Важнейшие органические соединения растений
Состав органических веществ растительных субстратов.
По определению органические соединения — это соединения, содержащие углерод. Помимо углерода почти все органические соединения содержат водород и кислород и в меньшем количестве азот, фосфор и серу (табл. 4).
Основную сухую массу растительных клеток составляют четыре типа органических соединений это углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты (табл. 5).
Углеводы — это соединения, содержащие углерод в сочетании с водородом и кислород. Углеводы самые распространенные в природе органические вещества. В растениях их содержание иногда доходит до 90% сухой массы. Углеводы включают несколько групп соединений моносахариды, олигосахариды и полисахариды (табл. 6). Моносахариды самые простые соединения и потребляются микроорганизмами в первую очередь. Олигосахариды состоят из двух или нескольких молекул моносахаридов и должны перед потреблением расщепляться ферментами на сахарные компоненты — моносахариды. Наиболее трудно доступными являются полисахариды растений. Для расщепления полисахаридов до моносахаридов у микроорганизмов выработались комплексы ферментов: одни из них разрыхляют полисахарид, другие отщепляют олигосахариды, третьи отщепляют моносахара. В растениях полисахариды защищены от биодеградации микроорганизмами путем экранирования молекулами фенольного полимера — лигнина. Лигнин составляет существенную часть растительных полисахаридов. В целом лигноцеллюлозный комплекс растений весьма устойчив к ферментативному расщеплению.
Жиры — важнейшие запасные вещества. Некоторые растения накапливают жиры (масла) в больших количествах, особенно в семенах и плодах. Растения содержат также воска, которые защищают ткани растении от потери влаги и часто затрудняют процесс увлажнения растительного сырья, например, соломы. При окислении жиров выделяется около 9,3 Ккал/г, а углеводов — всего 3,8 Ккал/г. Таким образом, жиры являются концентрированным источником энергии.
Белки, подобно полисахаридам, являются полимерами, состоящими из мономеров — аминокислот. У растений самая высокая концентрация белков обнаружена в семенах (более 40% сухой массы), вегетативные части содержат невысокий уровень белка (2 — 5%).
Нуклеиновые кислоты — это полимеры, состоящие из нуклеотидов пуринов и пиримидинов. Нуклеиновые кислоты участвуют в хранении генетической информации (ДНК) и переносе информации при синтезе белков (РНК).
Элементный состав органических соединений растений, % от сухой массы.
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
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