Kjemiske forbindelser som forekommer som ikke-levende inneslutninger i cytoplasma

Kjemiske forbindelser som forekommer som ikke-levende inneslutninger i cytoplasma!

Flere kjemiske forbindelser forekommer som ikke-levende inneslutninger i cytoplasma. Disse innesluttingene forblir dispergert, enten i cellesaft eller i cytoplasma. De er i hovedsak klassifisert som følger:

Image Courtesy: nature.com/srep/2011/111212/srep00188/images/srep00188-f5.jpg

A. Matvarer:

Disse er stoffene produsert av protoplasma av cellene fra de enkle uorganiske stoffene som karbondioksid og vann og lagres i cellene som matvarer. Maten som fremstilles på denne måten, brukes delvis til å lage ny protoplasma, og delvis er den brutt ned for å gi nødvendig energi, og resten av den lagres som reserve matmateriale i protoplasma av celler. Reservematematerialene kan klassifiseres som følger:

1. Karbohydrater:

De er ikke-nitrogenholdige matvarer. Disse er forbindelser av karbon (C), hydrogen (H) og oksygen (O). De er avledet mer eller mindre direkte fra karbondioksid (CO ₂ ) og vann (H ₂ O) under fotosyntese. Noen karbohydrater er uoppløselige, mens noen er oppløselige i vann. Det viktigste uoppløselige produktet er stivelse og de oppløselige produktene er inulin, sukker etc.

(i) stivelse:

Det er et uoppløselig karbohydrat av polysakkarid type dannet ved kondensering av enkle sukkerarter som glukose. Stivelsen finnes vanligvis i form av stivelseskorn av forskjellige former. Stivelsekornene finnes rikelig i lagringsorganene av planter, for eksempel tuberøse røtter, underjordiske stammer, stengelseskorte, endodermis, kornblandinger, bananfrugter, etc. Stivelsekornene varierer i form og kan brukes til identifikasjon av planter.

Stivelsekornene finnes ikke i sopp og visse alggrupper. Stivelsekornene har forskjellige former som er karakteristiske for plantetyper, f.eks. De er ovalformede i potet; flat i hvete; polygonal i mais; sfærisk i pulser og dumbell eller stangformet i latexcellene til noen euphorbias. Stivelsekornene av ris er minste og de av Carina største. Stivelsekornene varierer fra 5-100μ i størrelse. Stivelsen er alltid avledet enten fra kloroplaster av grønne celler eller fra leukoplaster (amyloplaster) av lagringsvev.

Stivelseskornets struktur oppviser vanligvis iøynefallende konsentriske lag dannet rundt et mørkt rundaktig sted, hilumet.

Legeringen kan være iøynefallende i noen korn mens det ikke er iøynefallende i andre. De fleste stivelsekornene viser denne lagring og er kjent som stratifisert stivelsekorn. Hvis de konsentriske lagene av stivelsen dannes på den ene siden av hilumet av stivelseskorn, sies kornet å være eksentrisk (f.eks. Potet) og når lagene er avsatt konsentrert rundt hilumet (f.eks. Hvete), er kornet kjent som konsentrisk.

Konsentriske typer stivelsekorn er ganske vanlig i de fleste plantene. Hvis stivelseskornet har en enkelt hilum, er det kjent som enkelt. Noen ganger to, tre eller mange korn, arrangert i en gruppe med så mange hila som stivelseskornene, er de kjent som sammensatte korn. Sammensatte korn finnes ofte i potet, søtpotet, ris og havre. Stivelsen blir blå eller svart i vandig oppløsning av jod.

(ii) Inulin:

Dette er også et karbohydrat av polysakkarid type. Det er løselig karbohydrat som vanligvis finnes i cellesaftet. Inulin har blitt rapportert fra mange Compositaes røtter. Det finnes ofte i tuberøse røtter av Dahlia og Helianthus tuberosus. Den kan lett utfelles ved å holde Dahlia-røttene i 6-7 dager, i alkohol, i form av sfæriske, stjerneformede eller hjulformede krystaller.

