Биохимия растений - Лекция. Биохимия растений это

Биохимия растений - Лекция

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО «БИОХИМИИ РАСТЕНИЙ»

1.Введение в науку.

Биохимия растений – изучает химический состав растительных организмов и химические процессы, лежащие в основе их жизнедеятельности.

Изучением веществ, входящих в состав организмов занимается статистическая биохимия.

Изучением химических превращений происходящих в процессе жизнедеятельности занимается динамическая биохимия. Эти 2 науки неразрывно связаны.

Главной особенностью отличия растений от других организмов является и автотрофность (способность к фотосинтезу). Данный факт накладывает отпечаток на биохимические процессы у растений:

1 растения имеют высокое отношение к площади поверхности тела к его объему (для лучшего поглощения света, воды, минеральных веществ). Всю эту поверхность необходимо поддерживать механическими тканями, твердость которым предает лигнин (синтезируется при одревеснении клеток стенок).

2 растения обладают неограниченным ростом, позволяющим занимать все новые площади питания. В результате постоянно присутствуют образовательные ткани с активным метаболизмом, что отражается на химизме и жизнедеятельности всего организма.

3 растения не способны к активному передвижению. Следовательно, необходима защита от небл. условий среды. Для этого синтезируется масса веществ образующих клеточные стенки, покровные ткани, вырабатываются вещества отпугивающие травоядных и вредителей.

4 благодаря фотосинтезу у растений ассимиляция преобладает над диссимиляцией. Результат – накопление запасных веществ, синтез спец. соединений гликозидов, алкалоидов, эфирных масел, фенольных соединений, смол, что сильно усложняет биохимические процессы.

5 экономичный расход веществ и энергии. Растения не имеют выделительной системы, но образуют секреторные ткани. Продукты распада практически не выделяются.

2.Строение и свойства биоорганических молекул.

Свойства биоорганических соединений определяются:

1 числом и расположением атомов углерода;

2 природой функциональных групп;

3 природой и расположением атомов присоединенных к углеродной цепи;

4 типом связей между атомами углерода.

По расположению атомов в углеродной цепи органические молекулы делятся на ациклические и циклические.

Циклические делятся на:

1 карбоциклические, когда в цепи находятся только атомы углерода.

2 гетероциклические, в цикле кроме углерода имеются и другие атомы.

Среди карбоциклических особая группа – ароматические молекулы, имеющие 6-ти углеродное кольцо с 3-мя двойными связями. В биоорганических соединениях атом С может быть связан простыми одинарными связями(предельной или насыщенной) кратными 2-ми или 3-ми связями (непредельными или насыщенными).

Функциональные группы входящих в состав биоорганических молекул.

Наиболее сильное влияние на свойство молекул оказывают функциональные группы входящие в их состав. Функциональные группы –Активные группы атомов обладающие спец. химическими свойствами. Именно они обеспечивают принадлежность молекул к определенному классу органических соединений, а также обуславливает их поведение в химических реакциях.

В органических молекулах могут находится несколько различных функциональных групп, поэтому молекулы приобретают смешенные свойства и способность участвовать в различных реакциях. Кроме этого могут возникнуть новые свойства не характерные для какой либо функциональной группы. Чем больше функциональных групп, тем больше химически активны молекулы. Большинство важнейших биохимических соединений имеют огромные размеры, представляют из себя полимеры состоящие из структурных единиц – мономеров. Большинство полимеров, в первую очередь, играют функциональную роль и лишь вторично структурную.

Небольшие молекулы имеют электрическое поле небольшого радиуса, крупные молекулы имеют большие поля, за счет которых они способны притягивать, отталкиваться и ориентировать другие молекулы, т. е. чем больше молекула, тем больше сфера ее влияния.

3 Функции биомолекул в живых организмах.

Каждый вид биоорганических молекул имеет определенные функции:

- Белки – продукт и «реализатор» действия генов, катализаторы биохимических реакций и структурные компоненты клеток.

- Углеводы – основной источник энергии и внеклеточные структурные компоненты.

- Липиды – структурные компоненты мембран и запасной энергетический материал.

Большинство биоорганических молекул выполняют несколько функций. Так нуклеотиды не только строительный материал нукл. кислот, но и переносчики и аккумуляторы энергии.

- Аминокислоты – не только строительные блоки белков, но и составляющие витаминов.

Множество биоорганических молекул содержатся в предках всех организмов, где выполняют одни и теже функции (глюкоза, азотистые основания, АТФ)

po-teme.com.ua

Биохимия растений

поступать в любые акцепторные клетки растительного орга˝низма и использоваться в них для синтеза различных органически˝х веществ.

Таким образом, у растений наряду с процессом фотосинтеза

существует дополнительный механизм углеродного питания˝ за счет СО2 почвы, поступающего в нефотосинтезирующие клетки

корней. Однако первичный акцептор СО2 для этих реакций — фосфоенолпировиноградная кислота образуется в результа˝те

окисления фотоассимилятов, поступающих в корни из листье˝в.

9.3. ДЫХАНИЕ

Основной источник энергии для поддержания процессов жиз˝-

недеятельности у гетеротрофных организмов — это химиче˝ская энергия органических веществ, которые они используют в ка˝че-

стве пищи. Несинтезирующие органы растений, а в темноте и

способные к фотосинтезу клетки, в качестве источника энер˝гии

используют также органические вещества, образующиеся ка˝к про-

дукты фотосинтеза. Для того чтобы химическая энергия орга˝ни- ческих веществ могла использоваться для поддержания жиз˝недея-

тельности организма, они подвергаются окислению. При этом˝ на

каждом этапе окислительного распада веществ выделяется˝ энер-

гия, которая связывается в ходе определенных реакций в ви˝де

макроэргических соединений и восстановленных динуклеот˝идов и может затем использоваться для осуществления эндергон˝ичес-

нием различных химических веществ. В ходе биологического˝

окисления образуются промежуточные метаболиты, которые˝ затем участвуют в синтезе конечных продуктов, выполняющих в организме те или иные биологические функции (структурные˝, запасные вещества и др.).

Последовательность биохимических реакций, лежащих в осн˝о-

ве биологического окисления, называют дыханием. У растений и других высших организмов в реакциях дыхания участвует ки˝слород, а в качестве продуктов дыхания выделяются СО2 è Í2О. Первые сведения о дыхании растений были получены Я. Ингенхау˝зом

(1778), а к концу XIX в. было установлено общее уравнение дыха-

тельного процесса:

ãäå Ñ6Í12Î6 — моносахариды, образуемые при фотосинтезе.

В дальнейшем благодаря работам В. И. Палладина (1912) было

показано, что на первом этапе дыхательных реакций происхо˝дит

studfiles.net

Биохимия - это... Что такое Биохимия?

Биохи́мия (биологи́ческая, или физиологи́ческая хи́мия) — наука о химическом составе живых клеток и организмов и о химических процессах, лежащих в основе их жизнедеятельности. Термин «биохимия» эпизодически употреблялся с середины XIX века, в классическом смысле он был предложен и введён в научную среду в 1903 году немецким химиком Карлом Нойбергом (Carl Neuberg).

