Какие углеводы содержатся в клетках животных растений и грибов

Грибы – это представители царства Грибов, которые имеют свою, особую, структуру. Она довольно сложная, и не ограничивается только такими понятиями, как шляпка, ножка, мякоть и гименофор. У каждого плодового тела есть специфический элемент, который называется запасным веществом.

Что такое запасное питательное вещество

Грибы многочисленны и разнообразны, имеют свою классификацию, а поэтому биологи объединили их в единое царство, которое так и называется – Грибы.

Запасное вещество – это элемент, который запасается плодовым телом впрок для дальнейшего использования с целью продолжения своей жизнедеятельности. Однако само понятие «резервного вещества» в отношении грибов не является совсем правильным, поскольку их происхождение и функции не всегда являются однозначными. Но в данном случае речь пойдет об элементах прямого назначения.

Назначение и виды запасных углеводов

Не только грибы имеют свойство запасать резервные вещества, необходимые для их жизнедеятельности. И растения, и животные, и даже бактерии обладают такими же особенностями. Но у каждого из этих представителей другой запасной питательный элемент.

Запасное вещество клеток животных

Запасным углеводом клетки является гликоген. Кстати, именно этим животные схожи с представителями грибного царства.

Вся биохимическая активность животных клеток может быть описана всего двумя словами – «запасать» и «расходовать». Чем моложе организм, тем больше полезных элементов он запасает в своих клетках. При этом у более старых представителей, естественно, преобладает процесс расщепления резервных углеводов.

Гликоген в животном организме запасается клетками печени и скелетных мышц. Это вещество в своем составе содержит остатки глюкозы, однако, в отличие от нее, оно не имеет характерного сладкого вкуса. Данный полисахарид подвергается процессу гидролиза в кислой среде. Происходит это в несколько этапов.

Скопление резервных элементов в гепатоцитах, миоцитах и лейкоцитах животного обеспечивает протекание двух взаимно противоположных процессов. Первым из них является диссимиляция, во время которой происходит высвобождение глюкозной молекулы.

Резервное вещество растительной клетки

Фотосинтез способствует образованию органических веществ в клетках зеленых растений. Часть этих элементов откладывается про запас. Основные резервные клеточные элементы – это углеводы, жиры и протеины. Их скопление происходит в разных отделах растения:

• плодах;
• семенах;
• корневищах;
• клубнях;
• стеблях;
• корнях.

В отличие от животной клетки, растительная запасает совсем иной вид углевода – крахмал. Кстати, он откладывается во всех растениях, исключая цианобактерии. Накапливается крахмал в А-хлоропластах, Б-ядре, В-лейкопластах и Г-хромопластах.

Крахмал в растительной клетке отлично подходит для хранения глюкозы, поскольку ее остатки находятся в нерастворимой форме. А при необходимости происходит расщепление резервного элемента обратно до глюкозы. Такой процесс называется гидролизом.

Таким образом, углеводы в клетке растения находятся в нескольких видах:

• моносахариды (глюкоза);
• олигосахариды (крахмал);
• полисахариды (целлюлоза).

Глюкоза дает энергию для роста, крахмал помогает запасать глюкозу и содержит ее в своих клетках. А для чего нужна целлюлоза как одно из резервных растительных веществ? Ее предназначение заключается в том, что она служит строительным материалом для растительных тканей и выполняет опорную функцию – придает растениям необходимую прочность. По распространенности органических веществ целлюлоза занимает первое место на всем земном шаре.

Запасные вещества бактерий

Запасные (резервные) элементы являются питательными веществами для бактерий и сохраняются в их цитоплазме. Они образуются в процессе метаболизма, а начинают накапливаться в том случае, если вырабатываются клетками в чрезмерном количестве. Используются такие резервы в том случае, когда бактерия попадает в агрессивные и пагубные для себя условия окружающей среды.

К основным питательным элементам бактерий относят:

• полисахариды (гликоген и крахмал);
• жиры;
• серу;
• полифосфаты.

Все эти вещества необходимы для поддержания оптимального клеточного энергетического запаса. Происходит этот процесс под воздействием вырабатывающихся ферментов.

Элементы, которые запасаются на клеточном уровне, зависят от того, в какой среде находится бактерия. Так, одни клетки способны накапливать исключительно полисахариды, в то время как другие структуры способны концентрировать в себе большое количество элементов.

В большинстве случаев главными запасаемым веществом выступает гликоген. Его чаще всего запасают:

• сальмонеллы;
• бациллы;
• кишечная палочка.

Но споровые бактерии, например, клостридии, содержат гранулезу. В ее основе содержится крахмал. Если в окружающей среде, где обитает клетка, отмечается высокое содержание углерода или фосфора, то она активно скапливает волютин. Он содержит полифосфаты, являющиеся источником энергии.

Сера, как резервный элемент, встречается далеко не у всех бактерий. Ее можно обнаружить преимущественно у тех экземпляров, обменные процессы которых тесно связаны с молекулярной серой. Это аэробные тионовые и фототрофные серобактерии.

Первой группе бактерий сера необходима для окисления кислорода. Благодаря такому процессу бактериальная клетка получает необходимое количество энергии. А вот для обеспечения фоторофных серобактерий сера используется в качестве источника электронов. С их помощью происходит восстановление углекислоты.

Какое запасное вещество характерно для клеток грибов

Из числа углеводов, которые относятся к запасным элементам грибов, чаще встречаются гликоген, маннит и микоза.

Концентрация гликогена в грибах может колебаться в рамках 1,5-40%. Все зависит от возраста и разновидности плодового тела: у молодых экземпляров уровень вещества на порядок выше, чем у старших грибов с созревшими спорами.

Трегалоза (или микоза) – это дисахарид. Он запасается грибами, как правило, в небольших количествах. Исследователи связывают его функции с накоплением маннита и шестиатомного спирта. В особо высоких концентрациях этот элемент встречается у представителей рода Болетовых.

Маннит в большей степени находится у зрелого мицелия и грибов. Образуется он, по-видимому, в процессе метаболизма трегалозы. Иногда в грибном мицелии можно обнаружить жиры. Они скапливаются в виде капель и используются при активном росте плода, а также в период споруляции.

Отличительные особенности гликогена и крахмала

Разница между гликогеном и крахмалом заключается, прежде всего, в особенностях химического строения каждого из веществ:

1. Гликоген. Его молекулы, в отличие от основного крахмального компонента амилопектина, отличаются более сильным разветвлением.
2. Между этими структурами есть различие в виде морфологической макромолекулы. Так, у амилопектина среднее расстояние между ветвлениями в средней части ММ составляет 8-9 глюкозных звеньев. А на внешней ее поверхности это расстояние равно 15-18 ГЗ. У гликогена эти показатели ниже. Так, в средней части расстояние между ветвлениями равно 3 глюкозным циклам, а на внешней бахроме – 6-7.
3. Гликоген легко растворяется в воде, не образуя при этом клейстера. Для амилопектина характерны полностью противоположные свойства.

И, наконец, гликоген является резервным элементом для представителей животного мира, и играет немаловажную роль в энергетическом обмене в организме животного. Этими свойствами крахмал не обладает. Его можно обнаружить только в растениях, которым свойственен фотосинтез.