Утворення мальтози

Утворення сахарози.

Сахароза является одним из главных ранних продуктов фотосинтеза.

Биосинтез сахарозы в растениях происходит поэтапно. На первом этапе происходит аккумулирование энергии в молекуле УТФ:

АТФ + УДФ АДФ + УТФ

В результате этой реакции часть энергии АТФ переходит к новому аккумулятору энергии — УТФ.

Второй этап — синтез УДФ-глюкозы — происходит вследствие расщепления высокоэнергетической связи молекулы УТФ:

УТФ + глюкозо-1 –фосфат-УДФ-глюкоза + пирофосфат

Уридиндифосфатглюкоза (УДФГ) служит донором активированной глюкозы в процессе биосинтеза сахарозы.

На третьем этапе в результате взаимодействия УДФГ и фруктозы образуется сахароза:

УДФГ + фруктоза, УДФ + сахароза

Реакцию третьего этапа катализирует фермент сахарозосинтаза, который относится к классу трансфераз, подклассу гликозилтрансфераз. Реакция носит обратимый характер. Таким образом, фермент сахарозосинтаза регулирует обмен сахарозы в растениях.

Однако приведенная реакция третьего этапа биосинтеза сахарозы происходит лишь в некоторых растениях, в остальных же случаях сахароза образуется из фруктозо-6-фосфата в ходе реакций.

Реакцию синтеза сахарозо-6-фосфата катализирует фермент сахарозофосфатсинтаза из класса трансфераз, подкласса гликозилтрансфераз. В отличие от сахарозосинтазы, этот фермент действует только в направлении синтеза сахарозы. Поэтому для проведения реакции расщепления сахарозы с образованием УДФГ необходим фермент сахарозосинтаза

У тваринному і рослинному організмах мальтоза утворюється при ферментативної розщеплюванні крохмалю і глікогену

8. Класифікація вуглеводів.

• класифікація за здатністю до гідролізу

прості вуглеводи (моносахариди, монози) - не гідролізуються;

складні вуглеводи (олігосахариди, полісахариди або поліози) - здатні гідролізуватися до простих вуглеводів

олігосахариди - продукти поліконденсації невеликої кількості моносахаридів, наприклад, сахароза C₁₂H₂₂O₁₁. Звичайно термін олігосахариди застосовують до вуглеводів, що вміщують від двох до п'яти моносахаридних одиниць.

полісахариди - продукти поліконденсації великої кількості моносахаридів (C₆H₁₀О₅)_n, де n >1000. Прикладом полісахаридів можуть бути крохмаль, целюлоза та інші.

класифікація моносахаридів

• класифікація за характером розміщення карбонільної групи

альдози - моносахариди, що вміщують альдегідну групу

кетози - моносахариди, що вміщують кетонну групу

• класифікація за кількістю атомів Карбогену

тетрози, наприклад, треоза C₄H₈O₄

пентози, наприклад, рибоза C₅H₁₀O₅

гексози, наприклад, глюкоза, фруктоза C₆H₁₂O₆

відомі також гептози, октози і т.д. Альдегідоспирти і кетоспирти, що вміщують ланцюги Карбогену менші за чотири атоми до вуглеводів не відносять

класифікація полісахаридів

• класифікація за біологічним походженням

полісахариди рослинного походження - крохмаль, целюлоза

полісахариди тваринного походження - глікоген

9. Класифікація ліпідів.

Традиційно ліпіди поділяються на прості (естери жирних кислот зі спиртами) та складні (такі, що крім залишку жирної кислоти та спирту містять ще додаткові групи: вуглеводні, фосфатніта інші). До першої групи належать зокрема ацилгліцероли та воски, до другої - фосфоліпіди, гліколіпіди, також сюди можна віднести ліпопротеїни. Ця класифікація не охоплює всю різноманітність ліпідів, тому частину з них виділять в окрему групу попередників і похідних ліпідів (наприклад жирні кислоти, стероли, деякі альдегіди тощо).

Сучасна номенклатура і класифікація ліпідів, що використовується в дослідженнях у галузі ліпідоміки, ґрунтується на поділі їх на вісім основних груп, кожна із яких скорочено позначається двома англійськими літерами:

· Жирні кислоти (FA);

· Гліцероліпіди (GL);

· Гліцерофосфоліпіди (GP);

· Сфінголіпіди (SP);

· Стероїдні ліпіди (ST);

· Пренольні ліпіди (PR);

· Сахароліпіди (SL);

· Полікетиди (PK).

Кожна із груп поділяється на окремі підгрупи, що позначаються комбінацією із двох цифр.