Биохимия находится на стыке нескольких наук, прежде всего — биологии и химии.

Смежные дисциплины

Возникнув как наука о химии жизни в конце XIX века, чему предшествовало бурное развитие органической химии, биохимия отличается от органической химии тем, что исследует только те вещества и химические реакции, которые имеют место в живых организмах, прежде всего в живой клетке.

История развития

Как самостоятельная наука биохимия сформировалась примерно 100 лет назад, однако биохимические процессы люди использовали ещё в глубокой древности, не подозревая, разумеется, об их истинной сущности. В самые отдалённые времена уже была известна технология таких основанных на биохимических процессах производств, как хлебопечение, сыроварение, виноделие, выделка кож. Необходимость борьбы с болезнями заставляла задумываться о превращениях веществ в организме, искать объяснения целебным свойствам лекарственных растений. Использование растений в пищу, для изготовления красок и тканей также приводило к попыткам понять свойства веществ растительного происхождения.

Арабский учёный и врач X века Авиценна в своей книге «Канон врачебной науки» подробно описал многие лекарственные вещества.

Итальянский учёный и художник Леонардо да Винчи на основании своих опытов сделал важный вывод о том, что живой организм способен существовать только в такой атмосфере, в которой может гореть пламя.

XVIII век ознаменовался трудами М. В. Ломоносова и А. Л. Лавуазье. На основе открытого ими закона сохранения массы веществ и накопленных к концу столетия экспериментальных данных, была объяснена сущность дыхания и исключительная роль в этом процессе кислорода.

Изучение химии жизни уже в 1827 г. привело к принятому до сих пор разделению биологических молекул на белки, жиры и углеводы. Автором этой классификации был английский химик и врач Уильям Праут. В 1828 году немецкий химик Ф. Вёлер синтезировал мочевину: сначала — из циановой кислоты и аммиака (выпариванием раствора образующегося цианата аммония), а позже в этом же году — из углекислого газа и аммиака. Тем самым впервые было доказано, что химические вещества живого организма могут быть синтезированы искусственно, вне организма. Работы Вёлера нанесли первый удар по теориям представителей школы виталистов, предполагавших присутствие во всех органических соединениях некой «жизненной силы». Последующими мощными толчками в этом направлении химии явились лабораторные синтезы липидов (в 1854 году — П. Бертло, Франция) и углеводов из формальдегида (1861 — А. М. Бутлеров, Россия). Бутлеровым была также разработана теория строения органических соединений (1861).

Новый толчок развитию биологической химии дали работы по изучению брожения, инициированные Луи Пастером. В 1897 г. Эдуард Бухнер доказал, что ферментация сахара может происходить в присутствии бесклеточного дрожжевого экстракта, и это процесс не столько биологический, сколько химический. На рубеже XIX и XX веков работал немецкий биохимик Э. Фишер. Он сформулировал основные положения пептидной теории строения белков, установил структуру и свойства почти всех входящих в их состав аминокислот. Но лишь в 1926 г. Джеймсу Самнеру удалось получить первый чистый фермент, уреазу, и доказать, что фермент — это белок.

Биохимия стала первой биологической дисциплиной с развитым математическим аппаратом благодаря работам Холдейна, Михаэлиса, Ментен и других биохимиков, создавших ферментативную кинетику, основным законом которой является уравнение Михаэлиса-Ментен.

Открытие ферментов позволило начать грандиозную работу по полному описанию всех процессов метаболизма, не завершённую до сих пор. Одними из первых значительных находок в этой области стали открытия витаминов, гликолиза и цикла трикарбоновых кислот.

В 1928 г. Фредерик Гриффит впервые показал, что экстракт убитых нагреванием болезнетворных бактерий может передавать признак патогенности неопасным бактериям. Исследование трансформации бактерий в дальнейшем привело к очистке болезнетворного агента, которым, вопреки ожиданиям, оказался не белок, а нуклеиновая кислота. Сама по себе нуклеиновая кислота не опасна, она лишь переносит гены, определяющие патогенность и другие свойства микроорганизма. В 1953 году американский биолог Дж. Уотсон и английский физик Ф. Крик описали структуру ДНК — ключ к пониманию принципов передачи наследственной информации. Это открытие означало рождение нового направления науки — молекулярной биологии.

Методы

В основе биохимической методологии лежит фракционирование, анализ, изучение структуры и свойств отдельных компонентов живого вещества. Методы биохимии преимущественно формировались в XX веке; наиболее распространенными являются хроматография, изобретённая М.С. Цветом в 1906 г., центрифугирование (Т. Сведберг, 1923 г., Нобелевская премия по химии 1926 г.) и электрофорез (А. Тизелиус, 1937 г., Нобелевская премия по химии 1948 г.).

С конца ХХ в. в биохимии всё шире применяются методы молекулярной и клеточной биологии, в особенности искусственная экспрессия и нокаут генов в модельных клетках и целых организмах (см. генная инженерия, биотехнология). Определение структуры всей геномной ДНК человека выявило приблизительно столько же ранее неизвестных генов и их неизученных продуктов, сколько уже было известно к началу XXI века благодаря полувековым усилиям научного сообщества. Оказалось, что традиционный химический анализ и очистка ферментов из биомассы позволяют получить лишь те белки, которые в живом веществе присутствуют в сравнительно большом количестве. Не случайно основная масса ферментов была открыта биохимиками в середине XX века и к концу столетия распространилось убеждение, что все ферменты уже открыты. Данные геномики опровергли эти представления, но дальнейшее развитие биохимии требовало изменения методологии. Искусственая экспрессия ранее неизвестных генов предоставила биохимикам новый материал для исследования, часто недоступный традиционными методами. В результате возник новый подход к планированию биохимического исследования, который получил название обратная генетика или функциональная геномика[2]. Эта методология предоставляет биохимикам шанс изучать функции продуктов уже известных генов, в то время как ранее наука шла по пути определения структуры генов, кодирующих уже известные ферменты.

См. также

Примечания

Литература

• Марри Р. и др. Биохимия человека. — М., 1993.
• Введение в биохимическую экологию. — М.: Издательство Московского университета, 1986.

Ссылки

Основные группы биохимических молекул

dic.academic.ru

Биохимия растений

щейся в ДНК. Носителями этой информации являются гены, код˝и- рующие структуру полипептидов, в том числе и ферментных б˝елков. В зависимости от того, какие ферменты синтезируются в˝ данной клетке, органе и организме в целом, такие биохимически˝е ре-

акции и будут там происходить. Таким образом, совершенно о˝че- видно, что ферментам принадлежит важная роль инициаторов˝ и

регуляторов биохимических процессов, а также носителей г˝енети- ческих свойств того организма, в котором они синтезируютс˝я.

