Що є субстратом

0 Comments

§ 6. Ферменти, їх роль у клітині

На молекулярному рівні життя є сукупністю найрізноманітніших хімічних реакцій, що відбуваються в організмах (а часом і за їх межами). Більшість з таких реакцій забезпечують перетворення лише однакових молекул, тобто ступінь їх вибірковості є високим. Крім того, швидкість біохімічних реакцій в організмах у мільйони разів вища, ніж вони відбувалися б у неживій природі за нормальних умов. Такі особливості функціонування живого забезпечують спеціалізовані білки, які називаються ферментами.

Функціонування ферментів. Ферменти є біологічними каталізаторами – речовинами, які значно прискорюють швидкість реакцій, не витрачаючись у них. Тобто ферменти взаємодіють із сполуками, що є субстратом реакції, змінюють їхню структуру, перетворюючи на продукт реакції, але самі при цьому не змінюють свого хімічного складу. Назви ферментів, як правило, формуються із назв їхніх субстратів із додаванням закінчення -аза. Наприклад, фермент лактаза розщеплює молочний цукор лактозу на моносахариди глюкозу та галактозу. Проаналізуйте інший приклад (рис. 26). Деякі ферменти мають традиційні назви (без закінчення -аза), наприклад, пепсин і трипсин, що забезпечують процеси травлення людини (пригадайте, процес розщеплення яких речовин вони каталізують).

Рис. 26. Тривимірна модель будови молекули ферменту, що розщеплює сахарозу на моносахариди

Подумайте, як назвивається цей фермент. Яка речовина є його субстратом? Що є продуктом цієї реакції?

При зв’язуванні ферменту із субстратами утворюється тимчасова сполука фермент-субстратний комплекс, який розпадається з утворенням ферменту та продуктів реакції. Енергетично цей процес є більш вигідним, ніж перетворення субстрату на продукт без участі ферменту. Без нього реакція може потребувати високих температур, тиску, високої кислотності середовища тощо, тобто не може ефективно відбуватися в живих клітинах.

Функціонування ферменту визначається просторовою структурою його молекули. Завдяки здатності білків набувати найрізноманітніших третинних і четвертинних структур ферменти каталізують велику кількість реакцій – міжнародна база даних ферментів налічує близько 7 000 назв і постійно поповнюється. Найважливішою для функціонування ферменту є частина молекули, що безпосередньо зв’язує субстрат і забезпечує його перетворення. Це – активний центр (рис. 27).

Функціонування деяких ферментів залежить від наявності додаткових речовин небілкової природи. Сполуки, необхідні для роботи ферментів, називаються коферментами. Ними можуть бути, наприклад, похідні вітамінів. Для функціонування деяких ферментів необхідна наявність йонів металів (Цинку, Купруму, Кобальту тощо).

Фактори, що впливають на активність ферментів. З підвищенням температури на 10 °С ферментативна активність зростає приблизно у 2-3 рази. Проте, як і всі білки, ферменти можуть денатурувати, втрачаючи властиву їм природну структуру. Це призводить до втрати каталітичної активності. В організмі людини білки починають денатурувати за температури ~40 °С, в інших організмів білки залишаються стійкими в більшому інтервалі температур. Наприклад, деякі бактерії живуть у водоймах, температура в яких вища ніж 80 °С.

Рис. 27. Тривимірна модель молекули ферменту лізоциму. Активний центр виділено кольором, також можна бачити зв’язану молекулу субстрату

Пригадайте, де трапляється зображена речовина та яку функцію вона виконує.

Іншим шляхом регуляції роботи ферментів є приєднання до них певних сполук, наприклад залишку ортофосфатної кислоти. Така реакція називається фосфорилюванням. Унаслідок неї неактивний фермент стає активним і починає виконувати свою функцію. Фосфорилювання може спричиняти й протилежний ефект – змінений білок переходить з активного стану в неактивний. Такі зміни можуть відбуватися всередині клітин унаслідок дії на них різноманітних подразників – гормонів, медіаторів тощо. Це один із способів регуляції функціонування клітин. Деякі речовини можуть блокувати активний центр ферменту – це призводить до порушення його функціонування.

Рівень активності ферментів може визначатися також концентрацією продуктів реакції. Як правило, вони гальмують роботу ферменту: при накопиченні продуктів реакції швидкість реакції знижується, а отже, утворення цих речовин припиняється. У такий спосіб регулюється надмірне накопичення утворюваних сполук.

