Сосуды
Углеводы в растениях. Запасной углевод растений, его роль в процессе жизнедеятельности

Углеводы в растениях. Запасной углевод растений, его роль в процессе жизнедеятельности

5 декабря 2016

Одним из защитных механизмов растений и животных от неблагоприятных условий стало накопление резервных питательных веществ. Весьма эффективный механизм в моменты недостаточного поступления извне питательных веществ.

Органическая жизнь на нашей планете имеет углеродную основу, что и предопределило «химию» органического мира.

«Химия» растений

Процесс эволюции данных организмов выделил ряд жизненно важных типов веществ, таких как белки, углеводы и жиры. Каждому из них отведена своя роль.

Белки (пептиды, полипептиды) в клетках растений образуют достаточно сложные комплексы, один из них - фотосинтетический.

Наряду с этим именно белок является носителем информации при делении клетки.

Жиры, или триглицериды - природные соединения глицерина и одноосновных жирных кислот. Роль жиров в клетках растений определена структурной и энергетической функцией.
Углеводы (сахара, сахариды) содержат карбонильную и гидроксильную группы. Основная роль веществ - энергетическая. Выделяют большое количество различных углеводов, как растворимых, так и нерастворимых в воде. В свою очередь химические особенности каждого углевода определяют его основную роль.

Крахмал - основной запасной углевод растений

Нерастворимые углеводы играют роль энергетического резерва растения. Основным запасным веществом - углеводом растений - является крахмал. По причине своей нерастворимости в воде он может сохраняться в клетке, не нарушая осмотический и химический баланс.

При необходимости запасной углевод растений - крахмал - подвергается гидролизу с образованием растворимых сахаров (глюкозы) и воды. Полученное соединение легкодоступно и расщепляется под действием ферментов на углекислый газ и воду, высвобождая необходимую энергию.

Видео по теме

Запасной углевод в клетках растений

Существует ряд других углеводов, выступающих в роли энергетического хранилища. Неосновным запасным веществом - углеводом растений - является инулин. Он перемещается по клеткам растения в растворимом виде.
Наибольшее количество этого соединения обнаружено в таких растениях, как георгин, топинамбур, чеснок и девясил. Как правило, максимальное количество содержится в клубнях и корнях растений.

В процессе гидролиза или ферментации вспомогательный запасной углевод растений полностью распадается на фруктозу. Входит в состав сахарозы, представляет собой простой сахарид.

Основной запасной углевод у растений - это крахмал. Однако существуют другие углеводы, кроме инулина, исполняющего роль хранилища энергии. К ним можно отнести большую часть сахароподобных веществ. К примеру, в корнеплодах свёклы откладывается дисахарид - сахароза (нам известен как сахар). В большинстве фруктов и овощей откладывается запасной углевод растений в виде сахарозы и фруктозы. Сладкий вкус - это признак наличия данных моно- или дисахарида.

Другие энергетические хранилища растений

В качестве запасного питательного вещества может выступать гемицеллюлоза. Обладает высокой схожестью с клетчаткой. Она нерастворима в воде. Под действием слабых кислот расщепляется на простые моносахара. Откладывается в оболочках зёрен многих злаковых. Твёрдость гемицеллюлозы очень высока, иногда её называют «растительная слоновая кость». Используется для изготовления пуговиц и в фармацевтике. В процессе прорастания семян гидролизуется с помощью ферментов в растворимые сахара и расходуется на питание зародыша.

Наличие запасных углеводов - условие выживания

Процесс образования и взаимопревращения углеводов в клетках растений является неотъемлемой частью сложного процесса обмена веществ внутри растительной клетки. Углеводы, способные играть роль энергетического хранилища, обеспечивают защиту от неблагоприятных условий.
В процессе прорастания семян и клубней обеспечивают необходимыми питательными веществами в период начальной фазы развития растений.

Клетка растительного организма - уникальная система. Количество работающих «механизмов» в ней сравнимо с одним миллионом легковых автомобилей. Это поистине сложная система, подобная целому заводу в миниатюре. Гениальность и точность природы во всех её проявлениях заслуживает великого восхищения.

