Как появляется крахмал в побегах
Крахмал в ботанике
Полезное
Смотреть что такое «Крахмал в ботанике» в других словарях:
Зародыш в ботанике — (embryo, бот.). У растений зародыш существенная часть семени (см.) и принадлежность семенных или цветковых. З. содержит в себе все основные части (органы) растения, т. е. корень, стебель и листья это все растение в зачаточном состоянии (так как и … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Семя — У этого термина существуют и другие значения, см. Семя (значения) … Википедия
Древесина — I см. Инкрустирующее вещество, Волокна растений, Дерево, Лигнин. II (бот.). В обыденной жизни и технике Д. называют внутреннюю часть дерева, лежащую под корой. В ботанике под именем Д., или ксилемы, разумеют ткань или совокупность тканей,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
сердцевина — ы; ж. 1. Внутренняя (обычно более мягкая) часть стебля, ствола или корня растения. С. дерева. Пень с трухлявой сердцевиной. 2. Внутренняя, прикрытая оболочкой или внешним слоем часть плода, семени. С. ореха. С. яблока. Вырезать у арбуза… … Энциклопедический словарь
СЕРДЦЕВИНА — в ботанике центральная часть стебля или корня, занятая рыхлой паренхимной тканью, в которой откладываются крахмал, масла, дубящие вещества. Снаружи от сердцевины расположена древесина … Большой Энциклопедический словарь
Корень (вегетат. орган) — Корень (radix), один из основных вегетативных органов листостебельных растений (за исключением мхов), служащий для прикрепления к субстрату, поглощения из него воды и питательных веществ, первичного превращения ряда поглощаемых веществ, синтеза… … Большая советская энциклопедия
Нидерланды (государство в Зап. Европе) — Нидерланды (Nederland), Королевство Нидерландов (Koninkrijk der Nederlanden) (неофициальное название ‒ Голландия). I. Общие сведения Н. ‒ государство в Западной Европе, на С. и З. омывается Северным морем. Длина морских границ около 1 тыс. км.… … Большая советская энциклопедия
Семя (ботан.) — Семя растения (semen), орган семенных растений, выполняющий функции их воспроизведения, расселения и переживания неблагоприятных условий. В ходе эволюции разноспоровых высших растений С. возникло в связи с изменением условий существования… … Большая советская энциклопедия
Корень — I Корень (radix) один из основных вегетативных органов листостебельных растений (за исключением мхов), служащий для прикрепления к субстрату, поглощения из него воды и питательных веществ, первичного превращения ряда поглощаемых веществ,… … Большая советская энциклопедия
Сезонная динамика превращения и накопления запасных веществ в древесных растения
Семена обеих групп накапливают значительные количества запасных белков, причем маслянистые семена содержат, как правило, больше белков, чем крахмалистые.
При созревании семян и плодов наблюдаются глубокие превращения разнообразных органических веществ. В семена и плоды из листьев притекает большое количество углеводов и азотсодержащих веществ, прежде всего аминокислот и амидов, а также минеральных солей. Сразу после цветения начинается формирование зародыша, образование новых клеток, рост тканей семени. При этом интенсивность дыхания существенно повышается, что связано с необходимостью энергетических затрат на различные синтезы. В дальнейшем интенсивность дыхания снижается и к моменту полного созревания семян приближается к минимальной.
В период созревания семян в них достаточно высокое содержание фитогормонов, в частности ауксинов. Конец созревания семян характеризуется снижением содержания указанных веществ.
По мере завершения роста зародыша в созревающих семенах происходит накопление больших количеств сахаров (у злаков эту фазу называют молочной спелостью). Затем начинается синтез крахмала. Этот сложный процесс состоит из нескольких этапов:
§ активирование глюкозы за счет молекулы АТФ:
глюкоза + АТФ → глюкозо-1-фосфат + АДФ;
§ образование аденозиндифосфат-глюкозы с использованием второй молекулы АТФ:
§ синтез крахмала с участием фермента из подкласса гликозил-трансфераз – крахмал-синтазы:
nAДФ-глюкоза + затравка → пАДФ + амилоза.