Ферменти й захворювання. Ферменти забезпечують більшість функцій в організмі – зчитування спадкової інформації, процеси отримання енергії, синтез необхідних для росту й розвитку речовин, розщеплення проміжних продуктів обміну речовин тощо. Наприклад, фермент каталаза забезпечує розщеплення до води й кисню отруйного для організму гідроген пероксиду, що утворюється в клітинах як проміжний продукт окиснення. Дослідити вплив ферменту каталази рослинних клітин на гідроген пероксид можна, виконавши лабораторне дослідження.

У випадку, якщо той чи інший фермент не функціонує, контрольована ним реакція не відбувається, що призводить до захворювання. Наприклад, якщо в організмі людини бракує ферменту лактази, не розщеплюватиметься молочний цукор. Оскільки лактоза не може всмоктуватися безпосередньо в кишечнику в кров, вона залишатиметься в порожнині травного тракту, де її використовуватимуть бактерії. Утворені при цьому продукти обміну речовин (вуглекислий газ, молочна кислота) негативно впливатимуть на функціонування кишечнику, що проявлятиметься як симптоми несприйняття лактози (нудота, здуття, біль, пронос тощо). Багато таких захворювань є вродженими, тобто зумовлені мутаціями генів, які кодують структуру відповідних ферментів. Ферментативні реакції часто є як послідовні каскади, коли продукт попередньої реакції стає субстратом наступної (рис. 28). Тож для синтезу або розщеплення певних сполук потрібна злагоджена послідовна робота кількох (часто десятків) ферментів. Такі складні ланцюжки реакцій забезпечують процеси отримання клітиною енергії (§ 14), фотосинтезу (§ 15) тощо. Якщо хоча б один із ферментів каскаду не функціонує, то розвиваються захворювання. Порушення функціонування багатьох ферментів виникає також унаслідок нестачі в раціоні вітамінів, незамінних амінокислот, жирних кислот, макро- та мікроелементів.

ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ФЕРМЕНТІВ

Мета: дослідити вплив ферменту каталази рослинних клітин на гідроген пероксид.

Обладнання та матеріали: мікроскоп, набори для приготування мікропрепаратів, пробірки, елодея, сира та варена картопля, розчин гідроген пероксиду, дистильована вода.

Хід роботи

  • 1. Приготуйте мікропрепарат витриманого на світлі (8 – 10 год) листка елодеї та розгляньте його за допомогою мікроскопа.
  • 2. На один край накривного скла нанесіть краплину розчину гідроген пероксиду. Відтягніть нанесений розчин на інший край фільтрувальним папером. Спостерігайте за допомогою мікроскопа явище, що відбувається.
  • 3. До однієї пробірки покладіть шматочок сирої картоплі, а до другої – вареної. У кожну пробірку добавте по 6 – 7 краплин гідроген пероксиду й спостерігайте за змінами, що відбуваються.
  • 4. У висновку поясніть: 1) явище, яке ви спостерігали за допомогою мікроскопа; 2) властивість ферментів, яку доводить другий дослід.

Клітини листка елодеї в полі зору мікроскопа

Вітаміни здебільшого не утворюються в організмі, тому за їх відсутності в харчових продуктах порушується функціонування ферментів, обмін речовин і розвиваються тяжкі захворювання. Такими захворюваннями людини є, наприклад, рахіт, цинга, куряча сліпота тощо (пригадайте, нестача яких вітамінів спричиняє зазначені захворювання, і які порушення при цьому виникають). До пригнічення активності окремих ферментів можуть призводити також природні компоненти харчових продуктів або чужорідні речовини, що містяться в них (наприклад, пестициди). Тому запорукою запобігання захворюванням, що виникають унаслідок порушення функціонування ферментів в організмі, є дотримання умов вирощування рослин, правил збереження вітамінів у продуктах та збалансоване харчування.

Рис. 28. Частина ланцюга розщеплення глюкози. Кожна стрілка відповідає впливу певного ферменту

Простежте, які структурні перетворення відбуваються під час кожної реакції.

ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ

  • 1. Дайте означення поняття ферменти.
  • 2. Наведіть приклади ферментів.
  • 3. Чому наявність ферментів є необхідною умовою життєдіяльності клітини?
  • 4. Опишіть результат дослідження. Яку властивість ферментів ви спостерігали?
  • 5. Які фактори впливають на активність ферментів?

субстрат

Іменник, неістота, чоловічий рід, II відміна (тип відмінювання 1a за класифікацією А. А. Залізняка).

Префікс: суб-; корінь: -страт-.

Вимова ред.

Семантичні властивості ред.

Значення ред.

