Principala formă de transport a carbohidraților în plantă este. Caracteristicile și clasificarea carbohidraților, rolul lor în viața plantelor

Sursa principală de carbohidrați pentru toate organismele vii de pe Pământ (cu excepția organismelor chemosintetice) este fotosinteza. Carbohidrații fac parte din celulele și țesuturile tuturor organismelor vegetale și animale, efectuează atât structurale cât și funcții metabolice:

„schelete” de carbon pentru construirea altor substanțe organice;

Sursă de energie de rezervă (amidon, inulină, zaharoză etc.) pentru procesele metabolice;

Componentele structurale ale CS (celuloză, hemiceluloză, pectine);

Ele fac parte din membrane (receptori - glicoproteine, proteine ​​imune - lectine).

Notă: Abrevieri comune pentru denumirile zaharurilor: glu - glucoză, fru - fructoză, gal - galactoză, om-manoză, ara - arabinoză, xy - xiloză, PHA - fosfogliceraldehidă, FDA - fosfodioxiacetonă

Plastic. Carbohidrații se formează în plante în timpul fotosintezei și servesc ca materie primă pentru sinteza tuturor celorlalte substanțe organice;

Structural. Acest rol este îndeplinit de celuloză sau fibre, pectină, hemiceluloză;

Rezervă. Nutrienți de rezervă: amidon, inulină, zaharoză...

De protecţie. Zaharoza la plantele de iernare este principalul protector nutrient.

Energie. Carbohidrații sunt principalul substrat al respirației. La oxidarea a 1 g de carbohidrați, se eliberează 17 kJ de energie.

2.2. Proteine ​​(B).

Proteinele, sau proteinele, sunt compuși macromoleculari formați din aminoacizi.

Printre substanțele organice din punct de vedere cantității din plante, nu proteinele, ci carbohidrații și grăsimile sunt pe primul loc. Dar este B. cel care joacă un rol decisiv în metabolism.

Funcțiile proteinelor în plante.

Structural. În citoplasma celulelor, proporția de proteine ​​este de 2/3 din masa totală. Proteinele sunt parte integrantă a membranelor;

Rezervă. La plante, proteinele sunt mai puține decât în ​​organismele animale, dar destul de multe. Deci, în semințele de cereale - 10-20% din masa uscată, în semințele de leguminoase și oleaginoase - 20-40%;

Energie. Oxidarea a 1 g de proteină dă 17 kJ;

catalitic. Enzimele celulare care îndeplinesc o funcție catalitică sunt substanțe proteice;

Transport. Efectuați transportul de substanțe prin membrane;

De protecţie. Proteinele ca anticorpi.

Proteinele îndeplinesc o serie de alte funcții specifice.

2.2.1. Aminoacizi (A),

A - principalele unități structurale din care sunt construite moleculele tuturor substanțelor proteice. Aminoacizii sunt derivați ai acizilor grași sau aromatici, care conțin atât o grupare amino (-NH2) cât și o grupare carboxil (-COOH). Cele mai naturale A. are o formulă generală

Aproximativ 200 A. sunt prezenți în natură și doar 20 sunt implicați în construcția B., precum și două amide - asparagina și glutamina. Restul A. se numesc liberi.

B. conţine doar aminoacizi stângi.

Dintre proprietățile chimice ale lui A., le notăm amfoteritate. În legătură cu natura amfoteră a lui A. în soluții apoase, în funcție de pH-ul soluției, se suprimă disocierea grupărilor –COOH sau –NH 2 și A. prezintă proprietățile unui acid sau alcalin.

(-) mediu alcalin mediu acid încărcătură „+”

H2O + R-CH-COO - ← OH- + R-CH-COO- + H + → R-CH-COOH

H2NH3N + H3N+

Reacția soluției lui A., în care se observă egalitatea sarcinilor „+” și „-”, se numește punct izoelectric (IEP). În IET, molecula A. este neutră din punct de vedere electric și nu se mișcă într-un câmp electric.

Compoziția B. include 20 A. și două amide - asparagină și glutamina. Dintre cele 20 A. 8 sunt indispensabile, deoarece nu pot fi sintetizate în corpul oamenilor și animalelor, ci sunt sintetizate de plante și microorganisme. Aminoacizii esentiali includ: valina; lizină; metionină; treonina; leucină; izoleucină; triptofan; Fenilalanină.

