Общее понятие "Растительной клетки"

   Крім  цих пігментів у клітинному сокові можуть бути антохлор (золотисто-жовтого кольору, що зумовлює забарвлення пелюсток квіток, шкірки плодів лимона, мандарина, грейпфрута) та антофеїн (надає темно-бурого забарвлення пелюсткам і чашолисткам у представників деяких орхідних, пелюсткам кінських бобів, садової фіалки).

   Не  рідко різні пігменти разом дають самі різноманітні кольори. Так, поєднання антоціану і хлорофілу  може зумовлювати забарвлення від темно-малинового до фіолетово - чорного.

   Дубильні  речовини - це збірна група сполук, яка має властивість дубити, утворюючи осад з колагеном. Більше їх є в є в клітинах кори, плодів ( в оплодні грецького горіха до 25% тому його використовують у народній медицині як в’яжучий засіб), листків, менше – коренів і стебел багатьох рослин. Ці речовини надають терпкості плодам кизилу, айви, чаю тощо. Їх утворення певною мірою пов'язане з метаболізмом, синтезом і переміщенням цукрів і асимілятів у процесі фотосинтезу.

   Серед дубильних речовин поширені таніди — похідні галової кислоти, їх багато в корі верби, дуба, сумаха та інших рослин.

   Негідролізовані конденсовані дубильні речовини клітинного соку називають флобафенами.

   Використовують  дубильні речовини в у медицині, легкій (дублення шкір) та хімічній промисловості.

   Органічні кислоти. Клітинний сік містить значну кількість органічних кислот: щавлеву, винну, яблучну, лимонну, янтарну та ін. Наявність органічних кислот і їх солей зумовлює кислу реакцію клітинного соку. Щавлева кислота і її кислі солі (з калієм, натрієм і кальцієм) зустрічається в щавлі, ревені, квасениці та в інших рослинах. Винна кислота накопичується у плодах винограду, шовковиці, вишні, томатів та інших рослин. Багато яблучної кислоти містять плоди яблуні, малини, барбарису, горобини, айви, аличі. Лимонна кислота характерна для плодів лимона. Менше її в плодах смородини, аґрусу, абрикосів, персиків.

   Наявність органічних кислот в плодах насамперед захищає рослини від поїдання їх тваринами, грибів і бактерій..

   Мінеральні солі є в клітинному соку в розчиненому і нерозчиненому стані. Солі нітратної кислоти - нітрати є в багатьох рослинах, але найбільший їх вміст спостерігається у клітинах нітрофільних видів - кропиви, лободи, щириці. Високий вміст нітратів, зокрема нітрату (Na NO₃) і нітриту (Na NO₂₎ натрію шкідливо впливає на організм людини і тварин. Про це слід пам’ятати при вирощуванні різноманітних сільськогосподарських культур і не допускати надмірного внесення мінеральних азотних добрив.

   Фосфати зустрічаються в молодих наростаючих  частинах рослин у формі фосфатів кальцію і калію. Багато цих солей є в солей гречці, бобових.

   Хлориди (KCl, NaCl) накопичуються в стеблах і листках  солонців.

   В клітинному сокові зустрічаються й  нерозчинні солі різних кислот, які випадають в осад у вигляді окремих поодиноких кристалів, друз, рафідів, кристалічного піску. Більшість з кристалів є баластними для рослини і вони звільняються від них з листо - або гілкопадом.

   Біокаталізатори клітини.     Біокаталізаторами клітини є   ферменти, або ензими. Це специфічні білки активність яких у десятки тисяч тисячі разів перевищує активність каталізаторів неорганічної природи. Немає жодного фізіологічного процесу, який не підтримувався б ферментами. Розташовані вони в клітині  у відповідному порядку ззовні і в середині  органел (наприклад, на мембранах хлоропластів, на кристах мітохондрій тощо), в цитоплазмі й забезпечують цим самим певну послідовність перебігу складних біохімічних реакцій.

   Всі ферменти характеризуються вибірковою здатністю: діють лише на певний субстрат і здійснюють тільки певний вид перетворень.

   Так, фермент  діастаза перетворює крохмаль в мальтозу, інвертаза розщеплює цукор на глюкозу і фруктозу. В той же час ці ферменти не діють на інші сполуки – жири та білки.

   Нині  відомо понад 1 тис. ферментів. За характером дії на ті чи інші речовини чи біохімічні процеси їх поділяють на окремі групи.

   Оксидоредуктази прискорюють в рослині окислювально-відновні процеси. До них належать належать ферменти пероксидаза, каталаза, ліпоксигеназа.