(iii) hemicellulose:

I noen frø lagres mat i tykkede cellevegger i form av hemicellulose. Mat lagres i dette skjemaet, men mye mer sjelden enn som sukker eller stivelse. Hemicellulose (reservecellulose) finnes i enkelte palmefrø og også i frøene til noen andre planter.

(iv) cellulose:

Dette er et karbohydrat med en generell formel som lik stivelsens, dvs. (C6H10O5) _n . Imidlertid er atomer arrangert forskjellig i molekylet, og stivelse og cellulose har svært forskjellige egenskaper. I anlegget er cellulose laget av sukkerarter. Den tjener som byggemateriale i dannelsen av cellevegget.

(v) sukker:

Sukkene som finnes mest i planter er glukose (druesukker), fruktose (fruktsukker) og sukrose (rørsukker). Glukose og fruktose har formelen C6H12O6. De er således sammensatt av samme type atomer i samme andel, men arrangementet i molekylet er forskjellig. De enkleste naturlig sukkene er monosakkarider. Sukrose (C12H22O11) har dobbelt så mange som ¹ karbonatomer og er et disakkarid.

Sukrose er kjent som vanlig sukker, som er oppnådd av sukkerrør eller sukkerroer. Sukkene er oppløselige og enkleste karbohydrater. Siden glukose og fruktose er i oppløsning og har relativt enkle molekyler, er de gode materialer for oppbygging av andre stoffer eller for innlevering av energi. I sukkerrør og sukkerrok finnes sukrose som reservemat.

2. Nitrogenprodukter:

De viktige nitrogenholdige matmaterialene er proteiner og aminoforbindelser.

(i) Proteiner:

Proteinene er den viktigste gruppen av forbindelser som finnes i planter, da de utgjør det aktive stoffet for protoplasma, og de kjemiske fenomenene i livsprosesser er forbundet med dem. Proteinene er svært komplekse organiske nitrogenholdige stoffer som består av karbon (C), hydrogen (H), oksygen (O) og nitrogen (N). I visse mer komplekse proteiner er også svovel (S) og fosfor (P) til stede.

For eksempel representerer representative proteiner som zein C ₇₃₆ H ₁₁₆₁ N ₁₈₄ O ₂₀₈ S ₃ fra indisk mais og gliadin C ₆₈₅ H ₁₀₆₈ N ₁₉₆ O ₂₁₁ S ₅ fra hvete. Proteiner er ikke bare hovedbestanddelene til protoplasma, men finnes i form av faste granulater ofte i planter som reserve matmateriale.

Proteiner dannes ved omplassering av karbonatomeratomer med tilsetning av nitrogen, vanligvis svovel og noen ganger fosfor. Et proteinmolekyl består av hundrevis eller tusenvis av aminosyremolekyler som sammenføyes ved hjelp av peptidforbindelser i en eller flere kjeder, som er forskjellig foldet.

Det finnes tyve forskjellige slags aminosyrer som ofte finnes i proteiner, og de fleste av disse forekommer vanligvis i et hvilket som helst proteinmolekyl; De er ordnet i kjeden i en sekvens som er nøyaktig den samme i alle molekyler av en gitt type protein. De mulige forskjellige arrangementene av aminosyrene er tydeligvis praktisk talt uendelige, og mangfoldet utnyttes fullt ut av levende ting hver art som har slags proteinmolekyl som er særegent for seg selv.

Aminosyrer er særegne fordi de har både basiske og sure egenskaper. Andelen forskjellige aminosyrer i forskjellige proteiner varierer; og noen proteiner mangler aminosyre som finnes i andre proteiner.

Animalske proteiner er bedre for menneskelig mat enn planteprotein fordi aminosyreinnholdet i animalske proteiner er mer som det for humane proteiner enn aminosyreinnholdet i planteproteiner. Noen planteproteiner mangler helt noen av aminosyrene som er essensielle for bygging av humane proteiner.

