фитофтору, поражающий картофель.

Ингибиторами называют вещества, подавляющие ак­тивность ферментов и таким образом способствующие торможению некоторых физиологических процессов, протекающих в растении. Тормозящее действие ингибиторов имеет большое биологическое значение. Благодаря ингибиторам при преждевременном потеп­лении ранней весной задерживается распускание почек. Ингибиторы обеспечивают период покоя растений, во время которого не проис­ходит прорастания клубней, семян и т. д.

5. Клеточный сок. Как уже отмечалось, растворимые про­дукты обмена веществ образуют водный раствор, называемый кле­точным соком. Он постепенно накапливается в вакуолях, и для взрослой, полностью дифференцированной клетки характерна одна круп­ная центральная вакуоль, объем которой часто почти равен объему всей клетки. Состав клеточного сока весьма разнообразен и в первую очередь зависит от вида растения. У большинства растений клеточ­ный сок имеет кислую реакцию, исключение составляют огурец, дыня и некоторые другие растения, у которых реакция клеточного сока щелочная.

Помимо веществ, рассмотренных выше (растворимые углеводы, белки, алкалоиды и др.), клеточный сок содержит различные кислоты, соли и пигменты. Из органических кислот чаще встреча­ются яблочная (в плодах яблони, малины, рябины, листьях табака), щавелевая (в листьях щавеля, кислицы, ревеня), винная (в плодах винограда, томата) и лимонная (в плодах лимона, смородины, кры­жовника, земляники). К органическим кислотам принадлежит также бензойная кислота, содержащаяся в плодах брусники и клюк­вы и обладающая способностью предохранять эти растения от различных болезней. Органические кислоты выполняют в клетках растений разнообразные физиологические функции, например уча­ствуют в процессе дыхания. Минеральные соли представлены в кле­точном соке нитратами, фосфатами, хлоридами и другими соединениями. Высоким содержанием нитратов отличаются крапива, щи­рица, картофель, подсолнечник, фасоль. В молодых частях расте­ний обычно накапливаются фосфаты — у лука, чеснока и др. Хлориды характерны для растений, произрастающих на засолен­ных почвах.

Наряду с пигментами пластид у растений известны пигменты клеточного сока, из которых наиболее распространены антоциан и антохлор, относящиеся к гликозидам. Особенностью антоциана является изменение его окраски в зависимости от кислотности среды: в нейтральной среде он фиолетовый, в щелочной — синий и в кислой — красный. Антоциан встречается во всех органах растений — корнях, листьях, цветках, плодах и в зависимости от его концентрации и особенностей организма может давать самые разнообразные окраски — от ярко-красных и синих до почти чер­ных. Часто присутствие антоциана в клетках связано с приспособ­лением растений к неблагоприятным условиям внешней среды и обес­печивает повышение зимостойкости растений. Антохлор встречается преимущественно в венчиках цветков, которым придает желтую окраску (у льнянки, георгина, коровяка и др.), а также в плодах некоторых цитрусовых.

Клеточный сок некоторых растений имеет белую (молочную) окраску, вследствие чего получил название млечного сока. Млечный сок (латекс) вырабатывается многими травянистыми и древесными растениями. Он представляет собой эмульсию или суспензию и содержит до 80 % воды, в которой находятся как за­пасные питательные вещества (сахара, белки, жиры), так и катаболиты (алкалоиды, гликозиды, смолы, дубильные вещества, а также каучук и гуттаперча). Часто в нем встречаются крахмальные зерна своеобразной формы. У некоторых растений млечный сок имеет, желтую (мак) или оранжевую (чистотел) окраску, что обусловлено присутствием различных пигментов. Млечный сок скапливается в специальных элементах — млечниках. Роль млечного сока в жизни растений отчасти связана с хранением питательных веществ, с за­щитой от поедания животными, однако значение его еще недостаточно выяснено.

Водоросли — Умскул Учебник

На этой странице вы узнаете

• Почему взрослая хламидомонада всегда погибает при “родах”?
• Что общего у колонии водорослей и студенческого общежития?
• Для чего водорослям нужны глазки?
• Зачем хлореллу берут с собой в космос?

Видели когда-нибудь цветущий водоём? Тот самый манящий в знойный июльский денёк пруд, в котором так хочется искупаться. Но когда подходишь к нему вплотную, желание часто исчезает – вода зеленая, мутная, а еще и воняет болотом… Кто же виновник такого разочарования? Ответ прост: водоросли! О них мы и поговорим в этой статье.

Общая характеристика водорослей

Водоросли – группа низших растений, включающая в себя множество отделов. В школьной программе из них подробно изучают:

• Красные водоросли,
• зеленые водоросли,
• Бурые водоросли. 

