Kemiske forbindelser, der forekommer som ikke-levende indeslutninger i cytoplasma

Kemiske forbindelser, der forekommer som ikke-levende indeslutninger i cytoplasma!

Flere kemiske forbindelser forekommer som ikke-levende indeslutninger i cytoplasma. Disse indeslutninger forbliver dispergeret enten i cellesaft eller i cytoplasma. Principielt klassificeres de som følger:

Image Courtesy: nature.com/srep/2011/111212/srep00188/images/srep00188-f5.jpg

A. Fødevareprodukter:

Disse er de stoffer, der fremstilles af cellernes protoplasma fra de enkle uorganiske stoffer som carbondioxid og vand og opbevares i cellerne som fødevarematerialer. Den således fremstillede mad bliver delvist opbrugt for at fremstille ny protoplasma og delvist nedbrydes for at tilvejebringe den nødvendige energi, og resten af ​​den opbevares som reservefødemateriale i protoplasma af celler. Reservematematerialerne kan klassificeres som følger:

1. Kulhydrater:

De er ikke-kvælstofholdige fødevarer. Disse er forbindelser af carbon (C), hydrogen (H) og oxygen (O). De er afledt mere eller mindre direkte fra kuldioxid (CO ₂ ) og vand (H ₂ O) under fotosyntese. Nogle kulhydrater er uopløselige, mens nogle er opløselige i vand. Det vigtigste uopløselige produkt er stivelse, og de opløselige produkter er inulin, sukker osv.

(i) stivelse:

Det er et uopløseligt carbonhydrat af polysaccharid type dannet ved kondensering af simple sukkerarter som glucose. Stivelsen findes sædvanligvis i form af stivelseskorn af forskellige former. Stivelseskornene findes rigeligt i opbevaringsorganer af planter, fx tuberøse rødder, underjordiske stænger, stilkestænger, endodermis, kornkorn, bananfrugter osv. Stivelseskornene varierer i deres form og kan anvendes til identifikation af planter.

Stivelseskornene findes ikke i svampe og visse alggrupper. Stivelseskornene har forskellige former, der er karakteristiske for plantetyperne, fx de er ovalformede i kartoffel; flad i hvede; polygonal i majs; sfærisk i pulser og dumbell eller stangformet i latexceller fra nogle euphorbias. Stivelseskorn af ris er mindste, og de af Carina største. Stivelseskornene varierer fra 5-100 μ i størrelse. Stivelsen er altid afledt enten fra chloroplaster af grønne celler eller fra leukoplaster (amyloplaster) af opbevaringsvæv.

Stivelseskornets struktur udviser sædvanligvis iøjnefaldende koncentriske lag dannet omkring en mørk rundlig plet, hilumet.

Layeringen kan være iøjnefaldende i nogle korn, mens den ikke er iøjnefaldende i andre. De fleste stivelseskorn viser denne lagdeling og er kendt som stratificerede stivelseskorn. Hvis de koncentriske lag af stivelsen dannes på den ene side af hilumet af stivelseskorn, siges kornet at være excentrisk (fx kartoffel), og når lagene aflejres koncentrisk omkring hilumet (fx hvede), er kornet kendt som koncentrisk.

Koncentriske typer stivelseskorn er ret almindelige i de fleste planter. Hvis stivelseskornet har et enkelt hilum, er det kendt som enkelt. Sommetider er to, tre eller mange korn, der er arrangeret i en gruppe med så mange hila som stivelseskornene, de er kendt som sammensatte korn. Sammensatte korn findes almindeligvis i kartoffel, sød kartoffel, ris og havre. Stivelsen bliver blå eller sort i vandig opløsning af iod.

(ii) Inulin:

Dette er også et carbonhydrat af polysaccharid type. Det er opløseligt kulhydrat, der normalt findes i cellesaften. Inulin er blevet rapporteret fra mange Compositaes rødder. Det findes almindeligvis i Dahlia og Helianthus tuberosus tuberøse rødder. Det kan let udfældes ved at holde Dahlia rødderne i 6-7 dage, i alkohol, i form af sfæriske, stjerneformede eller hjulformede krystaller.

