Эргастические вещества (включения, неактивные вещества) – это вещества временно или постоянно выведенные из обмена веществ и находящиеся в клетке в неактивном состоянии.

ЭРГАСТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА

Все вещества клетки можно разделить на 2 группы: конституционные и эргастические.

Конституционные – это вещества, которые входят в состав клеточных структур и активно участвуют в обмене веществ.

Эргастические вещества (включения, неактивные вещества) – это вещества временно или постоянно выведенные из обмена веществ и находящиеся в клетке в неактивном состоянии.

Эргастические вещества (включения)

Запасные вещества конечные продукты

обмена (шлаки)

крахмал (в виде крахмальных зёрен)

масла(в виде липидных капель) кристаллы

запасные белки (обычно в виде алейроновых зёрен) солей

Запасные вещества

1. Основное запасное вещество растений – крахмал – самое характерное, самое распространенное вещество, специфическое для растений. Это радиально разветвлённый углевод-полисахарид, имеющий формулу (С₆Н₁₀О₅)_n.

Крахмал откладывается в виде крахмальных зерен в строме пластид (чаще всего лейкопластов-амилопластов) вокруг центра кристаллизации (образовательного центра, центра слоистости) концентрическими слоями. Различают простые крахмальные зерна (имеют один центр слоистости) (картофель, пшеница) и сложные крахмальные зерна (имеют 2, 3 и более центров слоистости) (рис, овес, гречка). Крахмальное зерно состоит из двух компонентов: амилазы (растворимой части зерна, благодаря которой йод окрашивает крахмал в синий цвет) и амилопектина (нерастворимой части), который только набухает в воде. По свойствам крахмальные зёрна – это сферокристаллы. Слоистость видна потому, что разные слои зерна содержат разное количество воды.

Т.о., крахмал образуется только в пластидах, в их строме и в строме же запасается.

По месту локализации различают несколько типов крахмала.

1) Ассимиляционный (первичный) крахмал – образуется на свету в хлоропластах. Образование твёрдого вещества – крахмала из образующейся при фотосинтезе глюкозы предотвращает вредное повышение осмотического давления внутри хлоропласта. Ночью, когда фотосинтез прекращается, первичный крахмал гидролизуется до сахарозы и моносахаров и транспортируется в лейкопласты – амилопласты, где и откладывается как:

2) Запасной (вторичный) крахмал – зёрна более крупные, могут занимать весь лейкопласт.

Часть вторичного крахмала называется оберегаемый крахмал - это НЗ (неприкосновенный запас) растения, тратится только в самых крайних случаях.

Крахмальные зёрна довольно мелкие. Их форма строго постоянна для каждого вида растений. Поэтому по ним можно определить из каких растений приготовлена мука, отруби и другие продукты.

Крахмал встречается во всех органах растений. Он легко образуется и легко растворяется (в этом его большой +).

Крахмал очень важен для человека, так как наша основная пища - углеводная. Много крахмала в зерновках злаков, в семенах бобовых и гречишных растений. Он накапливается во всех органах, но наиболее им богаты семена, подземные клубни, корневища, паренхима проводящих тканей корня и стебля.

2. Масла (Липидные капли)

Жирные маслаЭфирные масла

А) Жирные масла - сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Основная функция – запасающая. Это вторая после крахмала форма запасных веществ.

Преимущества перед крахмалом: занимая меньший объем, дают больше энергии (находятся в виде капель).

Недостатки: менее растворимы, чем крахмал и труднее расщепляются.

Жирные масла чаще всего находятся в гиалоплазме в виде липидных капель, иногда образуя большие скопления. Реже – откладываются в лейкопластах – олеопластах.

Жирные масла встречаются во всех органах растений, но чаще всего в семенах, плодах и древесинной паренхиме у древесных растений (дуб, береза).

Значение для человека: очень велико, так как усваиваются легче, чем животные жиры.

Важнейшие масличные культуры: подсолнечник (акад. Пустовойт создал сорта, содержащие до 55% масла в семенах) подсолнечное масло;

Кукуруза кукурузное масло;

Горчица горчичное масло;

Рапс рапсовое масло;

Лён льняное масло;

Тунг тунговое масло;

Клещевина касторовое масло.

Б) Эфирные масла – очень летучи и ароматны, встречаются специализированных клетках выделительных тканей (желёзки, железистые волоски, вместилища и т.д.).

Функции: 1) предохраняют растения от перегрева и переохлаждения (при испарении); 2) есть эфирные масла, убивающие бактерий и других микроорганизмов – фитонциды. Фитонциды обычно выделяются листьями растений (тополь, черёмуха, сосна).

Значение для человека:

1) используются в парфюмерии (розовое масло получают из лепестков казанлыкской розы; лавандовое масло, гераниевое масло и др.);

2) в медицине (ментоловое масло (мята), шалфеевое масло (шалфей), тимоловое масло (тимьян), эвкалиптовое масло (эвкалипт), пихтовое масло (пихта) и др.).

3. Белки.

В клетке различают 2 типа белков:

1) структурные белки – активные, входят в состав мембран гиалоплазмы, органоидов, участвуют в обменных процессах и определяют свойства органоидов и клеток в целом. При избытке часть белков может выводиться из обмена веществ и становиться запасными белками.

2) Запасные белки

Аморфные (бесструктурные, Кристаллические

накапливаются в гиалоплазме, (мелкие кристаллы в обезвоженных

иногда в вакуолях) вакуолях – алейроновые зёрна)

Алейроновые зёрна чаще всего образуются в запасающих клетках сухих семян (например, бобовые, злаки).

Конечные продукты обмена (шлаки)

Конечные продукты обмена веществ откладываются чаще всего в вакуолях, где нейтрализуются и не отравляют протопласт. Много их скапливается в старых листьях, которые растение периодически сбрасывает, а также в мёртвых клетках корки, где они не мешают растению.

Шлаки – это кристаллы минеральных солей. Наиболее обычны:

1) оксалат кальция (щавелевокислый кальций) – откладывается в вакуолях в виде кристаллов различной формы. Могут быть одиночные кристаллы – монокристаллы, сростки кристаллов – друзы, стопки игольчатых кристаллов – рафиды, очень мелкие многочисленные кристаллы – кристаллический песок.

2) карбонат кальция (СаСО₃) – откладывается на внутренней части оболочки, на выростах внутренних стенок (цистолиты) оболочки, придаёт клетке прочность.

3) кремнезём (SiO₂) - откладывается в оболочках клеток (хвощи, бамбук, осоки), обеспечивает прочность оболочки (но в то же время хрупкость).

Обычно – шлаки – это конечные продукты обмена, но иногда, при нехватке солей в клетке, кристаллы могут растворяться, и минеральные вещества опять вовлекаются в обмен веществ.