В крахмалистых семенах процесс синтеза крахмала продолжается до полного созревания, в результате чего семена становятся твердыми и крепкими.
Важно отметить, что превращение глюкозы в крахмал происходит и на ранних этапах созревания маслянистых семян. Так, например, в начале июля в семенах лещины содержится около 8 % сахара, 22 % крахмала и только З% жира. Лишь на самых заключительных этапах созревания маслянистых семян происходит интенсивное накопление различных масел и других жироподобных веществ. Так, у той же лещины за три месяца летом количество жира в семенах увеличивается в 20 раз, а углеводов уменьшается в 7 раз.
Фосфорсоgержащие органические соединения к концу созревания семян находятся главным образом в форме фитина, а также фосфатидов и нуклеопротеидов. Общее содержание указанных веществ в семенах значительно выше, чем в других органах растении.
в семенах древесных растений накапливаются и специфические вещества вторичного обмена, такие как гликозиды, алкалоиды, фенольные соединения и др. В процессе созревания семян наблюдаются существенные биохимические изменения в семенных покровах: происходит синтез целлюлозы, кутина, суберина, лигнина и других веществ. Накопление в семенах высокомолекулярных запасных веществ и ряда других соединений специфической природы снижает осмотический потенциал семян.
Наряду с общими закономерностями превращения веществ при созревании семян нельзя не видеть и видовой специфики. Так, семена клена остролистного в период созревания неуклонно накапливают жиры и белки, а семена клена американского уже в начале августа содержат максимальные количества жиров и общего азота. В связи с этим в последнем случае почти не меняется и содержание растворимых сахаров, тогда как в семенах клена остролистного они идут на синтез жиров и белков. В целом следует подчеркнуть более активно протекающие процессы созревания семян клена американского сравнительно с таковыми клена обыкновенного: к моменту опадения они еще не достигают физиологической зрелости. Поэтому в период семенного покоя продолжается созревание семян клена остролистного, тогда как семена клена американского уже готовы к прорастанию.
После полного созревания обмен веществ в семенах существенно изменяется и постепенно снижается до минимума. Количество воды начинает быстро падать ввиду снижения гидрофильности коллоидов клеток семян. Это ведет к снижению активности имеющихся молекул· ферментов, которые связываются с запасными белками. Понижается синтетическая деятельность семян в связи с уменьшением содержания иРНК и потерей функций полирибосоме, которые исчезают полностью. Резко уменьшается интенсивность процесса дыхания. Накапливаются ингибиторы роста. Клетки семян переходят в состояние покоя.
На развитие семян и их химический состав достаточно сильное влияние оказывают условия внешней среды. Недостаток элементов минерального питания сказывается не только на химическом составе, но и на их массе и числе полностью сформировавшихся семян. Обильные осадки в период формирования семян снижают содержание запасных веществ в них, особенно белкового азота. В период развития цветочных органов особенно губительно на дальнейшее развитие семян оказывает засуха.
Существенные изменения биохимического состава наблюдаются по мере созревания плодов у плодовых древесных культур. Завязавшиеся плоды яблони по содержанию органических веществ мало отличаются от зеленых листьев. Затем в околоплодниках накапливается очень много клетчатки, гемицеллюлозы, крахмала, органических кислот, дубильных веществ. Поэтому зеленые яблоки очень твердые, кислые и несъедобные. По ходу созревания количество крахмала и других названных компонентов резко уменьшается, повышается содержание различных сахаров, синтезируется много витаминов (аскорбиновой кислоты, каротина, никотиновой и фолиевой кислот и др.), различных ароматических веществ, антоцианов, и плоды приобретают свою обычную привлекательность, становятся сладкими, ароматными, приятными на вкус и мягкими благодаря гидролизу пектиновых веществ, склеивавших до этого стенки мякоти плода. У зимних сортов яблонь большинство из указанных превращений происходит уже после снятия плодов с дерева, во время лежки, когда притока новых органических веществ из листа уже не происходит.
Следует отметить, что ни крахмал, ни жиры, ни белки сами по себе передвигаться по растению не могут. Они остаются в местах их синтеза. Только продукты их биохимических превращений, в частности растворимые сахара, органические кислоты, аминокислоты и различные амиды, легко транспортируются к точкам роста, выступающим в качестве аттрагирующих центров.
