Химический состав клетки растений

Кусочек белого хлеба забыли на раскалённой сковородке — через пару минут от него осталась чёрная хрупкая корочка и запах жжёного. А если тесто из муки долго промывать водой, в руках останется упругий серый комок, который тянется, как жвачка. Оба «фокуса» — подсказки о том, из чего построена клетка растения. В ней спрятаны вода, крахмал, жиры, белки и даже волокна-«арматура», и каждое вещество можно поймать за руку простым опытом. Разложим этот склад по полочкам.

Вода и минеральные соли

Самое массовое вещество клетки — вода. В сочных частях растения, в молодых листьях, корнях и плодах, её 80-90% массы; а в зрелых семенах пшеницы — всего 12-14%: семя подсушивается, чтобы пережить зиму и не испортиться. Вода не просто начинка. В ней растворяются соли и сахара, в ней идут все химические реакции, она надувает вакуоль и держит клетку упругой — эту упругость называют тургором. Забыл полить фиалку — листья повисли тряпочками, потому что вакуоли опустели; полил — и лист снова встал, как надутый мячик.

Минеральных солей в растении немного, несколько процентов массы, но без них никуда: азот из почвы идёт на постройку белков, фосфор — в важнейшие молекулы клетки, калий помогает замыкающим клеткам устьиц открывать и закрывать щель. Проверить «минеральную» часть состава можно прокаливанием. Положи кусочек растения на металлический лист и прокали его: органика сгорит и уйдёт в дым — углекислый газ и пар, — а на листе останется серый пепел, зола. Это и есть минеральные соли, которые корень вытянул из почвы за всю жизнь растения.

Углеводы: топливо, запас и каркас

Органические вещества построены на углероде, и строит их сам лист: из воды и углекислого газа на свету — ты уже знаешь этот конвейер по фотосинтезу. Главные органические вещества — углеводы. Глюкоза — быстрое топливо: клетка сжигает её при дыхании прямо сейчас. Сахароза — транспортный сахар: в виде сахарозы углевод едет по растению от листа к корням; её же человек добывает из сахарной свёклы, где она составляет около пятой части корня. Крахмал — склад: в клубнях картофеля его 15-20%, в зерне пшеницы — около двух третей. Проверяется крахмал за пять секунд: капни раствор иода на срез картофелины или кусочек белого хлеба — пятно станет сине-фиолетовым.

Есть ещё целлюлоза — вещество, из которого собраны оболочки растительных клеток. Её длинные волокна работают арматурой: в древесине целлюлозы около половины, и именно ей ствол обязан прочностью. Человек переваривать целлюлозу не умеет — для нас это клетчатка, полезный «балласт» для пищеварения. Зато бумага, вата и хлопковая ткань — почти чистая целлюлоза: дерево и после рубки продолжает работать каркасом.

Заметь, как ловко растение раскладывает углеводы по ролям: глюкоза — на сейчас, крахмал — на зиму, сахароза — в дорогу, целлюлоза — в стены. Один строительный материал, четыре профессии. Человек приручил все четыре: ест глюкозу и крахмал с хлебом и картофелем, добывает сахарозу из свёклы, а из целлюлозы делает бумагу и хлопковую ткань.

Жиры, белки и витамины

Жиры — самый концентрированный склад энергии: при сгорании они дают вдвое больше энергии, чем углеводы того же веса. Растения хранят жир в семенах: в ядре семечка подсолнечника масла около половины массы — недаром для ложки подсолнечного масла нужен целый стакан семечек. Жир занимает мало места и не боится воды, поэтому им удобно снабжать зародыш на старте жизни.

Белки — строительный материал и одновременно рабочие машины клетки: из белков собраны оболочки, а белки-ферменты ускоряют каждую реакцию обмена веществ. Промой комочек пшеничного теста под струёй — крахмал уйдёт в мутную воду, и останется клейковина: упругие белковые нити, которые тянутся, как резина. Именно клейковина держит пузырьки газа в тесте и делает хлеб пышным. В семенах гороха и фасоли белков 20-25%, в пшеничном зерне — 10-15%, поэтому бобовые кормят скот без всяких добавок. К белковой группе примыкают витамины: витамин C в шиповнике и чёрной смородине, каротин, из которого строится витамин A, — в моркови. А за наследство и чертежи отвечают нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК в ядре клетки.

органические вещества#

вещества с углеродом: углеводы, жиры, белки

неорганические вещества#

вода и минеральные соли

клейковина#

упругий белковый комок пшеничной муки

зола#

минеральные соли, оставшиеся после сгорания

фермент#

белок, ускоряющий реакции клетки

тургор#

упругость клетки, зависящая от воды

Как это спрашивают на контрольной

• Верю — не верю: вода — органическое вещество клетки (нет: в воде нет углерода, она неорганическая).
• Задача по опыту: опиши, что увидишь при прокаливании зерна, и объясни каждый признак.
• Развёрнутый ответ: назови основные органические и неорганические вещества клетки и скажи, где они хранятся.

Образец полного ответа на последний вопрос: «К неорганическим веществам клетки относятся вода и минеральные соли: вода — растворитель и среда реакций, она держит клетки упругими, а соли идут на постройку новых веществ. Органические вещества содержат углерод: углеводы (глюкоза — топливо, сахароза — транспорт, крахмал — запас, целлюлоза — каркас оболочек), жиры — концентрированный запас энергии в семенах и белки — строительный материал и ферменты. Все органические вещества построены листом при фотосинтезе».

Закрепи склад на кухне: хлеб — это крахмал и клейковина, семечки — масло и белок, чай с сахаром — сахароза, а чёрная корочка на сковородке — углерод, который остался, когда вода и дым улетели. Состав клетки прячется в каждом обеде.

Подсказка: клавиши J — следующая тема, K — предыдущая, на телефоне: свайп влево/вправо — соседняя тема