Благодаря ферментам оказывается возможным одновременно˝е

èсогласованное прохождение огромной совокупности биох˝ими-

ческих реакций, обеспечивающих жизнедеятельность орган˝изма

как целостной и саморегулирующейся живой системы. При нед˝о- статочном синтезе ферментов возникают серьезные отклон˝ения в

ходе биохимических превращений, которые вызывают заболе˝ва-

ния или гибель организма.

Сведения о ферментах имеют большое практическое значени˝е,

так как производство многих пищевых продуктов, кормовых и˝ медицинских препаратов основано на использовании фермент˝атив-

ных процессов. К таким видам производств относится получе˝ние

сыра, молочных и кисломолочных продуктов, чая, табака, орга˝ни-

ческих кислот, витаминов, антибиотиков, вина и пива, комбик˝ор-

мов и т. д. Применение различных лекарственных препаратов, фиторегуляторов, пестицидов и других средств защиты раст˝ений

также связано с воздействием на ферменты, вследствие чего˝ доби-

ваются направленного усиления или подавления определен˝ного

биохимического процесса (активизация роста растений под˝ влия-

нием фиторегулятора, гибель насекомых при обработке инсе˝ктицидами и т. д.).

Избирательность действия ферментов и чрезвычайно высок˝ая

скорость ферментативных превращений уже давно привлека˝ют внимание специалистов-технологовс целью применения фер˝ментов в качестве катализаторов химических реакций синтеза˝ веществ

èв первую очередь для направленного синтеза определенны˝х

стереохимических изомеров, так как при использовании обы˝чных

химических катализаторов образуется рацемическая смесь˝. Особенно широкое применение находят иммобилизованные ферменты. Это ферменты, связанные с твердым носителем или включенны˝е в пористую среду. Такие катализаторы сохраняют свойства фе˝рмен-

тов, но не смешиваются с находящимися в жидкой среде реаге˝нта-

ми и продуктами реакции.

Ферменты являются важными факторами изучения строения органических веществ, так как способны воздействовать на˝ строго

определенные химические связи. Поэтому, подбирая необход˝и-

мый набор ферментов и анализируя образующиеся продукты р˝е-

акций, можно расшифровать структуру очень сложных молеку˝л и

studfiles.net

Биохимия — WiKi

История развития

Как самостоятельная наука биохимия сформировалась примерно 100 лет назад, однако биохимические процессы люди использовали ещё в глубокой древности, не подозревая, разумеется, об их истинной сущности. В самые отдалённые времена уже была известна технология таких основанных на биохимических процессах производств, как хлебопечение, сыроварение, виноделие, выделка кож. Необходимость борьбы с болезнями заставляла задумываться о превращениях веществ в организме, искать объяснения целебным свойствам лекарственных растений. Использование растений в пищу, для изготовления красок и тканей также приводило к попыткам понять свойства веществ растительного происхождения. Древние мыслители рассуждали о том какую роль играют воздух и пища в жизнеобеспечении живых существ, о том что вызывает процесс брожения[3]

Персидский учёный и врач X века Авиценна в своей книге «Канон врачебной науки» подробно описал многие лекарственные вещества[4].

В XVII веке ван Гельмонт ввёл в обиход термин фермент для обозначения химического реагента участвующего в процессе пищеварения[5].

XVIII век ознаменовался трудами М. В. Ломоносова и А. Л. Лавуазье. На основе открытого ими закона сохранения массы веществ и накопленных к концу столетия экспериментальных данных, была объяснена сущность дыхания и исключительная роль в этом процессе кислорода[6].

Изучение химии жизни уже в 1827 г. привело к принятому до сих пор разделению биологических молекул на белки, жиры и углеводы. Автором этой классификации был английский химик и врач Уильям Праут[7]. В 1828 году немецкий химик Ф. Вёлер синтезировал мочевину: сначала — из циановой кислоты и аммиака (выпариванием раствора образующегося цианата аммония), а позже в этом же году — из углекислого газа и аммиака. Тем самым впервые было доказано, что химические вещества живого организма могут быть синтезированы искусственно, вне организма. Работы Вёлера нанесли первый удар по теориям представителей школы виталистов, предполагавших присутствие во всех органических соединениях некой «жизненной силы»[6]. Последующими мощными толчками в этом направлении химии явились лабораторные синтезы липидов (в 1854 году — П. Бертло, Франция) и углеводов из формальдегида (1861 — А. М. Бутлеров, Россия). Бутлеровым была также разработана теория строения органических соединений[8].

Новый толчок развитию биологической химии дали работы по изучению брожения, инициированные Луи Пастером. В 1897 г. Эдуард Бухнер доказал, что ферментация сахара может происходить в присутствии бесклеточного дрожжевого экстракта, и это процесс не столько биологический, сколько химический[9]. На рубеже XIX и XX веков работал немецкий биохимик Э. Фишер. Он сформулировал основные положения пептидной теории строения белков, установил структуру и свойства почти всех входящих в их состав аминокислот. Но лишь в 1926 г. Джеймсу Самнеру удалось получить первый чистый фермент, уреазу, и доказать, что фермент — это белок[10].

Биохимия стала первой биологической дисциплиной с развитым математическим аппаратом благодаря работам Холдейна, Михаэлиса, Ментена и других биохимиков, создавших ферментативную кинетику, основным законом которой является уравнение Михаэлиса-Ментен[11].

В 1928 г. Фредерик Гриффит впервые показал, что экстракт убитых нагреванием болезнетворных бактерий может передавать признак патогенности неопасным бактериям. Исследование трансформации бактерий в дальнейшем привело к очистке болезнетворного агента, которым, вопреки ожиданиям, оказался не белок, а нуклеиновая кислота. Сама по себе нуклеиновая кислота не опасна, она лишь переносит гены, определяющие патогенность и другие свойства микроорганизма. В 1953 году американский биолог Дж. Уотсон и английский физик Ф. Крик опираясь на работы М. Уилкинса и Р. Франклин описали структуру ДНК — ключ к пониманию принципов передачи наследственной информации. Это открытие означало рождение нового направления науки — молекулярной биологии[12].

В 1958 Джордж Бидл и Эдуард Тейтем получили Нобелевскую премию за работу проведённую на грибах выводом которой стала гипотеза «один ген — один фермент»[13]. В 1988 Колин Питчфорк стал первым человеком, осуждённым за убийство на основе доказательств, полученных в результате ДНК-дактилоскопии доказательств, и первым преступником, пойманным в результате массового применения процедуры дактилоскопии[14]. Из последних вех в развитии биохимии следует отметить получение Эндрю Файером и Крейгом Мелло Нобелевской премии по физиологии и медицине за «открытие РНК-интерференции — эффекта гашения активности определённых генов»[15][16].