Важно знать! У низших растений отсутствуют настоящие ткани и органы, и все клетки организма выполняют одни и те же функции. Поэтому некорректно говорить о наличии корней у этих растений: функцию прикрепления к субстрату выполняют ризоиды.

Ризоиды – одноклеточные органы прикрепления к субстрату. Это своеобразные аналоги корням, присущие организмам, которые их не имеют.

Почему ризоиды хуже корней? 

Главный недостаток ризоидов в том, что они одноклеточные. Если мы внимательно посмотрим на строение корня, то увидим там множество зон, тканей и других структур. Так корень напоминает мощную водопроводную трубу, по которой питательные вещества поступают в растение. Ризоиды же представлены всего одной клеткой, они очень маленькие и слабенькие, поэтому не могут выполнять функцию всасывания веществ. Они, как зацепки, нужны только для того, чтобы растение не унесло течением. С чем они успешно справляются.

Тело любой водоросли представлено слоевищем, или талломом. Оно может быть одноклеточным или многоклеточным, разнообразной формы. 

Таллом – одиночная клетка или их недифференцированное скопление, образующее тело организма. 

“Недифференцированные” – значит “одинаковые”, то есть в талломе все клетки имеют похожее строение и выполняют одни и те же функции. Примерно как карандаши: они отличаются только цветом и все нужны, чтобы рисовать.

Типы организации талломов

Типы организации одноклеточных талломов

1. Монадный – жгутиковый. Чтобы запомнить термин, будем вспоминать представительницу этого типа – хламидомонаду. В её названии буква “Х” напоминает два жгутика. 

2. Коккоидный – шарообразный. Корень “кокк” мы еще встретим, изучая микробиологию: кокками называют бактерии, напоминающие шарики, например, стрептококк. По этому признаку и запомним, буква “о” в слове “кокк” такая же круглая, как шарик.

3. Амебоидный – не имеющий постоянной формы. Слово происходит от названия простейшего животного – амёбы, которая похожа на кляксу. Примерно так и выглядят амебоидные слоевища водорослей.

Типы организации многоклеточных талломов

1. Нитчатый – представлен несколькими клетками, соединенными в длинную цепочку. Внешне напоминает нить, за что и получил такое название.

2. Пластинчатый – состоящий из нескольких нитей, соединенных между собой в “пластину”. Такие водоросли нам наиболее известны: внешне они напоминают высшее растение с листьями.

3. Сифоновый тип организации таллома представлен множеством слившихся клеток. Внутри такой водоросли не остается никаких перегородок, это своеобразный “кисель” из цитоплазмы всех клеток.

4. Сифонокладиевый таллом тоже состоит из слившихся клеток, но в нём еще присутствуют какие-то перегородки. “Клада” – звучит так, будто что-то куда-то положили. Так и запомним: в сифонокладиевом талломе клеточные структуры лежат более упорядоченно, будто их разложили по полочкам.

Экология и значение 

Обитают водоросли не только в пресных и соленых водоемах – их можно найти даже в пробе воды из лужи в парке или в почве. Некоторые виды обнаруживаются во льдах за полярным кругом. Если подумать: водоросли неубиваемы, как старый телефон Nokia. Даже если нам кажется, что водоросли не живут где-то, скорее всего, мы ошибаемся.

В экосистемах водоросли выполняют роль продуцентов и составляют пищу водных животных.  

Интересный факт! Из-за большого количества и повсеместного обитания водорослей, до 80% всего кислорода атмосферы Земли производится именно этими растениями.

Водоросли могут быть свободноживущими или входить в состав лишайников. Лишайники – симбиотические организмы, тела которых составляют одиночные клетки водоросли, расположенные между грибными гифами. О том, что такое гифы можно подробнее прочитать в статье «Грибы. Лишайники».

Использование водорослей человеком

Некоторые представители (например, ламинария – морская капуста, ульва – морской салат) издавна используются человеком в пищу. Азиатские кухни особенно знамениты своими блюдами из водорослей. Например, японцы заразили весь мир своей любовью к салату чука: его можно найти даже в некоторых российских супермаркетах.

Красные водоросли используют в промышленности для получения желатинообразных веществ, например, агар-агара.

Агар-агар – смесь полисахаридов, используемая для приготовления различных кулинарных блюд или субстрата, на котором хорошо растут колонии различных организмов в лаборатории. 

Теперь перейдем к отделам водорослей.

Зеленые водоросли

Отдел Зеленые водоросли назван так из-за характерной окраски представителей, вызванной преобладанием хлорофиллов a и b над другими пигментами. 

