Modifieringar av plastider är ett vanligt fenomen i växtvärlden. Plastids: struktur, funktioner

En av de största skillnaderna mellan växt ochEn djurcell består i närvaro i cytoplasman hos de första sådana organellerna, som plastider. Strukturen, egenskaperna hos processerna av deras vitala aktivitet, liksom vikten av kloroplaster, kromoplaster och leukoplaster kommer att övervägas i denna artikel.

Struktur av kloroplast

Gröna plastider, vars struktur vi nuvi studerar, hänvisar till de obligatoriska organellerna av celler av högre sporer och fröplantor. De är tvåmembrancellorganeller och har en oval form. Deras antal i cytoplasman kan vara annorlunda. Till exempel innehåller cellerna i den kolumna parenchymen av ett bladblad av tobak upp till tusen kloroplaster, i stammarna av växter från spannmålsfamiljen från 30 till 50.

Båda membran, som ingår i organoid, harannan struktur: extern - slät, tre skikt, som liknar själva cellens membran. Det inre innehåller många veck som heter lameller. De förenas med plana sacs-thylakoider. Lamellae utgör ett nätverk bestående av parallella tubuler. Mellan lamellerna finns kalvtylakoider. De samlas i staplar - granuler, som kan anslutas ihop. Deras kvantitet i en kloroplast är 60-150. Kloroplastens hela inre hålighet fylls med en matris.

Organellen har tecken på autonomi: sitt eget ärftliga material är ett ring-DNA, genom vilket kloroplaster kan föröka sig. Det finns också ett slutet yttre membran, vilket begränsar organellen från de processer som äger rum i cellens cytoplasma. Kloroplaster har sina egna ribosomer, molekyler och RNA och t-RNA och kan därför protein syntes.

Funktioner av tylakoider

Som tidigare nämnts, plantera plastiderceller - kloroplaster, innehåller i deras sammansättning speciella plana sackar, kallade thylakoider. De fann pigment - klorofyll (involverade i fotosyntesen) och karotenoider (driftsstöd och trofiska funktion). Det finns också ett enzymatiskt system som säkerställer reaktionen av ljus och mörka faser av fotosyntesen. Thylakoiderna fungerar som antenner: de fokuserar ljuskvanta och leder dem till klorofyllmolekyler.

Fotosyntes är huvudprocessen för kloroplaster

Autotrofa celler är självförsörjandesyntetisera organiska ämnen, särskilt glukos, med användning av koldioxid och ljusenergi. Gröna plastider, vars funktioner vi nu studerar, är en integrerad del av fototrofer - multicellulära organismer som:

• högre sporeväxter (mossor, hästslag, slättar, ormbunkar);
• frö (gymnospermer - gingovye, barrträd, ephedra och angiospermer eller blommande växter).

Fotosyntes - ett system för oxidation-reduktionsreaktioner, som är baserade på elektronöverföringsprocessen från donatorsubstanser till föreningar "uppfatta" dem, så kallade acceptorer.

Dessa reaktioner leder till syntesen av organiskaämnen, i synnerhet glukos, och frisättningen av molekylärt syre. Ljusfasen av fotosyntes förekommer på membran av tylakoider under verkan av ljusenergi. Absorberad kvantum av ljus exciterar elektronerna av de magnesiumatomer som utgör det gröna pigmentet - klorofyll.

Energin av elektroner används för syntesenergiintensiva ämnen: ATP och NADP-H2. De klyvs av en cell för reaktionerna i den mörka fasen som förekommer i matrisen av kloroplaster. Kombinationen av dessa syntetiska reaktioner leder till bildandet av glukosmolekyler, aminosyror, glycerol och fettsyror, vilka tjänar som cellets byggnad och trofiska material.