(iii) hemicellulose:

I nogle frø opbevares mad i fortykkede cellevægge i form af hemicellulose. Mad opbevares i denne form, dog meget sjældnere end som sukker eller stivelse. Hemicellulose (reservecellulose) findes i nogle palmefrø og også i frøene fra nogle andre planter.

(iv) cellulose:

Dette er et kulhydrat med en generel formel, der ligner stivelsen, dvs. (C6H10O5) _n . Imidlertid er atomerne arrangeret forskelligt i molekylet, og stivelse og cellulose har meget forskellige egenskaber. I planten er cellulose lavet af sukkerarter. Det tjener som byggemateriale i dannelsen af ​​cellevæggen.

(v) sukkerarter:

De sukkerarter, der findes mest i planter, er glucose (druesaft), fructose (frugtsukker) og saccharose (rørsukker). Glucose og fructose har formlen C6H12O6. De er således sammensat af samme slags atomer i samme forhold, men arrangementet i molekylet er forskelligt. De enkleste naturlige sukkerarter er monosaccharider. Saccharose (C12H22O11) har dobbelt så mange som ¹ carbonatomer og er et disaccharid.

Saccharose er kendt som det almindelige sukker, der er fremstillet af sukkerrør eller sukkerroer. Sukkerne er opløselige og enkleste kulhydrater. Da glucose og fructose er i opløsning og har relativt enkle molekyler, er de gode materialer til opbygning af andre stoffer eller til indgivelse af energi. I sukkerrør og sukkerroer findes saccharose som reservefoder.

2. Kvælstofprodukter:

De vigtige nitrogenholdige fødevarematerialer er proteiner og aminoforbindelser.

(i) Proteiner:

Proteinerne er den vigtigste gruppe af forbindelser, der findes i planter, da de udgør protoplasmens aktive stof, og de kemiske fænomener af livsprocesser er forbundet med dem. Proteinerne er yderst komplekse organiske nitrogenholdige stoffer, der udgøres af carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O) og nitrogen (N). I visse mere komplekse proteiner er svovl (S) og fosfor (P) også til stede.

For eksempel repræsenterer repræsentative proteiner som zein C ₇₃₆ H ₁₁₆₁ N ₁₈₄ O ₂₀₈ S ₃ fra indisk majs og gliadin C ₆₈₅ H ₁₀₆₈ N ₁₉₆ O ₂₁₁ S ₅ fra hvede. Proteiner er ikke kun hovedbestanddelene i protoplasma, men findes i form af faste granulater ofte i planter som reservefødemateriale.

Proteiner dannes ved en omlejring af kulhydratatomer med tilsætning af nitrogen, sædvanligvis svovl og undertiden fosfor. Et proteinmolekyle består af hundreder eller tusinder af aminosyremolekyler, der er forbundet med peptidforbindelser i en eller flere kæder, som er foldet forskelligt.

Der findes tyve forskellige slags aminosyrer, der almindeligvis findes i proteiner, og de fleste af disse forekommer sædvanligvis i et hvilket som helst proteinmolekyle; de er anbragt i kæden i en sekvens, som er nøjagtig den samme i alle molekyler af en given type protein. De mulige forskellige arrangementer af aminosyrerne er åbenbart næsten uendelige, og mangfoldigheden udnyttes fuldt ud af levende ting, hver art der har slags proteinmolekyl, der er ejendommeligt for sig selv.

Aminosyrer er ejendommelige, idet de har både basiske og sure egenskaber. Andelen af ​​forskellige aminosyrer i forskellige proteiner varierer; og nogle proteiner mangler aminosyre, der findes i andre proteiner.

Animalske proteiner er bedre for menneskelig mad end planteprotein, fordi aminosyreindholdet i animalske proteiner er mere som det for humane proteiner end aminoindholdet i planteproteiner. Nogle planteproteiner mangler helt nogle af de aminosyrer, der er essentielle for opbygningen af ​​humane proteiner.