Представители: хламидомонада, хлорелла, хлорококк, улотрикс, ацетабулярия, вольвокс, ульва.

Отличительные особенности

1. Хлорофиллы a и b

Хлорофилл – пигмент растений, необходимый для фотосинтеза. У разных групп водорослей разный пигментный состав. Пигменты являются красящими веществами, они определяют цвет растения.

2. Запасное вещество – крахмал

Крахмал откладывается у зеленых водорослей в пиреноиде – особом месте в клетке, где содержится много ферментов. Эти ферменты в буквальном смысле притягивают к себе молекулы глюкозы и соединяют их в одно большое крахмальное зерно. 

3. Преобладающее поколение гаплоидное. 

Это значить, что имеется одинарный набор хромосом. Взрослое растение любой зеленой водоросли представлено гаплоидным поколением – гаметофитом. 

Запомним правило трёх “Г” – оно не раз еще пригодится нам при изучении ботаники. Гаметофит – гаметы – гаплоидный. Все эти слова начинаются на букву “Г”, а значит, они взаимосвязаны: гаметофит и гаметы имеют гаплоидный набор хромосом, гаметы образуются из гаметофита.

Важнейшие представители отдела

Хламидомонада – одноклеточная водоросль с монадным талломом. 

В передней части клетки располагаются 2 жгутика. Фотосинтезирующий аппарат представлен крупным чашевидным хроматофором, заполняющим практически всю цитоплазму клетки. Зёрна крахмала скапливаются в центральной области хроматофора — пиреноиде. Имеется светочувствительный органоид – стигма. 

Зачем водорослям нужны глазки? Глазок водоросли  не то же самое, что глаз человека. Глазками у одноклеточных водорослей называются светочувствительные органоиды – стигмы. Они улавливают световые лучи и определяют направление движения клетки. Водоросли фотосинтезируют, а для этого нужен свет. Поэтому клетки будут двигаться к наиболее освещенному месту.

Размножается водоросль как бесполым путем, так и половым. 

Почему взрослая хламидомонада всегда погибает при “родах”? При бесполом размножении цитоплазма внутри клетки делится много раз митозом, разрывая целлюлозную оболочку. Получается, взрослая водоросль никогда не выживает при появлении “детей”. Вышедшие из клетки гаметы попарно сливаются, образуя зиготу, которая далее делится мейозом на 4 зооспоры. Каждая из зооспор затем превращается во взрослую водоросль.

Зооспора – спора, имеющая один или несколько жгутиков. Вспомним, где еще нам встречался корень “зоо”: например, в словах “зоология” (наука о животных), “зоопарк”. Зооспора похожа на маленькое животное: она активно двигается, имеет своеобразный “хвостик”.

Хлорелла, плеврококк – одноклеточные водоросли с коккоидным талломом. 

Размножаются эти водоросли только бесполым путем с образованием безжгутиковых автоспор. 

Автоспора – неподвижная безжгутиковая спора. 

Термин можно запомнить так: автоспора АВТОномная и независимая, ей этот мир уже абсолютно понятен. Поэтому она спокойно лежит и не двигается, а созерцает происходящее вокруг.

Автоспора познала смысл бытия

Зачем хлореллу берут с собой в космос? Хлорелла используется для восстановления состава воздуха на космических кораблях. Эта водоросль очень быстро делится, поэтому вырабатывает очень много кислорода – гораздо больше, чем может произвести комнатное растение в горшочке.

Плеврококк часто покрывает стволы деревьев, его скопления выглядят как зеленый налет на коре.

Ацетабулярия (“бокал русалки”) – крупная многоклеточная водоросль с сифоновым талломом.

Интересно, что во всем теле ацетабулярии имеется только одно ядро. Именно оно контролирует процессы жизнедеятельности, происходящие в таком большом организме.

Вольвокс – шарообразный колониальный организм, состоящий из множества жгутиковых клеток. 

Строение колонии вольвокса

Что общего у колонии водорослей и студенческого общежития? Колония – специфическая форма совместного проживания одноклеточных организмов. Клетки в колонии независимы друг от друга и могут существовать отдельно.  Чтобы запомнить этот термин, будем ассоциировать его с общежитием. Колония состоит из множества особей, как и общежитие состоит из множества людей, взаимодействующих друг с другом. Однако каждая клетка колонии, как и каждый человек, могут существовать и отдельно от этого “сообщества”.

Размножается вольвокс бесполым путем (делением колонии) или половым (с образованием жгутиковых гамет).

Красные водоросли – Багрянки

Красные водоросли – отдел, представители которого характеризуются отсутствием в жизненном цикле жгутиковой стадии. 