  1. с. г., геол. те, що лежить в основі яких-небудь утворень. ◆ Перехід базальтового субстрату в гранітний відбувається в умовах геосинкліналі. Геологічний журнал, XVI, 2, 1956, 8.
  2. біол. предмет або речовина, на яких розвиваються тваринні або рослинні організми. ◆ Люди звикли думати, що для життя рослини обов’язково потрібний ґрунт. Виявляється, ні. Рослина добре росте й плодоносить на різних субстратах — гравії, щебені, кам’яновугільному шлаку,… тирсі, морському піску і навіть просто на воді. Хлібороб України, 6, 1964, 3.Триптофан сам по собі не є найпоживнішим субстратом для тифозної палички в порівнянні з деякими іншими амінокислотами (Мікробіологічний журнал, XV, 3, 1953, 24. *Образно. ◆ Основний субстрат мінералогії, її життєвий ґрунт — топографічна мінералогія. Володимир Вернадський, Вибрані праці, 1969, 70.
  3. філос. спільна єдина основа різноманітних явищ, основа спільності або подібності однорідних явищ. ◆ Він [п. Михайловський], цей науковий психолог, відкинув філософські теорії про душу і прямо взявся до вивчення матеріального субстрату психічних явищ — нервових процесів. Ленін, 1, 1969, 133.
  4. лінгв. сліди переможеної мови у складі мови-переможця при схрещуванні двох мов. ◆ Копітар, вважав, що вони [риси] були успадковані від мов туземного населення регіону — фракійської, дакської, іллірійської тощо — які формують субстрат в усіх сучасних балканських мовах. Балканський мовний союз — Вікіпедія.

Синоніми ред.

Антоніми ред.

Гіпероніми ред.

Гіпоніми ред.

Холоніми ред.

Мероніми ред.

Усталені та термінологічні словосполучення, фразеологізми ред.

Споріднені слова ред.

Етимологія ред.

Середина XVII ст., сучасна латинська. Від лат. substratum — «основа», букв. «підстилка» — субстантивований доконаний дієприкметник минулого часу дієслова substernere («підстилати»), від sub- («під») і sternere («стелити»). Пор. страта.

Переклад ред.

Джерела ред.

Морфосинтаксичні ознаки ред.

відмінок одн. мн.
Н. субстра́тсубстра́ты
Р. субстра́тасубстра́тов
Д. субстра́тусубстра́там
З. субстра́тсубстра́ты
О. субстра́томсубстра́тами
П. субстра́тесубстра́тах

суб – стра́т

Іменник, неістота, чоловічий рід (тип відмінювання 1a за класифікацією А. А. Залізняка).

Префікс: суб-; корінь: -страт-.

Вимова ред.

Семантичні властивості ред.

Значення ред.

12 ТИПІВ СУБСТРАТІВ – Назви, ФОТО, класифікація та характеристики

Усім шанувальникам садівництва та садівництва більшою чи меншою мірою знайомий термін субстрат. Субстрати є важливим елементом при вирощуванні будь-якого типу рослин, і, хоча існують універсальні субстрати, які, як правило, добре поєднуються з більшістю рослин, у садівництві існує велика кількість типів субстратів. Суміші субстратів мають дуже різні властивості і більше підходять для різних рослин, тому варто вивчити їх глибше, щоб бути набагато успішнішим з нашими культурами, будь то садові чи декоративні рослини.

Якщо ви хочете дізнатися більше про як класифікуються субстрати і які є види субстратів Найбільш часто використовуваних, продовжуйте читати нас у цій статті Green Ecologist.

Що є субстратом для рослин

Коли ми говоримо про рослинні субстрати, ми посилаємось на землю, яку ми використовуємо для їх обробки, або в горщику, або на землі, коли ми готуємо та додаємо суміш самі.

Субстрат майже завжди матиме властивості, сильно відрізняються від властивостей природного ґрунту, і його завжди готують, щоб забезпечити культуру оптимальним середовищем для росту та розвитку, дбаючи про такі аспекти, як утримання води та вологи, кількість наявної органічної речовини. , ступінь ущільнення або рівень pH.

Види субстратів за їх властивостями

Коли ми говоримо про субстрати за їх властивостями, то поділяємо їх на хімічно інертні та хімічно активні.

  • The хімічно інертні субстрати вони є субстратами, які просто підтримують рослину, зовсім не втручаються в постачання або фіксацію поживних речовин. При використанні цих субстратів поживні речовини необхідно надавати окремо.
  • The хімічно активні субстрати Вони також діють як підтримка, але також забезпечують поживні речовини або утримують їх, зберігаючи надлишок і випускаючи його, коли рослина цього потребує.