En vanlig form for protein som finnes i endospermen av ricinusfrø er kjent som aleuronkorn. Hvert aleuronkorn er en solid, ovate eller avrundet kropp som vanligvis omslutter en krystall som kropp i den,

kjent som krystalloid og en kuleformet kropp kjent som globoid. Krystalloidet er proteinholdig i naturen og okkuperer hovedparten av aleuronkorn, mens globoiden er dobbelt fosfat av kalsium (Ca) og magnesium (Mg) og opptar den smalere delen av kornet. Aleuronkornene varierer i form og størrelse i forskjellige planter. Når de finnes i oljeholdig frø av ricinus, er de større i størrelse, men når de er funnet med stivelse, er de veldig små i størrelse.

(ii) Aminoforbindelser:

De er enkle nitrogenholdige matvarer. De finnes i form av aminosyrer og aminer som forekommer i cellesap. Disse er rikelig funnet i plantens voksende apices, mens de hyppigere forekommer i lagringsvev.

Det er omtrent tyve kjente aminosyrer. Aminosyrer er særegne fordi de har både basiske og sure egenskaper. De består av karbon, hydrogen, nitrogen, oksygen, med formel R-CH (NH2) -COOH, hvor R er en variabel gruppering av atomer, en aminogruppe som alltid er bundet til karbonatomet ved siden av karboksylgruppen.

3. Fett og fettoljer:

Fettene og fettoljene i planter består av glyserin og organiske syrer. De forekommer i form av minuttglobuler i protoplasmaet. Spesielle typer fett og fettoljer finnes i frø og frukt av blomstrende planter. Fett og fettoljer består av karbon, hydrogen og oksygen og kjennetegnes av en liten prosentandel oksygen som det fremgår av formelen av slike vanlige fettstoffer som stearin C ₅₇ H ₁₁₀ O ₆ og palmitin C ₅₁ H ₉₈ 0 ₆, olein C ₅₇ H ₁₀₄ O ₆ og linolein C ₅₇ H ₉₈ O ₆ . På grunn av den meget små prosentandel oksygen inneholdt fett, produserer oksidasjon av fett store mengder energi. De er uoppløselige i vann, men oppløselige i eter, kloroform og petroleum. Fett kan være fast eller flytende (fettoljer), i henhold til temperaturen.

B. Sekretærprodukter:

Foruten matvarer spres flere andre produkter også av protoplasma som ikke er nyttige som næringsprodukter, men de kan hjelpe eller akselerere de ulike reaksjonene i cellene. Disse er som følger:

(i) Enzymer:

De er oppløselige nitrogenholdige substanser utsatt for protoplasma. De er fordøyelsessystemet i funksjon og omdanner de uoppløselige stoffene til løselige og komplekse forbindelser til enkle, for eksempel diastase omdanner stivelse til sukker, slik at et uoppløselig stoff omdanner til et oppløselig stoff på grunn av virkningen av dette enzymet. Lipasen bryter opp fett i deres komponenter, glyserin og fettsyrer. Papain omdanner proteiner til aminosyrer.

(ii) Farge i celle:

De stoffene som gir farge til celler, finnes vanligvis i plastidene. Klorofyll er et grønt fargestoff som utskilles av kloroplastene og utfører fenomenet fotosyntese. Klorofyll er ikke en enkelt forbindelse, men det er blanding av to pigmenter kjent som klorofyll a og klorofyll b.

De gule pigmentene, karotenoider finnes også i cellesaft og gir farger til kronbladene av blomstene. Anthocyaniner er også sekretærprodukter av protoplasmaet og lagres i cellesapet; de gir også farge til kronbladene av blomstene.

(iii) Nektar:

Nektar er en annen nyttig sekresjon av protoplasma. Det utskilles av spesielle kjertler eller organer av blomsten, kalt nektar.

nectaries:

Nektarene forekommer på blomster (blomster nektar) og på vegetative deler (ekstra blomster nektar). Blomsternektarene finnes i forskjellige stillinger på blomsten, mens de ekstra blomsternektarene forekommer på stengler, blader, stipuler og pedikeller av blomster.

Sekretorisk vev av nektariet finnes generelt i epidermisk lag. Vanligvis har de sekretoriske epidermale cellene tett cytoplasma og kan være papillat eller langstrakt som palisadeceller. I mange nektar er cellene som befinner seg under epidermis, også sekretoriske. De har tett cytoplasma og tynne vegger. Den nektære er dekket av en nagel.

