Целулоза

Posted on ноември 19, 2019 by laconian

Целулоза (лат. cellula – клетка) е названието на най-разпространения в природата високомолекулен биополимер. Тя представлява голяма въглехидратна линейна (неразклонена) органична молекула с биологичен произход, която е съставена от повтарящи се по дължината ѝ градивни единици наречени мономери.

Целулозните вериги са основният структурен елемент на всяка клетъчна стена на всяка растителна клетка. Целулозното съдържание в дървесината на дървесните видове достига до 50%, а в размножителните приспособления на някои растения може да достигне почти до 100%, като например в пухчетата на тополите, на повета или в памука.

Целулоза – строеж

Мономерите, изграждащи молекулата на целулозата, се наричат монозахариди – съединения принадлежащи към групата на въглехидратите. Всички мономери са от един и същи тип: β-1,4-глюкоза и са под формата на пиранозни пръстени с циклична хексозна форма и един хетероатом кислород (β-D-глюкопиранозни остатъци). Еднообразието на мономерните градивни единици класифицира макромолекулите целулоза като хомополимери. Монозахаридите се произвеждат в зелените части на растенията, по време на процеса фотосинтеза.

Всеки два мономера се свързват помежду си чрез гликозидна връзка, формираща се в резултат на реакция на кондензация (обезводняване), при което се образува дизахаридът целобиоза. Свързването е от тип 1-4. Това означава, че единият монозахарид участва с гликозидната си хидроксилна група … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

Химичен състав на дървесината

Posted on април 4, 2019 by laconian

Когато се говори за химичен състав на дървесината, трябва да е ясно още от самото начало, че става дума за голям набор от органични и минерални вещества. Те обаче не са механична смес от химични съединения, а сложна система от полимери, мономери, молекули и йони.

Въпреки цялото това химично разнообразие, елементният състав се доминира от трите химични елемента Въглерод (≈49-50%), Кислород (≈43-44%) и Водород (≈6-6,5%). Съдържанието на всички останали елементи е значително под 0,5%, като в това число се включва и азотът.

Компонентите изграждащи целия химичен състав на дървесината, могат да се групират в две големи категории: основни и второстепенни.

Основни компоненти са тези, които изграждат клетъчната стена и са водонеразтворими и нелетливи. Второстепенни компоненти са онези, които съставят междуклетъчното вещество. Те са разтворими във вода и органични разтворители и е възможно да се дестилират с водни пари, т.е. подлежат на екстракция.

Всички, основните и второстепенните, могат да се класифицират в различни групи според химичните си характеристики и свойства.

Основни компоненти

Основните компоненти се срещат във всички видове дървесина, но в различни пропорции.

Въглехидрати

Въглехидратите (моно-, ди-, олиго- и полизахариди) са органични вещества получавани чрез процеса фотосинтеза. Близо 3/4 от от дървесината е изградена от полизахариди. Групата на … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

Произход на човека – прачовеци

Posted on януари 18, 2019 by laconian

Темата „Произход на човека“ вълнува не само съвременните учени биолози и антрополози, но и всеки, който търси смисъла на живота. Произходът на човека заема централно място във всяка религия създадена от зората на цивилизацията до днес. През вековете са правени множество философски и псевдонаучни хипотези, за това от къде идваме и какво представляваме.

Единствената научнообоснована теория обаче, е резултат и неизменна част от Еволюционната теория, създадена от английският натуралист Чарлз Дарвин. В наши дни тя е осъвременена, разширена и подкрепена с милиони доказателства. Те са продукт на неуморния изследователски труд на хиляди учени от цял свят, работили в областта на антропогенезата през последните 150 години.

В продължение на целия си живот Дарвин се е опитвал да избягва въпроса относно произхода на човека. Това е така, тъй като е знаел, че ще е твърде противоречив за религиозното викторианско общество.

През 1856-та година в пещерата Фелдхофер, намираща се в долината Неандертал (Германия), са открити фосилни останки на праисторически човек, който обаче се различава твърде много от съвременните хора. Три години по-късно Дарвин започва да издава трудовете си, като в крайна сметка, през 1871-ва отпечатва и книгата си „Произход на човека и половия отбор„.

Много преди дарвиновите … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

Дървесина – структура на дървесината

Posted on декември 20, 2018 by laconian

Дървесина се нарича биологичният материал, който съставя по-голямата част от стъблата, корените и клоните на дървесните растения (дърветата). Тя е хетерогенна по своя строеж и състав и притежава както сходни, така и разнообразни характеристики при различните видове. Изследваната под микроскоп дървесина се вижда, че е изградена от различни растителни тъкани и малки отличаващи се по вида си растителни клетки.

Характерни особености на клетките на дървесината е, че са се срастнали и притежават дебели клетъчни стени богати на целулоза, лигнин и хемицелулози. Много от тях са удължени и образуват дървесинни влакна.