Представители: филлофора, родимения, анфельция, делессерия.

Отличительные особенности

1. Особые пигменты: фикоэритрин и фикоцианин.
2. Запасное вещество – багрянковый крахмал.
3. Все стадии жизненного цикла неподвижны.

Разнообразие багрянок

Живут красные водоросли в основном в морских водах, на больших глубинах по сравнению с другими водорослями. Багрянки гораздо больше приспособлены к жизни на глубине, чем другие низшие растения. Дело в том, что они имеют красные и синие пигменты (фикоэритрин и фикоцианин), что позволяет им использовать для фотосинтеза энергию солнечных лучей синей части спектра. А на большие глубины проникают только такие лучи. Вот так багрянки обхитрили систему.

Багрянки обошли фотосинтез

Бурые водоросли

Представители: ламинария, саргассум, фукус, цистозейра.

Отличительные особенности

1. Особый пигмент – фукоксантин.
2. Запасное вещество – ламинарин. 
3. Большую часть жизненного цикла проживают в диплоидной фазе. 

Талломы бурых водорослей имеют наиболее сложное строение среди всех представителей водорослей. 

Они образуют тканеподобные структуры, например, ситовидные клетки. Однако называть их настоящими тканями еще нельзя, потому что все клетки имеют одинаковое происхождение. По мнению некоторых ученых, именно бурые водоросли дали начало современным высшим растениям.  

Ламинария

Ламинария – крупная многоклеточная водоросль с пластинчатым талломом. Используется людьми в пищу.

Ламинария славится высоким содержанием йода, что делает её особенно полезной для людей с гипофункцией щитовидной железы. Размножается как половым, так и бесполым путем, гаметы и споры имеют жгутики.

Фактчек

• Водоросли – группа низших растений, включающая в себя множество отделов. 
• Тело представлено талломом, прикрепление к субстрату происходит за счёт ризоидов.
• Отдел зеленые водоросли назван так из-за характерной окраски представителей, вызванной преобладанием хлорофиллов a и b над другими пигментами. В качестве запасного вещества накапливают крахмал и большую часть жизненного цикла проживают в гаплоидной фазе. 
• Красные водоросли – отдел, представители которого характеризуются отсутствием в жизненном цикле жгутиковой стадии.
• Бурые водоросли отличаются запасанием в клетках полисахарида ламинарина и наличием особого пигмента фукоксантина. 

Проверь себя

Задание 1.

Почему водоросли считаются низшими растениями?

1. из-за малой численности
2. из-за недостаточного разнообразия форм
3. так как не имеют настоящих тканей и органов
4. так как имеют слишком маленькие размеры тела

Задание 2.

Какое запасное вещество у бурых водорослей?

1. фукоксантин
2. крахмал
3. олеин
4. ламинарин

Задание 3. 

Почему багрянки живут на большой глубине?

1. имеют красные и синие пигменты и могут улавливать лучи синей части спектра
2. прикрепляются только к особому каменистому субстрату
3. живут в симбиозе с глубоководными животными
4. из-за большой массы тела не всплывают на поверхность

Задание 4.

Ламинария полезна людям с…

1. сахарным диабетом
2. несахарным диабетом
3. гипофункцией щитовидной железы
4. гиперфункцией щитовидной железы

Задание 5.

Пиреноид — это…

1. фотосинтезирующий аппарат
2. скопление ферментов
3. хроматофор
4. светочувствительный органоид

Ответы: 1 – 3; 2 – 4; 3 – 1; 4 – 3; 5 – 2.

Природа растительных веществ и обсуждение

СКЕЛЕТ РАСТЕНИЯ

 

В 1952 г. А. Ф. Хилл из Гарварда Университет обрисовал в общих чертах различные части растений, которые необходимы для понимание их природы и использования для людей и животных. Было отмечено, что защитная оболочка охватывает подавляющее большинство растительных клеток и ограничивающий состав, называемый Сотовый Стена . Стена придает прочность и жесткость растения и служит своего рода скелетом. Эти стенки всегда состоят из целлюлозы, которая встречается либо отдельно, или с другими веществами. Целлюлоза неживое вещество, вырабатываемое растением из виноградного сахара. Это химически очень сложный углевод с формулой (C ₆ H ₁₀ O ₅ ) _n Клеточные стенки различаются по размеру и появление. Некоторые из них имеют стены, которые сильно утолщенные, которые называются склеренхимой Клетки. Они предназначены для поддержать завод. Как тело растения увеличивается в размерах, требуется дополнительная поддержка и различные ткани склеренхимы образуются почти полностью из волокон. Волокна представляют собой длинные заостренные клетки с очень толстые стенки и небольшие полости. Они имеют тенденцию переплетаться и могут растягиваться и сжиматься. Некоторые волокна имеют клеточные стенки, почти чистая целлюлоза, например хлопок. В других также присутствует некоторое количество лигнина, как в лубяных волокнах, найденных в кора растений. Лигнин значительно повышает прочность стены без уменьшения ее способности проводить воду. Когда необходимо защитное покрытие целлюлозные стены могут быть пропитаны промышленными гидроизоляционными материалами такие как суберин, кутин или слизь. В некоторых случаях в составе могут присутствовать неорганические материалы, такие как диоксид кремния. клеточные стенки.

