Модификациите на пластидите са често срещано явление в растителния свят. Пластиди: структура, функции

Една от основните различия между растение и животинска клетка е наличието в цитоплазмата на първите такива органели, като пластиди. Структурата, характеристиките на процесите на тяхната жизненоважна активност, както и значението на хлоропласти, хромопласти и левкопласти ще бъдат разгледани в тази статия.

Структура на хлоропласт

Зелените пластиди, чиято структура сега изследваме, се отнасят до задължителните органели на клетки от по-висши растения от спори и семена. Те са дву-мембранни клетъчни органели и имат овална форма. Техният брой в цитоплазмата може да бъде различен. Например, клетките на колонния паренхим на листово острие тютюн съдържат до хиляда хлоропласти, в стъблата на растенията от семейството на зърнени култури от 30 до 50.

И двете мембрани, които са част от органоида, имат различна структура: външната мембрана е гладка, трислойна, подобна на самата мембрана растителна клетка. Вътрешната част съдържа много гънки, наречени ламели. Те са свързани с плоски сакове - тилакоиди. Ламелите формират мрежа, състояща се от паралелни тубули. Между ламелите има теле-тилакоиди. Събират се в купчини - гранули, които могат да бъдат свързани заедно. Тяхното количество в един хлоропласт е 60-150. Цялата вътрешна кухина на хлоропласта е пълна с матрица.

Органелът има признаци на автономия: собственият му наследствен материал е пръстенната ДНК, чрез която хлоропластите могат да се размножават. Съществува и затворена външна мембрана, която ограничава органелите от процесите, протичащи в цитоплазмата на клетката. Хлорпластите имат свои собствени рибозоми, молекули и РНК и t-RNA и поради това са способни на протеинов синтез.

Функции на тилакоидите

Както се каза по-рано, пластидите от растителна клетка - хлоропласти, съдържат в състава си специални сплескани сакове, наречени тилакоиди. Намират пигменти - хлорофили (участващи във фотосинтеза) и каротеноиди (извършващи подкрепа и трофични функции). Съществува и ензимна система, която осигурява реакцията на светлината и светлината тъмната фаза на фотосинтеза. Тилакоидите функционират като антени: фокусират светлинните кванти и ги насочват към молекулите на хлорофила.

Фотосинтезата е основният процес на хлоропласти

Автотрофичните клетки са в състояние самостоятелно да синтезират органични вещества, по-специално глюкоза, използвайки въглероден диоксид и светлинна енергия. зелен пластиди, функции които сега изучаваме, са неразделна част от фототрофите - многоклетъчни организми като:

• висши растения от спори (мъхове, хвощ, равнини, папрати);
• семена (гимнастички - gingovye, иглолистни дървета, ефедри и ангеосперми или цъфтящи растения).

Тези реакции водят до синтез на органични вещества, по-специално глюкоза, и освобождаване на молекулярен кислород. Светлинната фаза на фотосинтеза се получава на мембраните на тилакоидите под действието на светлинната енергия. Абсорбираните кванти на светлината възбуждат електроните на магнезиевите атоми, които съставят зеления пигмент - хлорофил.

Енергията на електроните се използва за синтезиране на енергоемки вещества: ATP и NADP-H2. Те се разцепват от клетката за реакциите на тъмната фаза, настъпваща в матрицата на хлоропластите. Комбинацията от тези синтетични реакции води до образуването на глюкозни молекули, аминокиселини, глицерол и мастни киселини, които служат за изграждане и трофичен материал на клетката.

Видове пластиди

Зелените пластиди, чиято структура и функции смятахме по-рано, са в листа, зелени стъбла и не са единственият вид. Така че, в кожата на плода, в венчелистчетата на цъфтящи растения, във външните капаци на подземните издънки - грудки и крушки, има и други пластиди. Те се наричат ​​хромопластични или левкопласти.

Безцветни органели (левкопласт) имат различни форми и различни от хлоропласти, че тяхната вътрешна кухина има не тънки плочи - ламела и броя на thylakoids вградени в матрицата малък. се матрица се състои от дезоксирибонуклеинова киселина, органелите протеин синтезиране - рибозоми и протеолитични ензими, които разграждат протеини и въглехидрати.

Леукопластите също имат ензими - синтетази, участващи в образуването на нишестени молекули от глюкозата. В резултат на това безцветни пластиди от растителни клетки се натрупват резервни хранителни вещества: протеинови гранули и нишестени зърна. Тези пластиди, чиито функции се състоят в натрупването на органични вещества, могат да се превърнат в хромопласти, например, по време на узряването на домати в етап на зрялост на млякото.

При сканиращ микроскоп, който има висока разделителна способност, разликите в структурата на трите вида пластиди са ясно видими. Това, преди всичко, се отнася до хлоропласти, които имат най-сложната структура, свързана с функцията на фотосинтеза.

Хромопласт - цветни пластиди

Заедно със зелен и безцветен инча растителни клетки има и трети вид органели, наречени хромопласти. Имат различни цветове: жълто, лилаво, червено. Тяхната структура е подобна на левкопластите: вътрешната мембрана има малко количество ламели и незначителен брой тилакоиди. Хромопластите съдържат различни пигменти: ксантофили, каротини, каротеноиди, които са помощни фотосинтезиращи вещества. Това са тези пластиди, които осигуряват оцветяването на кореноплодни култури от цвекло, моркови, плодове от овощни дървета и плодове.

Как се появяват пластидите и взаимно

Леукопласти, хромопласти, хлоропласти са пластиди (структурата и функциите на които изследваме), които имат единствен произход. Те са получени от меристема (образователни) тъкани, от които се образуват протопластиди - двумембранни чували с форма на чувал с размер до 1 μm. В светлината те усложняват структурата си: се образува вътрешна мембрана, съдържаща ламели, и се синтезира зелен пигмент хлорофил. Протопластите стават хлоропласти. Леукопластите могат също да се трансформират под действието на светлинната енергия в зелени пластиди и след това в хромопласти. Промените на пластидите са широко разпространено явление в растителния свят.

Хроматофори като прекурсори на хлоропласти

Прокариотни фототропични организми - зелени и пурпурни бактерии, процес фотосинтетичния се извършва, използвайки бактериохлорофил чиито молекули са разположени върху вътрешните цитоплазмената мембрана израстъци на. Микробиолозите разглеждат хроматофорите на бактериите като прекурсори на пластидите.

Това се потвърждава от тяхната подобна на хлоропласти структура, а именно наличието на реакционни центрове и svetoulavlivayuschih системи и общ резултати фотосинтезата, което води до образуването на органични съединения. Трябва да се отбележи, че долните растения - зелените водорасли, като прокариоти, нямат пластиди. Това се обяснява с факта, че съдържащите хлорофил образувания - хроматофори, поемат своята функция - фотосинтезата.

Как са произлезли хлоропластите?

Сред многото хипотези за произхода на пластидите, нека се замислим за симбиогенезата. Според неговите идеи пластидите са клетки (хлоропласти), които произхождат от археоложката епоха поради проникването на фототрофни бактерии в първичните хетеротрофни клетки. Те впоследствие водят до образуването на зелени пластиди.

В тази статия изследвахме структурата и функциите на двумембранните органели на растителни клетки: левкопласти, хлоропласти и хромопласти. И също така разбраха значението им в клетъчния живот.