|
сахаров уменьшается. Таким образом, в клубнях происходит односторонний процесс
- гидролиз крахмала до гексоз и их накопление.
Мучнистый вкус семян благодаря наличию большого количества крахмала сменяется
при прорастании сладковатым вследствие накопления в них глюкозы.
Превращение крахмала в сахар происходит под влиянием фермента амилазы. Более
обстоятельное изучение фермента амилазы показало, что это смесь двух
ферментов - α- и β-амилазы, которые действуют параллельно и
расщепляют гигантскую молекулу крахмала на более мелкие молекулы
полисахаридов, называемых декстринами, и дисахаридов, назвываемых мальтозы.
Количество амилазы в семени, находящемся в состоянии покоя, незначительно, но
с прорастанием с семени оно возрастает. Центром образования амилазы,
например, в зёрнах пшеницы или кукурузы является зародыш, в частности его
щиток, а также алейроновый слой, окружающий эндосперм. Образующиеся ферменты
α- и β-амилаза диффундируют в ткани эндосперма и вызывают
расщепление крахмала. Осахаривание крахмала в эндосперме идут до конца
только в том случае, когда он находится в тесном контакте с молодым побегом,
который непрерывно поглощает и использует сахар, образующийся при гидролизе.
Гликозиды - сложные вещества, образующиеся из сахаров (в основном из
глюкозы) и одного или нескольких компонентов "несахаров" - агликонов.
К цианогенным гликозидам, содержащим синильную кислоту, относится вицин семян
с некоторых видов вики и фасоли. У белого клевера, сорго содержится ряд
цианогенных гликозидов, токсичных для животных. В растении картофеля
образуются ядовитые для человека и животных гликоалкалоиды - гликозиды, у
которых в качестве агликона входит алкалоидсоланидин. Эти вещества,
обладающие горьким вкусом, называются соланинами и чаконинами. В картофельном
растении клубни, а также стебли содержат меньше гликоалкалоидов по сравнению
с другими органами (молодыми листьями, цветками, ягодами). Наибольшее
количество гликоалкалоидов содержат ростки (4-5 мг % массы сухого вещества).
Молодые клубни картофеля содержат около 10 мг % гликоалкалоидов, а зрелые 2-4
мг %. При хранении клубней на свету количество гликоалкалоидов значительно
возрастает, особенно в позеленевших участках, примыкающих к эпидермису.
Установлено, что картофель с содержанием гликоалкалоидов в количестве 20 мг %
и более опасен для потребления, особенно если клубни варились в кожуре.
Большинство красных, голубых и пурпурных пигментов клеточного сока листьев
лепестков цветков, плодов, корней, стеблей многих растений ( васильков,
столовой свёклы, вишни, сливы, смородины, малины и других), относится к группе
веществ - антоцианам . Антоцианы - это гетерогликозиды, образующиеся
в растениях в результате взаимодействия между сахарами и комплексными
соединениями антоцианидинами ( агликоны). Физиологическая роль гликозидов мало
изучена, но их образование связано с физиологической функцией сахаров в
растениях; гликозиды считаются также запасным материалом для синтеза сахаров и
связанных с ними комплексов.
Роль углеводов в повышении морозоустойчивости растений.
Морозоустойчивость - способность растений переносить температуру ниже 0ºС.
Разные растения переносят зимние условия, находясь в различном состоянии. У
одноклеточных растений зимуют семена, нечувствительные к морозам, у много
летних - защищённые слоем земли и снега клубни , луковицы и корневища, а также
надземные древесные стебли. У озимых растений и древесных пород ткани под
воздействием морозов могут промёрзнуть насквозь, однако растения не погибают. У
них достаточно высокая морозоустойчивость.
Нечувствительность к морозам достигается физико-химическими изменениями в
клетках. В зимующих листьях и других частях растения накапливается много
сахара. Сахар является веществом, защищающим белковые соединения от
коагуляции при вымораживании, и поэтому его можно назвать защитным. При
наличии достаточного количества сахара в клетках повышаются водоудерживающие
силы коллоидов протопласта, увеличивается количество прочно связанной и
уменьшается содержание свободной воды. Связанная с коллоидами вода при
действии низких температур не превращается в лёд. У ряда древесных пород в
результате превращения углеводов в древесине накапливаются жиры, которые не
замерзают и проявляют защитные действия в зимний период.
Биосинтез липидов.
Липазы - ферменты из класса гидролаз, широко распространены в растениях. Под
их воздействием происходит гидролиз жиров до глицерина и жирных кислот.
Схема превращения жиров в запасающих органах растения :
 
ГЛИЦЕРИН ТРИОЗОФОСФАТЫ
 ЖИРЫ
УГЛЕВОДЫ
 ЖИРНЫЕ
КИСЛОТЫ АЦЕТИЛКОФЕРМЕНТ А
ЦИКЛ ДИ- И ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
CO2 и H20
Фермент липаза катализирует гидролиз жиров с присоединением воды до свободных
жирных кислот:
CH2 - O - OC - R1 CH
2 - OH R1COOH
 CH - O - OC - R2
+ 3H2O ЛИПАЗА CH - OH + R
2COOH
CH2 - O - OC - R3
CH2 - OH R3COOH
ЖИР ГЛИЦЕРИН
ЖИРНЫЕ
КИСЛОТЫ,
где R1, R2, R3 - радикалы высокомолекулярных жирных кислот.