 

Свойства, образующие клеточные стенки полезны для завода, часто несут ответственность за экономическую ценность для люди. Одревесневшие стены из дерева имеет много применений везде, где требуется жесткий, но легко обрабатываемый материал. Более эластичные волокна являются основой текстильной промышленности и наряду с древесиной составляют основное сырье материал бумажной промышленности. Клетка стены с суберином обеспечивают пробковым покрытием. Стены, состоящие почти из чистой целлюлозы, используются для изготовления синтетических волокна, целлофан, взрывчатые вещества и другие промышленные товары. Поскольку целлюлоза и ее производные горючие, все типы клеточных стенок могут быть использованы в качестве топлива. Уголь — это ведь стены заводов, которые процветали в каменноугольный период и постепенно утратили их газообразные элементы. Постепенный последовательность видов топлива, которые показывают прогрессирующую потерю водорода и кислорода, может от целлюлозы до лигнина, торфа, мягкого угля и каменного угля.

 

ПРОТОПЛАЗМ

 

Большое количество сахара, который производится во время фотосинтеза используется для образования новой протоплазмы взамен разрушенной вниз и обеспечить рост растения. Протоплазма растений представляет собой очень сложное вещество, и ее химическая природа не совсем понятен, хотя в его состав включены общие элементы. он содержит простые сахара и более высоко промышленные углеводы; жиры на разных стадиях синтеза; большой количество белкового материала, полученного частично из виноградного сахара и частично от нитратов, впитавшихся из почвы; соли различных неорганических элементов, такие как фосфор, железо, магний, сера, калий и кальций; и витамины, ферменты и другие выделения. Когда пища готовится, она сильно меняет первоначальную природу растений. протоплазма. в целом согласен что свежая, сырая растительная пища может быть более полезной для здоровья из-за наличие витаминов и других компонентов протоплазмы в неповрежденном состояние.

 

РЕЗЕРВНАЯ ПРОДУКЦИЯ

 

В большинстве случаев заводы вырабатывают гораздо больше пищи, чем может быть использовано непосредственно для роста растений или в качестве источника энергии. Излишки хранятся в сильно модифицированные клетки в разных местах в качестве резервного источника для использования для роста и других видов деятельности в более позднее время. Подземные стебли, корни, почки и семена являются основным хранилищем органы растений. Три основных типы пищевых материалов, которые производятся растениями, представляют собой углеводы, жиры и белки.

 

Углеводы

 

Это простейшие растения еда. Они состоят из углерода, водорода и кислорода в пропорции две части водорода к одной из кислород. Основными углеводами являются сахар, крахмал и целлюлоза.

 

Сахар . — виноградный сахар, вырабатывается растением в процессе фотосинтеза, чаще всего присутствует в растении клетки. Этот основной материал метаболизма, известная как глюкоза, имеет формулу C ₆ H ₁₂ O _6. Иногда она хранится в больших таких количествах, как в стеблях кукурузы. Фруктовый сахар или фруктоза, другой продукт фотосинтеза, имеет ту же формулу, но немного отличается характеристики. Чаще всего встречается только во фруктах.

 

Высшие и более сложные сахара образуются из этих простых сахаров. Наиболее важным из высших сахаров является тростниковый сахар, или сахароза с формулой C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ . Он накапливается в больших количествах в сахарной свеклы и сахарного тростника и, в меньшей степени, многих других растений. Все сахара растворимы в воде и Таким образом, они легко доступны для использования растением. Они очень питательны и служат ценным кормом для животных и людей. Мы используем эти сахара не только в том виде, в каком они встречаются в тканях растений, но и путем экстрагирования и очищая их.

