Продукты обмена – это продукты жизнедеятельности клетки. Они могут находиться в клетке либо в растворенном состоянии, либо в виде включений. Включения – это вещества, временно выведенные из обмена веществ или конечные продукты, которые концентрируются и выпадают в осадок. Обычно в виде включений откладываются запасные вещества, а также кристаллы оксалата или карбоната кальция.
Запасные вещества
В растительной клетке могут откладываться в запас углеводы, жиры и белки.
Запасные углеводы. Основным запасным углеводом растений является крахмал. Крахмал – это полисахарид, мономером которого является глюкоза. Первичный (ассимиляционный) крахмал временно образуется в хлоропластах из избытков продуктов фотосинтеза. Ночью он гидролизуется до сахаров и используется на нужды клетки. В лейкопластах в виде крахмальных зерен накапливается вторичный крахмал. Такие лейкопласты, как указывалось выше, называются амилопластами.
Рост крахмального зерна происходит путем наложения новых слоев на старые вокруг образовательного центра. Простые зерна имеют один образовательный центр, у сложных их может быть два и более. Могут образовываться и полусложные зерна. В этом случае сначала слои откладываются вокруг нескольких образовательных центров, а затем формируются общие слои.
Форма и размеры крахмальных зерен варьируют у разных видов растений. Так, например, у картофеля крахмальные зерна имеют округлую форму, а у кукурузы многоугольную.
Откладывается крахмал в клетках различных органов. Чаще всего это зимующие органы вегетативного размножения, такие как клубни, луковицы, корневища. У злаков крахмал откладывается в эндосперме зерновок.
У некоторых видов семейства сложноцветных (одуванчик, топинамбур, цикорий) в клетках откладывается запасной углевод инулин. Он накапливается в виде коллоидного раствора вакуоли. При действии спирта инулин выпадает в осадок в виде кристаллов.
Запасные жиры концентрируются в цитоплазме в виде жировых капель практически у всех растений. Это самые богатые энергией соединения, поэтому жиры они чаще всего накапливаются в зачатках будущих организмов: семенах (подсолнечник, арахис, соя), спорах (плауны) и верхушках побегов.
Запасные белки можно обнаружить чаще всего в семенах. Запасаются только простые белки – протеины. Они накапливаются в вакуоли и выпадают в осадок при высыхании семени. Обычно осаждаются белки в виде округлых алейроновых зерен. Иногда в алейроновых зернах локализуются включения, глобоиды и кристаллоиды. Глобоиды представляют собой кальциевые и магниевые соли инозиттрифосфорной кислоты, а кристаллоиды - кристаллы белка глобулина. Запасные протеины могут синтезироваться в виде аморфного кристаллического вещества, как, например, клейковина в зерновке пшеницы.
Кристаллы
Оксалаты и карбонаты кальция – это конечные продукты жизнедеятельности клетки. Их можно обнаружить в вакуолях в виде кристаллов. Форма кристаллов самая разнообразная. Встречаются палочковидные кристаллы – стилоиды (например, в шелухе лука), игольчатые – рафиды (у традесканции). Кристаллы могут объединяться в сростки шаровидной формы – друзы, как у бегонии, инжира. У тутовых (фикус, тутовник, инжир) на выступах клеточной оболочки могут образовываться гроздевидные образования из карбонатов кальция или силикатов, свисающие в полость клетки так называемые цистолиты.
Эти кристаллы обычно накапливаются в тканях и органах, которые растения периодически сбрасывает. В связи с этим предполагается, что таким образом растение избавляется от избытка кальция. Возможно также, что они выполняют важную роль в регуляции осмотического давления клетки и кислотно-щелочного баланса, потому что они часто обнаруживаются у растений засушливых и засоленных мест обитания.