Woda, substancje organiczne i nieorganiczne

WODA
Zachodzą proc. Meteabolizmu-analizy, wymiany, syntezy
Enzymy=biokatalizatory
Konformacja- ukł.przestrzenny zw. Chemicznego
Wszystkie subst. Ulegają dysocjacji w wodzie. Woda jest dipolem, jest bdb rozpuszczalnikiem dla wielu subst. Dzięki wodzie rozprowadzane są subst. Po całym organizmie. Najw.gęstość w 4 st.C. Jest substratem r-ji biochem., jest ważnym czynnikiem kształtującym klimat. Pobiera dużą ilość ciepła słonecznego, umożliwia trwanie życia na Ziemi.
Woda w org. żywych: intercelularna (wewnątrzkomórkowa), ekscelularna (pozakom.), trans celularna (w przew. pokarmowym).
Woda: metaboliczna (powst.w proc. metabolicznych), niemetaboliczna (nie uczestniczyła w przemianach metabolicznych)

Tkanka przewodząca
Jest tkanką stałą. Przewodzi wodę z podziemnych części rośliny do liści oraz asymilaty z liści do łodygi i korzeni. Funkcję przewodzenia asymilatów pełnią gł. zespoły komórek, noszące nazwę kom. sitowych. Granicę członów w rurkach sitowych wyznaczają ściany poprzecznie perforowane – płytki sitowe. Oprócz rurek sitowych w tk.przewodzącej wyst.kom.miękiszowe i tk.wzmacniająca.

Sole min., pierwiastki
Oprócz wody w organizmie są subst.nieorganiczne (bud. organizm) – sole mineralne. Również makro-, mikro-, ultra elementy.
Makroelementy – udział >0,01% w bud.org – pierw. biogenne (CHONSP), magnez, wapń, potas, sód, chlor.
Mikroelementy – Fe, bor, miedź, cynk, mangan, molibden, jod, fluor
Ultra elementy – srebro, złoto (reumatyzm)
Pierwiastki popierane w postaci jonowej (rozpuszczalne w wodzie).
Każda reakcja stymulowana jest przez enzym.

Metabolizm – budowa i działanie enzymów
Enzymy:
Oksydoreduktazy – e.katalizujące, liczne w żywych ustrojach reakcje utleniania i redukcji
Oksydazy – należą do grupy oksydoreduktaz, które mogą przenosić elektrony bezpośrednio na tlen, skutkiem czego następuje połączenie tego tlenu z pierw. lub zw., który utracił elektr.
Transferazy – e.katalizujące przeniesienie grupy atomów lub jakiejś reszty chemicznej z jednego zw.na drugi
Hydrolazy – przyspieszają rozpad hydrolityczny określonych związków
Liazy – e.katalizujące inny, nie hydrolityczny rozkład cząsteczki, przy czym po rozkładzie pozostaje podwójne wiązanie
Izomerazy – r-je katalizowane przez nie polegają na takich przemianach wewnątrz cząsteczki substratu, że jej skład sumaryczny pozostaje taki sam, ale struktura przechodzi z jednego izomeru na drugi
Syntetazy – r-je w żywych ustrojach, polegające na wytworzeniu nowych wiązań chemicznych pomiędzy atomami, np. C i C, C i O, C i N, są katalizowane przez Ligazy, czyli Syntetazy.
Biokatalizatory – enzymy, przyspieszają r-je chem., podczas r-ji ulegają przemianom fiz., ale potem powracają do stanu pierwotnego. Prawie wszystkie enzymy są białkami. Każdy enzym katalizuje w zasadzie 1 r-ję chem.
HOLOENZYM=apoenzym+grupa niebiałkowa (Enzym złożony=białko+grupa prostetyczna[związany z białkiem na stałe]/koenzym[związany nietrwale). Żeby powstał komplex E+S musi się enzym dostosować do substratu.
Przebieg katalizy enzymatycznej:
1. przestrzenne dopasowanie enzymu i substratu
2. Wytw.komplexu E+S, co powoduje obniżenie energii aktywacji i zajście r-ji chem.
3. Oddzielenie enzymu od produktów

