9. Химический состав растений. Содержание основных элементов питания в растениях.
Растение строит свой организм из определённых химических элементов , находящихся в окружающей среде. Оно состоит из сухого вещества и содержит значительное количество воды. В большинстве вегетативных органов сельскохозяйственных культур содержание воды составляет 70-95%, а в семенах – от 5 до 15%в состав сухого вещества растений входит 90-95% органических соединений и 5-10% минеральных солей.
Основные органические вещества представлены в растениях белками и другими азотистыми соединениями, жирами, крахмалом, сахарами, клетчаткой, пектиновыми веществами.
Содержание белков в вегетативных органах растений обычно составляет 5-20% их массы, в семенах хлебных злаков – 6-20%, а в семенах бобовых и масличных культур – 20-35%.
Количество структурных липидов обычно небольшое – 0,5-1% сырой массы, среднее содержание жира в семенах важнейших масличных культур и сои: клещевина – до 60; кунжут, мак, маслина – 45-50; подсолнечник – 24-50.
Сахара содержатся в небольших количествах во всех сельскохозяйственных растениях, а в корнеплодах и отдельных органах овощных культур, плодах винограда, ягодах и фруктах могут накапливаться в качестве запасных веществ. Преобладающими моносахаридами в большинстве растений являются глюкоза (8-15% в ягодах винограда) и фруктоза(6-10% в косточковых плодах), а олигосахаридами – дисахарид сахароза(14-22% в корнях сахарной свёклы, 11-25% в соке стеблей сахарного тростника).
Крахмал в небольших количествах содержится во всех зелёных органах растений, но в качестве основного запасного углевода накапливается в клубнях, луковицах и семенах. В клубнях картофеля ранних сортов содержится крахмала 10-14%, средне- и позднеспелых – 16-22%. В расчёте на сухую массу клубней это составляет 70-80%. В зерне хлебных злаков крахмала обычно 55-70%.
Пектиновые вещества содержатся в растениях в сравнительно небольших количествах.
Из диоксида углерода, поглощаемого в основном листьями, и воды, поступающей через корни, в растении в процессе фотосинтеза образуются простые безазотистые органические вещества, состоящие из углерода, кислорода и водорода; в состав белков входит ещё и азот. На долю углерода, водорода и азота приходится 95% сухой массы растений (углерод 45%, кислород 42, водород 6,5, азот 1,5%). Эти четыре элемента называются органогенными.
При сжигании растения остаются зольные элементы, на долю которых приходится около 5% массы сухого вещества.
Содержание азота и зольных элементов в растении зависит от биологических особенностей и условий выращивания и неодинаково в различных органах. Например, в конях, стеблях и листьях больше зольных элементов, чем в семенах.
Состав золы различных растений различен и отражает неодинаковую потребность культур в элементах минерального питания. Содержание фосфора и калия в золе принято выражать в форме соответствующих оксидов. На долю калия в золе листьев большинства растений приходится 30-50%, а в люцерне, клевере, вике содержание кальция значительно выше, чем калия. Содержание фосфора, калия и серы снижается в старых листьях, а кальция повышается от 20-40 до 50-60%от массы золы.
Источник
Химический состав растений
Все живые организмы на Земле имеют сходный химический состав. Но при этом имеют некоторые особенности в соотношении различных веществ, отличающие их друг от друга. Например, в клетках растений в общей сложности содержится больше воды, чем в клетках животных. В свою очередь имеются небольшие различия в химическом составе у различных видов растений. Кроме того различные органы и ткани одного растения также различаются между собой по количеству в них тех или иных веществ.
Все живые организмы, в том числе растения, содержат в своем составе две группы химических веществ: 1) органические, 2) неорганические. Причем особенностью живых организмов является то, что органические вещества в них сильно преобладают над неорганическими (если не считать воду). Это касается как и массы, так и разнообразия.
Органические вещества растений
К основным органическим веществам живых организмов относят белки, жиры и углеводы. Также почти во всех живых клетках есть нуклеиновые кислоты. Они играют важную роль в передаче наследственной информации при размножении и делении клеток. Есть и другие органические вещества, но их намного меньше, чем белков, жиров и углеводов. Поэтому то, говоря об органических веществах, часто упоминают лишь белки, жиры и углеводы.
Главная функция белков — строительная. Они входят в состав многих органоидов клеток. Также белки помогают протекать химическим реакциям. Это ферментативная функция белков. Есть у них и другие функции. Различных видов белков существует огромное множество. Многие белки растений по своему строению отличаются от белков животных и других организмов.
Жиры и углеводы в растениях в основном играют роль запасных питательных веществ. Они обеспечивают растение энергией, когда ему это необходимо.
В процессе фотосинтеза в растениях синтезируется простой углевод — глюкоза. Далее при ее накоплении, в растениях из глюкозы синтезируется крахмал. Этим химический состав растений отличается от животных и грибов. В животных сложным углеводом, выполняющим функцию запасного вещества, является не крахмал, а гликоген.
Семена разных видов растений достаточно сильно могут отличаться между собой по преобладанию тех или иных органических веществ. Так в семенах пшеницы много углеводов, а в семенах подсолнечника — много жиров.
Неорганические вещества растений
К неорганическим веществам, которые входят в состав живых организмов, относятся вода и минеральные соли. Соли в основном распадаются на заряженные ионы.