Reprezentanții A.

Alanină CH3-CH-COOH (6,02)

Cisteină CH 2 -CH-COOH (5,02)

COOH-CH2-CH-COOH aspartic (2,97)

acid |

Glutamina COOH-CH2-CH2-CH-COOH (3,22)

acid |

Lizină CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOH (9,74)

2.2.2. Compoziția și proprietățile generale ale proteinelor.

Compoziția elementară a B. este destul de constantă și aproape toate conțin 50-60% C, 20-24% O, 6-7% H, 15-19% N, iar cantitatea de sulf este de la 0 la 3% . În complexul B., fosforul, fierul, zincul, cuprul sunt prezente în cantitate mică ... ..

Proprietăți proteice.

Amfoter. B. conţin grupări NH2 şi COOH libere şi se pot disocia ca acizi şi ca baze (vezi exemplul A.). Au IET. Când reacția unei soluții este egală sau apropiată de IEP, proteinele sunt caracterizate de instabilitate extremă și precipită ușor din soluții sub cele mai slabe influențe externe. Acesta este folosit pentru a izola proteinele.

Denaturarea. Aceasta este pierderea de către o proteină a proprietăților sale biologice sub influența diferitelor influențe externe - căldură, acțiunea acizilor, sărurilor metalelor grele, alcoolului, acetonei etc. (vezi factorii de coagulare ai coloizilor). Ca urmare a expunerii la o moleculă de proteină, are loc o modificare a structurii lanțurilor polipeptidice, structura spațială este perturbată, dar descompunerea în aminoacizi nu are loc. De exemplu, atunci când este încălzit ou de gaina pliuri proteice. Aceasta este denaturarea ireversibilă; sau semințe absolut uscate.

Valoarea nutrițională biologică a proteinelor (BNC). Este determinată de conținutul în B. de A de neînlocuit. Pentru aceasta, B. studiat este comparat cu standardul B., aprobat de FAO (Organizația Internațională pentru Agricultură și Alimentație). Calculați scorul de aminoacizi al fiecărui aminoacid esențial și exprimați-l ca procent. continutul de A. de neinlocuit in proteina studiata (mg) x 100%

Acei A., al căror scor de aminoacizi este mai mic de 100%, se numesc limitare. În multe B. nu există deloc A separat de neînlocuit. De exemplu, triptofanul este absent în proteinele merelor; în multe plante B., cele patru A. esențiale sunt cel mai adesea limitative: lizina, triptofanul, metionina și treonina. B., neconținând niște A. de neînlocuit, se numesc defect. Legumele B. sunt considerate inferioare, iar B. animalele - cu drepturi depline. Pentru crearea a 1 kg de animal B., se cheltuiesc 8-12 kg de legume. Conform BPC al proteinei, este posibil să se estimeze: 100% - proteine ​​din lapte, ouă; alte animale B - 90-95%; B. leguminoase - 75-85%; B. culturi de cereale - 60-70%.

2.2.3. Structura proteinelor.

Conform teoriei polipeptidice a structurii B. (Danilevsky, Fisher), aminoacizii interacționează între ei pentru a forma o legătură peptidică - CO-NH-. Se formează di-, tri-, pento- și polipeptide.

Molecula B. este construită din unul sau mai multe lanțuri polipeptidice interconectate constând din resturi de aminoacizi.

CH3CH2SH CH3CH2SH

H2N-CH-COOH + H2N-CH-COOH → H2N-CH-CO-NH-CH-COOH + H2O

Alanin cisteină alanilcisteină

(dipeptidă)

Structura B.

Există diferite niveluri de organizare a unei molecule de proteine ​​și fiecare moleculă are propria sa structură spațială. Pierderea sau încălcarea acestei structuri determină o încălcare a funcției efectuate (denaturare).

Există diferite niveluri de organizare a unei molecule de proteine.

structura primara. Este determinată de numărul și secvența de aminoacizi din molecula B. Structura primară este fixată genetic. Molecula B. are o formă filamentoasă cu această structură. …….

Structura primară a proteinelor omoloage este utilizată, în special, ca un criteriu pentru stabilirea relației între speciile individuale de plante, animale și umane.

structura secundara. Este o configurație elicoidală a lanțurilor polipeptidice. Rolul decisiv în formarea lui îi revine hidrogenconexiuni…… Cu toate acestea, legăturile disulfurice (-S-S-) pot apărea și între punctele individuale ale helixului, care perturbă structura elicoidală tipică.