В набухших семенах при доступе кислорода и при соответствующей температуре (не менее 1 – 3 ° С для семян холодостойких растений и выше 10 ° С для теплолюбивых) резко повышается активность гидролаз. Происходит это как путем перехода ферментов из связанного состояния в свободное, так и благодаря биосинтезу новых молекул. Ярким примером этого могут служить ферменты, вызывающие гидролиз крахмала.
Сложным превращениям подвергаются в прорастающих семенах жиры. Сначала под действием липазы происходит гидролиз жира на глицерин и жирные кислоты. В дальнейшем глицерин и жирные кислоты в зависимости от направления обмена веществ подвергаются сложным превращениям. Наиболее распространенной является реакция фосфорилирования глицерина с образованием в конечном итоге фруктозо-1,6-дифосфата и других сахаров. Окисление жирных кислот происходит по механизму b-окисления с образованием ацетил-КоА.Образующийся ацетил-КоА затем вовлекается в глиоксилатный цикл (укороченный цикл трикарбоновых кислот), конечным продуктом которого является янтарная кислота. Включаясь в дальнейшем в отдельные реакции цикла Кребса, янтарная кислота превращается через ряд промежуточных соединений в щавелевоуксусную кислоту, а та, в свою очередь, в фосфоенолпировиноградную кислоту (ФЕП). В последующем через обращенный гликолиз ФЕП превращается в триозофосфаты и, наконец, в углеводы.
Образующиеся при распаде крахмала и жиров сахара, легко растворяясь в воде, транспортируются к местам потребления и используются на рост и дыхание, интенсивность которого у прорастающих семян резко возрастает.
Запасные белки семян подвергаются гидролизу до аминокислот. Образующиеся аминокислоты передвигаются к точкам роста и используются на синтез конституционных белков новых клеток. Однако аминокислотный состав этих белков резко отличается от состава исходных молекул запасных белков. Часть «лишних» аминокислот дезаминируется с образованием органических кислот и аммиака. Как установлено исследованиями Д.Н. Прянишникова, в прорастающих семенах аммиак сразу же обезвреживается, включаясь в состав аспарагина. Образующийся аспарагин может служить донором аминогрупп при последующем синтезе других аминокислот. Таким образом, если содержание безазотистых веществ при прорастании семян резко снижается из- за их расхода на дыхание, то суммарное количество азотистых соединений практически остается постоянным.
Запасные вещества вегетативных органов древесных растений. Отложение запасных органических веществ происходит не только в семенах и плодах, но и в других частях растений. У многолетних древесных растений органические соединения откладываются в корнях, стволе, ветвях, побегах, почках, а у хвойных с неопадающей хвоей даже в хвое.
В стволе и старых ветвях запасные вещества находятся в живых клетках древесной паренхимы и: сердцевинных лучей лишь в более молодых периферических годичных кольцах заболони. Ядро и внутренние слои заболони для отложения запасных веществ используются мало. В молодых ветвях и побегах крахмал, липиды, белки и другие запасные вещества откладываются в древесине и сердцевине. Достаточно много запасных веществ находим в клетках сердцевинных лучей и лубяной паренхимы коры ветвей, побегов, ствола и корней.
В течение всего лета пластические вещества, образующиеся в процесс е фотосинтеза в листьях, передвигаются с нисходящим током вниз к камбию ствола и в корневые системы. Часть их в это время подается к цветкам, семенам и плодам, которые становятся главными аттрагирующими центрами дерева.
Липа, являющаяся маслянистой древесной породой, в середине лета откладывает большое количество жиров и немного крахмала и сахаров. В зимний период у липы весь запасной крахмал, отложенный в клетках древесной паренхимы и в сердцевинных лучах древесины, лубяной паренхиме и клетках сердцевинных лучей коры ветвей, ствола и корней, превращается в сахара. Накопление сахаров имеет очень важное приспособительное значение, так как защищает живые части дерева от повреждений морозами. у других древесных пород, в частности у березы, крахмал переходит в сахар частично.