 

Крахмал . .— Крахмалы нерастворимые соединения сложной природы и формулы (C ₆ H ₁₀ O ₆ ) _n . Их получают из виноградного сахара и представляют собой первый видимый продукт фотосинтеза. Крахмал – самый распространенный вид резерва. пищей зеленых растений и имеет важнейшее значение в их обмене веществ. Однако из-за своей нерастворимой природы крахмал должен быть переварен, т. е. сделан растворимым, прежде чем его можно будет использовать. Это делается с помощью ферментов которые присутствуют в клетках. Крахмал хранится в крупных тонкостенных клетках в виде характерных зерен. Люди очень зависят от крахмала, который представляет собой важнейшую растительную пищу и имеет жизненно важное значение в промышленном мире. также.

 

Целлюлоза .— Это высший вид углевод. Помимо своего присутствия в клеточных стенок, он почти не выполняет функции резервной пищи, хотя есть доказательства того, что некоторые бактерии используют его.

 

Резервная целлюлоза .— Они напоминают целлюлозы физически, но они различаются по своим химическим свойствам. К ним относятся гемицеллюлозы, пектины, смолы и слизи. Что-нибудь из этого соединения играют двоякую роль. Они помогают в опоре клеточных стенок и служат резервной пищей. Гемицеллюлозы могут постепенно превращаться в пектины, а затем в камеди.

 

Гемицеллюлоза .— Часто встречаются как дополнительные слои клеточных стенок, особенно в семенах тропических растений, таких как финик и слоново-ореховая пальма. Они легко усваиваются растениями, но лишь незначительно — людьми, и поэтому не подходят для еды человека. Однако у них есть применение в некоторых отраслях.

 

Пектины .— Это фруктовые желе, которые встречаются в большинстве растений. клеток, особенно во фруктах и ​​овощах. Они хорошо растворяются в воде и могут использоваться в пищу обоими растениями. и животные. Пектины также увеличивают задержка воды в клетках. Середина пластинка, цементирующий материал, который скрепляет клеточные стенки, состоит из пектиновые соединения. Пектины затвердевают после того, как они были удалены с завода, и люди воспользовались этим при приготовлении варенья и желе.

 

Камеди .— расщепление целлюлозы или других углеводов соединения получают их. Они состоят органической кислоты в сочетании с неорганическими солями. Они могут секретироваться естественным образом в тканей или может возникнуть в результате ранения. Камедь помогает удерживать воду в растении, а также служит резервировать еду. Они используются в промышленности, медицины и пищевых продуктов.

 

Слизи .— Тесно связаны с камедями. При намокании водой они не растворяются но образуют слизистые массы. Они есть секретируется в мешочки, каналы или волоски. Они выполняют разнообразную функцию и могут служить резервной пищей, вспомогательным средством. в контроле потери воды или слишком быстрой диффузии, как механизма хранение воды и как средство облегчения рассеивания семян. Слизь часто встречается в ассоциации с целлюлозой в клеточных стенках. Они успешно используются в медицине.

 

Жиры

 

Жиры представляют собой соединения углерода, водород и кислород похожи на углеводы, но в них гораздо меньше кислорода. Из-за этого их часто называют углеводороды. Формула для Типичный жир Триолеин показывает их химическую природу: C ₅₇ H ₁₀₄ O ₄ .. Жиры образуются из углеводов двумя процессы, (1) производство жирных кислот и (2) образование глицерин. Эти два продукта объединяются в образуют жиры, которые могут быть жидкими или твердыми. В жидком состоянии жиры называются маслами, или жирными маслами, а встречаются в виде мелких шариков. Жиры присутствуют в небольших количествах во всей живой протоплазме, но запасаются в качестве резервной пищи в основном в семенах и плодах. Они нерастворимы и должны быть переварены. перед использованием. У них высокая энергия содержания и являются ценной пищей как для растений, так и для животных. Жиры играют важную роль в медицине и промышленность.

 

Белки

 

Белки также происходит частично из углеводов путем образования амино кислоты. Эти последние простые соединения затем соединяются с нитратами из почвы и другими веществами, образуя очень сложная белковая молекула. Основной характеристикой белков является высокое содержание азота. Сера также присутствует, и часто фосфор. Глиадин является типичным белок, который встречается в пшенице и имеет формулу: C ₇₃₆ H ₁₁₆₁ N ₁₈₄ O ₂₀₈ S ₃ . Несмотря на то, что белки являются основным составляющую протоплазмы, они сохраняются в основном только в семенах, где встречаются в виде твердых гранул, называемых зернами алейрона. Известно, что сотни белков встречаются в растительные ткани. Как только белки имеют переведены в растворимую форму, они являются важной пищей для обоих растения и животные. Они есть особенно ценен как средство для наращивания мышц и нервов, а не как источник энергии и являются неотъемлемой частью рациона животных. Белки редко извлекаются из растений. тканей для пищевых целей, за исключением использования соевых бобов. Белки имеют очень мало промышленного применения.

