post

Целулоза

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

post

Химичен състав на дървесината

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

post

Клетъчна стена

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

post

Окислително фосфорилиране, АТФ и дихателни вериги

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 2). 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

post

Цикъл на Кребс. Митохондрии

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

post

Гликолиза. Метаболизъм – анаболитни и катаболитни процеси

Гликолиза се нарича първият етап от разграждането на глюкозата в клетките на живите организми (или още първият етап от клетъчното дишане), при който се отделя и акумулира енергия под формата на АТФ (аденозинтрифосфат). Той е част от метаболитните процеси както на анаеробните, така и на аеробните организми. Причината е, че за неговото протичане не е необходим кислород и се осъществява в цитоплазмата на клетките, независимо от това дали те съдържат митохондрии или не.

Метаболизъм – анаболитни и катаболитни процеси

Анаболитни се наричат всички процеси в клетката, които включват биохимични реакции на синтез и изграждане на биоорганични вещества и биополимери. Анаболитните процеси са съпроводени с изразходване на енергия, за източник на която служи АТФ.

Катаболитни се наричат всички процеси в клетката, които включват биохимични реакции на разграждане на биоорганични съединения и биополимери, в резултат на което се отделя енергия и се получават по-малки молекули химични вещества.

Метаболитни процеси се зоват сборно всички анаболитни и катаболитни процеси в една клетка. Съвкупността от всички метаболитни процеси в един организъм се нарича метаболизъм на организма. Сходно се използва и понятието метаболизъм на клетката. Метаболити са веществата участващи в метаболитните процеси.

Всички анаболитни процеси са неразривно свързани с катаболитните, защото черпят от тях … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

post

Фотосинтеза. Хлоропласти и хлорофил. Цикъл на Калвин

Фотосинтеза се нарича процесът на самостойно хранене (автотрофно), при който организми наречени автотрофи (растения, водорасли и някои бактерии), съдържащи в клетките си хлоропласти с хлорофил, усвояват слънчевата енергия директно от слънцето, превръщат я в химическа, като произвеждат от неорганични вещества органични съединения.

Пластиди

Пластидите са органели, които се срещат в цитоплазмата на фотосинтезиращите организми. В зависимост от цвета си носят различни наименования.

Левкопластите са безцветни органели и в тях се складират запаси от резервни хранителни вещества. Хромопластите са пластиди оцветени най-често в жълто, червено и оранжево, заради съдържащите се в тях каротиноиди. Хлоропластите са зелени на цвят.

Трите вида пластиди са двумембранни органели, които притежават сходни структури. Затова те са способни да се трансформират един в друг. Наример когато картофите се оставят на пряка слънчева светлина, левкопластите се превръщат в хлоропласти. А като зреят зелените плодове, хлоропластите се преобразуват хромопласти.

Хлоропласти

Размерите на един хлоропласт варират между 2 и 10 микрометра (μm) в дължина. Зеленият цвят на всички хлоропласти е резултат от съдържащото се в тях зелено пигментно вещество хлорофил. Благодарение на него автотрофите поглъщат светлинната енергия и в процеса на фотосинтеза я трансформират в химическа.

Един хлоропласт много наподобява по форма на леко удължено и леко сплескано зърно. … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