Typer av plastider

Gröna plastider, strukturen och funktionerna som vigranskades tidigare, är i bladen, gröna stjälkar och är inte den enda arten. Till exempel i huden av frukten i kronbladen på blommande växter i de yttre omslag av underjordiska löpare - knölar och lökar, det finns andra plastider. De kallas kromoplaster eller leukoplaster.

Färglösa organeller (leukoplaster) harannorlunda form och skiljer sig från kloroplaster genom att deras inre hålrum inte har tunna lameller, och antalet tylakoider nedsänkta i matrisen är små. Matrisen i sig innehåller deoxiribonukleinsyra, proteinsyntetiserande organeller-ribosomer och proteolytiska enzymer som bryter ner proteiner och kolhydrater.

Leukoplaster har också enzymer - syntetaser,involverad i bildandet av stärkelsemolekyler från glukos. Som ett resultat ackumuleras färglösa plastider av växtceller extra näringsämnen: proteingranuler och stärkelsekorn. Dessa plastider är funktionerna av ackumulering av organiska ämnen kan omvandlas till kromoplaster, exempelvis under mognaden av tomater, i mjölkmognadsstadiet.

Under ett skanningsmikroskop som har en högupplösning är skillnaderna i strukturen hos alla tre typer av plastider tydligt synliga. Detta gäller framförallt kloroplaster, vilka har den mest komplexa strukturen associerad med fotosyntesens funktion.

Chromoplast - färgade plastider

Tillsammans med gröna och färglösa cellerväxter finns det en tredje typ av organeller, kallade kromoplaster. De har en mängd olika färger: gul, lila, röd. Deras struktur liknar leukoplast: det inre membranet har en liten mängd lameller och ett obetydligt antal thylakoider. Chromoplaster innehåller olika pigment: xantofyller, karotener, karotenoider, som är hjälpfotonsyntesiserande ämnen. Det är dessa plastider som ger färgning av rotgrödor av betor, morötter, frukter av fruktträd och bär.

Hur uppstår plastider och ömsesidigt

Leukoplaster, kromlaster, kloroplaster - plastider(strukturen och funktionerna som vi studerar), med ett enda ursprung. De härleds från meristematiska (pedagogiska) vävnader, varav protoplastider bildas - två membran säckformade organeller upp till 1 μm i storlek. I ljuset, de komplicerar dess struktur: det inre membranet bildas innehållande lameller, och syntetiseras av den gröna pigmentet klorofyll. Protoplaster blir kloroplaster. Leukoplaster kan också omvandlas under verkan av ljusenergi till gröna plastider och sedan in i kromoplaster. Ändringar av plastider är ett utbrett fenomen i växtvärlden.

Kromatoforer som prekursorer av kloroplaster

Prokaryotiska fototropa organismer - grönoch lila bakterier, genomföra processen med fotosyntes med hjälp av bakterioklorofyll A, vars molekyler är belägna på cytoplasmatiska membrans inre utväxter. Mikrobiologer anser kromatoforer av bakterier som prekursorer av plastider.

Detta bekräftas av deras likhet med kloroplasterstruktur, nämligen närvaron av reaktionscentrum och ljusinfångningssystem, liksom allmänna resultat av fotosyntes som leder till bildandet av organiska föreningar. Det bör noteras att de lägre plantorna - gröna alger, som prokaryoter, inte har plastider. Detta förklaras av det faktum att de klorofyllinnehållande formationerna - kromatoforer, tog sig själva sin funktion - fotosyntes.

Hur härrörde kloroplaster?

Bland de uppsatta hypoteserna av plastids ursprungLåt oss dö på symbiogenesen. Enligt hans idéer är plastider celler (kloroplaster) som uppstod under den arkeiska eran på grund av penetrering av fototrofiska bakterier i den primära heterotrofa cellen. De ledde därefter till bildandet av gröna plastider.

I denna artikel studerade vi strukturen och funktionerna hos de två membranorganellerna av växtceller: leukoplaster, kloroplaster och kromoplaster. Och upptäckte också deras betydelse i celllivet.