En fælles form for protein fundet i endospermen af ​​ricinusfrø er kendt som aleuronkorn. Hver aleuronkorn er en solid, ovale eller afrundet krop, som normalt omslutter en krystallignende krop i den,

kendt som krystalloid og en kugleformet krop kendt som globoid. Kristalloidet er proteinagtig i naturen og indtager den største del af aleuronkorn, mens globoiden er dobbeltfosfat af calcium (Ca) og magnesium (Mg) og indtager den snævrere del af kornet. Aleuronkornene varierer i deres form og størrelse i forskellige planter. Når de findes i olieholdigt frø af ricinus, er de større i størrelse, mens de er meget korte i stykker, når de findes med stivelse.

(ii) Aminoforbindelser:

De er enkle nitrogenholdige madvarer. De findes i form af aminosyrer og aminer, der forekommer i cellesap. Disse findes rigeligt i planternes voksende apices, mens de hyppigere forekommer i opbevaringsvæv.

Der er omkring tyve kendte aminosyrer. Aminosyrer er ejendommelige, idet de har både basiske og sure egenskaber. De udgøres af carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, med formlen R-CH (NH2) -COOH, hvor R er en variabel gruppe af atomer, idet en aminogruppe altid er bundet til carbonatomet ved siden af ​​carboxylgruppen.

3. Fedtstoffer og fedtsyrer:

Fedtstoffer og fede olier i planter består af glycerin og organiske syrer. De forekommer i form af minutglobuler i protoplasmaet. Særlige typer af fedtstoffer og fede olier findes i frø og frugter af blomstrende planter. Fedtstoffer og fedtholdige olier er sammensat af carbon, hydrogen og oxygen og er kendetegnet ved en lille procentdel af ilt, som det kan ses fra formlen af ​​sådanne almindelige fedtstoffer som stearin C ₅₇ H ₁₁₀ O ₆ og palmitin C ₅₁ H ₉₈ 0 ₆, olein C ₅₇ H ₁₀₄ O ₆ og linolein C ₅₇ H ₉₈ O ₆ . På grund af den meget lille procentdel af ilt indeholdt fedtstoffer producerer i fedtets oxidation store mængder energi. De er uopløselige i vand, men opløselige i ether, chloroform og petroleum. Fedtstoffer kan være faste eller flydende (fede olier) ifølge temperaturen.

B. Sekretærprodukter:

Udover levnedsmiddelmateriale udskilles flere andre produkter også af protoplasma, som ikke er nyttige som næringsprodukter, men de kan hjælpe eller fremskynde de forskellige reaktioner i cellerne. Disse er som følger:

(i) Enzymer:

De er opløselige nitrogenholdige stoffer udskilt af protoplasmaet. De er fordøjelsesmolekylære i funktion og omdanner de uopløselige stoffer til opløselige og komplekse forbindelser til enkle stoffer, f.eks. Diastase konverterer stivelse til sukker, således at et uopløseligt stof omdannes til opløseligt, på grund af virkningen af ​​dette enzym. Lipasen bryder op fedtstoffer i deres komponenter, glycerin og fedtsyrer. Papain omdanner proteiner til aminosyrer.

(ii) Farve i celle:

De stoffer, der giver farve til celler findes normalt i plastiderne. Klorofyl er et grønt farvestof, der udskilles af chloroplasterne og udfører fænomenet fotosyntese. Klorofyl er ikke en enkelt forbindelse, men det er en blanding af to pigmenter kendt som chlorophyll a og chlorophyll b.

De gule pigmenter, carotenoider findes også i cellesaft og giver farver til blomsterbladene. Anthocyaninerne er også sekretærprodukter af protoplasmaet og opbevares i cellesap; de giver også farve til blomsterbladene.

(iii) Nektar:

Nektar er en anden nyttig sekretion af protoplasma. Det udskilles af særlige kirtler eller organer af blomsten, kaldet nektarier.

nectaries:

Nektarerne forekommer på blomster (blomster nektarier) og på vegetative dele (ekstra blomster nektarier). Blomsternektarerne findes i forskellige positioner på blomsten, mens de ekstra blomstretektorer forekommer på stængler, blade, stipuler og pedikeller af blomster.

Det sekretoriske væv af nektariet findes generelt i det epidermale lag. Normalt har de sekretoriske epidermale celler tæt cytoplasma og kan være papillat eller langstrakte som palisadeceller. I mange nektarer er cellerne, der findes under epidermis, også sekretoriske. De har tæt cytoplasma og tynde vægge. Den nektære er dækket af en cuticle.