Sukker av nektarene (både blomster og ekstra blomster), er avledet fra phloem. Vaskulær vev er funnet like i nærheten av nektar. I noen nektarier er det vaskulære vev bare det organet som bærer nektar, i andre er det en del av det nektære.

Nektaret utskilles enten gjennom cellevegget og den sperrede kutikkelen eller noen ganger gjennom stomata.

(iv) osmoforer:

Den duft av blomster, er vanligvis produsert av flyktige stoffer fordelt gjennom epidermal regionen av perianth deler. Men i noen planter kommer duften i spesielle kjertler som kalles osmophors (Vogel, 1962). Eksempler på slike spesielle kjertler finnes vanligvis i Asclepiadaceae, Aristolochiaceae, Araceae, Burmanniaceae og Orchidaceae.

Ulike blomster deler er differensiert som osmophors og de antar formen av klaffer, cilia eller pensler. Forlengelsen av Spadix av Araceae og det insekt-tiltrekkende vevet i Orchidaceae-blomstene er osmophors. Osmophors har et sekretorisk vev, vanligvis flere lag i dybden.

C. Avfallsprodukter:

De er utskillelser av plantecellene. Vanligvis lagres disse produktene i de døde cellene. Disse produktene dannes som et resultat av metaboliske aktiviteter av protoplasma, og derfor er de kjent som metabolisk avfall av plantene. Vanligvis er det to typer metabolsk avfall. De er 1. Ikke-nitrogenholdige avfallsprodukter og 2. Nitrogen avfallsprodukter.

1. Ikke-nitrogenholdige avfallsprodukter:

De er tanniner, mineralkrystaller, latex, essensielle oljer, tannkjøtt, harpiks og organiske syrer. De finnes enten i cytoplasma eller i cellesap.

(a) Tanniner:

De er ikke-nitrogenholdige komplekse forbindelser, som ofte finnes oppløst i cellesaftet. De er derivatene av fenol og vanligvis relatert til glukosider. De er funnet i celleveggene, i de døde celler, i hjartet og i barken.

De finnes også i overflod i blader og umodne frukter. Ved modningen av fruktene blir tanninerne omdannet til glukose og andre stoffer. Tanninerne har en bitter smak og deres tilstedeværelse i teblader gjør teekokningen bitter. De brukes i tanning industrien.

Den kommersielle katha er utarbeidet av tanniner av hjerteved av Acacia catechu. Tanniner er dårlig utviklet i monocotyledonous planter. De finnes enten i individuelle celler eller i spesielle organer, kalt tannin sacs. De tanninholdige cellene danner ofte tilkoblede systemer. I de enkelte cellene forekommer tanniner i protoplasten og kan også impregnere veggene i korkvev. Innenfor protoplast er tanniner en vanlig ingrediens i vakuolene.

Når det gjelder deres funksjon, fungerer de som proteksjonsbeskyttende midler mot skade, forfall, termitter og skadedyr; som reservere stoffer relatert på noen måte til stivelse og metabolisme; som stoffer forbundet med dannelse og transport av sukkerarter; som antioksidanter; og som beskyttende kolloider opprettholder homogeniteten til cytoplasma.

(b) Mineralkrystaller:

Ulike typer mineralkrystaller forekommer i plantecellene. De kan forekomme enten i cellehulen eller i celleveggene. Krystallene ligger vanligvis løs i cellene, men noen ganger er de funnet å bli suspendert inn i cellehulen fra takveggen.

Krystallene varierer i form og størrelse. Vanligvis består krystallene av kalsiumkarbonat, kalsiumoksalat eller silika.

(i) Kalsiumkarbonatkrystaller:

Disse krystallene er vanligvis kjent som cystolitter. Vanligvis forekommer de i de epidermale cellene av blader av mange blomstrende planter. De er vanligvis funnet i under angiospermiske familier-Moraceae, Urticaceae, Acanthaceae, Cucurbitaceae, etc. Hoveddelen av cystolith er en celluloseforlengelse av cellevegget hvor kalsiumkarbonatet avsettes i form av fine granulater. I enkelte planter finnes også dobbelte cytolitter.

