Углеводы (СН2О)н
Первичным источником углеводов для всех живых организмов на Земле (за исключением хемосинтезирующих организмов) является фотосинтез. Углеводы входят в составе клеток и тканей всех растительных и животных организмов, они выполняют как структурные, так и метаболические функции:
• углеродные «скелеты» для построения др. органических веществ;
• запасной источник энергии (крахмал, инулин, сахароза, др.) для метаболических процессов;
• структурные компоненты КС (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины);
• входят в состав мембран (рецепторы -гликопротеины, иммунные белки -лектины).
| Форма углеводов | Представители | Функции |
| Моносахариды С3. С7 | ||
| С3-сахара ГА, ДГА | ФГА, ФДА | промежуточные метаболиты в процессе фотосинтеза, дыхания. |
| С4-сахара | эритроза | промежуточный продукт ФС |
| С5-сахара | д-рибоза, дезоксирибоза | Входят в состав нуклеиновых кислот |
| рибулеза, ксилоза, арабиноза | Промежуточные продукты метаболизма, продукты, входят в состав гемицеллюлоз клеточной стенки | |
| С6-сахара | глюкоза, фруктоза, манноза галактоза | Глюкоза – конечный продукт ФС, основной субстрат дыхания; |
| Олигосахариды 2. 10 моноз | ||
| сахароза | (глю-фру) | Тростниковый сахар, основная транспортная форма углеводов по растению, запасной углевод |
| мальтоза | (глю-глю) | Солодовый сахар, продукт распада крахмала |
| рафиноза стахиоза, | гал-глю-фру гал-гал-глю-фру | Транспортные формы углеводов у некоторых растений |
| Полисахариды 10 — 100-ни тысяч моноз | ||
| Крахмал: (глю)n (С6Н10О5)п состоит из молекул α-D-глюкозы (1-4-связь, ветвление в мол-лах амилопектина – связь 1-6 | амилоза: амилопектин 1:3 | основной запасной углевод растений. Крахмал состоит из двух полисахаридов — амилозы (15-25%) и амилопектина (75-85%). Амилоза (из 20000-500000 мол глю, соединенных a (1®4)-связями, неразветвленная цепь) легко растворяется в теплой воде и дает маловязкие растворы. Молекулы амилопектина имеют разветвленное строение, в точках ветвления молекулы глюкозы соединены связью а(1-6). При нагревании в воде молекулы амилопектина дают вязкие растворы. |
| Инулин: (фру)n | Инулин состоит на 97% из мол-л фру и 3% мол-л глюкозы | запасной полифруктозид у ряда растений из сем. Астровых и колокольчиковых. Накапливается в клубнях георгинов, в корнях одуванчика земляной груши (топинамбур), и др. растений. |
| Целлюлоза (глю)n состоит из мол-л b-D-глюкозы (связь 1-4) | наиболее широко распространенный полисахарид растений, входит в состав клеточных стенок. Молекулы целлюлозы содержат от 1400 до 10000 (2500-12000) остатков глюкозы. Молекулы целлюлозы — мицеллы — микро — макрофибриллы. | |
| Пектин (из α-D-галактуроновой к-ты) | полигалактуроновые кислоты | входят в состав клеточных стенок, придают им катионообменные свойства (адсорбция катионов). |
| Агар-агар состоит из остатков галактозы | агароза: агаропектин | полисахарид ряда водорослей, состоит из агарозы и агаропектина. |
| Гемицеллюлозы (полуклетчатки) | из остатков глю, гал, фру, — ман, ара, кси. | — большая группа высокомолекулярных полисахаридов, в состав гемицеллюлозы входят: С5 и С6-сахара; цементируют волокна целлюлозы в клеточных стенках; обладают высокой гидрофильностью |
Примечание: Общепринятые сокращения названий сахаров: глю – глюкоза, фру – фруктоза, гал — галактоза, ман- манноза, ара – арабиноза, кси – ксилоза, ФГА — фосфоглицериновый альдегид, ФДА — фосфодиоксиацетон
Источник
Основные транспортные формы органических веществ и состав флоэмного сока
Процессы превращения органических веществ начинаются сразу при прорастании или при возобновлении ростовых процессов в многолетних растениях. По мере нарастания вегетативной массы основным органом биосинтеза становится лист. В нем осуществляются многочисленные и разнообразные метаболические процессы, связанные с формообразованием, ростом и развитием.
Процессы синтеза и распада идут параллельно и взаимосвязано их нельзя разделить между собой. В результате распада сложных органических веществ (крахмал, белки, жиры) под действием гидролитических ферментов, образуются моносахариды, аминокислоты, глицерин и жирные кислоты, которые содержат в себе энергию, поэтому на первом этапе выделяется небольшое количество энергии.
На следующей стадии в результате окисления моносахаридов, жирных кислот, аминокислот и глицерина образуются три важных метаболита ацетил~КоА, α-кетоглутаровая кислота и ЩУК, которые могут снова использоваться на биосинтез белков, жиров, углеводов и веществ вторичного происхождения. Либо они включаются в реакции цикла Кребса и полностью окисляются до СО2 и Н2О. При этом образуется АТФ и восстановленные нуклеотиды (НАДН, НАДФ·Н2, ФАД·Н2), которые могут быть использованы в восстановительных процессах и синтезе новых органических соединения. А так5же они являются донорами электронов в системе окислительного фосфорилирования, где их энергия идет на синтез главного переносчика энергии в растении – АТФ.
Кроме перечисленных переносчиков энергии очень сильным восстановителем в фотосинтезирующих клетках является Фд – ферредоксин. С его участием проходят многие реакции, например, восстановление нитратов, синтез глутаминовой кислоты, образование НАДФН и др.
Общие схемы превращения (синтеза и распада) сложных органических веществ смотри в учебнике Третьякова стр. 348-352
Основной транспортной формой углеводов является сахароза. Она передвигается со скоростью 70-80 см/ч. Также немного могут передвигаться фруктозиды (фруктоза, глюкоза) что характерно для злаковых, олигосахариды (рафиноза, стахиоза) у ясеня или спирты, например сорбит у яблони.
Транспортные формы азотистых соединений подразделяют на 5 групп:
— протеиногенные аминокислоты и их амиды (глицин, аспарагиновая, глутаминовая кислота), скорость их движения 90 см/ч;
— непротеиногенные аминокислоты, например, цитрулин у березы;
— продукты окисления мочевой кислоты (алантоин и алантоиновая кислота характерны для бурачниковых);
— аммонийные соли органических кислот, образуются в растениях с кислым клеточным соком, скорость их движения 20-40 см/ч;
Поэтому органические вещества передвигаются по флоэме с довольно высокой скоростью – 20-100 см/ч. Например, у двудольных растений через 1 см 2 поперечного сечения ситовидных трубок за 1 мин проходит 0,2-0,5 г сухого вещества.
Состав флоэмного сока
Сахароза составляет 80% от сухого вещества или 0,8-1,0 моль/л.
Белки, аминокислоты, амиды – не более 10-15 ммоль/л.
Органические кислоты, витамины, фитогормоны – до 5-50 нмоль/л.
Неорганические соли – до 0,1-0,3 ммоль/л.
Флоэмный сок имеет слабощелочную реакцию среды (рН 8,0-8,5).
Источник