Białka – cząsteczki życia
Są zw. polimerycznymi
Funkcje:
1. budulcowa – wszystkie kom.zbud.z białek
2. wzmacniająca – kolagen – wyst.w tk.łącznej, mięśniach, nadając im elastyczność
3. enzymatyczna –Enzymy obecne w żywych kom. to białka. Brak niektórych, często pojed.enzymów
4. transportowa – transferyczna – wiąże w osoczu żelazo i w ten spos.transportuje
5. magazynowania – owoalbumina – białko magazynowane w białku jaja kurzego; ferrytyna – żelazo
6. lokomocyjna – aktyna, miozyna – białka kurczliwe
7. regulatorowa – wiele hormonów ma bud. białkową – regulują procesy metabolizmu
8. nerwowa – np. rodopsyna – białko w oku
9. immunologiczna – odpornościowa
10. izolacyjna – keratyna, fibroina – białka jedwabiu

Aminokwasy
Znamy ok. 150 aminokwasów, tylko 20 bud. organizm.
Ważne jest w jakiej kolejności i jakie enzymy bud. łańcuch
Struktury białek:
I-rzędowa – mówi o kolejności aminokwasów
II-rzędowa – skręcanie łańcucha polipeptydowego
III-rzędowa – zwinięcie się łańcucha w kłębek umożliwiają mostki S-S (dwusiarczkowe)- decyduje o właściwościach biologicznych
IV-rzędowa – połączenie się podjednostek w duże agregaty

KWASY nukleinowe
Nukleus – jądro
Są cząst.polimerycznymi. Monomer w kwasie nuklein. – nukleotyd.
Nukleotyd: reszta H3PO4, C5 (cukier pentoza -> DNA dezoksyryboza, RNA ryboza), zasada azotowo organiczna (adenina, cytozyna, guanina – DNA, RNA, tynina – DNA, uracyl – RNA).
NUKLEOTYD=nokleyzyd+kwas fosforowy
Nukleozyd – cukier C5+zas.azot.organ
DNA – podwójna nić polinukleotydowa, względem siebie komplementarna; część dwuniciowa, wzajemnie się uzupełniająca; ulega pomnażaniu / podwajaniu – replikacji.
Podwójna nić DNA ulega rozszerzeniu dzięki polimerazie DNA. Jedna nić spełnia rolę matrycy, do niej tworzy się druga – replilkacja półzachowawcza = semikonserwatywna. Enzym polimeraza DNA jest enzymem wielofunkcyjnym (również wykrywa błędy w DNA).
Każda trójka nukleotydów oznacza jakiś aminokwas.
RNA – jedna nić polinukleotydowej, ale rozróżniamy 3 rdz. RNA:
rRNA – rybosomowy
tRNA – transportujacy
mRNA – informacyjny
RNA bud.w jądrze kom.na matrycy DNA.
Transkrypcja – przepisywanie informacji z DNA na RNA. Trójka RNA to kodon.

Cukry – węglowodany
Cukrowce, sacharydy, w skład wchodzą: C, H, O. Dzielimy na 3 grupy:
Monosacharydy = cukry proste - 2c – biozy, 3C – triozy; fruktoza – cukier owocowy – ciało stałe, słodkie w smaku, krystaliczne, doskonale rozp.w wodzie;
Oligosacharady = disacharydy = dwucukry – sacharoza (cukier trzcinowy lub buraczany), laktoza (mleko), maltoza (cukier słodowy)
Polisacharydy = wielocukry – powstają w wyn.łączenia się cząst.monosacharydów; skrobia – nat.zap.u roślin – ziemniak; glikogen=skrobia zwierzęca; powstają na drodze polikondensacji;
zw. polimeryczne:
celuloza – bud. ściany kom.u roślin; czystą celulozą jest bibuła filtracyjna; wyst.u lnu, w bawełnie; celuloza nie jest trawiona przez człowieka; jest tzw. balastem jelitowym
chityna – pancerz u skorupiaków, ściana kom.u grzybów
agar – uzyskiwany z wodorostów (glonów), rozp.się w gorącej wodzie, na zimno – galaretowata masa, jest pożywką dla bakterii w bad.bakteriologicznych.
Znaczenie polisacharydów: budulcowe, zapasowe