Structura terțiară. Este chiar mai mult nivel inalt organizarea B. Caracterizează configuraţia spaţială a moleculei. Se datorează faptului că carboxil liber, amină, hidroxil și alte grupuri de radicali laterali ai moleculelor de aminoacizi din lanțurile polipeptidice interacționează între ele pentru a forma legături asemănătoare amidice, ester și săruri. Datorită acestui fapt, lanțul polipeptidic, care are o anumită structură secundară, este și mai pliat și împachetat și capătă o configurație spațială specifică. Legăturile de hidrogen și disulfură joacă, de asemenea, un rol semnificativ în formarea acestuia. Se formează o formă globulară (sferică) de proteine.

Structura cuaternară. Se formează prin combinarea mai multor proteine ​​cu structură terțiară. Trebuie remarcat faptul că activitatea funcțională a unei anumite proteine ​​este determinată de toate cele patru niveluri ale organizării acesteia.

2.2.4. Clasificarea proteinelor.

Conform structurii lor, proteinele sunt subdivizate în proteine, sau B. simplu, construite numai din reziduuri de aminoacizi, și proteine, sau complex B., constând dintr-un B. simplu și un alt compus neproteic asociat ferm cu acesta. În funcție de natura părții non-proteice, proteinele sunt împărțite în subgrupe.

Fosfoproteine ​​- o proteină combinată cu acid fosforic.

Lipoproteine ​​- o proteină asociată cu fosfolipide și alte lipide, de exemplu, în membrane.

Glicoproteine ​​- proteinele sunt legate de carbohidrați și derivații acestora. De exemplu, în compoziția mucusului vegetal.

Metaloproteine ​​- contin metale, g.o. oligoelemente: Fe, Cu, Zn….. Acestea sunt în principal enzime care conțin metale: catalaza, citocromi etc.

Nucleoproteinele sunt una dintre cele mai importante subgrupe. Aici proteina se combină cu acizii nucleici.

De mare importanță practică este clasificarea proteinelor în funcție de solubilitatea lor în diverși solvenți. Există următoarele fracția B. prin solubilitate:

Albuminele sunt solubile în apă. reprezentant tipic- albumina de ou de gaina, multe proteine ​​sunt enzime.

Globulinele sunt proteine ​​solubile în soluții slabe de săruri neutre (4 sau 10% NaCl sau KCl).

Prolamine - se dizolvă în alcool etilic 70%. De exemplu, gliadinele din grâu și secară.

Gluteline - se dizolvă în soluții slabe de alcaline (0,2-2%).

Histonele sunt B. moleculare scăzute de natură alcalină conținute în nucleele celulelor.

Fracțiile lui B. diferă în ceea ce privește compoziția de aminoacizi și valoarea nutrițională biologică (BPC). Conform BPC, fracțiile sunt aranjate în secvența: albumine › globuline ≈ gluteline › prolamine. Conținutul de fracții depinde de tipul de plante, nu este același în diferite părți ale boabelor. (vezi biochimia privată a culturilor agricole).

Lipide (L).

Lipidele sunt grăsimi (F) și substanțe asemănătoare grăsimilor (lipoide) care sunt similare în proprietățile lor fizico-chimice, dar diferă prin rolul lor biologic în organism.

Lipidele sunt în general împărțite în două grupe: grăsimi și lipoide. Vitaminele solubile în grăsimi sunt denumite în mod obișnuit lipide.

carbohidrați simpli

• glucoză,
• zaharoza,
• fructoză.

Glucoză

Fructoză

zaharoza

Polizaharide

• amidon,
• celuloza (fibre)
• substanțe pectinice.

Amidon

Celuloză

Pectine (pectine)

Plan:

1. Importanța carbohidraților. Caracteristici generale.

2. Clasificarea carbohidraților.

3. Structura carbohidraților.

4. Sinteza, descompunerea și transformarea carbohidraților din plantă.

5. Dinamica carbohidraților în timpul maturării SOM.

Valoarea carbohidraților. Caracteristici generale.

Carbohidrații sunt principalul material nutritiv și principalul suport al celulelor și țesuturilor plantelor.

Ele reprezintă până la 85-90% din masa totală a organismului vegetal.

Formată în timpul fotosintezei.