«Химия» растений

Белки (пептиды, полипептиды) в образуют достаточно сложные комплексы, один из них - фотосинтетический.

Наряду с этим именно белок является носителем информации при делении клетки.

Жиры, или триглицериды - природные соединения глицерина и одноосновных жирных кислот. Роль жиров в клетках растений определена структурной и энергетической функцией.

сахариды) содержат карбонильную и гидроксильную группы. Основная роль веществ - энергетическая. Выделяют большое количество различных углеводов, как растворимых, так и нерастворимых в воде. В свою очередь химические особенности каждого углевода определяют его основную роль.

Крахмал - основной запасной углевод растений

Запасной углевод в клетках растений

Наибольшее количество этого соединения обнаружено в таких растениях, как георгин, топинамбур, чеснок и девясил. Как правило, максимальное количество содержится в клубнях и корнях растений.

Другие энергетические хранилища растений

Наличие запасных углеводов - условие выживания

В процессе прорастания семян и клубней обеспечивают необходимыми питательными веществами в период начальной фазы развития растений.

Углеводы - основные питательные и скелетные компоненты клеток и тканей растений. Они состоят из углерода, водорода и кислорода и составляют 75-80% сухих веществ растения. По химической природе углеводы являются альдегидами или кетонами многоатомных спиртов или продуктов их конденсации.

Углеводы делятся на три класса: 1) моносахариды, или монозы (простые сахара); 2) олигосахариды; 3) полисахариды, или полиозы. Классификация углеводов может быть представлена следующей схемой:

Моносахариды. К ним относятся: биозы (гликолевый альдегид

триозы С 3 Н 6 O 3 , тетрозы С 4 Н 8 O 4 , пентозы С 5 Н 10 O 5 , гексозы C 6 H 12 O 6 и гептозы C 7 H 14 O 7 . Из пентоз и их производных наиболее распространены арабиноза и ксилоза, рибулозо-дифосфат (акцептор СO 2 при фотосинтезе), рибоза и дезоксирибоза, которые входят в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов; из гексоз наиболее известны глюкоза и фруктоза. Пентозы и гексозы играют важную роль в жизни растений. Наиболее распространены в природе гексозы.

Моносахариды подразделяются на альдозы, в молекулу которых входит альдегидная группа

и кетозы, в молекуле которых содержится кетонная группа. (= С = О), Например, триозы делятся на альдотриозы и кето-триозы:

Триозы образуются при окислении трехатомного спирта, глицерина до глицеринового альдегида и диоксиацетона:

Триозы в форме фосфотриоз получаются также при распаде углеводов в тканях:

Гексозы подразделяются на альдогексозы НОСН 2 [СНОН] 4 СНО с четырьмя асимметричными атомами углерода (обозначены звездочками):

и кетогексозы НОСН 2 (СНОН) 3 СОСН 2 ОН с тремя асимметричными атомами углерода:

Из гептоз следует указать на седогептулозу, которая в виде фосфорного эфира играет важную роль при фотосинтезе и при распаде углеводов через пентозофосфатный цикл. Пентозы, гексозы и гептозы образуют циклические изомеры, например:

Глюкоза (виноградный сахар) как промежуточный продукт распада углеводов встречается в растениях в форме глюкозофосфорных соединений (кислот): глюкозо-1-фосфорная кислота, глюкозо-6-фосфорная кислота и глюкозо-1,6-дифосфориая кислота. Моносахариды манноза, арабиноза и ксилоза входят в состав различных сложных полисахаридов - растительных слизей и гемицеллюлоз.

При окислении моносахаридов с образованием карбоксила из первичной спиртовой группы образуются кислоты, которые называются уроновыми. Уроновые кислоты входят в состав пектиновых веществ (галактуроновая, глюкуроновая, маннуро-новая). Фруктоза, или плодовый сахар, встречается в нектаре цветков.

Олигосахариды. К классу олигосахаридов относятся углеводы, состоящие из небольшого количества моносахаридов. Основные из них сахароза, мальтоза, лактоза, рафиноза, стахиоза.

