Конституционные – это вещества, которые входят в состав клеточных структур и активно участвуют в обмене веществ.
ЭРГАСТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА
Все вещества клетки можно разделить на 2 группы: конституционные и эргастические.
Эргастические вещества(включения, неактивные вещества) – это вещества временно или постоянно выведенные из обмена веществ и находящиеся в клетке в неактивном состоянии.
Эргастические вещества (включения)
Запасные вещества конечные продукты
обмена (шлаки)
крахмал (в виде крахмальных зёрен)
масла(в виде липидных капель) кристаллы
запасные белки (обычно в виде алейроновых зёрен) солей
Запасные вещества
1. Основное запасное вещество растений – крахмал – самое характерное, самое распространенное вещество, специфическое для растений. Это радиально разветвлённый углевод-полисахарид, имеющий формулу (С6Н10О5)n.
Крахмал откладывается в виде крахмальных зерен в строме пластид (чаще всего лейкопластов-амилопластов) вокруг центра кристаллизации (образовательного центра, центра слоистости) концентрическими слоями. Различают простые крахмальные зерна (имеют один центр слоистости) (картофель, пшеница) и сложные крахмальные зерна (имеют 2, 3 и более центров слоистости) (рис, овес, гречка). Крахмальное зерно состоит из двух компонентов: амилазы (растворимой части зерна, благодаря которой йод окрашивает крахмал в синий цвет) и амилопектина (нерастворимой части), который только набухает в воде. По свойствам крахмальные зёрна – это сферокристаллы. Слоистость видна потому, что разные слои зерна содержат разное количество воды.
Т.о., крахмал образуется только в пластидах, в их строме и в строме же запасается.
По месту локализации различают несколько типов крахмала.
1) Ассимиляционный (первичный) крахмал – образуется на свету в хлоропластах. Образование твёрдого вещества – крахмала из образующейся при фотосинтезе глюкозы предотвращает вредное повышение осмотического давления внутри хлоропласта. Ночью, когда фотосинтез прекращается, первичный крахмал гидролизуется до сахарозы и моносахаров и транспортируется в лейкопласты – амилопласты, где и откладывается как:
2) Запасной (вторичный) крахмал – зёрна более крупные, могут занимать весь лейкопласт.
Часть вторичного крахмала называется оберегаемый крахмал - это НЗ (неприкосновенный запас) растения, тратится только в самых крайних случаях.
Крахмальные зёрна довольно мелкие. Их форма строго постоянна для каждого вида растений. Поэтому по ним можно определить из каких растений приготовлена мука, отруби и другие продукты.
Крахмал встречается во всех органах растений. Он легко образуется и легко растворяется (в этом его большой +).
Крахмал очень важен для человека, так как наша основная пища - углеводная. Много крахмала в зерновках злаков, в семенах бобовых и гречишных растений. Он накапливается во всех органах, но наиболее им богаты семена, подземные клубни, корневища, паренхима проводящих тканей корня и стебля.
2. Масла (Липидные капли)
Жирные маслаЭфирные масла
А) Жирные масла - сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Основная функция – запасающая. Это вторая после крахмала форма запасных веществ.
Преимущества перед крахмалом: занимая меньший объем, дают больше энергии (находятся в виде капель).
Недостатки: менее растворимы, чем крахмал и труднее расщепляются.
Жирные масла чаще всего находятся в гиалоплазме в виде липидных капель, иногда образуя большие скопления. Реже – откладываются в лейкопластах – олеопластах.
Жирные масла встречаются во всех органах растений, но чаще всего в семенах, плодах и древесинной паренхиме у древесных растений (дуб, береза).
Значение для человека: очень велико, так как усваиваются легче, чем животные жиры.
Важнейшие масличные культуры: подсолнечник (акад. Пустовойт создал сорта, содержащие до 55% масла в семенах) подсолнечное масло;
Кукуруза кукурузное масло;
Горчица горчичное масло;
Рапс рапсовое масло;
Лён льняное масло;
Тунг тунговое масло;
Клещевина касторовое масло.
Б) Эфирные масла – очень летучи и ароматны, встречаются специализированных клетках выделительных тканей (желёзки, железистые волоски, вместилища и т.д.).
Функции: 1) предохраняют растения от перегрева и переохлаждения (при испарении); 2) есть эфирные масла, убивающие бактерий и других микроорганизмов – фитонциды. Фитонциды обычно выделяются листьями растений (тополь, черёмуха, сосна).
Значение для человека:
1) используются в парфюмерии (розовое масло получают из лепестков казанлыкской розы; лавандовое масло, гераниевое масло и др.);
2) в медицине (ментоловое масло (мята), шалфеевое масло (шалфей), тимоловое масло (тимьян), эвкалиптовое масло (эвкалипт), пихтовое масло (пихта) и др.).
3. Белки.
В клетке различают 2 типа белков:
1) структурные белки – активные, входят в состав мембран гиалоплазмы, органоидов, участвуют в обменных процессах и определяют свойства органоидов и клеток в целом. При избытке часть белков может выводиться из обмена веществ и становиться запасными белками.
2) Запасные белки
Аморфные (бесструктурные, Кристаллические
накапливаются в гиалоплазме, (мелкие кристаллы в обезвоженных
иногда в вакуолях) вакуолях – алейроновые зёрна)
Алейроновые зёрна чаще всего образуются в запасающих клетках сухих семян (например, бобовые, злаки).
Конечные продукты обмена (шлаки)
Конечные продукты обмена веществ откладываются чаще всего в вакуолях, где нейтрализуются и не отравляют протопласт. Много их скапливается в старых листьях, которые растение периодически сбрасывает, а также в мёртвых клетках корки, где они не мешают растению.
Шлаки – это кристаллы минеральных солей. Наиболее обычны:
1) оксалат кальция (щавелевокислый кальций) – откладывается в вакуолях в виде кристаллов различной формы. Могут быть одиночные кристаллы – монокристаллы, сростки кристаллов – друзы, стопки игольчатых кристаллов – рафиды, очень мелкие многочисленные кристаллы – кристаллический песок.
2) карбонат кальция (СаСО3) – откладывается на внутренней части оболочки, на выростах внутренних стенок (цистолиты) оболочки, придаёт клетке прочность.
3) кремнезём (SiO2) - откладывается в оболочках клеток (хвощи, бамбук, осоки), обеспечивает прочность оболочки (но в то же время хрупкость).
Обычно – шлаки – это конечные продукты обмена, но иногда, при нехватке солей в клетке, кристаллы могут растворяться, и минеральные вещества опять вовлекаются в обмен веществ.