Воду можно считать основой жизни. Именно в воде возможно протекание большинства химических реакций, а в живых организмов реакции идут очень интенсивно и в больших количествах. В различных органах растений процессы жизнедеятельности идут с разной интенсивностью. Поэтому органы различаются по количеству воды в них. Например, в семенах воды мало, так как зародыш в них «спит», и процессы замедлены или приостановлены. Чтобы семени прорасти, ему надо впитать воду (набухнуть). В листьях растений воды много, так как там активно идет синтез различных веществ.
Минеральные вещества, в основном соли, необходимы растениям для многих процессов жизнедеятельности, например, для фотосинтеза и роста. Растения всасывают минеральные вещества корнями вместе с водой, в которой они растворены. Далее по корню и стеблю водный раствор поднимается туда, где он особенно нужен. В листьях процентное содержание минеральных веществ больше, чем в корнях. Если растению не хватает какого-либо минерального вещества, то оно заболевает.
Источник
Органические вещества
Органические вещества, в отличие от неорганических, образуют ткани и органы живых организмов. К ним относятся белки, жиры, углеводы, нукленовые кислоты и другие.
Состав органических веществ клетки растений
Данные вещества представляют собой химические соединения, в состав которых входит углерод. Редкие исключения из этого правила – карбиды, угольная кислота, цианиды, оксиды углерода, карбонаты. Органические соединения образуются при связи углерода с любым из элементов таблицы Менделеева. Чаще всего в составе этих веществ присутствуют кислород, фосфор, азот, водород.
Каждая клетка любого из растений на нашей планете состоит из органических веществ, которые условно можно разделить на четыре класса. Это углеводы, жиры (липиды), белки (протеины), нуклеиновые кислоты. Данные соединения являются биологическими полимерами. Они принимают участие в метаболических процессах в организме как растений, так и животных на клеточном уровне.
Четыре класса органических веществ
1. Белки (протеины) – это соединения, основными структурными элементами которых являются аминокислоты. В организме растений белки выполняют различные важные функции, основная из которых – структурная. Они входят в состав разнообразных клеточных образований, регулируют процессы жизнедеятельности и откладываются про запас.
2. Жиры (липиды) также входят в состав абсолютно всех живых клеток. Они состоят из простейших биологических молекул. Это сложные эфиры карбоновых кислот и спиртов. Главная роль жиров в жизнедеятельности клеток – энергетическая. Жиры откладываются в семенах и других частях растений. Вследствие их расщепления высвобождается необходимая для жизни организма энергия. Зимой многие кустарники и деревья питаются, расходуя запасы жиров и масел, которые они накопили за лето. Также следует отметить важную роль липидов в построении мембран клеток — как растительных, так и животных.
3. Углеводы являются основной группой органических веществ, благодаря расщеплению которых организмы получают необходимую энергию для жизни. Их название говорит само за себя. В структуре молекул углеводов наряду с углеродом присутствуют кислород и водород. Самым распространенным запасным углеводом, который образуется в клетках в процессе фотосинтеза, является крахмал. Большое количество этого вещества откладывается, например, в клетках клубней картофеля либо семян злаков. Другие углеводы придают сладкий привкус плодам растений.
4. Нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК) представляют собой фосфорсодержащие биополимеры, имеющиеся в клеточных ядрах всех без исключения живых существ. Их основное предназначение – сохранение наследственной информации и передача ее потомкам.
Таким образом, клетка растения является маленькой «природной лабораторией», где синтезируются и преобразуются разнообразные химические органические вещества.
Источник
1. Химический состав растений
Вода нужна растениям для протекания всех жизненных процессов. Поэтому в живых, активно функционирующих клетках содержание воды высокое. В молодых клетках растущих органов её количество может составлять более \(90\) %, а в старых, одревесневших стеблях воды намного меньше, всего около \(50\) % от общей массы.
Содержание воды, органических и минеральных веществ в разных органах тоже значительно отличается. Например, в плодах огурцов воды до \(96\) %, а в вызревших семенах — меньше \(10\) %.
Сухое вещество растений состоит на \(5\)-\(10\) % из минеральных веществ и на \(90\)-\(95\) % — из органических. Больше всего органических веществ содержат семена.
Самые важные органические соединения — это белки, углеводы и жиры. Сравним их содержание в семенах некоторых растений.
Из данных таблицы следует, что количество веществ в семенах растений разное. Больше всего белков содержат семена фасоли, подсолнечника и гороха. Углеводов много в семенах пшеницы, риса и кукурузы, а жиров — в семенах подсолнечника.
В растениях содержатся в небольших количествах также и некоторые другие органические вещества, например, витамины .
В теле растения вещества служат строительным материалом, из них состоят клетки. Минеральные и органические вещества участвуют во всех процессах, которые постоянно происходят в растительном организме. Если какого-то вещества недостаточно, то нарушается нормальная жизнедеятельность растения и оно может погибнуть.
Много белка в бобовых растениях — фасоли, горохе, чечевице. Углеводы и белки в больших количествах находятся в муке и крупах, которые получают из зерновых культур: ячменя, проса, риса, пшеницы, ржи, кукурузы, гречихи и других. Жиры (растительные масла) производят из семян масличных растений: подсолнечника, рапса, хлопчатника, льна, арахиса.
Растения нужны и для получения многих промышленных товаров: лекарств, косметических средств, каучука, бумаги.
Источник