Carbohidrații includ C, H și O.

Reprezentanți: glucoză С6Н12О6, zaharoză С12Н22О11, fructoză, ramnoză, amidon, celuloză, hemiceluloze, substanțe pectinice, agar-agar.

Zaharoza este un carbohidrat sintetizat doar in organismul vegetal si joaca un rol foarte important in metabolismul plantelor. Zaharoza este zahărul cel mai ușor absorbit de către plantă. La unele plante zaharoza se poate acumula in cantitati extrem de mari (sfecla de zahar, trestie de zahar).

POM diferă foarte mult în compoziția carbohidraților:

Cartofii - majoritatea carbohidratilor sunt reprezentati de amidon;

Mazăre de legume verzi (recoltată în stadiul de maturitate tehnică) - cea mai mare parte a carbohidraților este formată din părți aproape egale de amidon și zaharuri;

Merele coapte - practic nu există amidon, iar carbohidrații sunt reprezentați de glucoză, fructoză, zaharoză;

Curki - glucoză și fructoză, aproape fără zaharoză;

Strugurii - glucoză și fructoză.

Compoziție diferită a carbohidraților în țesuturile individuale ale SOM:

În coajă - fibre și pectină (protecția pulpei fructelor de efectele adverse);

În pulpă - amidon, zaharuri (glucoză, fructoză, zaharoză).

Clasificarea carbohidraților.

Toți carbohidrații sunt împărțiți în două grupe - Monoses(monozaharide) și Polioze(polizaharide)

Mai multe molecule de monozaharide, care se conectează între ele cu eliberarea de apă, formează o moleculă de polizaharide.

Monozaharide: Ele pot fi considerate ca derivați ai alcoolilor polihidroxilici.

Reprezentanți: glucoză, fructoză, galactoză, manoză.

dizaharide: zaharoză (zahăr din trestie), maltoză (zahăr de malț) și celobioză.

Trizaharide: Rafinose și alții.

Tetrazaharide: stahioza etc.

Di-, tri- și tetrazaharidele (până la 10 reziduuri monosil) formează grupul Polizaharide de ordinul întâi. Toți reprezentanții acestui grup sunt ușor solubili în apă și în forma lor pură sunt substanțe cristaline. (oligozaharide).

Oligozaharidele (oligozaharidele) pot fi homo- și heterozaharuri. zaharoza constă din glucoză și fructoză - furan (heterozahar). Lactoză- galactoză + glucoză. Maltoză, trehaloză, celobioză - Glucoză + glucoză (homozahar), diferă în aranjarea atomilor de carbon implicați în legătura dintre moleculele de monozahăr.

Carbohidrați mai complecși Polizaharide de ordinul doi. Compuși cu greutăți moleculare foarte mari. Ele fie nu se dizolvă deloc în apă, fie dau soluții vâscoase, coloidale.

Reprezentanți: mucus, amidon, dextrine, glicogen, fibre, hemiceluloze, pectine, inulină, caloză etc.

Structura carbohidraților.

Monozaharidele care conțin trei atomi de carbon aparțin grupului trioz, cu patru Tetroz, cu cinci Pentoză, șase - Hexose si familia- Heptoza.

Cele mai importante și răspândite în natură sunt pentozele și hexozele.

Monozaharidele, derivați ai alcoolilor polihidroxici - conțin în molecula lor, alături de grupări alcoolice -OH, o grupare aldehidă sau ceto.

Trioze:

Dreapta Stânga

D-gliceraldehidă L-gliceraldehidă

Fructoza este o pentoză, glucoza este o hexoză.

S-a stabilit că D-glucoza există în soluții în trei forme interconvertibile, dintre care două sunt ciclice.

Interconversii similare ale celor trei forme au fost stabilite și pentru alte monozaharide.

dizaharide:

Polizaharide:

Au o structură liniară sau ramificată, moleculele lor polimerice constau din monomeri (monozaharide) interconectați în lanțuri lungi.

Sinteza, descompunerea și transformarea carbohidraților din plantă.

Sinteză.

Produsul primar al fotosintezei este Acid fosfogliceric. Cu transformări ulterioare, dă diverse Monozaharide- glucoză, fructoză, manoză și galactoză (se formează fără participarea luminii, ca urmare a reacțiilor enzimatice „întunecate”). Formarea hexozelor din acid fosfogliceric sau fosfogliceraldehidă (trioză) are loc datorită acțiunii enzimei Aldolaza.