 

СЕКРЕЦИИ И ВЫДЕЛЕНИЯ

 

Растения вырабатывают различные вещества в виде выделения и выделения. Это разнообразны по химическому составу и функциям. Некоторые секретируются в специальных клетках или тканях на определенное время. цель, в то время как другие не имеют очевидного применения и считаются побочными продуктами метаболизма. Иногда эти материалов большой коммерческой ценности и включают эфирные масла, пигменты, смолы, дубильные вещества, латекс, воски, алкалоиды, глюкозиды, органические кислоты, ферменты, витамины и гормоны.

 

Эфирные масла

 

Часто называемые летучими маслами, эти отличаются от жирных масел высокой ароматичностью и летучестью. Они образуются в железах или специальных клетки. Их функция, по-видимому, в первую очередь для привлечения насекомых, участвующих в опылении, или для отпугивания враждебных насекомых и животных своим едким вкусом. Они могут оказывать некоторое антисептическое и бактерицидное действие в растения. Эти ароматические масла используются в приготовлении парфюмерии и мыла и в других отраслях промышленности, а также в медицине и в качестве пищевых ароматизаторов.

 

Пигменты

 

Завод производит все красящие материалы, имеющиеся в его основной корпус. Это химически и функционально разнообразны. Большинство важное значение имеет хлорофилл, особенно сложное вещество. Содержит пигменты ксантофилл и каротин и является одним из важнейших факторов фотосинтеза. Другие цвета имеют значение только как средство привлечения насекомых и других животных для опыления и расселения, в то время как некоторые являются лишь случайными побочными продуктами деятельности растений. Когда пигменты стабильны, их можно экстрагируют и используют в качестве красителей.

 

Дубильные вещества

 

Горькие, вяжущие вещества, выделяемые корой, древесиной или другими частями многих растений. Их функция может заключаться в помощи в заживлении ран и в предотвращении гниения, а также может играть роль в образование пробки и пигментов. Они также служат защитой от естественных врагов. Танины обладают особыми свойствами, они бесценны в определенных отраслях. Они могут вступать в реакцию с белками, такими как желатин в шкурах животных. производят твердое твердое вещество. Таким образом они используются при дублении кожи. Они также способны реагировать с солями железа с образованием черного цвета. цвет. Это делает их ценными в красильная промышленность и производство чернил. Танины находят применение в медицине благодаря своим вяжущим свойствам. характеристики.

 

Смолы

 

Это сложные материалы, вероятно, происходят из углеводов. Они секретируются в железах или каналах и часто встречаются в комбинации. с эфирными маслами и камедями. Они образуются либо естественным путем, либо в результате повреждения тканей. Смолы нерастворимы в воде, поэтому любая поверхность, непроницаемая для влаги. Таким образом, они важны в производстве красок и лаки. Для растений смолы могут служить удерживать влагу или сопротивляться гниению за счет их антисептического действия. Некоторые смолы использовались в медицине.

 

Латекс

 

Растения часто выделяют молочный или окрашенная жидкость, называемая латексом. Это смесь смол, камедей, углеводородов, пищевых и других вещества, образующиеся в особых сосудах или сосудах обычно в коре или листья. Его использование заводом не понятно, но может участвовать в защите. Производятся ценные промышленные продукты, такие как каучук и жевательная резинка. из латекса.

 

Воски

 

Часто имеется покрытие из листья и плоды, выделяемые растением для защиты от чрезмерная потеря воды. Этот воск по составу похож на жир. Воски были собраны и в некоторой степени использованы в коммерческих целях, например, автомобильные воски.

 

Алкалоиды

 

Это растительные основы, которые содержат азот и считаются продукты распада белков. Они выделяются в специальные клетки или трубочки. Они могут обеспечить защиту от естественных врагов из-за их горький вкус. Алкалоиды соединения без запаха, оказывающие выраженное физиологическое действие на животных. Таким образом, они имеют важное значение в медицине. и составляют одни из самых ценных наркотиков. К ним также относятся сильнодействующие растительные яды. и наркотики. Такие вещества, как кофеин и теобромин, которые действительно являются близкородственными пуриновыми основаниями, часто относят к алкалоидам.

 

Глюкозиды

 

Хотя сходны с алкалоидами в своих свойств глюкозиды образуются из углеводов, а не из белки. Считается, что они дают защитную функцию, поскольку они обычно встречаются в коре. Однако они могут служить для регулирования кислотность и щелочность растительных клеток. Эти вещества использовались в качестве лекарств.