Смежные дисциплины

Возникнув как наука о химии жизни в конце XIX века[2], чему предшествовало бурное развитие органической химии, биохимия отличается от органической химии тем, что исследует только те вещества и химические реакции, которые имеют место в живых организмах, прежде всего в живой клетке. Согласно этому определению, биохимия охватывает также многие области клеточной биологии и включает в себя молекулярную биологию[17]. После выделения последней в особую дисциплину, размежевание между биохимией и молекулярной биологией в основном сформировалось как методологическое и по предмету исследования. Молекулярные биологи преимущественно работают с нуклеиновыми кислотами, изучая их структуру и функции, в то время как биохимики сосредоточились на белках, в особенности на ферментах, катализирующих биохимические реакции. В последние годы термины «биохимия» и «молекулярная биология» часто используются как синонимы[9].

Разделы биохимии

• Статическая биохимия (Биоорганическая химия) — наука о химическом составе организмов и структур составляющих их молекул (белков, аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, углеводов и их производных, липидов, витаминов, гормонов). Ее основные объекты — биополимеры, превращения которых составляют химическую сущность биологических процессов, и биорегуляторы, которые химически регулируют обмен веществ.
  • Биохимия аминокислот — наука о химическом составе аминокислот[18]
  • Биохимия белков — наука о химическом составе белков[19]
  • Биохимия ферментов — наука о химическом составе ферментов[20]
  • Биохимия углеводов — наука о химическом составе углеводов[21]
  • Биохимия нуклеиновых кислот — наука о химическом составе нуклеиновых кислот[22][23]
  • Биохимия нуклеотидов — наука о химическом составе нуклеотидов[24][25]
  • Биохимия липидов — наука о действии липидов, их биологических эффектах, биохимических нарушениях при недостатке или избытке в организме[26]
  • Биохимия витаминов — наука о действии витаминов, их биологических эффектах, биохимических нарушениях при недостатке или избытке в организме[27][28]
  • Биохимия гормонов — наука о действии гормонов, их биологических эффектах, биохимических нарушениях при недостатке или избытке в организме[29][30]
• Динамическая биохимия — изучает химические реакции, представляющие обмен веществ (метаболизм), а именно пути превращения молекул и механизмы происходящих между ними реакций[31][32].
  • Молекулярная биология — наука, ставящая своей задачей познание природы явлений жизнедеятельности путём изучения биологических объектов и систем на уровне, приближающемся к молекулярному, а в ряде случаев и достигающем этого предела.
  • Биоэнергетика — раздел динамической биохимии, который изучает закономерности образования, аккумуляции и потребления энергии в биологических системах.
• Функциональная биохимия — раздел биохимии, изучающий химические превращения, лежащие в основе функций органов, тканей и организма в целом[33].
  • Биохимия микроорганизмов (Биохимия бактерий) — наука о составе и превращениях веществ в микроорганизмах[34].
  • Биохимия растений — наука о молекулярных процессах, происходящие в растительном организме [35][36].
  • Биохимия животных — наука о молекулярных процессах, протекающих в клетках живых организмов [37].
  • Биохимия человека — это раздел биохимии, который изучает закономерности обмена веществ в человеческом организме [38]
    • Биохимия крови — наука о закономерностях обмена веществ в крови человека[39][40]
    • Биохимия тканей — наука о закономерностях обмена веществ в тканях человека[41]
    • Биохимия органов — наука о закономерностях обмена веществ в органах человека
    • Медицинская биохимия — это раздел биохимии, который изучает закономерности обмена веществ в человеческом организме при заболеваниях [42].
    • Биохимия мышечной деятельности — это раздел биохимии, который изучает закономерности обмена веществ в человеческом организме при мышечной деятельности [43][44][45].
      • Биохимия спорта — наука, выявляющая закономерности обмена веществ в человеческом организме при предельной по объему и/или интенсивности мышечной деятельности [46][47][48].

Методы изучения

В основе биохимической методологии лежит фракционирование, анализ, изучение структуры и свойств отдельных компонентов живого вещества. Методы биохимии преимущественно формировались в XX веке; наиболее распространенными являются хроматография, изобретённая М. С. Цветом в 1903 г.[49], центрифугирование (Т. Сведберг, 1923 г., Нобелевская премия по химии 1926 г.) и электрофорез (А. Тизелиус, 1937 г., Нобелевская премия по химии 1948 г.)[50][51].

С конца XX в. в биохимии всё шире применяются методы молекулярной и клеточной биологии, в особенности искусственная экспрессия и нокаут генов в модельных клетках и целых организмах (см. генная инженерия, биотехнология). Определение структуры всей геномной ДНК человека выявило приблизительно столько же ранее неизвестных генов и их неизученных продуктов, сколько уже было известно к началу XXI века благодаря полувековым усилиям научного сообщества. Оказалось, что традиционный химический анализ и очистка ферментов из биомассы позволяют получить лишь те белки, которые в живом веществе присутствуют в сравнительно большом количестве. Не случайно основная масса ферментов была открыта биохимиками в середине XX века и к концу столетия распространилось убеждение, что все ферменты уже открыты. Данные геномики опровергли эти представления, но дальнейшее развитие биохимии требовало изменения методологии. Искусственая экспрессия ранее неизвестных генов предоставила биохимикам новый материал для исследования, часто недоступный традиционными методами. В результате возник новый подход к планированию биохимического исследования, который получил название обратная генетика или функциональная геномика[52]. В последние десятилетия большое развитие произошло в области компьютерного моделирования. Эта методика позволяет исследовать свойства биомолекул там, где невозможно (или очень затруднительно) провести прямой эксперимент. Методика основана на компьютерных программах, которые позволяют визуализировать структуру биомолекул, задать их предполагаемые свойства и наблюдать результирующие интеракции между молекулами, такие например как энзим — субстрат, энзим — коэнзим, энзим — ингибитор[51].

Необходимые химические элементы

Из 90 химических элементов, встречающихся в естественном состоянии в природе, для поддержания жизни необходимо чуть больше четверти. Большинство редких элементов не являются необходимыми для поддержания жизни (исключениями являются селен и иод). Большинством живых организмов не используются также два распространённых элемента, алюминий и титан. Списки необходимых для живых организмов элементов различаются на уровне высших таксонов. Всем животным необходим натрий, а некоторые растения обходятся без него. Растениям необходим бор и кремний, а животным - нет (или же необходим в ультрамикроскопических количествах). Всего шесть элементов (так называемые макронутриенты, или органогенные элементы) составляют до 99% от массы человеческого организма. Это углерод, водород, азот, кислород, кальций и фосфор. Кроме этих шести основных элементов, человеку необходимы малые или микроскопические количества ещё 19 элементов: натрий, хлор, калий, магний, сера, железо, фтор, цинк, кремний, медь, иод, бор, селен, никель, хром, марганец, молибден, кобальт[53] и, как показано в 2014 году, бром[54].