Сахароза (тростниковый сахар) - распространенный в природе дисахарид:

Она встречается в листьях, стеблях, корнях, клубнях, плодах растений. В корнях сахарной свеклы содержится до 27% сахарозы, в стеблях сахарного тростника - до 25%.

В разбавленных растворах кислот сахароза легко гидролизуется с образованием глюкозы и фруктозы:

Реакция гидролиза сахарозы катализируется ферментом сахаразой, или иивертазой. Глюкоза отклоняет плоскость поляризации вправо, а фруктоза - влево. Смесь глюкозы и фруктозы называется иивертным сахаром с обратной плоскостью поляризации.

Мальтоза, или солодовый сахар, расщепляется при гидролизе на две молекулы глюкозы. Целлобиоза образуется при гидролитическом расщеплении целлюлозы ферментом целлюлазой, встречается в свободном состоянии в соке некоторых растений. Целлобиоза, как и мальтоза, состоит из двух молекул глюкозы.

Трисахарид рафиноза C 18 H 32 O 16 находится в семенах хлопчатника, сахарной свеклы и в других растениях. При гидролизе образует галактозу, глюкозу и фруктозу.

В слабощелочных растворах моносахариды глюкоза, манноза и фруктоза могут взаимно превращаться: глюкоза в маннозу и фруктозу, фруктоза в глюкозу и маннозу. В растениях такое взаимопревращение происходит легко (под влиянием соответствующих ферментов).

Полисахариды . К данной группе углеводов относятся крахмал, клетчатка, гликоген, инулин, пектиновые вещества, агар-агар, гемицеллюлоза и др. Это высокомолекулярные вещества, состоящие из большого количества (сотен и тысяч) остатков моносахаридов. Полисахариды содержатся в растениях как основные запасные вещества. Клетчатка и пектиновые вещества являются опорным материалом для клетки и тканей растения.

Крахмал [(C 6 H 10 O)5)nH 2 O]m - типичный резервный полисахарид растений. Состоит из остатков глюкозы, откладывает-ся в виде зерен в клубнях, корнях и зернах злаков. Содержание крахмала в зернах пшеницы достигает 75%, кукурузы - 72, риса - 80, в клубнях картофеля - 12-24%. Крахмал состоит из двух полисахаридов - амилозы и амилопектина, различающихся по химическим и физическим свойствам. Обычно содержание амилозы в крахмале составляет 15-25%, амилопектина - 75-85%.

Под влиянием ферментов происходит постепенное гидролитическое расщепление крахмала с образованием декстринов, мальтозы и конечного продукта гидролиза - глюкозы.

Инулин (C 6 H 10 O 5)n, состоящий из остатков фруктозы, содержится в большом количестве в клубнях земляной груши, георгина, в корнях кок-сагыза. При гидролитическом расщеплении инулина образуется фруктоза.

Пектиновые вещества находятся в плодах (яблони, груши, цитрусовых, винограда), корнеплодах (свеклы, моркови) и соке растений. В основе строения пектиновых веществ лежит цепь остатков молекул α-галактуроновой кислоты, соединенных между собой 1,4-глюкозидными связями:

Пектиновые вещества встречаются в растениях вместе с галактанами и арабанами (пентозанами).

Гемицеллюлоза в значительных количествах встречается в одревесневших частях растений: стержнях початков кукурузы, соломе злаков (до 30%), а также в других частях растений вместе с целлюлозой.

При гидролизе гемицеллюлозы образуются D-галактоза, D-ксилоза, D-арабиноза, уроновые кислоты, D-манноза, D-глюкоза. В зависимости от преобладания в составе гемицеллюлоз тех или иных моносахаров они называются маннанами, галактанами или пентозанами (ксиланами и арабанами).

Углеводы – это группа органических веществ с общей формулой (СН2О)n, т.е. в их состав входят только кислород, углерод и водород. Углеводы имеют намного более простое строение, чем белки. Углеводы делятся на 3 больших класса: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды – это простые углеводы, не имеющие полимерного строения. Молекулы моносахаридов могут содержать разное число атомов углерода: 3 (т 434h71fe риозы), 4 (тетрозы), 5 (пентозы), 6 (гексозы), 7 (гексозы), из них растениях наиболее распространены триозы, пентозы и гексозы.