Nektarernes sukker (både blomster og ekstra blomster) er afledt af phloem. Vaskulært væv findes lige tæt på nektar. I nogle nektarer er det vaskulære væv blot det organ, der bærer det nektære, i andre er det en del af det nektære.

Nektar udskilles enten gennem cellevæggen og den brudte cuticle eller undertiden gennem stomata.

iv) osmophorer:

Duft af blomster, er generelt produceret af flygtige stoffer fordelt gennem epidermal regionen af ​​perianth dele. I nogle planter kommer duften imidlertid i særlige kirtler, der er kendt som osmophors (Vogel, 1962). Eksempler på sådanne specielle kirtler findes almindeligvis i Asclepiadaceae, Aristolochiaceae, Araceae, Burmanniaceae og Orchidaceae.

Forskellige blomsterarter er differentieret som osmophors og de antager form af flapper, cilia eller børster. Forlængelsen af ​​spadix af Araceae og det insekt-tiltrækkende væv i Orchidaceae blomster er osmophors. Osmophorsne har et sekretorisk væv som regel flere lag i dybden.

C. Affaldsprodukter:

De er udskillelser af plantecellerne. Normalt opbevares disse produkter i de døde celler. Disse produkter dannes som følge af metaboliske aktiviteter af protoplasma, og derfor er de kendt som metabolisk affald af planterne. Normalt er der to typer metabolisk affald. De er 1. Ikke-nitrogenholdige affaldsprodukter og 2. Kvælstofaffald.

1. Ikke-nitrogenholdige affaldsprodukter:

De er tanniner, mineralskrystaller, latex, æteriske olier, tandkød, harpikser og organiske syrer. De findes enten i cytoplasma eller i cellesaft.

(a) tanniner:

De er ikke-nitrogenholdige komplekse forbindelser, der almindeligvis findes opløst i cellesaftet. De er derivaterne af phenol og normalt relateret til glucosider. De findes i cellevæggene, i de døde celler, i hjertetræet og i barken.

De findes også i overflod i blade og umodne frugter. Ved modningen af ​​frugterne omdannes tanninerne til glukose og andre stoffer. Tanninerne har en bitter smag, og deres tilstedeværelse i teblader gør teekoktionen bitter. De bruges i garvning industri.

Den kommercielle katha fremstilles af tanninerne fra hjerte træet af Acacia catechu. Tanninerne er dårligt udviklede i monocotyledonøse planter. De findes enten i individuelle celler eller i særlige organer, der kaldes tannin sacs. De tanninholdige celler danner ofte tilsluttede systemer. I de enkelte celler forekommer tanninerne i protoplast og kan også imprægnere væggene i korkvæv. Inden for protoplast er tanniner en fælles ingrediens i vakuolerne.

Med hensyn til deres funktion fungerer de som prototlasmas prototyper mod skade, forfald, termitter og skadedyr; som reserverstoffer relateret på en eller anden måde til stivelse og metabolisme; som stoffer i forbindelse med dannelse og transport af sukkerarter; som antioxidanter og som beskyttende kolloider opretholder cytoplasmens homogenitet.

(b) Mineralkrystaller:

Forskellige typer af mineralskrystaller forekommer i plantecellerne. De kan forekomme enten i cellehulrummet eller i cellevæggene. Krystallerne ligger normalt løs i cellerne, men nogle gange er de fundet at blive suspenderet ind i cellehulrummet fra loftvæggen.

Krystallerne varierer i form og størrelse. Krystallerne består normalt af calciumcarbonat, calciumoxalat eller silica.

(i) Kalsiumcarbonatkrystaller:

Disse krystaller er almindeligvis kendt som cystolitter. Normalt forekommer de i de epidermale celler af blade af mange blomstrende planter. De findes generelt i de nedenfor nævnte angiospermiske familier-Moraceae, Urticaceae, Acanthaceae, Cucurbitaceae osv. Hoveddelen af ​​cystolith er en celluloseforlængelse af cellevæggen, hvor calciumcarbonatet deponeres i form af fine granuler. I visse planter findes også dobbelt cytolitter.