Можлива також класифікація ліпідів на основі їх біологічних функцій, в такому разі можна виділити такі групи як: запасні, структурні, сигнальні ліпіди, кофактори, пігменти тощо.

10. Ліпіди, їх склад та функції.

Ліпіди - органічні сполуки, нерозчинні у воді (тобто гідрофобні), їх можна виділити з клітин за допомогою неполярних розчинників (ефіру, хлороформу, ацетону тощо) {мол. 7). Ліпіди здатні утворювати складні сполуки з білками, вуглеводами, залишками фосфатної кислоти тощо.

Мал. 7. Схема будови молекули ліпідів: жирні кислоти (1), Оксиген (2), гліцерин (3)

Найпоширеніші серед ліпідів жири. Вміст жирів у клітинах становить від 5 до 15% сухої речовини, а у клітинах жирової тканини (наприклад, у жировому тілі комах) - до 90%. Підвищений вміст жирів характерний для нервової тканини, підшкірної клітковини, сальника, молока ссавців тощо. Багато жирів міститься у клітинах плодів та насіння певних видів рослин (соняшника, волоського горіха, маслини та ін.).

До ліпідів також належать воски, що здійснюють переважно захисну функцію. У ссавців воски, які виділяють сальні залози, змащують поверхню шкіри, надаючи їй еластичності та зменшуючи зношення волосяного покриву. У птахів воски секретує куприкова залоза. Вони надають пір'яному покриву водовідштовхувальних властивостей. Восковий шар вкриває листки наземних рослин і поверхню зовнішнього скелета членистоногих - мешканців суходолу, запобігаючи надлишковому випаровуванню води організмами.

Інша група ліпідів - стероїди.

Вони є важливими компонентами вітаміну D, деяких статевих гормонів, гормонів кори надниркових залоз. Стероїдну природу мають і жовчні кислоти - важливі компоненти жовчі.

Які функції ліпідів? Одна з найважливіших функцій ліпідів у живих організмах енергетична. У разі повного окиснення 1 г жирів до вуглекислого газу і води виділяється 38,9 кДж енергії, тобто майже удвічі більше, ніж при повному розщепленні такої самої кількості вуглеводів. До того ж при окисненні 1 г жирів утворюється 1,1г води. Саме завдяки запасам жиру деякі тварини можуть відносно тривалий час обходитись без води. Наприклад, верблюди в пустелі можуть не пити по 10-12 діб, а ведмеді, бабаки та інші тварини під час зимової сплячки не споживають води понад два місяці. Необхідну для їхніх процесів життєдіяльності воду ці тварини одержують унаслідок окиснення жирів, відкладених про запас.

Іншою важливою функцією ліпідів є будівельна: фосфоліпіди (тобто ліпіди, які містять фосфатні групи) є основою клітинних мембран, входять до складу нервових волокон тощо.

Захисна функція ліпідів полягає у захисті внутрішніх органів від механічних пошкоджень (наприклад, нирки людини вкриті м'яким жировим шаром). Накопичуючись у підшкірній клітковині деяких тварин (китів, тюленів та ін.), жири виконують теплоізоляційну функцію, запобігаючи переохолодженню. Так, у синього кита шар жиру у підшкірній клітковині може становити 50 см.

У жировому тілі комах можуть накопичуватись кінцеві продукти обміну речовин. Жирова тканина у цих тварин здійснює видільну функцію.

Ліпіди входять до складу деяких біологічно активних речовин, наприклад певних гормонів. Вони беруть участь у регуляції життєвих функцій організмів: обміну речовин у хребетних тварин і людини, процесу линяння у комах тощо.

Як розчинники гідрофобних органічних сполук жири забезпечують перебіг певних біохімічних процесів.

11. Жири. Віск.

Жири — велика група органічних сполук, які, з фізичного погляду, мають меншу від одиниці питому вагу і, як правило, розчинні в органічних розчинниках, як правило не розчиняються у воді, і під звичайним тиском їх не можна перегнати, не розклавши. Хімічно, жири є тригліцеридами, сполукою складних ефірів триатомного спирту (гліцерину) і будь-якою з кількох жирних кислот. Містяться у тваринних і рослинних організмах.

Воски – складні ефіри (естери) одноосновних жирних кислот і вищих одноатомних спиртів, наприклад, монтановий віск – це ефір монтанової кислоти С₂₇Н₅₅СООН і церилового спирту С₂₆Н₅₃СООН. Сьогодні відомо близько 300 видів твердих і рідких восків. Вони належать до дуже стійких складових частин рослин, хоча, як і жири, здатні піддаватися гідролізу. Біологічне призначення восків – покривати найтоншим шаром стебла, листя й оболонки плодів наземних рослин, охороняючи їх від зовнішніх впливів. У нижчих рослинах воски зосереджені в оболонках клітин. У порівнянні з жирами воски багатші вуглецем (80-82%) і воднем (13-14%) і, отже, містять менше кисню (4-7%).