Рост дерева в высоту в текущем году в значительной степени зависит от условий прошлого или даже нескольких прошлых лет, способствовавших или не способствовавших нормальной жизнедеятельности древесных растений и отложению органических веществ в запас. Рост же деревьев в толщину осуществляется главным образом за счет продуктов текущего фотосинтеза, и лишь небольшая часть запасных веществ дерева идет на прирост по диаметру.
В отличие от них, продукты вторичного происхождения: встречаются не у всех растений и обнаруживаются не во всех тканях; не имеют большого значения в основном обмене веществ и энергии, не играют существенной роли и как запасные или резервные вещества; образуются они из продуктов основного обмена и подчиняются тем же регуляторным механизмам, что и первые; выполняют ряд специфических функций. Так, эфирные масла, антоцианы привлекают насекомых к цветкам, способствуя опылению. Защищают от поедания животными, нападения вредных насекомых живица, дубильные вещества, алкалоиды и некоторые другие вещества вторичного происхождения. Механическую функцию, особенно у древесных растений, выполняет лигнин, непременный компонент древесины.
Большинство веществ вторичного происхождения остается в местах их синтеза (эфирные масла, лигнин и др.), некоторые из них образуются в корнях, а откладываются в листьях (никотин и другие алкалоиды) или других частях растений (каучук). Лигнин, раз образовавшись, немедленно выключается из обмена веществ.
Исходным продуктом биосинтеза терпенов, как и каротиноидов, является ацетил-КоА. Промежуточные соединения (мевалоновая кислота, геранилтерпеновый спирт и др.) аналогичны тем, что образуются при синтезе каротиноидов. Геранилтерпеновый спирт в дальнейшем способен давать моно-, ди- и тритерпены. Процесс биосинтеза смоляных кислот еще более сложен. Образуются они по схеме, в которой прослеживается связь с обменом углеводов и органических кислот. Активному образованию живицы способствует наличие достаточного количества ассимилятов, аминокислот, органических и жирных кислот в организме. Процесс идет в анаэробных условиях.
При выдерживании на воздухе живицы, нативно представляющей собой густую вязкую жидкость золотисто-желтого цвета, она превращается в застывшую массу твердой консистенции (канифоль). Кроме живицы, древесные растения образуют и ряд других защитных веществ: гликозиды, фенолы и некоторые другие.
Гликозиды — сложные эфиры, состоящие из углеводов и спиртов (иногда фенолов). Накапливаются они обычно в семенах, плодах, корнях древесных растений. Так, амигдалин в значительных количествах аккумулируется в семенах миндаля. Защитное действие его и многих других гликозидов основано на том, что при распаде они дают очень ядовитую синильную кислоту. Очень ядовиты гликозиды дафнин и мезереин, содержащиеся в коре, цветках и плодах волчника или волчьего лыка. Этот кустарник, обитатель наших лесов, привлекает красивыми розово-красными цветками, появляющимися до облиствления, и красными сочными ягодами. Физиологическая роль гликозидов в растениях заключается в нейтрализации некоторых продуктов метаболиизма (спиртов, фенолов).
К фенольным соединениям относят органические вещества ароматического ряда, содержащие одну или несколько гидроксильных групп, соединенных с углеродом бензольного кольца. Их делят на три большие группы:
1. С6 – С1— соединения (протокатеховая и галловая кислоты, орселлиновая кислота и построенные на ее основе лишайниковые кислоты);
2. С6 – С3— соединения (кумарин, конифериловый спирт, феруловая и другие кислоты);
Образование веществ вторичного происхождения связывают с процессами дифференцировки, так как недифференцированные меристематические клетки их не содержат. Исходным соединением для синтеза многих вторичных веществ является ацетил-КоА.
Образование крахмала в листьях на свету
Вы знаете, что в эндосперме семян пшеницы имеется запас органических питательных веществ: крахмал, сахар, жир и белок. Откуда же берутся эти вещества, которыми питается прорастающий зародыш семени?
Ответить на этот вопрос поможет опыт. Возьмем какое-нибудь комнатное растение с крупными цельными листьями, например примулу или герань, и поместим его в темный шкаф для обескрахмаливания (чтобы крахмал превратился в сахар и перешел из листьев в другие органы).