Cystolitterne går ind i protoplasterne i store specialiserede celler. Disse strukturer er lime-encrusted eller lime-infiltreret, stalked fremspring af muren. Grundlaget for cystolitten er en stalket, stratificeret cellulosekrop, som opstår tidligt i celleudvikling som en lokal vægtykkelse. Ved tilsætning af store mængder calciumcarbonat bliver dette en uregelmæssig krop, der næsten kan fylde cellen. I form varierer cystolitterne meget i forskellige slægter og familier.

(ii) Kalsiumoxalatkrystaller:

Bladene og andre organer i mange planter indeholder iøjnefaldende krystaller af calciumoxalat. Krystallernes former er meget forskellige. De er som følger:

Raphides:

De er nålagtige, lange slanke krystaller ligger normalt parallelt med hinanden i et bundt, som nogle gange findes i en særlig sak som celle. Når sækkene er skadet mekanisk, frigives raphiderne med en rykke gennem et lille hul.

Raviderne findes almindeligvis i Alocasia, Colocasia, Pistia osv. Nogle raphides er meget irriterende og giver en vis beskyttelse til planterne fra dyr. Raphides ødelægges ved kogning, og derfor er fødeplanter, der indeholder dem, ikke irriterende, når de er kogte.

Idioblasts:

De er stellat calciumoxalatkrystaller, der normalt findes i aerenchyma af vandplanter for at give støtte til vævet. De er ret almindelige i Limnanthemum, Nymphaea, Trap a, etc.

Druser, roset, krystaller eller klyngekrystaller:

Dette er en af ​​de mest almindelige sammensatte krystal, der har udseendet af en roset og kendt som en rosetkrystal. Sådanne krystaller er ret almindelige i Eucalyptus, Nerium, Ixora osv.

Prismatiske krystaller:

De er enkelte calciumoxalatkrystaller, der findes i forskellige planter. De kan være firkantede, prismatiske, rhomboidale eller pyramide-lignende i form.

Sandkrystaller:

De findes almindeligvis i masser af mikrofenoidale krystaller pakket ind i en celle. Sådanne krystaller findes generelt i bladene og rødderne af Atropz belladona af Solanaceae.

Silica deponeres hovedsagelig i cellevægge, men nogle gange danner det organer i cellens lumen. Gramineae er det mest kendte eksempel på en plantegruppe, der har silica i både væggene og celle lumina.

c) latex:

Det er den mælkefulde eller vandige saft, der findes i lange forgreningsrør kendt som latexrør. I mange tilfælde bliver tilgrænsende rør tilsluttet og danner således et netværk. Når disse rør skæres eller såres, ekspanderer latexen. Gummi, opium, tyggegummi og andre værdifulde stoffer er afledt af koaguleret latex. Latexen indeholder stivelseskorn, proteiner, olier, tanniner, tandkød, harpikser, alkaloider, salte, enzymer og nogle giftige stoffer.

De dispergerede partikler hører normalt til terpenerne (kulbrinte), der indbefatter sådanne stoffer som æteriske olier, balsamer, harpikser, kamfer, carotenoider og gummi. Blandt disse stoffer er harpikserne og især gummi ( _C5Hg ) n karakteristiske bestanddele af latex i mange planter.

Latexen kan indeholde en stor mængde protein (Ficus callosa), Sugar (Compositae) eller tanniner (Musa, Araceae). Latexen af ​​nogle Papaveraceae er velkendt for alkaloider (Papaver somniferum) og for Carica Papaya til proteolytisk enzympapain. Latexen af ​​Euphorbia-arter er rig på vitamin B. Krystaller af oxalater og malater findes rigeligt i latex. Visse planter indeholder stivelseskorn i deres latex.

Den bedst kendte latex er af forskellige gummiproducerende planter. I Hevea brasiliensis udgør gummi 40 til 50 procent af latexen. Gummipartiklerne suspenderet i latex varierer i størrelse og form. Når latex frigives fra planten, klumper partiklerne sammen; det vil sige latex koagulerer. Denne ejendom anvendes i den kommercielle adskillelse af gummi fra latex.