Триозы имеют общую формулу С3Н6О3; триоз существует всего две – глицеральдегид и дигидроксиацетон. Эти сахара являются промежуточными продуктами в процессе гликолиза при дыхании.

Пентозы имеют общую формулу С5Н10О5. Из пентоз наиболее важны рибоза и дезоксирибоза, т.к. они входят в состав нуклеиновых кислот: дезоксирибоза – в состав ДНК, рибоза – в состав РНК, а также некоторых других важных веществ – НАД, НАДФ, ФАД и АТФ.

Гексозы имеют общую формулу С6Н12О6. Из гексоз в растении наиболее распространены глюкоза и в меньшей степени – фруктоза. Глюкоза и фруктоза имеют в клетке различные важные функции. Они служат для клетки источником энергии, которая высвобождается при их окислении в ходе дыхания. Из глюкозы и фруктозы образуется самый распространенный дисахарид – сахароза. Глюкоза служит мономером для образования самых распространенных растительных полисахаридов – крахмала и глюкозы. В сочных плодах глюкоза и фруктоза служат запасными веществами.

Дисахариды – это сахара, молекулы которых образуются из 2 молекул моносахаридов в результате реакции конденсации, т.е. соединения молекул моносахаридов с выделением воды. Например, молекула дисахарида сахарозы состоит из остатка глюкозы и остатка фруктозы:

С6Н12О6 + С6Н12О6 → С12Н22О11 + Н2О

Сахароза обладает интересным свойством: она так же хорошо растворима в воде, как глюкоза, но химически намного менее активна. Поэтому углеводы транспортируются по флоэме именно в виде сахарозы: благодаря ее высокой растворимости ее можно транспортировать в виде достаточно концентрированного раствора, а благодаря своей химической инертности она не вступает по пути ни в какие реакции. У некоторых растений сахароза служит запасным веществом – например, у моркови, сахарной свеклы и сахарного тростника.

Полисахариды – это полимеры, образующиеся путем конденсации множества молекул моносахаридов. В растениях полисахариды выполняют 2 функции – структурную и запасающую.

1.Структурные полисахариды- Полисахариды удобны для использования в качестве структурных веществ по 2 причинам:

Они имеют длинные прочные молекулы

Полисахариды химически малоактивны, поэтому образующиеся из них структуры устойчивы к различным внешним воздействиям.

Существует 2 основных вида структурных полисахаридов – целлюлоза и гемицеллюлозы. Целлюлоза образуется из остатков β-глюкозы; она имеет очень длинные разветвленные молекулы, нерастворимые в воде и устойчивые к различным химическим воздействиям. Целлюлоза содержится в клеточной стенке и играет в ней роль жесткой прочной арматуры. Гемицеллюлозы образуются из остатков различных моносахаридов – арабинозы, маннозы, ксилозы и т.д. Гемицеллюлозы входят в состав матрикса клеточной стенки.

2.Запасные полисахариды- Полисахариды удобны для использования в качестве запасных веществ по 2 причинам:

Большой размер молекул полисахаридов делает их нерастворимыми в воде, а значит – они не оказывают на клетку химического или осмотического воздействия;

Полисахариды легко превратить в моносахариды путем гидролиза

Главным запасным полисахаридом растений является крахмал. Крахмал – это полимер α-глюкозы. Собственно говоря, крахмал – это смесь 2 полисахаридов: амилозы, имеющей линейные молекулы, и амилопектина, имеющего разветвленные молекулы. При необходимости крахмал легко гидролизуется до глюкозы. Именно крахмал является запасным веществом у большинства растений – зерновых, кукурузы, картофеля и т.д.. В клетках крахмал содержится в виде крахмальных зерен в хлоропластах или цитоплазме.

структурированность и упаковку ДНК?

А)ферменты,Б)антигена,В)гормоны,Г)гистоны,Д)липиды

2)Клетки
животных покрыты?

А)хитином,Б)целлюлозой,В)муреином,Г)гликокаликсом

3)Гомологичные
хромосомы характеризуются?