   Трансферази (фосфотрансфераза, амінотрансфераза, глікозилтрансфераза, папаїн, хімотрипсин) прискорюють реакції перенесення окремих атомних груп від одних молекул до інших.

   Гідролази каталізують розщеплення за участю води білків, вуглеводів і жирів на прості сполуки. Таке розщеплення називають гідролізом. Ця група об'єднує естерази (прискорюють реакції розщеплення і синтезу складних ефірів, протеази  (каталізують розщеплення білків і поліпептидів), карбогідрази ( глікозидів і полісахаридів).

   Ліази (енолаза, альдолаза) прискорюють реакції негідролітичного відщеплення від одних молекул і приєднання до інших певних груп атомів з утворенням подвійних зв'язків.

   Ізомерази (трифосфатізомераза, рибозофосфатізомераза) каталізують ізомеризацію молекул різних органічних сполук.

   Лігази (синтеази - глютамінсинтетаза, карбоксилаза) каталізують з'єднання двох молекул, що супроводжується розщепленням пірофосфатного зв'язку в АТФ або в іншому нуклеозидтрифосфаті.

   Останнім  часом ферменти  широко застосовуються в хлібопеченні, виноробстві, пивоварінні, виробництві цукру , молочної продукції, чаю,  ліків тощо.

   Вітаміни - це небілкові речовини, які тісно пов'язані з ферментами. Багато вітамінів при з'єднанні з білком утворюють ферменти. Обмін речовин в організмі відбувається нормально лише при наявності цілого комплексу вітамінів. Їх відкрив у  1880 році М. Лунін, а назвав у 1912 польський учений К. Функ.

   На  цей час вже відомо понад 40 різних вітамінів. Найбільш вивчені з них такі:

   Каротин (провітамін А) нагромаджується у коренях моркви, дозрілих плодах, у листках і квітках. Вважають, що каротин клітина використовує для синтезу хлорофілу, зокрема однієї з його складових частин - фітолу, він впливає також на достигання плодів тощо.

   В організмі людини і тварин  А регулює ростові процеси, забезпечує стійкість проти захворювань, гостроту зору. Багато його у плодах шипшини, горобини, малини, томатів, салату. При його нестачі виникає захворювання очей, ураження тканин епітелію. Застосовується вітамін А для поліпшення гостроти зору, прискорення загоєння ран тощо.

   Тіамін  (вітамін В₁ ) входить до складу деяких ферментів, які беруть участь в обміні ряду кислот. Тіамін здебільшого знаходиться в оболонках зернівок і зародках насіння. Тому при розмелюванні зернівок пшениці, жита та інших злаків  або при поліруванні рису він майже повністю видаляється

разом з плівками. При відсутності, або нестачі тіаміну нагромаджується піровиноградна кислота, яка спричинює отруєння. Тіамін має велике значення для розвитку кореневої системи у рослин.

     Рибофлавін (вітамін В₂) сприяє дегідрогенізації та окисненню. Його дефіцит викликає в людини порушення апетиту і зменшення маси. Найбільш складним вітаміном вважають ціанкобаламін (вітамін В₁₂). Від цього вітаміну в організмі залежить багато ензиматичних реакцій.

   Пантотенова кислота (вітамін  В₃) - один з важливих вітамінів, що забезпечують нормальний розвиток мікроорганізмів. Велике  значення пантотенової кислоти визначається тим, що входить до складу коферменту А, котрий бере участь у енергетичному обміні в клітині, синтезі органічних кислот та інших речовин.                                       .

   Нікотинова кислота (вітамін РР) відіграє досить значну роль в окислювально-відновних реакціях Нестача цього вітаміну призводить до захворювання пелагрою, яка виявляється у пошкодженні шкіри, появі проносів, психічному розладі. Міститься вітамін РР в зародках пшениці, кукурудзи і в картоплі.

   Аскорбінова кислота (вітамін С) також приймає участь в окислювально-відновних реакціях. Нестача вітаміну С викликає цингу. Ним багата цибуля, зелений горошок, картопля, капуста, кріп, шипшина, смородина та інші рослини.

   Токоферол (вітамін Е) накопичується в пилкові рослин, у зародках пшениці та інших рослин. Він сприяє формуванню статевих клітин і нормальному заплідненню.

   Кальцифероли (вітамін D) представлений групою вітамінів. У рослин вони є провітамінами, які знаходяться в рослинних оліях, у пекарських дріжджах тощо. Роль кальциферолу полягає в регулюванні обміну кальцію і фосфору в живій клітині.

    Фолієва кислота. Вітаміни цієї групи відіграють значну роль у поділі клітин.