Види підкладок за матеріалами

Якщо ми подивимося на походження матеріалів, з яких вони складаються, ми розрізняємо органічні субстрати від мінеральні або неорганічні субстрати.

  • Тут багато види органічних субстратів, які мають природне походження, наприклад торф, синтезовані, такі як пінополістирол, і побічні продукти або відходи, які після компостування придатні для використання, такі як тирса, залишки обрізки, осад очищення води тощо.
  • Існують також різні види неорганічні субстрати, залежно від того, чи є вони природного походження, як пісок і гравій, трансформовані як перліт і керамзит, або, знову ж таки, відходи, як доменний шлак.

Види природних субстратів

Це деякі з найбільш використовувані природні субстрати:

Вода

The субстрат для гідропоніки у багатьох випадках це проста вода. Усім рослинам для виживання потрібна вода, але в відповідних приміщеннях її також можна використовувати як субстрат. У цій іншій публікації ви можете дізнатися, як зробити домашню гідропонну культуру.

Піски

Піски мають середню здатність утримувати воду і компактні з часом, хоча вони дуже міцні. Завдяки ідеальному розміру зерна від 0,5 до 2 мм, їх зазвичай змішують з торфом для приготування посадочні субстрати.

Гравій

Гравій має діаметр від 5 мм до 15 мм. В якості субстрату для рослин найчастіше використовується гравій з пемзи та кварцу. Субстрат, виготовлений з пемзи або пемзи, також відомий як тепожал. Тут ми розповімо вам більше про те, що таке тепожал для рослин, для чого він потрібен і як його використовують.

Вулканічна земля

Коли використовується необроблений вулканічний матеріал, ми знаходимо пористі субстрати зі слабокислим рН, що забезпечує велику аерацію та низьке утримання води. З ними важко працювати через їх неоднорідність.

Моби

Продукт природного розкладання рослин протягом тривалого часу, торф класифікується на чорний і блондин. Останні багатші органічними речовинами і мають кращу аераційну та водоутримуючу здатність, тому їх часто змішують.

У цьому іншому посібнику ви можете дізнатися про те, що таке торф, його види та як його використовувати.

Соснова кора

Здебільшого з деревообробної промисловості, це субстрат, який використовується сирим або компостованим, причому останньому краще. Субстрат з соснової кори легкий, з великою пористістю і аерацією, схильний до незначної кислотності.

Кокосове волокно

Кокосове волокно є одним з субстрати для посівних грядок найчастіше використовується, особливо коли він поєднується з торфом і додається органічна речовина. Він дуже легкий і перед використанням його потрібно промити від солі. Тут ми розповімо вам більше про властивості кокосового волокна для рослин і про те, як його зробити.

Види штучних субстратів

The найбільш використовувані штучні субстрати є такими:

Перліт

Кремниста вулканічна порода, яка піддається впливу температур від 1000 до 1200 ºC, перліт є субстратом низької щільності з величезною здатністю утримувати воду. Він має обмежену довговічність і нейтральний pH, і має тенденцію змішуватися з іншими субстратами, такими як торф, для покращення своїх властивостей.

За цим посиланням ви побачите більше інформації про те, що таке перліт для рослин, для чого він потрібен і як його використовують.

Кам’яна вата

Його отримують шляхом плавлення базальтових порід, вапняного та коксового вугілля при температурі понад 1600 ºC. Виходить однорідний, інертний і простий у обробці матеріал, який забезпечує хорошу аерацію та утримує воду, але з ще більш обмеженою довговічністю, ніж перліт: він служить близько 3 років.

Вермикуліт

Подібно до перліту, вермикуліт більш дрібнозернистий і одержується шляхом відлущування слюди при температурі понад 800ºC. Він має велику здатність до аерації та утримання води, але має тенденцію до ущільнення з часом.

Тут ви можете дізнатися більше про те, що таке вермикуліт, його застосування та способи його виготовлення.

Керамзит

Коли конкреції глиняного типу обробляють при температурі вище 100 ºC, ми отримуємо ці кульки діаметром від 2 мм до 10 мм з твердою зовнішністю і великою аераційною здатністю. Він утримує мало води і має тенденцію змішуватися з торфом для покращення дренажу субстрату.

Пінополістирол

Це пластик, нарізаний на грудки від 4 мм до 12 мм білого кольору. Він має надзвичайно низьку щільність і забезпечує дуже хорошу аерацію, а також низьку здатність утримувати воду. Його додають у компактні субстрати, такі як торф’яний мох, для покращення його аерації.

Якщо ви хочете прочитати більше статей, подібних до Види субстратів, рекомендуємо зайти в нашу категорію Вирощування та догляд за рослинами.