De cystoliths prosjektet i protoplastene i store spesialiserte celler. Disse strukturene er lime-encrusted eller lime-infiltrated, stalked fremspring av veggen. Stiftelsen av cystolitten er en stalket, stratifisert, cellulosisk kropp som oppstår tidlig i celleutvikling som en lokal veggtykkelse. Ved tilsetning av store mengder kalsiumkarbonat blir dette en uregelmessig kropp som nesten kan fylle cellen. I form varierer cystolithene sterkt i forskjellige slektninger og familier.

(ii) Kalsiumoksalatkrystaller:

Bladene og andre organer av mange planter inneholder iøynefallende krystaller av kalsiumoksalat. Krystallene er svært forskjellige. De er som følger:

Raphides:

De er nållignende, lange slanke krystaller ligger vanligvis parallelt med hverandre i en bunt, som noen ganger finnes i en spesiell sak som celle. Når sakene er skadet mekanisk, slippes raphides ut med en rykk gjennom et lite hull.

Rupidene finnes ofte i Alocasia, Colocasia, Pistia, osv. Enkelte raphides er svært irriterende og gir noen beskyttelse til plantene fra dyr. Raphides blir ødelagt ved å koke, og så er matplanter som inneholder dem ikke irriterende når de er kokte.

Idioblasts:

De er stellate kalsiumoksalatkrystaller som vanligvis finnes i aerenchyma av akvatiske planter for å gi støtte til vevet. De er ganske vanlig i Limnanthemum, Nymphaea, Trap a, etc.

Druser, rosett, krystaller eller klyngekrystaller:

Dette er en av de vanligste sammensatte krystallene som har utseendet av en rosett og kjent som en rosettkrystall. Slike krystaller er ganske vanlig i Eucalyptus, Nerium, Ixora, etc.

Prismatiske krystaller:

De er enkle kalsiumoksalatkrystaller som finnes i forskjellige planter. De kan være firkantede, prismatiske, rhomboidale eller pyramide-lignende i form.

Sandkrystaller:

De er vanligvis funnet i massene av mikrofenoidale krystaller pakket inn i en celle. Slike krystaller finnes vanligvis i bladene og røttene av Atropz belladona av Solanaceae.

Silica deponeres hovedsakelig i cellevegger, men noen ganger danner det legemer i cellens lumen. Gramineae er det mest kjente eksempelet på en plantegruppe som har silisiumdioksyd både i veggene og i cellelinjen.

(c) Latex:

Det er den melkefulle eller våte juiceen som finnes i lange forgreningsrør kjent som latexrør. I mange tilfeller blir tilgrensende rør forbundet, og danner dermed et nettverk. Når disse rørene er kuttet eller skadet, eksploderer latexen. Gummi, opium, tyggegummi og andre verdifulle stoffer er avledet fra koagulert latex. Latexen inneholder stivelseskorn, proteiner, oljer, tanniner, tannkjøtt, harpiks, alkaloider, salter, enzymer og noen giftstoffer.

De dispergerte partiklene tilhører vanligvis terpenene (hydrokarbon) som inkluderer slike stoffer som essensielle oljer, balsamer, harpikser, kamfer, karotenoider og gummi. Blant disse stoffene er harpikser og spesielt gummi (C ₅ H _g ) n karakteristiske komponenter av latex i mange planter.

Latexen kan inneholde en stor mengde protein (Ficus callosa), Sugar (Compositae), eller tanniner (Musa, Araceae). Latexen til noen Papaveraceae er kjent for alkaloider (Papaver somniferum) og den for Carica papaya for proteolytisk enzympapain. Latexen av Euphorbia-arter er rik på vitamin B, . Krystaller av oksalater og malater finnes rikelig i latex. Enkelte planter inneholder stivelsekorn i latexen.

Den mest kjente latexen er av forskjellige gummiavledende planter. I Hevea brasiliensis utgjør gummi 40 til 50 prosent av latexen. Gummipartiklene suspendert i latex varierer i størrelse og form. Når latexen frigjøres fra anlegget klumper partiklene sammen; det vil si at latexen koagulerer. Denne egenskapen benyttes i kommersiell separasjon av gummi fra latex.

