Вакуолі. РЕЧОВИНИ КЛІТИННОГО СОКА
Вакуолью називається порожнина всередині цитоплазми, обмежена мембраною, званої тонопластом, і містить клітинний сік. Вакуолі утворюються за участю бульбашок апарату Гольджі і шляхом отчленения бульбашок від гладкого (яка не містить рибосом) ЕРС.
У молодих рослинних клітинах є дрібні вакуолі. У старих рослинних клітинах зазвичай буває кілька великих або одна, яка займає майже весь внутрішній простір кліть-ки, вакуоль з клітинним соком. При появі великих вакуолей протопласт у вигляді тонкого периферичного шару притиснутий до клітинної стінки.
1. поглинання води і підтримання тургору грає важливу роль при розтягуванні клітин під час їхнього росту і в загальному водному режимі рослини;
2. накопичення продуктів метаболізму рослини (запасних і екскреторних);
3. присутність в клітинному соку пігментів обумовлює забарвлення квіток, плодів, листя, що привертає запилювачів і розповсюджувачів насіння і плодів;
4. руйнування макромолекул, круговорот їх компонентів в клітці. Окремі компоненти клітини можуть потрапляти в вакуоль і там руйнуватися. З цієї перетравлює активності вакуолі порівнюють з лізосомами.
Склад клітинного соку
Основний компонент клітинного соку - вода. Решта речовини варіюють в залежності від виду расті-ня, і його фізіологічного стану. Нерідко концентрація речовин в клітинному соку може бути вище, ніж в навколишньому цитоплазмі. При цьому в вакуолях можуть утворюватися кристали. Клітинний сік зазвичай має кислу, рідко нейтральну і ще рідше лужну реакцію (наприклад у огірка, гарбуза, дині). Основні групи речовин клітинного соку:
I. Органічні кислоти або їх кислі солі обумовлюють кислу реакцію клітинного соку. Найчастіше зустрічаються в клітинному соку незрілих плодів. При дозріванні плодів вони використовуються як субстрат для дихання (в циклі Кребса), тому кислий смак зникає. До них відносяться:
1. Щавлева кислота переважає в листі щавлю і ін. Багато щавлевої кислоти добуваючи-ється з торфу.
2. Яблучна кислота переважає в плодах яблуні, ря-біни, вишні, томата. Самий кислий сорт яблук Антонівка містить око-ло 0,5% яблучної кислоти.
3. Лимонна кислота переважає в плодах лимона, журавлини, червоної смородини, в листі тютюну. У соку плодів лимона міститься близько 6% лимон-ної кислоти, в листі тютюну 8-14%. Лимонна кислота видобувається головним чином з листя тютюну. При переливанні людині крові для її кон-сервірування використовується натрієва сіль лимонної кислоти.
4. Винна кислота переважає в плодах винограду і малини. У соку винограду близько 0,3% винної кислоти.
5. У клітинному соку зустрічаються амінокислоти та інші органічні кислоти.
II. Вуглеводи, обумовлюють солодкий смак клітинного соку. Вуглеводи в клітинному соку грають роль запасних поживних речовин. Серед них:
1. Глюкоза, або виноградний цукор. - найпростіший вугле-вод. Найчастіше зустрічається в плодах рослин, входить до складу меду. Глюкоза - тверде безбарвне кристалізується речовина. Легко розчиняється у воді. Це простий цукор, або моносахарид. У рослині за допомогою ферментів часто відбуваються перетворення глюкози в крохмаль і навпаки. Утворився при фотосинтезі з глюкози нерозчинний первинний крохмаль перетворюється на глюкозу, яка легко розчиняється в клітинному соку, проходить через оболонку клітин і переносить-ся з листя в плоди або інші частини расте-ня, де перетворюється у вторинний крохмаль. Глюкоза є-ється джерелом енергії в організмі. Вона широко застосо- ється в медицині.
2. Фруктоза, чи плодовий цукор. переважає в зрілих плодах. входить про склад меду. У міру дозрівання плодів глюкоза переходить в свій ізомер - більш солодку фруктозу, а плоди ста-ють солодше. Фруктоза - твердий, безбарвний, легко рас-яка творить у воді моносахарид.
3. Сахароза переважає в клітинному соку коренеплодів цукрових буряків. стьоб-лей цукрової тростини. плодів кавуна, дині та ін. Цукор, що вживається в їжу, і є сахароза. У коренеплодах са-Харне буряка міститься до 26%, в стеблах цукрової тростини - до 20% сахарози.
