Состав живого вещества высшей растительности

Высшая растительность – все зеленые раст, начиная со мхов. В составе ЖВ выделяют несколько групп биомолекул сходных по строению и функциям, выполняемым ими в орг-змах: углеводы, белки, панлипоидины (липиды, липоиды и родств им вещ-ва), а для высших раст - еще и лигнин. Изменение кол-тва белков, углеводов и жиров нах в прямой зависимости от усл окруж среды орг-змов. При ухудшении усл сущ орг-змов в их составе, как правило, увеличивается кол-во запасных вещ-в, которые входят в группу липидов. В зеленых расстения >50вес. % углеводов, 7% белков, 2% липидов, липоидов и родств им вещ-в, и 25% лигнина.

Углеводы: 1/2 массы зеленых растений составляют углеводы. Углеводы - это общее название индивидуальных сахаров и их полимеров. Все углеводы сод либо альдегидную (–СНО) группу, либо кетогруппу (–С=О), и в их молекуле всегда есть несколько гидроксогрупп (–ОН). Хим св-ва опр именно этими группами. В ор-зме углеводы служат источником энергии и формируют опор-ные ткани растений. Углеводы представляют собой мономеры и биополимеры, состоящие из разнообразных мономеров (моноз).

Целлюлоза: В целлюлозе заключено около 50% С, нах в растениях, по общей массе целлюлоза на Земле занимает 1ое место среди всех орг соединений. Молекулы β-D-глюкозы связаны через атомы O в положении 1,4 (гликозидная связь) и повернуты друг отн друга на 180^°. Цепи целлюлозы, собраны в пучки. Целлюлоза разрушается под действием кислот, щелочей и биоферментов на простые сахара, которые уже раствор в воде и могут быть вкл в трофические цепи разных организмов, в основном бактерий.

Крахмал: представляет собой неоднородное углеводное вещ-во, состоящее из 2 составляющих - амилозы (15-25%) и амилопектина (75-85%). Амилоза -биополимер, состоящий из 300 фрагментов a-D-глюкозы, связанных линейно 1,4-гликозидной связью. Линейные цепи амилозы способны спирально свертываться и принимать более компактную форму. Она хорошо растворяется в воде, дает синюю окраску с йодом. Амилопектин состоит из тех же фрагментов, но имеющих сильно разветвленные цепи, интенсивность ветвления цепей происходит за счет образования 1,6-гликозидных связей (молекулы глюкозы в месте ветвления связаны через атом кислорода в положении 1,6). Он содержит приблизительно вдвое больше глюкозных остатков, чем амилоза.

Гемицеллюлоза - биополимер углеводного характера, состоящий из фрагментов простых сахаров (пентоз, гексоз) и уроновых кислот (галактуроновой и т.д.), также циклической формы. Гемицеллюлозы придают тканям растений прочность и создают в клетках запас питательных веществ. Некоторые водоросли содержат до 40% (от сухого веса) биополимера альгиновой кислоты, относящейся к уроновым кислотам. Пектиновые вещ-ва: биополимеры углеводного хар, сост из фрагментов галактуроновой к-ты (отн к уроновым), кот связаны линейно, как и монозы в макромолекуле целлюлозы, через гликозидную связь.

КАЛЛОЗА - аморфный полимер глюкозы, часто образующийся в организме растений в ответ на повреждения тканей. Глюкозные остатки связаны 1,3-гликозидной связью. ИНУЛИН - полисахарид, необычен тем, что он представляет собой полимер фруктозы, он играет роль резервного вещества в корнях и клубнях некоторых растений, например, георгинов.

Белки: представляют собой сложно построенные биополимеры, состоящие из различных индивидуальных a -аминокислот (АК). В организме белки являются единственными концентраторами N - (до 20%) и S. Молекулы белков - макромолекулы, построенные из цепей аминокислот, молекулярная масса которых колеблется от тысяч до нескольких миллионов. Несмотря на большое разнообразие и сложное строение, большинство природных белков состоит всего из 20 различных a -АК. Потенциально разнообразие белков безгранично, поскольку каждому белку свойственна своя аминокислотная последовательность, генетически закодированная в ДНК клетки, вырабатывающей данный белок. Белков в клетке больше, чем других соединений: на их долю приходится свыше 50% общей сухой массы клеток. Бактерии разрушают белки до АК, которые растворяются в воде и включают их в обмен веществ.

Лигнин: является 2 после целлюлозы по распространенности на Земле орг вещ-вом. Основные фраг-менты молекулы лигнина - ароматические спирты, являющиеся важнейшими стр-рными эл-тами лигнина Арома стр-ры лигнина – основа стр-ры гумусовых углей. В составе линина много фенольных фрагментов, которые имеют кислотные свойства. Фенольный гидроксил - антисептик. Чем больше в тканях раст лигнина, тем устойчивее раст к гниению.

Лигнино-целлюлозные комплексы очень прочные и разрушаются только грибами (белая и серая гниль) с помощью биоферментов по связям С-С. Плесени - аэробные грибы, и поэтому в живых раст они разруш лигнин, а в анаэробных субаквальных усл лигнин не разруш, поэтому древесина в восст усл разлагается медленно.