Formarea glucozei și fructozei din sorbitol.

Alături de monozaharide, zaharoza (dizaharidă) și amidonul (polizaharidul) se formează extrem de rapid în frunzele la lumină, totuși, acesta este un proces secundar de transformări enzimatice a monozaharidelor formate anterior (poate să apară în întuneric complet). Zaharoza este sintetizată din glucoză și fructoză, precum și din alte hexoze. Zaharoza nu este sintetizată din pentoze (arabinoză, xiloză).

Descompunere.

Majoritatea monozaharidelor sunt fermentate de drojdie.

Oligozaharidele se descompun sub acțiunea enzimelor adecvate și în timpul hidrolizei (încălzire în prezența acizilor).

Polizaharide de ordinul doi:

Amidon(constă din amiloză și amilopectină, raportul lor în amidonul diferitelor plante este diferit) - se descompune sub acțiunea enzimei Glucoza amilazași în timpul hidrolizei în molecule de glucoză; Glicogen(în mod similar).

Fibre (celuloză)- digerat numai la rumegătoare de către bacteriile care conțin enzima celulaza.

Hemiceluloze hidrolizată de acizi mai ușor decât celuloza.

Interconversii.

În plante, zaharidele sunt extrem de ușor transformate unele în altele.

Transformările reciproce ale monozaharidelor apar ca urmare a acțiunii enzimelor corespunzătoare care catalizează reacțiile de fosforilare și formarea esterilor fosforici ai zaharurilor.

Sub acțiunea izomerazelor, monozaharidele sunt transformate unele în altele.

LA organisme vegetale s-au găsit de asemenea enzime care catalizează formarea esterilor de fosfat de zahăr și transformările lor reciproce.

Amidonul care se acumulează în frunze în timpul fotosintezei se poate transforma foarte repede în zaharoză (cea mai importantă formă de transport a carbohidraților), curge sub formă de zaharoză în semințe, fructe, tuberculi, rădăcini și bulbi, unde zaharoza este din nou transformată în amidon și inulină. Amilaza nu participă la aceste procese (alte enzime și hidroliză).

Dinamica carbohidraților în timpul maturării SOM

1. În perioada de coacere pe plantă și depozitare în majoritatea fructelor și legumelor, conținutul de amidon scade, iar zaharurile cresc.

2. După ce a ajuns la un anumit maxim, și nivelul zaharurilor începe să scadă.

Banane verzi - mai mult de 20% amidon și mai puțin de 1% zahăr;

La bananele mature, nivelul amidonului scade la 1%, iar nivelul zahărului crește la 18%.

Cel mai zaharurile este zaharoza, dar in maturitate optimă fructele de zahăr sunt reprezentate de cote egale de zaharoză, fructoză și glucoză.

Aceleași modificări sunt tipice pentru mere, deși sunt mult mai puțin pronunțate.

Dacă, în timpul maturării pe planta mamă, cantitatea de zaharuri crește din cauza monozaharidelor și dizaharidelor, atunci în timpul depozitării lor ulterioare se produce o creștere a nivelului de zaharuri, dacă se observă, datorită monozaharidelor. În același timp, numărul dizaharidelor scade, sub acțiunea enzimelor și hidrolizei (sub acțiunea acizilor), acestea se descompun în monoze, în urma cărora numărul acestora din urmă crește.

În fructele și legumele, care nu conțin deloc amidon, se observă și o creștere a zaharurilor în timpul depozitării. De asemenea, in fructele care contin amidon, continutul de zaharuri formate in timpul depozitarii depaseste continutul de amidon din care se pot forma. Studiul dinamicii diferitelor fracții de polizaharide a arătat că în timpul maturării post-recoltare a fructelor are loc nu numai hidroliza amidonului, ci și substanțele pectinice, hemicelulozele și chiar celulozele.

La Mazăre de legume, fasole de legume și porumb dulceîn timpul maturării și depozitării, nu este conversia amidonului în zahăr, ci, dimpotrivă, a zaharurilor în amidon (când sunt depozitate la 0 ° C, procesele de tranziție au loc mai lent, dar în aceeași ordine). La depozitarea leguminoaselor în aripi, timpul de trecere a zahărului la amidon se dublează.

LA Tuberculi de cartofi Au loc atât procesele de sinteză a amidonului din zaharuri, cât și procesele de tranziție a amidonului în zaharuri.

