Процессы превращения веществ и энергии внутри растительного организма как основные физиологические функции растения. Химический состав клетки. Строение, классификация и функции углеводов, липидов и аминокислот. Кинетика ферментативного катализа.
Аннотация к работе
в предмет и задачи физиологии растений. Третьякова, М. Физиология растений - наука, являющаяся фундаментом для всех остальных прикладных наук в растениеводстве, так как именно знания о сути происходящих в растении процессов позволяют агроному управлять развитием культур, получать максимальные урожаи с учетом условий выращивания растений. Для разработки оптимальных режимов полива, удобрения, сроков посева, посадки, уборки и т.д. необходимы знания о биохимических и физиологических процессах, протекающих в растении. Основные физиологические функции растения - питание, дыхание, рост, развитие, размножение - по сути своей процессы превращения веществ и энергии внутри растительного организма. Основные направления в современной физиологии растений следующие: Биохимическое - выявление химической природы механизмов физиологических функций (дыхания, фотосинтеза, питания, биосинтеза органических веществ), Биофизическое - разработка вопросов энергетики клетки, физико-химических закономерностей физиологических функций, Онтогенетическое - исследование возрастных закономерностей развития растений, Эволюционное - исследование филогенеза видов растений, изучение взаимодействия генотипа растения и влияния окружающей среды, Экологическое - раскрытие зависимости внутренних процессов в растении от условий внешней среды и обоснование оптимальных технологических условий возделывания растений. Водный обмен в растении. Фотосинтез. Дыхание. Минеральное питание. Строение, классификация и функции углеводов. Строение и классификация аминокислот. Строение, классификация и функции витаминов. Строение, классификация и функции белков. Строение и классификация ферментов. Кинетика ферментативного катализа. Строение, классификация и функции нуклеиновых кислот. В растительной клетке содержится по массе 85% воды, 1,5% неорганических веществ, 10% белков, 1,1% нуклеиновых кислот, 2% липидов, 0,4% углеводов. Однако вода в клетке в силу своих молекулярных особенностей находится на 95% в связанном состоянии (пояснить структуру диполя воды). Поэтому структура клетки представляет собой сложную коллоидную систему с особыми свойствами, содержащую разнообразные биологически активные молекулы. Как универсальный растворитель вода определяет образование биологических коллоидов, сложных молекул, растворяет простые углеводы, переносит минеральные и простые органические вещества от клетки к клетке. Неорганические вещества, составляющие в клетке незначительную долю, представлены в основном ионами (катионами водорода, калия, натрия, кальция, аммония и анионами гидроксила, сульфата, карбоната, нитрата, хлора). Органические вещества растительной клетки относятся к четырем основным группам: углеводам, липидам, белкам, нуклеиновым кислотам. Углеводы или, как их часто называют, сахара являются первыми синтезируемыми в процессах фотосинтеза или хемосинтеза органическими веществами, а затем в процессе биохимических превращений участвуют в создании других органических веществ. Наиболее известный представитель моноз - глюкоза. Монозы легко растворяются в воде, легко вступают в биохимические реакции. Общая формула моноз (СН2О) п. Наиболее известные представители полисахаридов - крахмал, гликоген, клетчатка или гемицеллюлоза, пектины. В их состав также входят углерод, кислород, водород, но в отдельные группы липидов могут входить и фосфор, и сера, и азот (фосфатиды, пигменты). Липиды классифицируются на 5 больших групп по признаку функции и сложности строения: Жиры, Воска, Фосфатиды, Пигменты (хлорофиллы и каротиноиды), Стероиды. К пигментам относят две группы веществ - хлорофиллы и каротиноиды. Основная функция стероидов - строительная (участвуют в составе мембран). Все аминокислоты классифицируются на 4 группы: моноаминомонокарбоновые (глицин, аланин, цистеин, метионин, валин), моноаминодикарбоновые (аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота), диаминомонокарбоновые (лизин, аргинин), гетероциклические (триптофан, гистидин). Витамины - это низкомолекулярные органические соединения различного химического состава. Практически в растениях синтезируются все витамины, так как провитамины, которые используют затем животные для создания витаминов животного происхождения, тоже имеют растительное происхождение (например провитамин А и витамин Д). История открытия витаминов крайне интересна (болезни, Н.И. Лунин) - на самостоятельное изучение. Особенно нуждаются в притоке витаминов от фотосинтезирующих органов нефотосинтезирующие органы растения (корни, цветки, плоды). Денатурировать, то есть терять (разрушать) свои уровни структурной организации, белок способен под воздействием таких факторов внешней среды, как температура, кислота, щелочь, рентгеновские или ультрафиолетовые лучи, высокое давление и даже механическое воздействие. Примеры: взбивание яичного белка, солнечный загар, варка яйца, мяса. Протеины, в свою очередь, разделяются на 8 групп по свойству растворимости и расположению в клетке: альбумины - растворяются в воде, находятся в цитоплазме, глобулины - растворяются в сл