Биомолекулы

Четыре основных типа молекул, исследованием которых занимается биохимия, - это углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты, а также их гибриды, протеогликаны, гликопротеины, липопротеины и т. п. Многие биомолекулы являются полимерами (макромолекулами), строительными «блоками» которых являются более простые биомолекулы. Например, полисахариды состоят из простых сахаров, белки из аминокислот. Биологические полимеры часто составляют комплексы, строение которых диктуется их биологической функцией[55]. В иерархии химической сложности живых систем макромолекулы стоят выше химических элементов, функциональных групп и простых биомолекул, а на следующих ступенях этой иерархии — метаболические пути, клетка, многоклеточные организмы и экосистемы[56].

Углеводы

Углеводы состоят из мономеров, называемых моносахариды, как например глюкоза (C6h22O6), фруктоза (C6h22O6)[57], и дезоксирибоза (C5h20O4). Во время синтеза молекулы дисахарида из двух молекул моносахаридов образуется молекула воды. Полисахариды служат для аккумуляции энергии (крахмал у растений, гликоген у животных) и как структурообразующие молекулы (например основным компонентом клеточных стенок растений является полисахарид целлюлоза, а хитин является структурным полисахаридом низших растений, грибов и беспозвоночных животных (в основном роговые оболочки членистоногих — насекомых и ракообразных)[58].

Липиды

Липиды (жиры), как правило составлены из молекулы глицерина, к которой сложно-эфирной связью крепятся от одной (моноглицериды) до трёх (триглицериды) жирных кислот. Жирные кислоты делятся на группы по длине углеводородной цепочки и по степени насыщенности (наличия и количества двойных связей в цепочке). Липиды служат у животных основными энергоёмкими молекулами. Кроме того у них есть различные функции, связанные с передачей клеточных сигналов и переноса липофильных молекул[59].

Белки

Белки как правило являются крупными молекулами — макробиополимерами. Их мономерами являются аминокислоты. Большинство организмов синтезируют белки из 20 разных типов аминокислот. Аминокислоты отличаются друг от друга так называемой R-группой, строение которой имеет большое значение в свёртывании белка в трёхмерную структуру. Аминокислоты образуют между собой пептидные связи выстраивая при этом цепочку — полипептид. Сравнение последовательности аминокислот в белках позволяет биохимикам определить степень гомологичности двух (или более) белков[60].

Функции белков в клетках живых организмов более разнообразны, чем функции других биополимеров — полисахаридов и нуклеиновых кислот. Так, белки-ферменты катализируют протекание биохимических реакций и играют важную роль в обмене веществ. Некоторые белки выполняют структурную или механическую функцию, образуя цитоскелет, поддерживающий форму клеток. Также белки играют ключевую роль в сигнальных системах клеток, при иммунном ответе и в клеточном цикле. Многие белки, как ферменты так и структуральные белки создают комплексы с небелковыми биомолекулами. Комплексы с олигосахаридами называются (в зависимости от сравнительной доли белка и полисахарида в комплексе) гликопротеинами или протеогликанами. Комплексы с липидами называются липопротеинами[61].

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновая кислота — это комплекс макромолекул, состоящий из полинуклеотидных цепочек. Основная функция нуклеиновых кислот это хранение и кодирование генетической информации. Нуклеиновая кислота синтезируется из макроэргических мононуклеозидтрифосфатов (АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ, УТФ), один из которых аденозинтрифосфат (АТФ), является к тому же основной энергоёмкой молекулой всех живых организмов. Самыми распространёнными нуклеиновыми кислотами являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Нуклеиновые кислоты можно обнаружить во всех живых клетках от архей до эукариотов, а также в вирусах[62].

Название «нуклеиновые кислоты» было дано этой группе биополимеров из-за их основного местонахождения — в клеточном ядре. Мономеры этих молекул называются нуклеотиды. Нуклеотиды состоят из трёх компонентов: азотистого основания (пурина или пиримидина), моносахарида типа пентоза и фосфатной группы. ДНК и РНК различаются между собой типом пентозы (в ДНК это 2-дезоксирибоза, а в РНК это рибоза), а также возможным составом азотистых оснований (в то время как аденин, гуанин и цитозин присутствуют как в ДНК так и в РНК, тимин присутствует исключительно в ДНК, а урацил- исключительно в РНК)[63].