На прапорі Канади зображений лист клена цукрового. В ті часи, коли в Америці ще не знали про цукровій тростині, клен цукровий був найважливішим джерелом цукру. З його солодкого соку робили кленові сиропи, патоку і навіть кленове пиво. Кленовий лист став символом цієї країни.
З соку пальм (Пальміри, цукрової пальми, мангрової пальми і ін.) Отримують основу для виробництва цукру, вина, спирту і оцту.
4. Інулін зустрічається в розчиненому вигляді в клітинному соку багатьох рослин, але переважає у рослин сімейства складноцвітих. де він замінює крохмаль (наприклад, в бульбах жоржини, топінамбура (земляної груші), в коренях). Інулін - ізомер крохмалю. безбарвна речовина. Інулін не фарбується йодом і не утворює клейстеру. Сферокрісталли інуліну іноді розростаються Яка ж-ко, що займають простір кількох клітин. Мономером інуліну є фруктоза. а не глюкоза як для більшості полісахаридів, що дозволяє використовувати продукти, що містять інулін в дієтичному харчуванні хворих на діабет.
5. Пектинові речовини часто зустрічаються раство-реннимі в клітинному соку. Плоди яблуні, айви, сливи та ін. Багаті на пектинові речовини-ми. Пектинові речовини використовуються в кондитерській промисловості як дають желе (желе, мармелад, пасти-ла і т. П.). Ці речовини мають велике дієтичне значення для людини.
III. Глікозиди - це складні органічні речовини, сполуки глю-кози зі спиртами, альдегідами та іншими речовинами. Багато глікозиди отруйні. Багато использу-ються в медицині, техніці та в побуті. Приємний запах чаю, кави, ванілі, гірчиці обумовлюється глікозидами, роз-що дають при зіткненні з повітрям під впливом ферментів і виділяють леткі речовини.
У насінні гіркого мигдалю, абрикоса, персика, сливи, вишні, груші, яблуні є глікозид амігдалин і фер-менти, які розкладають амигдалин на глюкозу, Бензальдегід, пахне мигдалем, і синильну киць-лоту, що є сильною отрутою.
У квітках конвалії, листках наперстянки є серцеві глікозиди. дію-щие на діяльність серця і тому використовувані в міді-цине.
До групи глікозидів належать і багато рослинні пігменти. Найбільш поширеними пігментами є антоціани і флавони.
Антоціани спостерігаються в пелюстках квіток, листках, стеблах, плодах і насінні. Вони мають червоний, фіолетовий або синій колір в залежності від реакції клітинного соку:
· Якщо клітинний сік кислий, антоціани мають червоний колір,
· Якщо нейтральний - фіолетовий,
Оскільки в одних і тих же клітинах реак-ція соку може змінюватися, остільки і забарвлення їх теж изме-вується. Так, у рослини медунки на початку цвітіння квітки червоні, потім забарвлення їх стає фіолетовою і, нако-нец, в кінці цвітіння - синьою.
Чер-ва забарвлення, наприклад плодів винограду, чорного пасльону і ін. Пояснюється тим, що темно-фіолетові антоціани име-ються не тільки в клітинах шкірки, але і в клітинах м'якоті плоду.
Флавони - пігменти жовтого або оранж-вого кольору. Жовті і оранжеві плоди мандарі-нів, лимонів, апельсинів, жовті квіти неко-торих рослин пофарбовані ім.
Отже, забарвлення рослин залежить від пігментів, розчинений-них в клітинному соку (антоціани, флавони та ін.), І від пігментів, що утворюються в пластидах (хлорофіл, ксантофилл, каротин і ін.). Дізнатися, від яких пігментів залежить забарвлення дуже легко. Досить дану частину рослини прокип'ятити у воді: якщо пігменти були в пластидах, вони не перейдуть в воду, яка залишиться безбарвною, і частина рослини збереже колишню забарвлення (наприклад, коренеплід мор-кові в супі); якщо пігменти були в клітинному соку, вони пе-перейдуть в воду, так як убита високою температурою цитоплазма безперешкодно пропустить через себе клітинний сік і вода забарвиться, а частина рослини сполотніє або пів-ністю знебарвиться (наприклад, коренеплід червоного столового буряка в борщі).