      Біотин (вітамін Н) входить до складу багатьох ферментів. Він стимулює утворення коренів, деяких рас дріжджів тощо. При його нестачі у людей пошкоджується шкіра, нігті, випадає волосся.

    Фітогормони це фізіологічно активні речовини, що виробляються спеціалізованими тканинами рослин. Головна функція фітогормонів полягає в саморегулюванні фізіологічних процесів у рослині, завдяки чому й підтримується постійний стан її організму. Вивчені фітогормони що стимулюють ростові процеси (ауксини, гібереліни, цитокініни) та гальмують їх (абсцизова кислота,  етилен). Є дані про існування й інших фітогормонів, наприклад кініну, що одержаний з клітин дріжджових грибів, флоригену, що викликає цвітіння у квіткових рослин.

    Крім  фітогормонів було відкрито ряд речовин,  які також посилюють

ріст рослин і назвали їх стимуляторами росту. До цих речовин належить 2,4-Д (дихлорфеноксіоцтова кислота), 2,3,5-трийодбензойна кислота, БФК-2, БФУ-3 та ін.

   Антибіотики - це речовини, які пригнічують розвиток мікроорганізмів або їх вбивають. Вони є продуктом життєдіяльності деяких грибів і мають вибіркову дію - пригнічують одних і не шкідливі для інших. Перший штучно синтезований антибіотик - пеніцилін одержали в 1940 р. О. Флемінг і його колеги. Тепер відомо понад 500 антибіотиків, в тому числі стрептоміцин, левоміцетин, тетрациклін, ауреоміцин, фумігацин, гліотоксин, синтоміцин та інші, які широко застосовують як лікувальні засоби в боротьбі з хвороботворними мікроорганізмами.

    Фітонциди - леткі комплексні хімічні сполуки ароматичного ряду, які пригнічують або згубно діють на мікроорганізми і захищають рослину від їх руйнівної дії. Утворюються вони в усіх органах багатьох видів рослин рослин, але особливо багато їх у листках. Фітонциди відзначаються вибірковою здатністю, тобто певний фітонцид діє на певну групу мікроорганізмів. Їх відкрив у 1928-1930 роках   Б. П. Токін. Він також встановив, що ці сполуки можуть відлякувати і навіть убивати мух, кліщів, червів і мишей.

    Поширений фітонцид аліцин, виділений з цибулі, сативін - з часнику, рафінін -з редьки і редиски, кварцетин - з дуба, крепін - з скереди покрівельної, іманін вперше одержаний із звіробою та ін.

    Запасні поживні речовини клітини. У процесі життєдіяльності в клітинах рослин синтезуються ергастичні речовини - вуглеводи, жири, білки та інші прості й складні сполуки. Частину з них рослина використовує на внутрішньоклітинні фізіологічні процеси, а надлишки нагромаджуючись як запасні продукти, забезпечують її ростові процеси і розмноження.

    Вуглеводи представлені полі -, ди- і моносахаридами, становлять до 75-90% загальної маси рослини. Серед полісахаридів найпоширеніший крохмаль. Він властивий майже всім вищим рослинам. Виникає крохмаль як вторинний продукт фотосинтезу рослин. За видами він поділяється на асиміляційний, транзитний і запасний. Той, що утворюється в процесі фотосинтезу, називається асиміляційним, або первинним. Первинний крохмаль в місцях синтезу не залишається. Частково він витрачається на життєві процеси клітини, значна ж його маса гідролізується на цукор, спочатку на мальтозу (С₁₂Н₂₂О₁₁), а потім на глюкозу (С₆Н₁₂О₆). Асиміляційний крохмаль вночі гідролізується й утворені прості цукри відтікають з місць синтезу в інші органи рослин.

    На  своєму шляху вони до місць до місць споживання чи відкладання в запас вони перетворюються на вторинний крохмаль, який називають транзитним. Запасний крохмаль формується в лейкопластах бульб, кореневищ, цибулин, насіння, плодів тощо.

    Кожне крохмальне зерно складається з  твірного центру й оточуючих його шарів полісахариду. Залежно від місця розташування твірного центру, або ядра та характеру розміщення шарів крохмалю розрізняють прості, й напівскладні й складні крохмальні зерна. Просте крохмальне зерно має і один твірний центр і власну шаруватість (картопля), напівскладне - складається з двох-трьох твірних центрів кожен з яких оточений спочатку власними шарами крохмалю, а на периферії - спільними (картопля), складне - має два твірні центри з окремими власними шарами (овес, рис, гречка). Розміщення шарів крохмалю як і форма та розмір їх зерен специфічна для кожного виду рослин.