См. также

Примечания

1. ↑ Vasudevan, 2013, p. 3.
2. ↑ 1 2 Северин, 2003, с. 6.
3. ↑ Зубаиров Д. М. Вехи истории первой кафедры медицинской химии и физики в России (2007)
4. ↑ Авиценна «Канон врачебной науки» [1]
5. ↑ Harré, R. Great Scientific Experiments. — Oxford: Oxford University Press, 1983. — С. 33 – 35.
6. ↑ 1 2 Березов, 1998, p. 16.
7. ↑ William Prout
8. ↑ Бутлеров А. О химическом строении веществ // Учёные записки Казанского университета (отд. физ.-мат. и мед. наук). Вып.1, отд.1. — 1862. — С. 1—11.
9. ↑ 1 2 Березов, 1998, p. 17.
10. ↑ The Nobel Prize in Chemistry 1946
11. ↑ Chen, W.W.,Neipel, M., Sorger, P.K. (2010). «Classic and contemporary approaches to modeling biochemical reactions». Genes Dev 24 (17): 1861–1875. DOI:10.1101/gad.1945410. PMID 20810646.
12. ↑ Crick F. H., Barnett L., Brenner S., Watts-Tobin R. J. (December 1961). «General nature of the genetic code for proteins» (PDF reprint). Nature 192: 1227–32. DOI:10.1038/1921227a0. PMID 13882203.
13. ↑ Beadle G. W., Tatum E. L. (15 November 1941). «Genetic Control of Biochemical Reactions in Neurospora». PNAS 27 (11): 499–506. DOI:10.1073/pnas.27.11.499. PMID 16588492.[2]
14. ↑ Butler, John M. Fundamentals of Forensic DNA Typing. — Academic Press, 2009. — P. 5. — ISBN 978-0-08-096176-7.
15. ↑ Andrew Fire, Siqun Xu, Mary K. Montgomery, Steven A. Kostas, Samuel E. Driver und Craig C. Mello: Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. In: Nature. Band 391, 1998, S. 806—811, PMID 9486653 PDF Архивировано 12 января 2006 года.
16. ↑ Sen, Chandan K.; Roy, Sashwati (2007). «miRNA: Licensed to kill the messenger». DNA Cell Biology 26 (4): 193–194. DOI:10.1089/dna.2006.0567. PMID 17465885.
17. ↑ Р. Марри и др. Биохимия человека. Т.1. — М., 1993. — с. 10.
18. ↑ Майстер А. Биохимия аминокислот : [монография] / Под ред. и с предисл.: А. Е. Браунштейн ; пер. с англ.: Г. Я. Виленкина – М. : Иностр. лит., 1961 . – 530 с.
19. ↑ Синютина С. Е. Биохимия белков и ферментов. - Тамбов : ТГУ им. Г. Р. Державина, 2010.
20. ↑ Химия и биохимия ферментов : [Сб. статей]. - Киев : Наук. думка, 1981. - 90 с. : ил. ; 26 см. - (Биохимия животных и человека : Респ. межвед. сб. / АН УССР, Ин-т биохимии им. А.В. Палладина ; Вып. 5).
21. ↑ Химия и биохимия углеводов : Учеб. пособие. - Владивосток : Изд-во ДВГАЭУ, 1999. - 56 с.
22. ↑ Дэвидсон Дж. Биохимия нуклеиновых кислот / Пер. с англ. к. ф.-м. н. В.В. Борисова; Под ред. и с предисл. А.А. Баева. - Москва : Мир, 1976. - 412 с.
23. ↑ Терентьева Н. А. Химия и биохимия нуклеиновых кислот : учебное пособие. - Владивосток : Дальнаука, 2011. - 268 с.
24. ↑ Степаненко Б.Н. Химия и биохимия углеводов (полисахариды) : Учеб. пособие для вузов. — М.: Высш. Школа, 1978. — 256 с.
25. ↑ Соболев А.С. Радиационная биохимия циклических нуклеотидов. - М. : Энергоатомиздат, 1987. - 100 с.
26. ↑ Препаративная биохимия липидов / [Л.Д. Бергельсон, Э.В. Дятловицкая, Ю.Г. Молотковский и др.; Отв. ред. Л.Д. Бергельсон, Э.В. Дятловицкая]. - М. : Наука, 1981. - 259 с.
27. ↑ Иваненко Е.Ф. Биохимия витаминов : [Учеб. пособие для биол. специальностей вузов]. - Киев : Вища школа, 1970. - 210 с.
28. ↑ Биохимия витаминов [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие для студентов / А.И. Конопля, Н.А. Быстрова. - Курск : КГМУ, 2012.
29. ↑ Биохимия гормонов и гормональной регуляции : монография / [С.А. Афиногенова, А.А. Булатов, В.Н. Гончарова и др.; Отв. ред. акад. Н.А. Юдаев] . - Москва : Наука, 1976. - 379 с.
30. ↑ Шушкевич Н. И. Биохимия гормонов : учебное пособие по медицинской биохимии. - Владимир : Изд-во ВлГУ, 2009. - 67 с.
31. ↑ Гофман Э.Г. Динамическая биохимия / Пер. с нем. канд. мед. наук А.И. Арчакова и канд. мед. наук В.М. Девиченского; Под ред. и с предисл. д-ра мед. наук проф. Л.Ф. Панченко. - Москва : Медицина, 1971. - 311 с.
32. ↑ Динамическая биохимия : учебное пособие / [В.Е. Толпекин и др.]. - Москва : Изд-во МАИ-Принт, 2011. - 71 с.
33. ↑ Гомазков О.А. Функциональная биохимия регуляторных пептидов : монография. - М. : Наука, 1992. - 159, [1] с.
34. ↑ Неверова О. А. Биохимия микроорганизмов : учебное пособие : для студентов вузов / О.А. Неверова; Федер. агентство по образованию, Кемер. технол. ин-т пищевой пром-ти. - Кемерово : КемТИПП, 2005. - 83 с.
35. ↑ Клетович В.Л. Биохимия растений : Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Высшая школа, 1986. —503 с.
36. ↑ Биохимия растений [Электронный ресурс / Г.-В. Хелдт ; пер. с англ. — 2-е изд. (эл.). — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. — 471 с. : ил. — (Лучший зарубежный учебник)
37. ↑ Рогожин В.В. Биохимия животных : Учебник. — СПб.: ГИОРД, 2009. — 552 с: ил. ISBN 978-5-98879-074-7
38. ↑ Биохимия человека : [Учеб.] : В 2 т / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл; Пер. с англ. к.ф.-м.н. В.В. Борисова и Е.В. Дайниченко Под ред. д.х.н. Л.М. Гинодмана. - М. : Мир, 2004.
39. ↑ Наточин Ю.В. Биохимия крови и диагностика / Клинич. б-ца РАМН. - СПб. : Б. и., 1993. - 149 с
40. ↑ Барышева Е.С. Биохимия крови [Электронный ресурс]: лабораторный практикум/ Барышева Е.С., Бурова К.М.— Электрон. текстовые данные.— Оренбург: Оренбургский государственный университет, ЭБС АСВ, 2013.— 141 c.
41. ↑ Языкова М. Ю. Биохимия тканей : учебное пособие для студентов, обучающихся по биологическим специальностям / М.Ю. Языкова. - Самара : Самарский университет, 2004. - 75 с.
42. ↑ Солвей Дж. Г. Наглядная медицинская биохимия : [учеб. пособие] / пер. с англ. А. П. Вабищевич, О. Г. Терещенко ; под ред. Е. С. Северина. — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : ГЭОТАР-Медиа, 2015. — 168 с. ISBN 978-5-9704-2037-9
43. ↑ Калинский М.И. Биохимия мышечной деятельности. - Киев : Здоровья, 1989. - 143 с.
44. ↑ Биохимия мышечной деятельности : Учеб. для студентов вузов физ. воспитания и спорта / Н.И. Волков, Э.Н. Несен, А.А. Осипенко, С.Н. Корсун. - Киев : Олимп. лит., 2000. - 502,[1] с.
45. ↑ Мохан Р. Биохимия мышечной деятельности и физической тренировки / Рон Мохан, Майкл Глессон, Пауль Л. Гринхафф; [Пер. с англ. Валерий Смульский]. - Киев : Олимп. лит., 2001. - 295 с.
46. ↑ Яковлев Н.Н. Биохимия спорта. - Москва : Физкультура и спорт, 1974. - 288 с.
47. ↑ Михайлов С. С. Спортивная биохимия : учебник / С. С. Михайлов. - 6-е изд., стер. - Москва : Советский спорт, 2010. - 347 с.
48. ↑ Михайлов С. С. Биохимия двигательной деятельности : учебник / С.С. Михайлов. - Москва : Спорт, 2016. - 292 с.
49. ↑ Березов, 1998, p. 26.
50. ↑ Березов, 1998, p. 30-32.
51. ↑ 1 2 Monique Laberge. Biochemistry. — USA: Infobase Publishing, 2008. — С. 4. — 112 с. — ISBN 97807910196932.
52. ↑ Koonin E., Galperin M. Sequence — Evolution — Function.
53. ↑ Ultratrace minerals. Authors: Nielsen, Forrest H. USDA, ARS Source: Modern nutrition in health and disease / editors, Maurice E. Shils ... et al.. Baltimore : Williams & Wilkins, c1999., p. 283-303. Issue Date: 1999 URI: [3]
54. ↑ McCall AS, Cummings CF, Bhave G, Vanacore R, Page-McCaw A, Hudson BG (2014). «Bromine Is an Essential Trace Element for Assembly of Collagen IV Scaffolds in Tissue Development and Architecture». Cell 157 (6): 1380–92. DOI:10.1016/j.cell.2014.05.009. PMID 24906154.
55. ↑ Monique Laberge. Biochemistry. — USA: Infobase Publishing, 2008. — С. 2. — 112 с. — ISBN 97807910196932.
56. ↑ Новая медицинская энциклопедия [Электронный ресурс] Биохимия
57. ↑ Whiting, G.C. Sugars // The Biochemistry of Fruits and their Products / A.C. Hulme. — Academic Press, 1970. — Vol. Volume 1. — P. 1–31.
58. ↑ Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков. Биоорганическая химия. — 1-е изд. — М.: Медицина, 1985. — С. 349—400. — 480 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 75 000 экз.
59. ↑ Nelson D.L., Cox M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. — 5th. — W. H. Freeman, 2008. — ISBN 978-0-7167-7108-1.
60. ↑ Общая биология. Учебник для 9 — 10 классов средней школы. Под ред. Ю. И. Полянского. Изд. 17-е, перераб. — М.: Просвещение, 1987. — 288с.
61. ↑ А. Н. Несмеянов, Н. А. Несмеянов. Начала органической химии. Книга вторая 221. Проверено 26 декабря 2012. Архивировано 27 декабря 2012 года.
62. ↑ Collier, 1998, pp. 96—99.
63. ↑ Tropp, 2012, pp. 5–9.