În procesul de creștere, amidonul se acumulează în tuberculi. Cu cât raportul dintre amidon și zaharuri este mai mare, cu atât calitatea tuberculilor de cartofi este mai mare.

Când este păstrat la 00C, amidonul se transformă în zaharuri, dar această temperatură este optimă pentru oprirea dezvoltării microflorei patogene (putregaiul cartofului).

Când temperatura scade de la 20 la 00C:

Amidon Þ zahăr - redus cu 1/3;

Zahăr Þ amidon - redus de 20 de ori;

Rata de consum de zahăr în timpul respirației (zahăr Þ CO2 + H2O) - scade de 3 ori.

Din acest motiv, în timpul depozitării, există o acumulare de zaharuri. Mai mult, în formele sălbatice de cartofi și în raioanele nordice, majoritatea zaharurilor acumulate în timpul depozitării sunt monozaharide. În zona noastră de depozitare, se acumulează aceeași cantitate de mono- și dizaharide.

Pentru consumul de tuberculi pentru alimentatie si pentru folosirea acestora pentru seminte este necesara reducerea continutului de zahar si cresterea continutului de amidon, pentru aceasta este necesara mentinerea tuberculilor la 200C.

Depozitarea pe termen lung a tuberculilor de cartofi la 0°C duce la faptul că timpul necesar pentru transformarea zaharurilor în amidon crește atât de mult încât în ​​această perioadă bolile și dăunătorii infectează complet tuberculii.

Când este păstrat la 100C, aproape nivelul nativ de amidon se păstrează în cartofi, dar această temperatură nu limitează boala. Prin urmare, este mai economic să depozitați cartofii la 40C, în zone bine aerisite (condiții de ventilație activă), tuberculii trebuie să fie intacți, uscati, pentru a preveni germinația și bolile, fonduri suplimentare- chimicale.

Luați în considerare carbohidrații din plante, care, ca și grăsimile, acizii organici și taninurile, sunt importanți și se găsesc constant atât în ​​organele vegetative, cât și în organele de reproducere.

Carbohidrații sunt formați din carbon, hidrogen și oxigen. Ultimele două elemente sunt între ele în aceeași combinație cantitativă ca și în apă (H 2 O), adică pentru un anumit număr de atomi de hidrogen există jumătate din numărul de atomi de oxigen.

Carbohidrații formează până la 85-90% din substanțele care alcătuiesc corpul plantei.

Carbohidrații sunt principalul material nutritiv și de susținere în celulele și țesuturile plantelor.

Carbohidrații sunt împărțiți în monozaharide, dizaharide și polizaharide.

Dintre monozaharidele din plante, hexozele sunt frecvente, având compoziţia C 6 H 12 O 6. Acestea includ glucoza, fructoza etc.

Glucoza (altfel numită dextroză sau zahăr din struguri) se găsește în struguri - aproximativ 20%, în mere, pere, prune, cireșe și boabe de vin. Glucoza are capacitatea de a cristaliza.

Fructoza (numită altfel levuloză sau zahăr din fructe) se cristalizează cu dificultate, apare împreună cu glucoza în fructe, nectare, miere de albine, bulbi etc. În zahărul din struguri, opusul fructozei, deviază un fascicul polarizat spre dreapta. parte integrantă polarizator.)

Proprietățile hexozelor sunt următoarele. Au un gust deosebit de dulce și sunt ușor solubile în apă. Formarea primară a hexozelor are loc în frunze. Se transformă cu ușurință în amidon, care, la rândul său, se poate transforma cu ușurință în zahăr cu participarea enzimei diastază. Glucoza și fructoza au capacitatea de a pătrunde ușor de la celulă la celulă și de a se mișca rapid prin plantă. În prezența drojdiei, hexozele fermentează ușor și se transformă în alcool. Un reactiv caracteristic și sensibil pentru hexoze este un lichid Fehling albastru, cu care puteți deschide cu ușurință cele mai mici cantități din ele: atunci când sunt încălzite, precipită un precipitat roșu cărămidă de oxid cupros.