Жирные кислоты подвергаются активации и окислению. В качестве продукта
реакции образуются молекулы ацетилкофермента-А, которые вовлекаются в цмкл
трикарбоновых кислот.
При созревании семян из сахаров, альдегидов, глицерина и жирных кислот
синтезируются жиры. Липазы также катализируют превращения липидов, входящих в
систему клеточных мембран, состоящих их двух слоёв липидов и двух нелипидных
слоёв.
Липоиды - это химически близкие к жирам вещества. У них обычно один
жирнокислотный остаток заменён другим веществом, например, гликолипиды, у
которых один остаток жирной кислоты замещён сахаром. Гликолипиды содержатся в
листьях. К липоидам относятся и фосфолипиды.
Липоиды входят в состав клеточных органоидов - митохондрий и пластид;
принимают участие в регуляции проницаемости клетки для поступающих в неё
веществ. Воска предохраняют листья, стебли и плоды от высыхания,
предупреждают смачивание водой, предохраняют от повреждения инфекционными
болезнями.
Учёные разработали теорию транспорта органических веществ, по которой процесс
передвижения органических веществ по ситовидным трубкам связан с обменом
веществ и использованием энергии дыхания (АТФ). Доказано, что быстрое
движение органических веществ сопровождается интенсивным дыханием. У
древесных растений важной потребляющей зоной является камбиальный слой ствола
ветвей, корней. Ежегодное утолщение стволов деревьев, образовывание колец
наглядно свидетельствует об этом. В годы обильного плодоношения древесных
пород в силу большого притока "органики" наблюдается ограничение питания и
уменьшение годичного прироста древесины.
Средняя скорость движения для различных веществ в растении может быть такой
(см в час): аминокислоты - 90, сахароза 70-80, неорганические соли 20-40.
Таким образом, перемещение и транспортировка органических веществ в растении
- сложный физиологический процесс.
Механизм защитного действия липидов.
Он связан с регуляцией содержания воды в клетках. У морозоустойчивых видов
подготовка к зиме начинается заранее. Один из её этапов - обезвоживание
клеток. Жиры, накапливаясь в клетках, вытесняют из них воду. Оставшаяся вода
прочно связана с молекулами белков, углеводов и теряет способность к
кристаллизации. Поэтому у морозостойких видов кристаллы льда в клетках
кристаллы льда не образуются. При значительном понижении температуры
кристаллы льда начинают образовываться в межклетниках. Кристаллы растут,
оттягивая воду из клеток. Сильное обезвоживание тоже вредно: оно приводит к
разрушению структуры мембран, белков, нуклеиновых кислот. Увеличение
содержания жиров на поверхности протоплазмы препятствует дальнейшему выходу
воды из клеток и тем самым повышает устойчивость растений к морозам.
Морозостойкость связана с накопление в клетках не только жиров: но и
растворимых сахаров.
Опыты и наблюдения.
Опыт № 1 "Много ли питательных веществ в опавших листьях?"
Цель: убедиться в способности растений экономить питательные вещества с
помощью метода крахмальной пробы.
Оборудование и объекты: раствор Люголя, 50 мл 96 % этилового спирта, 30
зелёных листьев с верхушки побега и 30 жёлтых листьев с основания побега тополя
обыкновенного.
Ход опыта:
1. Дата проведения опыта 13.09.00. Сорвал с тополя обыкновенного по 30
листьев- зелёных с верхушки побега и жёлтых - с основания побега.
2. Прокипятил отдельно жёлтые и зелёные листья в воде до полного
отмирания клеток. Затем поместил в горячий спирт (на водяной бане) для
удаления пигментов.
3. Обесцвеченные листья обработал раствором Люголя.
4. Результаты опыта: зелёные листья под действием йода окрасились в
синий цвет, а жёлтые не изменили окраски.
Вывод: посинение листьев происходит в результате взаимодействия йода с
крахмалом, следовательно, жёлтые листья крахмала не содержат. Перед листопадом
крахмал превращается в растворимые сахара, которые по проводящим пучкам
перемещаются в запасающие органы: стебель и корень (древесные растения), семена
(травянистые одно- двухлетние). В клетках стебля и корня из растворимых сахаров
снова синтезируется крахмал.
Опыт № 2: "Судьба" запасного крахмала".
Цель: проследить за превращениями запасного крахмала в стеблях хвойных и
лиственных пород деревьев.
Оборудование и объекты: раствор Люголя, кусочки побегов ивы козьей,
сирени обыкновенной, лиственницы европейской, сосны обыкновенной.
Ход опыта:
1. Опыт начат 30.10.99 года, после окончания листопада.
2. Один раз в месяц срезал по 2 небольших побега ивы козьей, сирени
обыкновенной, лиственницы обыкновенной, сосны обыкновенной. Делал продольный
расщеп и с помощью раствора Люголя определял наличие крахмала.
3. Содержание крахмала выражал в баллах:
4 балла - иссиня-чёрный цвет (содержание крахмала высокое)
Страницы: 1, 2, 3
|