А)Одинаковым
размером,Б)разным размером,В)одинаковой формой,Г)разной формой,Д)несут разные
гены, Е)несут одинаковые гены

4)Ядро
представляет собой структуру?

А)двухмембранную,Б)одномембранную,В)немембранную

5)Формирование
лизосом клетки происходит в?

А)рибосомах,Б)аппарате
гольджи,В)митохондриях,Г)клеточном центре

6)Кристы
митохондрий образованы?

А)внутренней
мембраной,Б)матриксом,В)наружной мембраной,Г)ферментами

7)Основной
запасной углевод в растительной клетке?

А)целлюлоза,Б)холестерин,В)крахмал,Г)гликоген

8)Легко
пройдёт через липидный слой мембраны?

А)вода,Б)эфир,В)глюкоза

9)Хромосомы
всех эукариот?

А)всегда
состоят из двух хроматид,Б)во всех клетках имеют парную хромосому,В)состоят из
ДНК и белков

10)Синтез
углеводов происходит?

А)в
митохондриях,Б)в хлоропластах,В)в лизосомах,Г)на гладкой ЭПС,Д)на гранулярной
ЭПС

11)Синтез
АТФ- это основная функция?

А)ядра,Б)пластид,В)вакуолей,Г)митохондрий,Д)комплекса
гольджи

12)Клеточный
центр имеется в клетках?

А)высших
растений,Б)животных,В)низших растений,Г)грибов

13)Какой
набор хромосом содержат соматические клетки?

А)диплоидный,
Б)гаплоидный

14)…7…-
совокупность всех признаков хромосомного набора, характерного для каждого вида?

15)Мембранный
пузырёк, заполненный клеточным соком?

А)лизосома,Б)ядро,В)вакуоль,Г)цитоплазма

16)Жёлтые,
оранжевые и красные пигменты содержатся в?

А)хлоропластов,Б)лейкопластов,В)хромопластов,Г)аппарата
гольджи

Ботанэ по-гречески означает

Грибы являются

Кислород в процессе жизнедеятельности выделяют

К зернобобовым растениям относят

Больше всего плодов от носится к

К низшим растениям от носятся

К репродуктивным органам растения относят

Почка - это

Жизненной формой растения называют

Кустарники отличаются от деревьев тем, что у них

Банан относят к

К однолетним растениям относится

К двулетним растениям относится

К многолетним травам относится

Белков особенно много в семенах

Основной запасной углевод у растений - это

Число слоев клеток в листе элодеи составляет

Крахмал в клубнях картофеля запасается в виде

Белок в семенах гороха запасается в виде

Живое содержимое час то отсутствует в клетках тканей:

Клетки образовательной ткани могут быть расположены

Наиболее крупной систематической единицей растений является

Основной единицей систематики растений является

Разнообразные многоклеточные водоросли появились на Земле

Выход растений на сушу произошел около

Здравствуйте! Помогите пожалуйста!!!