Рис. 55. Движение растений к свету.
Через несколько суток вынем растение из шкафа. На обе стороны одного из листьев прикрепим два кусочка черной бумаги с вырезанным на них словом, например «крахмал», и поставим растение под электрическую лампочку или на солнечный свет. Через 8—10 часов лист срежем. Снимем бумагу. Опустим лист минуты на две в кипящую воду, а затем на несколько минут в кипящий спирт. Лист обесцветится. Когда спирт окрасится в зеленый цвет, а лист обесцветится, промоем его водой, расправим на тарелке и обольем раствором йода. На обесцвеченном листе появятся синие буквы. Известно, что крахмал синеет от йода. Буквы появляются в той части листа, на которую падал свет. Значит, под действием света в освещенной части листа образовался крахмал, окрасившийся йодом в синий цвет.
Исследования показали, что в листьях на свету первоначально образуется сахар, который в результате химических процессов превращается в крахмал. В опыте крахмал обнаруживается с помощью йода.
Во всех ли клетках листа образуется крахмал? Чтобы ответить на этот вопрос, поставим опыт с пестролистной геранью.
Рис. 57. Опыт, демонстрирующий образование крахмала в листьях.
Рис. 58. Портрет Ч. Дарвина на листе.
Герань пестролистная — комнатное растение.
Свое название она получила из-за белых участков на пластинке листа, лишенных хлорофилла, по краю пластинки листа проходит белая каемка. Для проведения опыта поставим это растение на яркий солнечный или электрический свет. Через несколько часов срежем один из листьев.
Обесцветим его, так же как в первом опыте, промоем в воде и на 2—3 минуты положим в слабый раствор йода. Вынув лист, мы заметим, что он окрасился в синий цвет не весь. Белая полоса по краю листа не окрасилась. Посинела только часть листа, которая была зеленой. Нетрудно догадаться, что эта часть листа посинела оттого, что в ней образовался сахар и затем крахмал. Ведь только крахмал синеет под действием йода.
Почему же в зеленой части листа крахмал образовался, а в белой каемке нет? В клетках зеленой части листа имеются хлоропласты, содержащие хлорофилл. В них образуется крахмал. В белой же полоске листа герани пестролистной в пластидах нет хлорофилла. Здесь крахмал не образуется. Итак, крахмал образуется только в хлоропластах листьев и только на свету.
Процесс образования органических веществ из воды и углекислого газа в хлоропластах на свету называется фотосинтезом.
Итак, органические вещества, которыми питается прорастающий зародыш семени, образуются в зеленых листьях в процессе фотосинтеза.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Почему растения вырабатывают крахмал?
Почему растения вырабатывают крахмал?
В вашей семье кто-нибудь придерживается диеты? Тогда вы, наверное, слышали, как человек говорит, отказываясь от какого-то блюда: «Это не для меня! Слишком много крахмала!» Конечно, если в домеесть растущие дети, то они обычно едят много крахмала, чтобы «лучше расти». Крахмал, как бы ни относились к нему разные люди, — одно из самых важных веществ в мире. Человечество получает из крахмала больше пищи, чем излюбого другоговещества! Мы получаем наш крахмал из растений, где он находится в виде крошечных крупинок.
Как растения вырабатывают крахмал? С помощью солнечного света и хлорофилла растения соединяют воду, впитываемую ими из почвы, с двуокисью углерода, которую они получают из воздуха, в сахар. Сахар растения преобразуют в крахмал. Растения накапливают крахмал маленькими крупинками в стволах и стеблях, корнях, листьях, плодах и семенах. Картофель, маис, рис и пшеница содержат большие количества крахмала. Растения вырабатывают крахмал для того, чтобы он служил пищей для молодых побегов и отростков, пока они не в состоянии самостоятельно вырабатывать себе питание. Поэтому, когда вы видите растение, которое начинает разрастаться, знайте, что питание для этого роста обеспечивается за счет накопленных запасов крахмала.
Для людей и животных крахмал представляет энергоемкое питание. Как и сахар, он состоит из углерода, водорода и кислорода. Крахмал несладкий: обычно он безвкусен. Определенные химические вещества во рту, желудке и кишечнике преобразуют крахмалистую пищу в виноградный сахар, который легко усваивается.
