Микитюк А, Вещества, които изграждат растенията, Вестник "Биология" № 33
Пример 1.Намерете киселинното число на мазнина, за неутрализиране на 2,8 g, от които са необходими 3 ml разтвор, съдържащ 0,1 mol KOH в 1 литър.
Разтвор.Моларна маса на калиев хидроксид
M (KOH) \u003d 56 g / mol.
1 литър 0,1 моларен разтвор съдържа 5,6 g KOH, а 3 ml (0,003 l) съдържа 3 x 5,6 x 10-3 = 16,8 mg.
за неутрализиране на 2,8 g мазнини са необходими 16,8 mg KOH, за неутрализиране на 1 g мазнини са необходими X mg KOH; където X=16,8:2,8=6 mg KOH.
Отговор:число на мастна киселина = 6.
Фосфолипиди
Фосфолипидите се различават от истинските мазнини по това, че съдържат фосфорна киселина и някои азотсъдържащи съединения.
Общата формула на фосфолипидите е следната:
Восъците са естери на едновалентни алкохоли с високо молекулно тегло и мастни киселини. Восъкообразуващите естери най-често включват палмитинова CH3(CH2)14COOH и керотинова CH3(CH2)24COOH киселини, а алкохолите включват цетилов CH3(CH2)14CH2OH, церилов CH3(CH2)24CH2OH и мирицилов CH3(CH2)28CH2OH алкохоли.
Восъците играят важна роля в растенията, главно като защитно средство. Покривайки листата, плодовете, стъблата с тънък слой, восъчното покритие предпазва растенията от увреждане от вредители, патогени и от прекомерна загуба на вода.
Стероиди и терпени
Стероидите и терпените могат да бъдат приписани на вещества с липиден характер, въз основа на факта, че мастните киселини участват в техния синтез. Тези съединения са изградени от пет въглеродни градивни блокове (C5H8), принадлежащи към класа на изопрените. Терпените се наричат въглеводороди със състав C10H16, най-често срещани в природата в смолата на иглолистни растения и в много етерични масла. Същите природни обекти съдържат многокислородсъдържащи вещества, подобни по структура на терпените.
Терпентинът (липиден разтворител) се получава от смолистите секрети на борови дървета. Състои се предимно от a-пинен. Ментолът е отговорен за миризмата на мента. Лимонен се намира в терпентин, ментово масло, както и в масло от лимон, целина и кимион (фиг. 5).
Ориз. 5. Растения - източници на терпени:а -бор;b —мента;c —целина;g —кимион
Стероидите са съединения с тетрациклична кондензирана система:
Стеролите принадлежат към класа на стероидите. Те са изолирани от неосапуняемата фракция на мазнините. Всички стероли са изградени по общата схема:
Например, ергостерол (R=CH3) се изолира от мораво рогче, а също и от дрожди. Стигмастеролът (R=C2H5) се намира в соевото масло и маслото от семена на други висши растения.
9. Използвайки примера за взаимодействие на оцетна киселина CH3COOH с етанол C2H5OH, обяснете какво представлява реакцията на кондензация.
10. Кой от двата липида - тристеарин (точка на топене 72 °C) или триолеин (точка на топене -5 °C) - бихте класифицирали като масла?
11. Известно е, че при окисляването на 1 g мазнини се отделят 9 kcal енергия, а при окисляването на 1 g въглехидрати или протеини - приблизително 4,5 kcal. Колко грама захароза C12H22O11 могат да заменят 0,1 mol тристеарин?
12. Колко милилитра вода могат да се получат от пълното окисление на 50 g тристеаринова мазнина в тялото?
13. Колко C=C двойни връзки има в една ненаситена мастна киселина - ерукова C22H42O2?
14. Колко различни пространствени изомери има линоловата киселина C18H32O2?
15. Какво е киселинното число на мазнините, за неутрализиране на 6 g от които са необходими 10 g 0,3% разтвор на КОН?
16. Определете степента на осапуняване на триолеинова мазнина, съдържаща 2%несвързана олеинова киселина?
17. Какво е йодното число на стеаринодиолеина?
Аминокиселини и протеини
Аминокиселините са съединения, които съдържат аминогрупа (-NH2) и карбоксилна група (-COOH) в молекулата. Аминокиселините, които изграждат протеините, са а-аминокиселини.
Общата формула на аминокиселините:
Повечето аминокиселини имат една киселинна и една основна група. Тези киселини се наричат неутрални. Има и основни аминокиселини - с повече от една аминогрупа и киселинни аминокиселини - с две карбоксилни групи:
Растенията синтезират всички необходими аминокиселини от по-прости вещества.
Аминокиселините са в състояние да се комбинират помежду си с елиминирането на водата и образуването на пептидна връзка азот-въглерод:
Новото съединение, дипептид, съдържа аминогрупа и карбоксилна група в краищата на молекулата. Поради това дипептидът може да прикрепи други аминокиселини, за да образува полипептида:
Съдържанието на аминокиселини в растенията варира в зависимост от възрастта на растенията, външните условия: температура, продължителност на деня, влага и др., както и от храненето. Това променя не само концентрацията, но и качествения състав на аминокиселините. Количеството свободни аминокиселини намалява с възрастта на растението. Във вегетативните органи на растенията има повече свободни аминокиселини, отколкото в репродуктивните органи (обратна зависимост се наблюдава при протеините). Увеличаване на общото количество свободни аминокиселини се наблюдава при намалено хранене на растенията с калий, фосфор, сяра, калций и магнезий. Същото действие възниква при липса на редица микроелементи: цинк, мед, манган, желязо. Това се дължи на отслабването на протеиновия синтез от аминокиселини при тези условия. Наблюдава се и повишаване на съдържанието на аминокиселини приподобряване на азотното хранене.
Протеините са основният компонент на всяка клетка, включително растителните. Те са съединения с високо молекулно тегло, изградени от аминокиселини. Протеините играят основна роля в метаболизма. Молекулното тегло на протеините варира от няколко хиляди до няколко милиона въглеродни единици. По правило протеините в растенията са по-малко, отколкото в животните. Във вегетативните органи на култивираните растения количеството протеини достига 5–15% от теглото на сухата тъкан, в семената на зърнените култури – 10–20%, а в семената на бобовите и маслодайните култури – 25–35% (фиг. 6). Основната част от протеините в клетките на всеки организъм са протеини-ензими.
Ориз. 6. Растения, богати на протеини:a -пшеница;b —лупина;c —боб;g —грах
Ензимите са биологични катализатори, способни да ускорят химичните реакции хиляди или дори милиони пъти. Ензимите играят основна роля в метаболизма. Молекулите на ензимите са много по-големи от молекулите на преобразуваните вещества (субстрати). По време на ензимната реакция субстратът е свързан с определена малка част от ензимната молекула. Хидролизата на захарозата под действието на ензима протича на три етапа (фиг. 7).
Ориз. 7. Ензимна хидролиза на субстрата
1. Свързване на субстратна молекула с ензим за образуване на активиран комплекс. 2. Хидролиза на молекула захароза под действието на вода до образуване на глюкоза и фруктоза. 3. Освобождаването на ензима с отделянето на молекулите на реакционните продукти.
Протеините в клетките непрекъснато се обменят. Има непрекъснат синтез и разграждане на протеини, тяхното преразпределение между отделните тъкани и органи на растенията.