Дуже близько до восків стоїть кутин, який просочує зовнішній шар епідермісу листя і молодих бруньок, утворюючи кутикули, а також суберин – речовина коркової тканини в корі деяких рослин. З хімічної точки зору кутин є різновидом восків, але утворений жирними кислотами з нижчою молекулярною масою. Утримується він у рослинах у невеликій кількості (до 3,5%), головним чином у листі, шкірочці плодів і корових частин. Кутин і суберин дуже стійкі до дії гідролізуючих агентів і мікроорганізмів. Ще більшою стійкістю стосовно дії кисню, бактерій, мінеральних кислот, розчинів лугів і до нагрівання (до температури близько 200 °С) володіють близькі до восків, кутину й суберину високомолекулярні речовини – споронін і полленін, які утворюють оболонки спор та пилку.

12. Хімізм перетворення олії на жир.

13. Біосинтез жирів.

Попередником синтезу жирних кислот в рослинних клітинах єгексози (фруктоза і глюкоза). Синтез олії в рослинному організміпротікає під впливом різних ферментних систем. Загальну схемуможна представити таким чином:

ферменти

^ гліцерин ^

Глюкоза Моно- Ди- Тригліцерид

▲ і L

(фруктоза)

Жирні кислоти

ферменти ►

(насичені — ненасичені)

Процес утворення і накопичення олії у рослинах протікає в тіс-ному зв'язку з життєдіяльністю організму в цілому і залежить відгенетичних особливостей, властивих даному виду, онтогенезу, таметеорологічних умов вирощування. Масова частка олії, її хіміч-ний склад змінюється протягом всього періоду дозрівання насіннячи плодів. Кількість олії збільшується послідовно від початку фор-мування насіння до кінця його дозрівання. Якісний склад жирнихкислот для даного виду (форми, сорту) рослин залишається більшменш постійним протягом онтогенезу (це індивідуальна ознака),змінюються, як правило, кількісні співвідношення між жирнимикислотами.

Кліматичні фактори - світло, тепло і волога суттєво впливаютьна ефективність олієутворення. Вивчення цих факторів дозволилоС. Л. Іванову сформулювати кліматичну теорію олієутворення. Згід-но цієї теорії, процес олієутворення кожної рослини — це функція їїгенів та кліматичних факторів: світла, тепла і вологи. Із зміною цихфакторів змінюється якісний та кількісний склад жирних кислот таацилгліцеринів.

Кліматична теорія олієутворення Іванова базується багаточи-сельних спостереженнях. Згідно цієї теорії, з просуванням олійнихрослин з півдня на північ збільшується олійність насіння та вмістненасичених кислот в жирно-кислотному складі ліпідів. На думкуІванова С. Л., ця властивість є адаптаційним пристосуванням до діїнизьких температур. Так, залежно від географічної широти значенняйодного числа лляної олії, яке є показником вмісту ненасичених жир-них кислот, змінюється таким чином (rj2/100 г): Архангельськ - 195,Москва - 180, Ташкент - 154.

Суттєво впливає на процес олієутворення в насінні вологість.Вода є субстратом синтезу органічних речовини в рослині. Забез-печеність олійних рослин вологою у вегетаційний період сприяєутворенню більшої кількості олії та ненасичених кислот (Табл.1.12).

Табл. 1.12.

Вплив зрошення на кількість олії та йодне число у насінні льону.

Водний режим	Сорт
Довгунець	Кудряш
Олійність, %	Йодне число,rj2/100r	Олійність, %	Йодне чис-ло, rj2/100 г
Суха ділянка	33,1	168,6	37,3	173,6
Зрошення	35,2	176,4	38,2	181,1

На процес олієутворення впливають також якість ґрунтів та міне-ральне живлення рослин. Добрива є ефективним засобом для підви-щення процесу олієутворення олійних культур.

14. В чому різниця між ліпідами та жирами?

Ліпіди - науковий термін, що використовується для опису різних біохімічних речовин, які досить різноманітні як за своїм складом, так і за структурою, ліпіди включають в себе вуглець, водень і кисень, вони не розчиняються у воді. Жири та олії – різновиди ліпідів. При кімнатній температурі жири залишаються твердими, а масла – рідкими. Переважно жири і масла складаються з молекул тригліцеридів. Також до ліпідів відносяться холестерин і фосфоліпіди.

15. В чому різниця між маслами та жирами?

Дата добавления: 2015-05-07