Микитюк А, Речовини, з яких складаються рослини, Газета «Біологія» № 33
Приклад 1.Знайдіть кислотне число жиру, для нейтралізації 2,8 г якого знадобилося 3 мл розчину, що містить в 1 л 0,1 моль КОН.
Рішення.Молярна маса гідроксиду калію
М (КІН) = 56 г/моль.
В 1 л 0,1 молярного розчину міститься 5,6 г КОН, а в 3 мл (0,003 л) - 3 х 5,6 х 10-3 = 16,8 мг.
для нейтралізації 2,8 г жиру потрібно 16,8 мг КОН, для нейтралізації 1 г жиру потрібно Х мг КОН; звідки Х=16,8:2,8=6 мг КОН.
Відповідь:кислотне число жиру = 6.
Фосфоліпіди
Фосфоліпіди відрізняються від справжніх жирів тим, що до їх складу входить фосфорна кислота і будь-яка азотовмісна сполука.
Загальна формула фосфоліпідів:
Віск – це складні ефіри високомолекулярних одноатомних спиртів та жирних кислот. До складу ефірів, що утворюють воску, найчастіше входять пальмітинова СН3(СН2)14СООН і церотинова СН3(СН2)24СООН кислоти, а зі спиртів – цетиловий СН3(СН2)14СН2ОН, цериловий СН3(СН2)24СН2ОН і міриловий .
Віск грає важливу роль у рослинах, головним чином як захисний засіб. Покриваючи тонким шаром листя, плоди, стебла, восковий наліт оберігає рослини від ураження шкідниками, хвороботворними мікроорганізмами та зайвої втрати води.
Стероїди та терпіння
Стероїди і терпени можна віднести до речовин ліпідної природи, виходячи з того, що жирні кислоти беруть участь у їхньому синтезі. Ці з'єднання побудовані з п'ятивуглецевих будівельних блоків (С5Н8), що належать до класу ізопренів. Терпенами називають вуглеводні складу С10Н16, що найчастіше зустрічаються в природі в смолі хвойних рослин і в багатьох ефірних оліях. У тих же природних об'єктах містяться і багатокисневмісні речовини, за будовою близькі до терпенів.
Скипидар (розчинник ліпідів) одержують із смолистих виділень сосни. Він складається переважно з a-пінена. Ментол обумовлює запах м'яти перцевої. Лимонен міститься в скипидарі, м'ятній олії, а також у лимонній олії, селери та кминових маслах (рис. 5).
Мал. 5. Рослини - джерела терпенів: а- сосна;б -м'ята перцева;в -селера;г -кмин
Стероїдами називають сполуки з тетрациклічною конденсованою системою:
Стерини належать до класу стероїдів. Їх виділяють із неомилюваної фракції жирів. Усі стерини побудовані за загальною схемою:
Наприклад, ергостерин (R=CH3) виділений з ріжків, а також з дріжджів. Стигмастерин (R=C2H5) міститься в соєвій олії та олії насіння інших вищих рослин.
9. На прикладі взаємодії оцтової кислоти CH3СООН з етанолом C2H5ОН поясніть, що є реакцією конденсації.
10. Який із двох ліпідів – тристеарин (температура плавлення 72 °C) або тріолеїн (температура плавлення -5 °C) – ви віднесли б до олій?
11. Відомо, що при окисненні 1 г жирів виділяється 9 ккал енергії, а при окисненні 1 г вуглеводів або білків приблизно 4,5 ккал. Скільки грамів сахарози C12H22О11 може замінити 0,1 моль тристеарину?
12. Скільки мілілітрів води можна отримати за повного окислення 50 г жиру тристеарину в організмі?
13. Скільки подвійних зв'язків С=С у ненасиченій жирній кислоті – еруковій C22H42О2?
14. Скільки різних просторових ізомерів у лінолевої кислоти C18H32О2?
15. Яке кислотне число жиру, для нейтралізації 6 г якого знадобилося 10 г 0,3%-ного розчину КОН?
16. Визначте число омилення жиру тріолеїну, що містить 2%незв'язаної олеїнової кислоти?
17. Яке йодне число стеарінодіолеїну?
Амінокислоти та білки
Амінокислотами називають сполуки, що містять у молекулі аміногрупу (-NН2) і карбоксильну групу (-СООН). Амінокислоти, що входять до складу білків, є a-амінокислотами.
Загальна формула амінокислот:
У більшості амінокислот є одна кислотна і одна основна групи. Ці кислоти називають нейтральними. Існують також основні амінокислоти – з більш ніж однією аміногрупою та кислі амінокислоти – з двома карбоксильними групами:
Рослини синтезують всі необхідні їм амінокислоти з найпростіших речовин.
Амінокислоти здатні з'єднуватися один з одним з відщепленням води та утворенням азот-вуглецевого пептидного зв'язку:
Нова сполука – дипептид – містить на кінцях молекули аміногрупу та карбоксильну групу. Завдяки цьому дипептид може приєднувати інші амінокислоти з утворенням поліпептиду:
Вміст амінокислот у рослинах змінюється в залежності від віку рослин, зовнішніх умов: температури, довжини дня, зволоження тощо, а також від живлення. У цьому змінюється як концентрація, а й якісний склад амінокислот. Кількість вільних амінокислот із віком рослин знижується. У вегетативних органах рослин вільних амінокислот більше, ніж у репродуктивних (для білків спостерігається зворотна залежність). Збільшення загальної кількості вільних амінокислот спостерігається при зниженому харчуванні рослин калієм, фосфором, сіркою, кальцієм та магнієм. Така ж дія відбувається при нестачі низки мікроелементів: цинку, міді, марганцю, заліза. Це з ослабленням синтезу білків з амінокислот у умовах. Збільшення вмісту амінокислот спостерігається також припокращення азотного харчування.
Білки - головна складова будь-якої клітини, у тому числі рослинної. Вони є високомолекулярними сполуками, побудованими з амінокислот. Саме білки відіграють основну роль обміні речовин. Молекулярна маса білків становить від кількох тисяч до кількох мільйонів вуглецевих одиниць. Як правило, у рослинах білків менше, ніж у організмах тварин. У вегетативних органах культурних рослин кількість білків досягає 5-15% ваги сухої тканини, в насінні злаків - 10-20%, в насінні бобових та олійних культур - 25-35% (рис. 6). Основну частину білків у клітинах будь-яких організмів становлять білки-ферменти.
Мал. 6. Рослини, багаті на білки: а- пшениця;б -люпин;в -квасоля;г -горох
Ферменти – це біологічні каталізатори, здатні у тисячі і навіть у мільйони разів прискорювати перебіг хімічних реакцій. Ферменти грають головну роль обміні речовин. Молекули ферментів значно більше молекул речовин, що перетворюються (субстратів). У ході ферментативної реакції субстрат поєднується з певною невеликою ділянкою молекули ферменту. Гідроліз сахарози під впливом ферменту протікає на три стадії (рис.7).
Мал. 7. Ферментативний гідроліз субстрату
1. Зв'язування молекули субстрату з ферментом із заснуванням активованого комплексу. 2. Гідроліз молекули сахарози під дією води з утворенням глюкози та фруктози. 3. Визволення ферменту з відділенням молекул продуктів реакції.
Білки у клітинах постійно піддаються обміну. Безперервно йде синтез та розпад білків, перерозподіл їх між окремими тканинами та органами рослин.