Взаимопревращение органических веществ в растении.Страница 1
Метаболизм или обмен веществ - это совокупность всех химических реакций, направленных на самоорганизацию и самовоспроизведение, это важнейшее свойство жизни и непременный ее признак у всех клеточных организмов.
Поступившие в растение неорганические вещества превращаются в органические, последние входят в отрегулированную систему превращения веществ и энергии.
Метаболизм растения - это огромное количество физических и химических реакций, находящихся в состоянии непрерывного взаимодействия между собой, а также с окружающей средой.
Наряду с интенсивно превращающимися первичными
органическими соединениями (углеводами, белками, липидами, нуклеиновыми кислотами, аминокислотами, органическими кислотами) в растительных организмах существуют медленно перемещаемые и локально синтезируемые вещества, называемые вторичными
, так как они образуются в процессах вторичного обмена и не являются ни источниками энергии, ни запасными веществами (гликозиды, алкалоиды, сапонины).
Взаимопревращение в растении углеводов.
Биосинтез глюкозы и других углеводов из более простых предшественников является в количественном отношении наиболее важным биосинтетическим процессом в биосфере.
Растения образуют огромные количества гексоз из углекислого газа и воды, а гексозы, в свою очередь, превращаются в крахмал, целлюлозу и другие полисахариды.
Превращение глюкозы в пировиноградную кислоту
, катализируемое ферментами гликолиза (первый этап дыхания), является центральным путем катаболизма
углеводов.
Превращение пировиноградной кислоты
в глюкозу
является наиболее важным путем биосинтеза моно и полисахаридов
в процессах обмена веществ в клетке.
В этот центральный биосинтетический путь вливаются два главных "питающих" пути начинающихся с двух различных наборов неуглеводных предшественников:
первый состоит из ряда реакций, посредством которых промежуточные продукты цикла Кребса превращаются в пировиноградную кислоту.
Этот процесс называют глюконеогенезом
.
второй состоит из реакций, приводящих к восстановлению углекислого газа до глюкозы, т.е. реакции цикла Кальвина
.
Образование глюкозо-6-фосфата
в центральном пути биосинтеза приводит к последующему появлению:
свободной глюкозы,
запасных полимерных сахаридов (крахмала у растений, гликогена у грибов, гетеротрофных бактерий и животных организмов),
других моносахаридов и их производных,
дисахаридов и олигосахаридов,
компонентов клеточной стенки и клеточной оболочки (целлюлозы, ксиланов, муреина, мукополисахаридов).
Синтез полисахаридов происходит в процессе трансгликозидирования, т.е. реакций переноса гликозидных остатков с участием ферментов гликозилтрансфераз.
Например, в основе синтеза сахарозы лежат следующие реакции:
АТФ + УДФ (уридиндифосфат) Û УТФ + АДФ
УТФ + глюкозо-1-фосфат Û УДФГ (уридиндифосфатглюкоза) + Н4Р2О7, УДФГ + фруктоза Û сахароза + УДФ.
Нуклеозиддифосфатсахара играют большую роль в биосинтезе крахмала. Основная реакция при синтезе крахмала выглядит следующим образом:
УДФГ + "затравка" (полисахарид из 3-4 остатков глюкозы) ® УДФ + крахмал
Основной фермент в этой повторяющейся много раз реакции при создании разветвленной многоцепочечной молекулы крахмала - крахмалглюкозилтрансфераза.
Часто более активным соединением при синтезе крахмала является не УДФГ, а АДФГ (адениндифосфатглюкоза).
Углеводы в растительном организме служат основным питательным и скелетным материалом клеток и тканей растения. В прорастающих тканях сложные запасные вещества распадаются на более простые. Процесс распада крахмала на олигосахариды и моносахариды, жиров на жирные кислоты и глицерин, белков на аминокислоты - относится к гидролитическому типу и проходит с присоединением воды.
Превращение крахмала по гидролитическому типу
в простые сахара происходит под воздействием фермента амилазы
. Количество амилазы в проростке гораздо выше, чем в покоящемся семени. Осахаривание крахмала в эндосперме идет до конце только в контакте с растущим побегом, использующим сахар, образующийся при гидролизе.
Второй путь расщепления крахмала по фосфоролитическому типу
Это интересно:
На пути к гомойотермии. Гомойотермные животные
Гомойотермные животные (от греч. hómoios — сходный, одинаковый и thérmë— тепло), животные с постоянной, устойчивой температурой тела, почти не зависящей от температуры окружающей среды. К Г. ж. относятся птицы и млекопи ...
Гепард и собака
Хотя гепарды представители семейства кошачих, немало у них и собачьих черт. Болеют, например, собачьими болезнями. Как собаки, и сидят и охотятся. Шерсть у гепардов похожа на шерсть гладкошерстных собак. А расплывчаты пятна на шкуре напом ...
Альдрованда
Род насекомоядных водных растений семейства росянковых. К роду принадлежит 1 вид A. vesiculosa с плавающими нитевидными стеблями, без корней. Листья по 6—9 в мутовках, с длинными щетинками на верхушке широкого черешка. При раздражении неж ...