Tłuszcze
Estry wyższych kwasów tłuszczowych i alkoholi, nie rozp.w wodzie, rozp.w rozpuszczalnikach organicznych, np. ksylen, benzen; tłuszcze budują błony kom., są składnikami hormonów, witamin; są to zw. wysokoenergetyczne.
Tłuszcze roślinne to oleje (masło kakaowe – stałe), tłuszcze zwierzęce są stałe (tran – ciekły), nie rozp.w wodzie; są składnikami hormonów, witamin (w tł.rozp.:A, D, E, K); funkcja energetyczna.
Palą się intensywnym płomieniem, wydziela się sadza. W ich skład wchodzi C, H, O. Rośliny kumulują tłuszcz w nasionach (słonecznik), w owocach (oliwki). Mają dużą wartość kaloryczną (mleko, sery, czekolada)
Leukoplasty – jeśli zostaną wypełnione tłuszczem, nazywają się lipoplastami
U zwierzą tł.ulegają odkładaniu

Gospodarka wodna roślin
Ruch wody w ukł.żywym jest uwarunkowany dział.siły grawitacji, osmotycznej, kapilarnej.
Gosp. wodna na poziomie komórkowym
Kom. jest otwartym ukł.osmotycznym (plazmoliza, deplazmoliza); r-r izotoniczny, hipertoniczny (stężony), hypotoniczny.
Tk.przewodząca
Przewodzi wodę z solami min.z korzeni do góry i asymilaty na dół. Skł.się z tk.sitowej i tk.naczyniowej.
Tk.sitowa (rurki sitowe, kom. przyrurkowe)
Rurki sitowe zbud.są z żywych kom. ułożonych pionowo 1 nad 2. Poprzeczne ściany posiadają drobne otworki – sita. Przez rurki sitowe wędrują r-ry subst. organicznych: białka, aminokwasy, sacharydy z liścia w str. korzenia – prąd zstępujący. Perforacja w sitach jest b. drobna (duża perforacja w roślpnących, np. dynia) . U roślin nagonasiennych i paprotników często wyst.kom.sitowe (wszystkie ściany tych kom. posiadają drobne otworki) – też przewodzą subs. organiczne. Rurki sitowe u roślin dwuliściennych są czynne przez okres wegetacyjny.
Naczynia przewodzą wodę z solami min.z korzeni do liści (prąd wstępujący). Ściany kom. naczyń są mocne, sztywne, posiadają charakt.zgrubienia w kształcie jamki, drobinki, pierścienia. Naczynia są na ogół czynne do 1 roku. Starsze ulegają z biegiem czasu zatkaniu i ustaje w nich proces przewodzenia wody.
Razem naczynia i sita tworzą wiązki przewodzące.
Pobieranie i przewodzenie wody.
Woda z korzenia do liści pobierana na zasadzie pompy ssąco-tłoczącej. Siła ssąca liścia i woda tłoczona jest z gleby do włośników (przekst.kom.ryzodermy). Mechanizm pasywny umiejscowiony jest w liściach, natomiast aktywny – w korzeniu. Woda podciągana jest w tk. przewodzącej dzięki sile ssącej liścia i siłom kohezji i adhezji.
W liściach nadmiar wody ulega transpiracji (wyparowaniu). Na miejsce wyparowanej wody pobierana jest następna. Gł..mechanizm jest w korzeniu, ale działa dzięki sile ssącej znajdującej się w liściu.
Susza fizjologiczna – zjawisko, gdy woda jest, a roślina nie może jej pobrać (np.w post. lodu, podlanie rośliny r-rem superstężonym).