 

Органические кислоты

 

Они широко распространены среди растения, особенно фрукты и овощи. Они могут встречаться в свободном состоянии, как кальций, калий или натрий. соли или в сочетании со спиртами. Считается, что фруктовые кислоты проявляют влечение к животным и, таким образом, помогают рассеивание плодов и семян. Они также участвуют в метаболизме и росте.

 

Ферменты

 

Ферменты присутствуют во всех живых организмы. Есть много разных видов, но они обычно присутствуют в очень малых количествах. Они действуют как катализаторы в химических реакции. Они вызывают все химические изменения, происходящие в живом веществе, фактически не вступая в сами реакции. Один из их наиболее важные функции в пищеварении, процессе, посредством которого нерастворимые материалы расщепляются на растворимые и тем самым становятся доступными для транспортировки во все части организма для конечного использования. Ферменты находятся в коллоидной и белковой форме. природа. Они специфичны в своем действия. Они обеспокоены не только с окислением и другими деструктивными фазами метаболизма, но с также конструктивные этапы. Они участвуют в фотосинтезе и в образовании белков и жиров и присутствуют в каждой живой клетке растения.

 

Витамины

 

Это вещества, которые, по-видимому, необходимы для благополучия как растения, так и животные. Они есть образуются растениями, и хотя животные могут хранить их, они не способны производя их. Витамины встречаются в чрезвычайно незначительные суммы и, следовательно, их трудно изучать. Они необходимы для нормального обмена веществ, роста, развития и размножения. По-видимому, они контролируют большинство конструктивных фаз метаболизма. Витамины также незаменимы для профилактика некоторых заболеваний человека, например цинги. Зеленые овощи, фрукты и семена являются важными источниками витамины. Морские водоросли особенно ценны тем, что содержат много различных видов витаминов.

 

Гормоны

 

Гормоны производятся одной частью организма, а затем переносятся в другие части, где они могут влиять какой-то специфический физиологический процесс. Гормоны растений регулируют различные явления роста, такие как тропизмы, увеличение и удлинение клеток. Они также играют роль в производстве корней и цветов. и в формировании плодов.

 

Суточный метаболизм листового крахмала | Биохимический журнал

Пропустить пункт назначения

Обзорная статья| 11 декабря 2006 г.

Сэмюэл С. Зееман;

Стивен М. Смит;

Элисон М. Смит

Biochem J (2007) 401 (1): 13–28.

https://doi.org/10.1042/BJ20061393

История статьи

Получено:

12 сентября 2006 г.

Принято:

11 октября 2006 г.

• Взгляды
  • Содержание артикула
  • Рисунки и таблицы
  • Видео
  • Аудио
  • Дополнительные данные
  • Экспертная оценка
• Делиться
  • Facebook
  • Твиттер
  • LinkedIn
  • MailTo

• Иконка Цитировать Цитировать

• Получить разрешения

Citation

Сэмюэл С. Зееман, Стивен М. Смит, Элисон М. Смит; Суточный метаболизм крахмала листьев. Biochem J 1 января 2007 г.; 401 (1): 13–28. doi: https://doi.org/10.1042/BJ20061393

Скачать файл цитирования:

• Рис (Зотеро)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• Конечная примечание
• RefWorks
• Бибтекс

панель инструментов поиска

Расширенный поиск

Крахмал является первичным продуктом фотосинтеза в листьях. У большинства растений большая часть углерода, ассимилированного в течение дня, временно хранится в хлоропластах в виде крахмала для использования в течение последующей ночи. Разделение фотосинтеза на крахмал точно регулируется, а количество хранимых углеводов зависит от условий окружающей среды, особенно от продолжительности дня. Это регулирование применяется на нескольких уровнях для контроля потока углерода из цикла Кальвина в биосинтез крахмала. Крахмал состоит в основном из разветвленных глюканов, строение которых позволяет образовывать полукристаллические нерастворимые гранулы. Биосинтез наиболее интенсивно изучался в нефотосинтезирующих органах, запасающих крахмал, таких как развивающиеся семена и клубни. Биосинтезу в листьях уделялось меньше внимания, но недавние обратные генетические исследования Arabidopsis (кресс-салат) дали данные, в целом согласующиеся с тем, что известно для запасающих тканей. В этом пути участвуют синтазы крахмала, которые удлиняют цепи глюкана, и ферменты ветвления. Примечательно, что ферменты, которые частично разветвляют глюканы, также необходимы для нормального синтеза амилопектина. За последнее десятилетие наши представления о распаде крахмала в листьях значительно расширились. Крахмал ночью гидролизуется до мальтозы и глюкозы по пути, который требует недавно открытых белков в дополнение к хорошо известным ферментам.