Литература

• Марри Р. и др. Биохимия человека. — М., 1993.
• Введение в биохимическую экологию. — М.: Издательство Московского университета, 1986.
• Fromm, Herbert J.; Hargrove, Mark. Essentials of Biochemistry. — Springer, 2012. — ISBN 978-3-642-19623-2.
• Hunter, Graeme K. Vital Forces: The Discovery of the Molecular Basis of Life. — Academic Press, 2000. — ISBN 978-0-12-361811-5.
• Tropp, Burton E. Molecular Biology. — 4th. — Jones & Bartlett Learning, 2012. — ISBN 978-1-4496-0091-4.
• Vasudevan, D. M. et al. Textbook of Biochemistry for Medical Students. — 7th. — JP Medical Publishers, 2013. — ISBN 978-9-3509-0530-2.
• Collier, Leslie; Balows, Albert; Sussman, Max. Topley and Wilson’s Microbiology and Microbial Infections / Mahy, Brian and Collier, Leslie. Arnold. — ninth edition. — Virology, 1998. — Т. 1. — ISBN 0-340-66316-2.
• Северин, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Под ред. Е.С. Северина. — ГЭОТАР Медиа, 2003. — 779 с. — ISBN 5-9231-0254-4.
• Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия: Учебник. — Медицина, 1998. — 704 с. — ISBN 5-225-02709-1.

Ссылки

ru-wiki.org

БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ - это... Что такое БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ?

Словарь ботанических терминов. — Киев: Наукова Думка. Под общей редакцией д.б.н. И.А. Дудки. 1984.

• БИОХИМИЧЕСКАЯ ФАЗА ФОТОСИНТЕЗА
• БИОХОР (А)

Смотреть что такое "БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ" в других словарях:

• БИОХИМИЯ — БИОХИМИЯ, наука о химических веществах, входящих в состав организмов, их структуре, распределении, превращениях и функциях, а также о химических процессах, лежащих в основе жизнедеятельности. Первые сведения по биохимии человек получил в процессе …   Современная энциклопедия

• Биохимия — БИОХИМИЯ, наука о химических веществах, входящих в состав организмов, их структуре, распределении, превращениях и функциях, а также о химических процессах, лежащих в основе жизнедеятельности. Первые сведения по биохимии человек получил в процессе …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• Биохимия — I Биохимия         биологическая химия, наука, изучающая состав организмов, структуру, свойства и локализацию обнаруживаемых в них соединений, пути и закономерности их образования, последовательность и механизмы превращений, а также их… …   Большая советская энциклопедия

• Биохимия — I Биохимия         биологическая химия, наука, изучающая состав организмов, структуру, свойства и локализацию обнаруживаемых в них соединений, пути и закономерности их образования, последовательность и механизмы превращений, а также их… …   Большая советская энциклопедия

• биохимия — биохимия, наука, изучающая входящие в состав организмов химические вещества, их структуру, распределение, превращения и функции. Совокупность превращений этих веществ составляет обмен веществ, лежащий в основе жизнедеятельности всех организмов.… …   Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь

• БИОХИМИЯ — наука, изучающая входящие в состав организмов хим. в ва, их структуру, распределение, превращения и функции. Совокупность превращений этих в в составляет обмен в в, лежащий в основе жизнедеятельности всех организмов. Как наука Б. сформировалась в …   Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

• БИОХИМИЯ — биологическая химия, наука о химич. составе живой материи и о химич. процессах, происходящих в живых организмах и лежащих в основе их жизнедеятельности. Б. слагается из статической Б., занимающейся преимущественно анализом химич. состава… …   Биологический энциклопедический словарь

• Биохимия — У этого термина существуют и другие значения, см. Биохимия (значения). Биохимия (биологическая, или физиологическая химия) наука о химическом составе живых клеток и организмов и о химических процессах, лежащих в основе их жизнедеятельности.… …   Википедия

• БИОХИМИЯ — наука, которая описывает на языке химии строение и функции живых организмов. Биохимические концепции находят применение в медицине, пищевой, фармацевтической и микробиологической промышленности, сельском хозяйстве, а также в перерабатывающей… …   Энциклопедия Кольера

• БИОХИМИЯ — биологическая химия, наука, изучающая химич. состав организмов, структуру, локализацию и функции содержащихся в них соединений, пути и закономерности их образования, последовательность и механизм превращений, а также их биол. и физиол. роль. Совр …   Ветеринарный энциклопедический словарь

botanical_dictionary.academic.ru

1. Общие сведения о биохимии. Предметы и задачи курса.

ВВЕДЕНИЕ

1. Общие сведения о биохимии. Предметы и задачи курса.

3. Строение растительной клетки

4. Анатомическое строение, химический состав зерна различных культур

Биохимия – это наука, изучающая химический состав и свойства живых организмов, а также превращения и изменение химических веществ в процессе ж/деятельности живых организмов. Биохимия является теоретической основой многих отраслей промышленности, особенно пищевой, легкой, медицины, отдельных отраслей с/хозяйства, генной инженерии и т.д. Бывает: статистическая, динамическая и функциональная биохимия.

Стат. биохимия изучает отдельные вещества живых организмов и свойства этих веществ, динамическая – превращения этих веществ в процессе ж/деятельности, функциональная – взаимосвязь между различными органами живых организмов.

С точки зрения объекта исследования биохимия делится на общую, биохимию человека и животных, биохимию растений, биохимию м/организмов. Общая биохимия изучает хим. состав и биохимические процессы, общие для всей живой материи.

В зависимости от направленности исследований биохимия делится: техническая, медицинская, космическая, радиационная и т.д. Эта наука тесно связана со многими науками – со всеми видами химии, с физикой, физиологией, ботаникой и даже математикой. Мы изучаем техническую биохимию, ее раздел, относящийся к зерну и продуктам его переработки, биохимию хлебопечения.