Біологічне значення пігментів дуже велике. Яскраве забарвлення квіток і плодів привертає запилювачів квіток і рас-пространітелей плодів і насіння.
До глакозідам відноситься і володіє солодким смаком стевіозід (солодше сахарози в 300 разів!), Що видобувається з листя рослини стевії. Стевиозид зареєстрований в харчовій промисловості в якості харчової добавки E960 як підсолоджувач, 25 кг стевіозіда еквівалентно 5 т. Цукру. Широко використовується в харчовій промисловості Японії.
IV. Алкалоїди широко поширені в рослинному світі. Назва алкалоїдів дається зазвичай по латинській назві роду або виду рослини, в якому їх знаходять. Так, найменування алкалоїду тютюну ні-Котина від Nicotiana, алкалоїду маку папаверин - від Рараver. Алкалоїди - складні органічні, що містять азот речовини, гіркі і в більшості випадків дуже отруйні.
Алкалоїди широко застосовуються в побуті та в медицині. Наведемо приклади деяких з них:
Так, листя чаю і насіння кавового дерева містять Алкала-ід кофеїн. листя тютюну - нікотин. Ці алкалоїди як діють на центральну нервову систему використовують-ся в побуті у вигляді чаю, кави, курильного тютюну.
Алкалоїд хінін, що добувається з кори хінного дерева, врятував людство від малярії.
Алкалоїди морфін, кодеїн, тато-Верин і ін. (Всього 22) містяться в молочному соку маку, званому опієм. Морфін - болезаспокійливий і сно-творное. папаверин - болезаспокійливе. кодеїн - заспокоюючи-ющее кашель засіб.
Алкалоїд кокаїн, що видобувається з лис-тьев південноамериканського чагарнику коки. - засіб для місцевої анестезії (знеболення).
Алкалоїд стрихнін. видобувається з насіння чилибухи (Strichnos) - збудливу центральну нервову систему засіб.
Алкалоїд атропін, що видобувається з листя і насіння беладони і дурману і листя блекоти застосовується при деяких шлункових захворюваннях і в очній практиці як розширює зра-чок.
Багато рослини отруйні тому, що містять отруйні алкалоїди (часто поряд з іншими отруйними речовинами). Так, отруйний гриб мухомор містить отруйні алкалоїди мускарин і аманітотоксин.
У молодих стеблах і шкірці бульб картоплі є отруйний алкалоїд соланін, який розпадається при кип'ятінні у воді.
У зернах плодів какао (Theobroma - в перекладі з грец. «Їжа богів») міститься теобромін, що викликає прилив сил, що поліпшує настрій, який розширює кровоносні судини, але не надає шкідливого впливу на центральну нервову систему, подібно кави. Зерна какао використовуються для приготування шоколадних плиток, цукерок, напою какао, а вичавлений з зерен масло застосовується в парфумерії для виготовлення кремів і помад.
V. Таніни, або дубильні речовини - це органічні речовини, близькі за складом до гликозидам, що надають вакуолі жовто-зелений колір. Характерною властивістю цих речовин є їх терпкий смак і кисла реакція. Дубильні речовини використовуються в медицині при запаленні слизових оболонок. Багато дубильних речовин міститься в корі евкаліпта, дуба, верби, в листі чаю. Найбільш багаті дубильними речовинами галли (чорнильні кричиш-ки) - хворобливі вирости, що утворюється на листі внаслідок відкладення в тканини аркуша яєць комахами.
Ще більше значення мають дубильні речовини для ко-жевенной промисловості. З'єднуючись з білками шкіри, вони дають нерозчинні опади, що використовується для дублення шкір. Внаслідок дублення шкіри стають м'якими, не пропускають воду і не ослизняются.
VII. Неорганічні речовини в клітинному соку представлені солями азотної, фосфорної та інших кислот. Велике значення в харчуванні та лікуванні чоло-століття мають солі магнію, калію, кальцію, заліза та ін. Наприклад:
· Магнієм багаті картопля, капуста, помідори, абрикоси, персики.
· Калієм - картопля, капуста, поми-Дори, абрикоси, персики, баклажани.
· Багато желе-з а, що грає велику роль в кровотворенні, в окисли-них процесах і процесах росту містять: суниця, дині, гриби пшениця і рис (висівки), буряк столовий, огірки, салат, цибуля, помідори, бобові.