Latex af forskellige planter kan være gennemsigtig eller klar (f.eks. Morus, Nerium osv.) Eller mælkeagtig (f.eks. I Asclepias, Calotropis, Euphorbia, Ficus osv.). Den er gulbrun i cannabis og gul eller orange i flere medlemmer af Papaveraceae.

d) Essentielle eller flygtige olier:

De essentielle eller flygtige olier forekommer ofte i oliekirtler. Disse olier er flygtige og er normalt meget lugtstoffer. Kendte eksempler er eucalyptusolie og olien fra appelsinskal. Appelsinskallet indeholder store ovale kirtler. Disse kirtler stammer fra spaltningen af ​​visse celler, men er stort set dannet ved nedbrydning af cellerne indeholdende olien. Nedbrydningen af ​​cellerne bringer olien ind i kæbens store hulrum. Oliekirtlerne findes også i kronblade af rose, jasminer og mange andre blomster.

(e) tandkød:

Gummierne er udstødt ud fra stilkene af mange planter. Acacia-arterne producerer bedst tyggegummi. Disse mellemrum er Acacia senegel, A modesta og A. arabica. Gummierne er opløselige i vand og uopløselige i alkohol. De svulmer op i vand for at fremstille en viskøs masse.

(f) harpikser:

Harpikserne findes ofte i harpikskanalerne af forskellige nåletræer. Harpikskanalerne dannes enten ved adskillelsen af ​​de nærliggende celler eller ved desintegration af celler. Terpentin opnået ved at skære gennem harpikskanalerne af fyrretræer, hvorefter terpentinen udstråler og opsamles.

Forskellige former for lak og andre harpikser opnås ved samme metode fra andre nåletræer. Harpikserne er uopløselige i vand, men opløselige i alkohol og terpentin. Den velkendte monteringsvæske, Canada balsam er et harpiksholdigt produkt af Abies balsamea.

Harpiks kanaler:

Harpikslanger er lange passager omgivet af kirtelceller. De forekommer ikke kun i stængler, men også i andre planter.

I Pinus og allieret slægter udvikles harpikskanalerne i det aksiale system eller i både aksial- og strålesystemerne. Hjertekanaler udvikles typisk som schizogene intercellulære rum ved adskillelse af parenchymceller fra hinanden. Efter nogle afdelinger kanaliserer disse celler fra foringen, eller epithelet, harpiksen og udskiller harpiksen.

I Pinus er epithelcellerne tyndvæggede, forbliver aktive i flere år og producerer rigelig harpiks. I Abies og Tsuga har epithelcellerne tykke lignificerede vægge, og de fleste af dem dør i oprindelsesåret. Disse slægter producerer lidt harpiks. Til sidst kan en harpikskanal blive lukket ved at forstørre epithelceller.

Disse tyloser som intrusioner kaldes tylosoider (Record, 1934). De adskiller sig fra tyloser, fordi de ikke vokser gennem huler. Ifølge nogle arbejdere skelnes der mellem harpikskanaler, der er normale og de, der er traumatiske (græsk traume, et sår), det vil sige som følge af skade. Normale kanaler er langstrakte og forekommer enkeltvis; traumatiske kanaler er cysterlignende og forekommer i tangentielle serier.

(g) Organiske syrer:

De findes i flere grøntsager og frugtsaft og er ofte kombineret med særlige baser og alkaloider. Flere organiske syrer findes i forskellige planter, f.eks. Citronsyre i citrusfrugter; vinsyre i druer og tamarinder; æblesyre i frugterne af æble; Gallinsyre i mango frø; oxalsyre i Rumex, Oxalis og Nepenthes.

2. Kvælstofaffald:

Alkaloider. De laver en gruppe af nitrogenholdige, basiske organiske forbindelser, der findes i planter af nogle få familier af dicotyledoner, f.eks. Solanaceae, Papaveraceae. De menes at være slutprodukter af kvælstofmetabolisme. De er af stor betydning på grund af deres giftige og medicinske egenskaber, f.eks. Atropin (findes i Atropa belladona Solanaceae.), Kokain, morfin, nikotin, kinin, strychnin mv.