Человек получает крахмал из растений, измельчая те их части, где он накапливается. Затем крахмал вымывается водой и оседает на дно больших емкостей, после чего вода выжимается из сырого крахмала, масса высушивается и перетирается в порошок, в виде которого обычно и изготавливается крахмал. Крахмал применяется в самых неожиданных местах. Он используется при стирке, в качестве клея, при производстве тканей и вкачестве основы для многих туалетных препаратов.
Читайте также
Первое «Почему?»: почему об этом нужно писать?
Первое «Почему?»: почему об этом нужно писать? Давайте начнем с основного вопроса: почему я хочу писать именно эту книгу? Если у вас есть одновременно несколько проектов, то, применяя технику «Почему?» к каждому из них, вы сможете решить, с какого начать.Все очень просто:
28. Что такое коды? Почему мигает лампочка “OD OFF”, “Hold”, “S” или “Check AT”? Почему отсутствуют переключения передач?
28. Что такое коды? Почему мигает лампочка “OD OFF”, “Hold”, “S” или “Check AT”? Почему отсутствуют переключения передач? Здесь речь пойдет об автоматических коробках с электронной системой управления. Работой “электронных” АКПП управляет бортовой трансмиссионный компьютер,
Почему растения поворачиваются к солнцу?
Почему растения поворачиваются к солнцу? Если бы растения не делали этого, они бы не могли жить. Им было бы нечем питаться.Листья производят питание в виде глюкозы для всего растения. Листья содержат специальное зеленое вещество, заставляющее вырабатывать глюкозу.
6.11.1. Растения
6.11.1. Растения В связи с небольшой энергетической ценностью растительного мира следует выбирать растения, произрастающие в большом количестве, либо с большой пищевой массой, высококалорийные растения, произрастающие в прибрежной части водоемов (рогоз, чилим, тростник,
Почему некоторые животные выглядят как растения?
Почему некоторые животные выглядят как растения? Животные, которые похожи на растения, живут под водой в теплых тропических морях. Вы можете увидеть их в аквариумах. Названия этих животных могут ввести в заблуждение, потому что так обычно называют растения.Это морские
Почему растения поворачиваются к Солнцу?
Почему растения поворачиваются к Солнцу? Если бы растения не делали этого, они бы не могли жить. Им было бы нечем питаться. Листья производят питание в виде глюкозы для всего растения. Листья содержат специальное зеленое вещество, заставляющее вырабатывать глюкозу. Это
Крахмал
Крахмал Крахмал (ботан.) – весьма распространенное в растительном царстве вещество. За исключением грибов, некоторых водорослей и очень немногих цветковых, (К. отсутствует: у красных, бурых, циaнoвыx, диатомовых водорослей (Rhodophyceae, Phaeophyceae, Diatomaceae), у немногих зеленых
Растения
Растения Авран лекарственныйАдонис весеннийАдонис волжскийАлтей лекарственныйАргусия сибирскаяАстрагал бороздчатыйАстрагал длинноногийАстрагал коротколопастныйАстрагал рогоплодныйАстрагал ХеннингаАстрагал ЦингераАстрагал шершавыйБагульник болотныйБелозор
Растения
Растения Их ещё недавно, когда к царству растений относились и водоросли, называли высшими растениями. Ныне водоросли ушли в царство протист, и теперь титул «высшие» потерял смысл. Других в растительном царстве просто нет. Растения в целом – сухопутные существа. Обратно
Растения
Растения Энергетическая ценность многих растений невысока (не более 30–40 ккал на 100 г пищевой массы), так что насытиться ими сложно. Поэтому в первую очередь следует искать растения, произрастающие в большом количестве либо с большой пищевой массой, высококалорийные
Amylum, i n – крахмал
Amylum, i n – крахмал Примерное произношение: Амилум.Z:Горящая путевка на двоих в райский уголок. Условия проживания: экзотический шалаш на берегу моря, здоровая растительная пища, богатая крахмалом.(фрагмент рекламного текста) А с МИЛЫМ рай и в шалаше, Сварили АМИЛУМ уже. Ну,