Таннины: занимают промежуточное место между целлюлозой и лигнином и в количественном отношении играют меньшую роль, чем лигнин (tan - способность дубить кожу). Для ароматических структур таннинов характерны (-COOH) и фенольные (-ОН у бензольного кольца) группы. Все таннины являются производными галловой (а) и эллаговой (б) кислот. Таннины содержатся в основном в высших растениях, а также в грибах и некоторых водорослях. В коре растений их свыше 17%, в листьях - более 6,5%.

Состав живого вещества бактерий, фитопланктона и зоопланктона.

Количественно наиболее важными биопродуцентами ОВ для ГИ являются: фитопланктон, зоопланктон и бактерии.

Фитопланктон: водоросли относятся к ядерным – кариотам - золотистые (около 400 видов), разножгутиковые (200-300 видов), диатомовые (10000-15000 видов), эвгленовые (400 видов), пирофитовые (1100 видов), зеленые (5700 видов), бурые (900-1500 видов), а также сине-зеленые - 1400 видов (цианобактерии) и динофлагеллаты (перидинеи или панцирные жгутиконосцы). Зоопланктон - основными представителями зоопланктона являются копеподы (веслоногие рачки) и фораминиферы. Бактерии относятся к предъядерным – прокариотам и объединяют: архебактерии (архи) - метаногены, бактерии солоноватых водоемов (галофилы), ацидофильные бактерии, термофильные; эубактерии – к ним относится тип сине-зеленых или цианобактерии; бактерии - около 3000 видов всех остальных бактерий. В составе ЖВ можно выделить несколько групп биомолекул сходных по строению и функциям, выполняемым ими в орг-мах: углеводы, белки, панлипоидины (липиды, липоиды и родственные им вещества)

Класс Организмов	Групповой состав ЖВ
Углеводы	Белки	Липиды, липоиды и родственные им вещ-ва
Фитопланктон
Зоопланктон
Бактерии

Углеводы: 1/2 массы зеленых растений составляют углеводы - это общее название индивидуальных сахаров и их полимеров. Все углеводы содержат либо альдегидную (–СНО) группу, либо кетогруппу (–С=О), и в их молекуле всегда есть несколько гидроксогрупп (–ОН). Хим св-ва определ именно этими группами. В орг-зме углеводы служат источником энергии и форм опорные ткани растений. Предст собой биополимеры, состоящие из разнообразных мономеров (моноз).

У животных синтезируется эквивалент крахмала - гликоген -резервныйполисахарид, постр из фрагментов глюкозы, служит источником глюкозы в процессе дыхания. По своему строению гликоген схож с амилопектином, но цепи его ветвятся еще сильнее.

ХИТИН: по своей стр-ре и функции очень близок к целлюлозе - это тоже структурный полисахарид. Строение хитина идентично строению целлюлозы, за одним исключением: при 2-ом углеродном атоме (-ОН) в молекуле глюкозы заменена на (-NHСОСН₃). Его длинные параллелцепи так же, как и цепи целлюлозы, собраны в пучки. Он входит в состав ЖВ некоторых грибов, где играет опорную роль в клеточных стенках, а также некоторых групп зоопланктона (копеподы) и других животных (особенно членистоногих) в качестве важного компонента их наружного скелета.

Белки: представляют собой сложно построенные биополимеры, состоящие из различных индивидуальных a -аминокислот (АК). В организме белки являются единственными концентраторами N - (до 20%) и S. Молекулы белков - макромолекулы, построенные из цепей аминокислот, молекулярная масса которых колеблется от тысяч до нескольких миллионов. Несмотря на большое разнообразие и сложное строение, большинство природных белков состоит всего из 20 различных a -АК. Потенциально разнообразие белков безгранично, поскольку каждому белку свойственна своя аминокислотная последовательность, генетически закодированная в ДНК клетки, вырабатывающей данный белок. Белков в клетке больше, чем других соединений: на их долю приходится свыше 50% общей сухой массы клеток. Бактерии разрушают белки до АК, которые растворяются в воде и включают их в обмен веществ.

Ферменты - это белковые молекулы, синтезированные живыми клетками. В каждой клетке имеются сотни различных ферментов. Ферменты являются биокатализаторами, они ускоряют многие реакции внутри живого организма, возможно, некоторые ферменты сохраняют каталитические свойства и в некроме. - специфичные катализаторы, обладают следующими свойствами:

1) один фермент катализирует только одну реакцию;

2) активность фермента ограничена узкими температурными рамками (35-45°С);

3) ферменты активны в слабощелочной среде;

4) биологический катализ проходит при нормальном атмосферном давлении.

5) Все ферменты представляют собой глобулярные белки, они увеличивают скорость реакции, но сами в этой реакции не участвуют, их присутствие не влияет ни на природу, ни на свойства конечного продукта реакции.

6) Известно несколько тысяч ферментов; среди них такие, как, например, пепсин, расщепляют белки в процессе пищеварения.

В липоидах морских организмов встречаются также УВ фитан и фитановая кислота.