Интензивното използване на дървесина е част от антропогенното влияние върху природата още от зората на човешкия вид. Днес тя намира приложение както в бита, така и в индустрията. Много продукти, които често се възприемат като даденост – хартията например, биха били немислими без познаването на строежа, свойствата и начините за преработка на дървесина.

Дървесина – анатомия

Дървесинната структура може да се раздели на две нива. Видимите с невъоръжено око структурни особености се определят като макроструктури. Всички останали, за които са необходими специални наблюдателни инструменти (микроскопи), се класифицират като микроструктури.

Макроструктура на дървесината

На макрониво при напречен разрез на дървеното стъбло, от центъра навън, то … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

Клетъчна стена

Posted on декември 6, 2018 by laconian

Клетъчна стена е основният компонент на клетъчната обвивка на растителните клетки. Тя представлява многослойна структура и определя формата на всяка растителна клетка. Изградена е от целулоза, хемицелулози, лигнин, пектинови вещества и се формира навън от цитоплазмената мембрана (плазмалема, клетъчна мембрана).

Изпълнява главно опорно-защитна и рекулаторна функция. Освен това, през пори в клетъчните стени се осъществява контактът между съседните клетки. Играе и ролята на физическа бариера, която спира някои микроорганизми в опитите им да атакуват растението.

Устройство на клетъчна стена

Целулозата необходима за изграждането на дадена клетъчна стена, се синтезира в ензимни целулозосинтезиращи комплекси. Те представляват розетки, съставени от 6 субединици. Разполагат се в клетъчната мембрана, която се намира в плътен контакт със стената.

Във времето на целулозен синтез, розетките се движат в равнината на плазмалемата и изнасят навън от клетката целулозните молекули.

Образуващите се полимерни вериги целулоза се вплитат под формата на микрофибрили, а те от своя страна, понякога образуват макрофибрили.

След това целулозните нишки напускат целулозосинтезиращите комплекси и се интегрират като структурни единици в намиращата се до цитоплазмената мембрана клетъчна стена.

В клетъчната обвивка на различните растения могат да се разграничат първична клетъчна стена и вторична клетъчна стена.

Първична клетъчна стена

Първичната клетъчна стена (… ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

Окислително фосфорилиране, АТФ и дихателни вериги

Posted on ноември 23, 2018 by laconian

Окислително фосфорилиране се нарича процес, протичащ в живите клетки, при който енергията отделена при процесите на биологично окисление се използва за синтезиране на АТФ от прекурсори АДФ и фосфорна киселина. Така полученото органичнно съединение играе ролята на енергоизточник и енергиен акумулатор за нуждите на клетките.

Биологично окисление

В неорганичната природа окислителните процеси протичат понякога твърде бавно, а в други случаи много бързо и енергично, та дори и с изгаряне. Подобно непостоянство и агресивност на химичните реакции в една биологична единица като клетката биха я разрушили.

Затова в живата природа в резултат на еволюцията са се появили сложни молекулни системи за нов тип окисление, носещо названието биологично окисление. То протича в мека среда и в регулирано постоянство на реакционните условия. При него отдаването на енергията става на порции и е безопасно за клетката.

При реакциите на биологично окисление, ключово взаимодействие е свързването на вдишания кислород с водорода, отделен при катаболитните процеси в клетките.

Дихателни вериги

В процесите от цикъла на Кребс и при тези на гликолизата се отделя водород (Н₂). Той се свързва обратимо с акцепторна молекула – преносител, която носи названието никотинамид-аденин-динуклеотид (НАД+). Получената редуцирана форма се означава с НАДН₂.

Тъй като цикълът на … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

Цикъл на Кребс. Митохондрии

Posted on ноември 19, 2018 by laconian

Цикъл на Кребс (цикъл на лимонената киселина) се наричат поредица от биохимични реакции, които протичат в митохондриите на клетката. Те представляват постгликолитичен етап на клетъчното дишане, който е характерен за аеробните организми. При цикъла на Кребс пирогроздената киселина, получена в резултат на процеса гликолиза, се преработва до оксалоцетна киселина.

По време на взаимодействията се наблюдава редукция на НАД+ (никотинамид-аденин-динуклеотид) до НАДН₂. Полученият водород по-късно се транспортира и свързва с кислород, при което се отделя и акумулира енергия под формата на АТФ (аденозинтрифосфат). Като страничен продукт от цикъла на Кребс се отделя и въглероден диоксид.

Митохондрии

Митохондриите са клетъчни органели с овална форма. Отвън имат две мембрани – вътрешна и външна. Между двете се затваря междумембранно пространство. Мембраните обграждат вътрешността на митохондрия, която носи названието матрикс. Вътрешната мембрана има множество вгъвания в матрикса, които се наричат кристи. Количеството на кристите е в пряка зависимост от енергийните нужди на клетката.

Всички митохондрии имат в матрикса си свои ДНК, РНК и рибозоми и могат да се делят независимо от клетката, в която се намират. Митохондриалната ДНК представлява кръгови молекули и се предава на децата само от майката. В кристите на тези органели … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