Uneori, hexozele se găsesc în plante în combinație cu alcooli aromatici, cu substanțe amare sau caustice. Acești compuși sunt numiți apoi glucozide, de exemplu amigdalina, care dă amărăciune semințelor de migdale și altor fructe cu sâmburi. Amigdalina conține o substanță otrăvitoare - acidul cianhidric. Glucozidele nu numai că protejează semințele și fructele de a fi consumate de animale, dar protejează și semințele fructelor suculente de germinarea prematură.

Dizaharidele sunt carbohidraţi având compoziţia C12H22O11. Acestea includ zaharoza sau zahărul din trestie de zahăr și maltoza. Zaharoza se formează în plante din două particule de hexoză (glucoză și fructoză) cu eliberare de particule de apă:

C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 \u003d C 12 H 22 O 11 + H 2 O.

Când se fierbe cu acid sulfuric, o particulă de apă este adăugată la zahărul din trestie, iar dizaharida se descompune în glucoză și fructoză:

C 12 H 22 O 11 + H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6.

Aceeași reacție are loc atunci când enzima invertază acționează asupra zahărului din trestie, astfel încât conversia zahărului din trestie în hexoze se numește inversie, iar hexozele rezultate se numesc zahăr inversat.

Trestie de zahăr este zahărul care se mănâncă. A fost extras de multă vreme din tulpinile cerealelor - trestie de zahăr (Saccharum officinarum), care crește în țările tropicale. Se găsește și în rădăcinile multor culturi de rădăcină, dintre care cea mai mare parte se găsește în rădăcinile sfeclei de zahăr (de la 17 la 23%). Din sfecla de zahăr, zahărul din trestie de zahăr este extras din fabricile de sfeclă de zahăr. Zaharoza este ușor solubilă în apă și cristalizează bine (zahăr granulat). Nu recuperează oxidul cupros din lichidul Fehling.

Maltoza este formată din amidon de către enzima diastază:

2(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O \u003d nC 12 H 22 O 11.

În timpul divizării (hidrolizei) moleculei de maltoză sub acțiunea enzimei maltază, se formează două molecule de hexoză:

C 12 H 22 O 11 + H 2 O \u003d 2C 6 H 12 O 6.

Maltoza recuperează oxidul cupros din lichidul Fehling.

La unele plante (seminţe de bumbac, frunze de eucalipt, rădăcini de sfeclă de zahăr etc.), se mai găseşte trizaharidă rafinoză (C 18 H 32 O 16).

Polizaharide - carbohidrați având compoziția (C 6 H 10 O 5) n Polizaharidele pot fi considerate mai multe particule de monozaharide, din care se separă același număr de particule de apă:

NC 6 H 12 O 6 - nH 2 O \u003d (C 6 H 10 O 5) n.

În țesuturile vii ale plantelor, polizaharidele (sau poliozele) includ amidon, inulină, fibre sau celuloză, hemiceluloză, substanțe pectinice etc. Ciupercile conțin glicogen, un carbohidrat inerent organismelor animale și, prin urmare, uneori numit amidon animal.

Amidonul este un carbohidrat cu greutate moleculară mare care se găsește în plante ca substanță de rezervă. Amidonul primar se formează în părțile verzi ale plantei, cum ar fi frunzele, ca rezultat al procesului de fotosinteză. În frunze, amidonul este transformat în glucoză, care în floemul venelor este transformată în zaharoză și curge din frunze și este trimisă către părțile în creștere, plante sau către locurile de depunere a substanțelor de rezervă. În aceste locuri, zaharoza este transformată în amidon, care se depune sub formă de boabe minuscule. Un astfel de amidon se numește secundar.

Locurile de depunere a amidonului secundar sunt leucoplastele localizate în celulele tuberculilor, rădăcinilor și fructelor.

Principalele proprietăți ale amidonului sunt următoarele: 1) în apă rece nu se dizolvă; 2) când este încălzit în apă, se transformă într-o pastă; 3) boabele de amidon au o structură criptocristalină; 4) din acțiunea soluției de iod devine albastru, albastru închis, violet și negru (în funcție de puterea soluției); 5) sub influența enzimei diastazei, amidonul este transformat în zahăr; 6) în lumină polarizată, boabele de amidon strălucesc și pe ele este vizibilă o figură caracteristică a unei cruci întunecate.

Amidonul constă din mai multe componente - amiloză, amilopectină etc., care diferă în solubilitate în apă, reacție cu soluția de iod și alte caracteristici. Amiloza se dizolvă în apă caldă și devine albastru strălucitor de la iod; amilopectina este ușor solubilă chiar și în apa fierbinte iar din iod capătă o culoare roșu-violet.