Latexen til forskjellige planter kan være gjennomsiktig eller klar (f.eks. Morus, Nerium, etc.) eller melkeaktig (f.eks. I Asclepias, Calotropis, Euphorbia, Ficus, etc.). Den er gulbrun i cannabis og gul eller oransje i flere medlemmer av Papaveraceae.

(d) essensielle eller flyktige oljer:

De essensielle eller flyktige oljene forekommer ofte i oljekjertler. Disse oljene er flyktige og er vanligvis veldig luktige. Kjente eksempler er eukalyptusolje og oljen fra appelsinskall. Appelsinskallet inneholder store ovale kjertler. Disse kjertlene stammer fra spalting av enkelte celler, men dannes i stor grad av nedbrytning av cellene som inneholder oljen. Oppløsningen av cellene bringer oljen inn i kjertelens store hulrom. Oljekjertene finnes også i kronbladene av rose, jasminer og mange andre blomster.

(e) tannkjøtt:

Tannkjøttet utstråles fra stammene til mange planter. Arten av Acacia produserer beste tannkjøtt. Disse mellomromene er Acacia senegel, A modesta og A. arabica. Tannkjøttet er oppløselig i vann og uoppløselig i alkohol. De svulmer opp i vann for å produsere en viskøs masse.

(f) harpiks:

Harpikser er ofte funnet i harpikskanalene av forskjellige nålerier. Harpikskanalene dannes enten ved separering av nabostoffene eller ved oppløsning av celler. Terpentin oppnådd ved å skjære gjennom harpikskanalene av furutrær, hvoretter terpentinen ekspanderer og samles inn.

Forskjellige typer lakk og andre harpikser er oppnådd med samme metode fra andre nålerier. Harpikser er uoppløselige i vann, men oppløselige i alkohol og terpentin. Den velkjente monteringsvæsken, Canada balsam er et harpiksholdig produkt av Abies balsamea.

Harpiks kanaler:

Resin kanaler er lange passasjer omgitt av kjertelceller. De forekommer ikke bare i stengler, men også i andre deler av planter.

I Pinus og alliert slekt utvikles harpikskanalene i det aksiale systemet eller i både aksial- og strålesystemene. Vanligvis utvikler harpikskanaler som schizogene intercellulære mellomrom ved separering av parenkymceller fra hverandre. Etter noen avdelinger disse cellene fra foringen, eller epitelet, av harpiksen kanaler og utskille harpiks.

I Pinus er epitelceller tynne vegger, forblir aktive i flere år, og produserer rikelig harpiks. I Abies og Tsuga har epitelceller tykke lignifiserte vegger, og de fleste dør i opprinnelsesåret. Disse slektene produserer lite harpiks. Til slutt kan en harpikskanal bli lukket ved å forstørre epitelceller.

Disse tylosene som intrusjoner kalles tylosoider (Record, 1934). De adskiller seg fra tyloser fordi de ikke vokser gjennom groper. Ifølge noen arbeidere er det skille mellom harpikskanaler som er normale og de som er traumatiske (gresk traumer, et sår), det vil si som følge av skade. Normale kanaler er langstrakte og forekommer enkeltvis; traumatiske kanaler er cystelignende og forekommer i tangentielle serier.

(g) Organiske syrer:

De finnes i flere grønnsaks- og fruktjuicer og er ofte kombinert med spesielle baser og alkaloider. Flere organiske syrer finnes i forskjellige planter, f.eks. Sitronsyre i sitrusfrukter; vinsyre i druer og tamarind; appelsinsyre i frukt av eple; Gallinsyre i mango frø; oksalsyre i Rumex, Oxalis og Nepenthes.

2. Nitrogen avfallsprodukter:

Alkaloider. De lager en gruppe av nitrogenholdige, grunnleggende organiske forbindelser som finnes i planter av noen få familier av dikotyledoner, for eksempel Solanaceae, Papaveraceae. De antas å være sluttprodukter av nitrogen metabolisme. De er av stor betydning på grunn av deres giftige og medisinske egenskaper, f.eks. Atropin (funnet i Atropa belladona av Solanaceae.), Kokain, morfin, nikotin, kinin, strychnin etc.