3. Взаимосвязь процессов обмена

Процессы превращения органических веществ начинаются сразу при прорастании или при возобновлении ростовых процессов в многолетних растениях. По мере нарастания вегетативной массы основным органом биосинтеза становится лист. В нем осуществляются многочисленные и разнообразные метаболические процессы, связанные с формообразованием, ростом и развитием.

Процессы синтеза и распада идут параллельно и взаимосвязано их нельзя разделить между собой. В результате распада сложных органических веществ (крахмал, белки, жиры) под действием гидролитических ферментов, образуются моносахариды, аминокислоты, глицерин и жирные кислоты, которые содержат в себе энергию, поэтому на первом этапе выделяется небольшое количество энергии.

На следующей стадии в результате окисления моносахаридов, жирных кислот, аминокислот и глицерина образуются три важных метаболита ацетил~КоА, α-кетоглутаровая кислота и ЩУК, которые могут снова использоваться на биосинтез белков, жиров, углеводов и веществ вторичного происхождения. Либо они включаются в реакции цикла Кребса и полностью окисляются до СО₂ и Н₂О. При этом образуется АТФ и восстановленные нуклеотиды (НАДН, НАДФ·Н₂, ФАД·Н₂), которые могут быть использованы в восстановительных процессах и синтезе новых органических соединения. А так5же они являются донорами электронов в системе окислительного фосфорилирования, где их энергия идет на синтез главного переносчика энергии в растении – АТФ.

Кроме перечисленных переносчиков энергии очень сильным восстановителем в фотосинтезирующих клетках является Фд – ферредоксин. С его участием проходят многие реакции, например, восстановление нитратов, синтез глутаминовой кислоты, образование НАДФН и др.

Общие схемы превращения (синтеза и распада) сложных органических веществ смотри в учебнике Третьякова стр. 348-352

4. Основные транспортные формы органических веществ и состав флоэмного сока

Основной транспортной формой углеводов является сахароза. Она передвигается со скоростью 70-80 см/ч. Также немного могут передвигаться фруктозиды (фруктоза, глюкоза) что характерно для злаковых, олигосахариды (рафиноза, стахиоза) у ясеня или спирты, например сорбит у яблони.

Транспортные формы азотистых соединений подразделяют на 5 групп:

- протеиногенные аминокислоты и их амиды (глицин, аспарагиновая, глутаминовая кислота), скорость их движения 90 см/ч;

- непротеиногенные аминокислоты, например, цитрулин у березы;

- продукты окисления мочевой кислоты (алантоин и алантоиновая кислота характерны для бурачниковых);

- аммонийные соли органических кислот, образуются в растениях с кислым клеточным соком, скорость их движения 20-40 см/ч;

- низкомолекулярные белки-переносчики.

Поэтому органические вещества передвигаются по флоэме с довольно высокой скоростью – 20-100 см/ч. Например, у двудольных растений через 1 см² поперечного сечения ситовидных трубок за 1 мин проходит 0,2-0,5 г сухого вещества.

Состав флоэмного сока

Сахароза составляет 80% от сухого вещества или 0,8-1,0 моль/л.

Белки, аминокислоты, амиды – не более 10-15 ммоль/л.

Органические кислоты, витамины, фитогормоны – до 5-50 нмоль/л.

Неорганические соли – до 0,1-0,3 ммоль/л.

Ионы К⁺ - до 50-200 ммоль/л.

АТФ – 0,4-0,6 ммоль/л.

Флоэмный сок имеет слабощелочную реакцию среды (рН 8,0-8,5).