Изучению подлежит:

1. хим. состав зерна, муки, круп, хлеба (природные орг. вещества).

2. биохим. процессы, протекающие в растениях при их росте, развитии и созревании плодов.

3. биохим. процессы, протекающие при переработке зерна в продукты питания и при выпечке хлеба.

4. биохим. процессы, происходящие в продуктах при их хранении.

5. пищевая ценность зерна, круп, хлеба.

3. Строение растительной клетки

Клетка – это наименьшая живая единица любого живого организма. Представляет из себя сложную организованную систему органелл (органоидов), выполняющих совершенно опр. функции в клетке. Впервые была открыта в 1665 г. Робертом Гуком, рассматривавшим под увеличением пробковое дерево.

Особенности растительной клетки

1. Наличие специального аппарата, ведущего фотосинтез.

2. Наличие внутри клетки специальной органеллы под названием вакуоль.

3. Наличие прочной жесткой клеточной оболочки.

Клетка покрыта оболочкой, имеющей твердую структуру, защищает клетку от внешних воздействий, служит опорой для клетки, придает тканям растений прочность. Состоит из углеводов: целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновых веществ. Некоторые клетки имеют одну первичную оболочку; некоторые, достигнув своего максимального размера, начинают формировать вторичную на внутренних слоях первичной оболочки, которая в основном состоит из гемицеллюлозы и пектиновых веществ.

Клетки соединяются между собой специальным межклеточным веществом – срединной пластинкой, которая состоит из целлюлозы и пектиновых веществ. Все, что находится под оболочками, называется протоплазмой. Протоплазма включает в себя цитоплазму и ядро. В цитоплазме располагаются все внутриклеточные структуры или органоиды.

Ядро – это центр клетки, регулирующий и контролирующий рост, развитие и размножение клетки. Ядро включает ядрышко и хроматин. Ядрышко – самая плотная структура клетки. Функция ее – синтез рибосом. Состоит ядрышко из молекул белка и РНК. Вокруг ядрышка располагается хроматин – это вещество мелкозернистой структуры, которое при делении клетки превращается в хромосомы. Хромосомы состоят из ДНК и белка.

Отдельные участки хромосом называются генами. В генах опр. кодом записывается вся наследственная информация о живом организме. Число хромосом – это видовой признак организма. Оно может быть от 4 хромосом до нескольких сотен. В целом ядро клетки выполняет функцию хранения и передачи наследственной информации.

Сверху ядро покрыть ядерной оболочкой, состоящей из двух мембран. Внутренняя мембрана охраняет ядро от внешних воздействий. Наружная постепенно переходит в эндоплазматическую сеть или эндоплазматический ретикул. Сеть представляет собой очень тонкую сеточку, проходящую через всю цитоплазму. Состоит из очень тонких трубочек, которые на концах расширяются в пузырьки. Эта структура участвует в передвижении различных веществ от ядра в цитоплазму или наоборот.

В цитоплазме клетки находятся органеллы пластиды. Они делятся на хлоропласты, лейкопласты, хромопласты. Хлоропласты содержат в своем составе пигмент зеленого цвета хлорофилл. Они принимают участие в фотосинтезе. Лейкопласты – бесцветные органеллы. Они содержатся в тканях растений, запасающих питательные вещества (эндосперм, семядоли), в корневой системе. Хромопласты содержатся в цветках, появляются в осенних листьях, содержат пигменты различных цветов. Их функции до конца не выяснены.

Еще в цитоплазме имеются митохондрии. Их может быть до 2000. имеют самую разную форму и легко ее изменяют. В основном состоят из белка, липидов, нуклеиновых кислот. Основная функция – окисление поступающих в клетку питательных веществ и связывание выделяющейся энергии, запасают ее в виде высокоэнергетических фосфатных связей в составе различных веществ.

Рибосомы состоят из двух субъединиц сферической формы большего и меньшего размера. Основная функция – биологический синтез белка. Состоят из молекул белка и РНК.

Комплекс Гольджи – состоит из отдельных элементов, которые называются диктиосомы. Каждая диктиосома состоит из «стопки плоских мешочков» разных размеров. Число этих мешочков не более 8. Некоторые мешочки окружены пузырьками. Новые мешочки образуются из эндоплазматической сети, а старые распадаются на пузырьки. Назначение комплекса Гольджи - синтез различных веществ в мешочках, а пузырьки потом поступают в вакуоль клетки, где хранятся все питательные вещества.

Лизосомы в основном состоят из молекул белка и содержат в своем составе более 40 различных ферментов. Основная функция лизосом – поставлять ферменты для процесса синтеза сложных веществ или расщепления сложных в простые. Лизосомы участвуют в процессе удаления из клетки ее отмирающих частей.

Сферосома состоит из белка, функция – синтез различных липидов.

Микротельца имеют овальную форму. Делятся на несколько видов. Наиболее важные из них пироксисомы, глиоксисомы. Пироксисомы содержатся в тех частях растений, которые участвуют в фотосинтезе. Глиоксисомы содержатся в клетках эндосперма или семядолях, тесно связаны с сферосомами, т.к. они превращают липиды в углеводы.

В цитоплазме клетки содержатся нитевидные органеллы, которые образуют цитоскелет клетки. Цитоскелет состоит из микротрубочек и микрофиламентов. Микротрубочки транспортируют пузырьки комплекса Гольджи в необходимое место клетки, а также участвуют в процессах деления клетки. Микрофиламенты – это тонкие нити диаметром в 3-4 раза меньше, чем микротрубочки, соединенные в пучки. Состоят в основном из белка, способного сокращаться. Эти пучки способствуют перемещению отдельных органоидов внутри клетки.

Вакуоль. В молодой растущей клетке их несколько, в старой одна. Она содержит внутри себя клеточный сок или вакуолярную жидкость. Клеточный сок – это комплекс различных питательных веществ в растворенном виде. Эти питательные вещества могут расходоваться клеткой для поддержания своей ж/деятельности, если извне эти питательные вещества не поступают.

Все органеллы отделяются от цитоплазмы мембранами. Большинство мембран состоит из трех слоев молекул:

Все мембраны имеют свое название, например, мембрана вакуолей называется тонопласт; мембрана, отделяющая цитоплазму от оболочки – плазмолемма. Все мембраны имеют поры, через которые происходит обмен веществ с окружающей средой.

Координация и взаимосвязь всех процессов в клетке осуществляется с помощью спец. веществ – гормонов (химические посыльные клетки).

studfiles.net

Смотрите также

• 
  Деление клетки растения
• 
  Песок для растений
• 
  Песок для растений
• 
  Растения кировской области
• 
  Интродукция растений это
• 
  Йод для растений
• 
  Схема строения растения
• 
  Двудольное растение примеры
• 
  Вьющиеся быстрорастущие растения
• 
  Быстрорастущие вьющиеся растения
• 
  Строение почка растения