Контрольная по биологии...
1) Укажите группу химических элементов,содержание которых в клетке составляет в сумме 98%
а) H,O,S,P; б)H,C,O,N; в) N,P,H,O; г) C,H,K,Fe
2) Какие связи стабилизируют вторичную структуру белков?
а) ковалентные, б) ионные, в) водородные, г) такие связи отсутствуют
3) Назовите химическое соединение,которое имеется в ДНК,но отсутствует в РНК
а) тимин, б) дизоксирибоза, в) рибоза, г) гуанин
4)Из жирных кислот и глицерина состоят молекулы
а) углеводов, б) белков, в) нуклеиновых кислот, г) липидов
5) В каком ответе все названные углеводы относят к полисахаридам?
а) глюкоза, галактоза,рибоза, в) лактоза,галактоза,фруктоза
6) Назовите белок,выполняющий в основном двигательную функцию
а) актин, б) кератин, в) липаза, г) фибрин
7) Назовите вещество, относящееся к липидам
а) клетчатка, б) АТФ, в) холестерин, г) коллаген
8) Клеточной теории не соответствует положение:
а) "клетка- элементарная единица жизни"
б) " клетки многоклеточных организмов объединены в ткани по сходству строения и функций"
в) " клетки образуются путём слияния яйцеклетки и сперматозоида"
г)" клетки всех живых существ сходны по строению и функциям"
9) Из каких веществ состоит биологическая мембрана:
а) из липидов и белков, б) из белков и углеводов, в) из углеводов и воды
10) Какой из компонентов мембраны обусловляет свойство избирательной проницаемости:
а) липиды, б) белки
11) Где образуются субъединицы рибосом:
а) в ядре, б) в цитоплазме, в) в вакуолях, г) в ЭПС
12) Какую функцию выполняют рибосомы:
а) синтез белков, б) фотосинтез, в) синтез жиров, г) транспортная функция
13) Какое строение имеют митохондрии:
а) одномембранное, б) двухмембранное, в) немембранное
14) Какие органеллы являются общими для растительной и животной клетки:
а) рибосомы, б) ЭПС, в) пластиды, г) митохондрии
15) Какие пластиды содержат пигмент хлорофилл:
а) хлоропласты, б) лейкопласты, в) хромопласты
16) Какие органеллы цитоплазмы имеют немембранное строение:
а) ЭПС, б) митохондрии, в) пластиды, г) рибосомы, д) лизосомы
17) В какой части ядра находятся молекулы ДНК:
а) в ядерном соке, б) в ядерной оболочке, в) в хромосомах
18) Какая из ядерных структур принимает участие в сборке субъединиц рибосом:
а) ядерная оболочка, б) ядрышко, в) ядерный сок
19) Назовите формулу молекулы ДНК прокариот,по которой она отличается от ядерной ДНК эукариот
а) кольцо, б) линейная структура, в) разветвлённая структура
20) Представители какой систематической группы организмов проявляют характерные для живой природы признаки,только находясь в другом живом организме?
а) вирусы, б) прокариоты, в) эукариоты

Задание 2. Дайте ответ на вопрос.

У каких организмов генетической аппарат образован кольцевой ДНК?
" Сердце" какого организма состоит из фрагмента нуклеиновой кислоты?
Второе название доядерных организмов? Какое вещество образует клеточную стенку грибов?
Органоид клетки, в котором синтезируется АТФ?
Название опорной системы цитоплазмы?
Органоид клетки являющийся её пищеварительным центром?Название процесса при котором происходит удаление веществ из клетки? Название зелёных пластид? Чем состав нуклеотидов ДНК отличен от нуклеотидов РНК?

Задание 3.

Укажите порядок нуклеотидов в цепочке ДНК,образующейся путём самокопирования цепочки,определите число водородный связей:
Т-А-Г-Ц-Т-Т-А-Г-Г-Ц-Ц-А.....

Кто что знает пишите в ответы

9. Эндоплазматическая сеть-это
а) внутренний скелет клетки
б) система мембран и канальцев где происходит синтез и транспортировка веществ
в) система мембран и канальцев аналогична выделительной системе организмов
10. Большинству живых клеток характерно:
а) способность к образованию половых клеток
б) способность проводить нервный импульс
в) способность сокращаться
г) способность к обмену веществ
11. Вода-основа жизни, потому что:
а) может находиться в трёх агрегатных состояниях
б) в клетках зародыша её больше 90%
в) она является растворителем обеспечивающим как приток веществ в клетку, так и удаление из неё продуктов обмена
г) охлаждает поверхность при испарении
12.Фермент цепи имеет последовательность нуклеотидов ТТАГГЦЦГЦАТГ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК.
13. Сущность клеточной теории точнее отражается:
а) все растительные организмы состоят из клеток
б) все живые организмы состоят из клеток
в) все, как прокариоты так и эукариоты состоят из клеток
г) клетки всех организмов одинаковы по строению
14. Транскрипция осуществляется в процессе:
а) перевода информации с ДНК на иРНК
б) репликация ДНК
в) перевода информации РНК в последовательность аминокислот в белке
г) репарации ДНК
15. В клетках животных запасным углеводом являются:
а) целлюлоза
б) крахмал
в) муреин
г) гликоген