Cantitatea de amidon din plante variază foarte mult: boabele de cereale conțin 60-70% din acesta, semințele de leguminoase - 35-50%, cartofii - 15-25%.

Inulina este o polizaharidă care se găsește în organele subterane ale multor plante din familia Compositae ca hidrat de carbon de rezervă. Astfel de plante sunt, de exemplu, elecampane (lnula), dalia, para de pământ, etc. Inulina se află în celule în formă dizolvată. Când rădăcinile și tuberculii plantelor Compositae sunt păstrate în alcool, inulina se cristalizează sub formă de sferocristale.

Celuloza sau celuloza, la fel ca amidonul, nu se dizolvă în apă. Pereții celulari sunt formați din fibre. Compoziția sa este similară cu amidonul. Un exemplu de fibre pure este vata, care constă din fire de păr care acoperă semințele de bumbac. Hârtia de filtru de bună calitate constă și din fibre pure. Fibra se dizolvă într-o soluție de amoniac de oxid de cupru. Sub acțiunea acidului sulfuric, fibra trece în amiloid - o substanță coloidală asemănătoare amidonului și colorată cu albastru de iod. În acid sulfuric puternic, fibrele se dizolvă, transformându-se în glucoză. Reactivul pentru fibre este clor-zinc-iod, din care capătă o culoare violet. Clorura de zinc, ca și acidul sulfuric, transformă mai întâi celuloza în amiloid, care este apoi colorat cu iod. Celuloza devine galbenă de la iod pur. Sub influența enzimei citază, fibrele sunt transformate în zahăr. Fibra joacă un rol important în industrie (țesături, hârtie, celuloid, piroxilină).

La plante, membranele celulare, constând din fibre, sunt adesea lignificate și pliate.

Cantitatea de celuloză și lemn variază foarte mult în diferite plante și în diferite părți ale acestora. De exemplu, boabele de cereale goale (secara, grâu) conțin 3-4% celuloză și lemn, iar boabele de cereale peliculoase (orz, ovăz) conțin 8-10%, fân - 34%, paie de ovăz - 40%, paie de secară - până la 54%.

Hemiceluloza - o substanță asemănătoare fibrelor, se depune ca nutrient de rezervă. Nu se dizolvă în apă, dar acizii slabi îl hidrolizează ușor, în timp ce celuloza este hidrolizată de acizi concentrați.

Hemiceluloza se depune în membranele celulare ale boabelor de cereale (porumb, secară etc.), în semințele de lupin, curmal și palmier Phytelephas macrocarpa. Duritatea sa este de așa natură încât semințele de palmier sunt folosite pentru a face nasturi numiți „fildeș vegetal”. În timpul germinării semințelor, hemiceluloza se dizolvă, transformându-se în zahăr cu ajutorul enzimelor: merge să hrănească embrionul.

substanțe pectinice- compuși cu molecul mare de natură carbohidrată. Conținut în cantități semnificative în fructele, tuberculii și tulpinile plantelor. La plante, substanțele pectice apar de obicei ca protopectină insolubilă în apă. Când fructele se coc, protopectina insolubilă în apă conținută în pereții celulelor se transformă în pectină solubilă. În procesul lobului de in, sub acțiunea microorganismelor, substanțele pectinice sunt hidrolizate - are loc macerarea și fibrele sunt separate unele de altele. (Macerarea (din latinescul „macerare” - înmuiere) - separarea naturală sau artificială a celulelor tisulare ca urmare a distrugerii substanței intercelulare.)

Mucusul și guma sunt polizaharide coloidale care sunt solubile în apă. Mucusul se găsește în cantități mari în coaja semințelor de in. Gummi poate fi observat sub formă de lipici de cireșe, care se formează în locurile de deteriorare a ramurilor și trunchiurilor de cireșe, prune, caise etc.

Lichenina este o polizaharidă găsită în licheni (de exemplu, în „mușchi islandez” - Cetraria islandica).

Agar-agar este o polizaharidă cu greutate moleculară mare care se găsește în unele alge marine. Agar-agar se dizolvă în apă fierbinte, iar după răcire se solidifică sub formă de jeleu. Este folosit în bacteriologie pentru medii nutritive și în industria cofetăriei pentru fabricarea jeleului, marshmallows, marmelade.