Тема 8. Вторичный метаболизм растений

Физиология вторичного метаболизма исследует локализацию его в растении, изменения в процессе онтогенеза, и, главное, – роль вторичных метаболитов в жизнедеятельности растения. Вторичные соединения играют важную роль для сохранения видов растений в данной среде обитания. Они являются экологическими сигналами, определяющими роль растения в биоценозе. Так, среди вторичных метаболитов обнаружены соединения с аллелопатическими, инсекицидными, фунгицидными и бактерицидными свойствами.

Фенольные соединения представляют собой один из наиболее распространенных и многочисленных классов природных соединений, обладающих биологической активностью, отличительная особенность которых состоит в наличии свободного или связанного фенольного гидроксила. Фенольные вещества или полифенолы включают в себя множество классов веществ – фенолокислоты, окрашенные антоцианы, простые и сложные флавоноиды.

Характер участия фенольных соединений в адаптации многопланов, что расширяет круг приспособительных реакций, направленных на выживание растений в экстремальных условиях. Фенольные соединения играют активную роль в самых различны физиологических процессах – фотосинтезе, дыхании, росте, защитных реакциях растительного организма. Они выполняют механические и структурные функции (лигнин), а также являются антрактантами (антоцианы) для насекомых-опылителей и животных-распространителей семян. Многие фенольные соединения являются антиоксидантами и используются в пищевой промышленности для стабилизации жиров. Они способны нейтрализовывать свободные радикалы, а их антиоксидантные свойства выше таковых для витаминов C и E в 4–5 раз. Они также влияют на хелатную активность металлов. В целом фенолы играют важную роль в обмене веществ растительной клетки.

Работа 1. Определение содержания суммарной фракции флавоноидов

Цель: определить содержание суммарной фракции флавоноидов в проростках различных видов растений.

Объекты, реактивы и оборудование: 70% этанол, 96% этанол, раствор 2 % AlCl₃ в этаноле , 30% Nа₂CO₃, 30% уксусная кислота, стандартный раствор кверцетина 0,5%, электронные весы, спектрофотометр, обратный холодильник, вата, колбы на 50 мл, мерные колбы и цилиндры, пробирки; шпатель; штативы для пробирок; фильтровальная бумага; карандаш по стеклу, сухие навески отдельных частей различных растений

Краткие сведения

Флавоноиды являются одним из самых больших классов фенольных соединений. В зависимости от степени окисления трехуглеродного участка флавоноиды разделяют на флавоны, антоцианы, флавонолы и изофлавонолы. Из флавоноидов также синтезируются танины. В разных сочетаниях и количествах флавоноиды присутствуют почти во всех растениях.

Флавоноиды локализуются в различных органах и частях растения: бутонах (софора японская), цветках, обуславливая окраску лепестков (василек синий, пижма обыкновенная), траве (хвощ полевой, горец птичий), плодах (боярышники, софора японская), корнях (шлемник байкальский). В клетках растений флавоноиды накапливаются в форме гликозидов, как правило, в вакуолях. В свободном состоянии – в специальных образованиях (смоляных и эфиромасличных ходах, канальцах, вместилищах, железках и др.). В надземных частях растений более 85% суммы флавоноидов локализуется в клетках эпидермы и только 15% – в остальных тканях.