Einer der Hauptunterschiede zwischen Gemüse undEine tierische Zelle besteht in der Anwesenheit der ersten Organellen wie Plastiden im Zytoplasma. Die Struktur, Merkmale der Prozesse ihrer lebenswichtigen Aktivität sowie die Bedeutung von Chloroplasten, Chromoplasten und Leukoplasten werden in diesem Artikel erörtert.
Chloroplastenstruktur
Grüne Plastiden, deren Struktur wir jetzt sindLassen Sie uns untersuchen, ob sie zu den obligatorischen Zellorganellen höherer Sporen- und Samenpflanzen gehören. Sie sind zelluläre Organellen mit zwei Membranen und haben eine ovale Form. Ihre Anzahl im Zytoplasma kann variieren. Beispielsweise enthalten die Zellen des Säulenparenchyms der Tabakblattspreite bis zu tausend Chloroplasten in den Stängeln von Pflanzen der Getreidefamilie von 30 bis 50.
Beide Membranen, aus denen das Organoid besteht, habenunterschiedliche Struktur: außen - glatt, dreischichtig, ähnlich der Membran der Pflanzenzelle selbst. Die innere enthält viele Falten, die Lamellen genannt werden. An sie schließen sich flache Säcke an - Thylakoide. Lamellen bilden ein Netzwerk paralleler Kanäle. Zwischen den Lamellen befinden sich Thylakoidkörper. Sie werden in Haufen gesammelt - Körner, die miteinander verbunden werden können. Ihre Anzahl in einem Chloroplasten beträgt 60–150. Der gesamte innere Hohlraum des Chloroplasten ist mit einer Matrix gefüllt.
Organella hat Anzeichen von Autonomie: sein eigenes Erbmaterial - zirkuläre DNA, dank der sich Chloroplasten vermehren können. Es gibt auch eine geschlossene äußere Membran, die die Organelle von den im Zytoplasma der Zelle ablaufenden Prozessen abhält. Chloroplasten haben ihre eigenen Ribosomen, i-RNA- und t-RNA-Moleküle, was bedeutet, dass sie Proteine synthetisieren können.
Thylakoidfunktionen
Wie bereits erwähnt, pflanzliche PlastidenZellen - Chloroplasten, enthalten spezielle abgeflachte Säcke, die Thylakoide genannt werden. Sie enthalten Pigmente - Chlorophylle (die an der Photosynthese teilnehmen) und Carotinoide (die unterstützende und trophische Funktionen erfüllen). Es gibt auch ein enzymatisches System, das die Reaktionen der hellen und dunklen Phasen der Photosynthese liefert. Thylakoide fungieren als Antennen: Sie fokussieren Lichtquanten und lenken sie auf Chlorophyllmoleküle.
Die Photosynthese ist der Hauptprozess von Chloroplasten
Autotrophe Zellen sind in der Lage, unabhängigorganische Substanzen, insbesondere Glukose, unter Verwendung von Kohlendioxid und Lichtenergie zu synthetisieren. Grüne Plastiden, deren Funktionen wir jetzt untersuchen, sind ein wesentlicher Bestandteil von Phototrophen - mehrzelligen Organismen wie:
- Pflanzen mit höheren Sporen (Moose, Schachtelhalme, Laugen, Farne);
- Samen (Gymnospermen - Ging, Nadelbäume, Ephedra und Angiospermen oder Blütenpflanzen).
Die Photosynthese ist ein System von Redoxreaktionen, die auf der Übertragung von Elektronen von Donorsubstanzen auf Verbindungen beruhen, die sie "wahrnehmen", die sogenannten Akzeptoren.
Diese Reaktionen führen zur Synthese von organischenSubstanzen, insbesondere Glucose, und die Freisetzung von molekularem Sauerstoff. Die Lichtphase der Photosynthese findet auf den Thylakoidmembranen unter dem Einfluss von Lichtenergie statt. Die absorbierten Lichtquanten regen die Elektronen der Magnesiumatome an, aus denen das grüne Pigment Chlorophyll besteht.
Elektronenenergie wird zur Synthese verwendetEnergie verbrauchende Substanzen: ATP und NADP-H2. Sie werden von der Zelle für Dunkelphasenreaktionen gespalten, die in der Chloroplastenmatrix auftreten. Die Kombination dieser Synthesereaktionen führt zur Bildung von Molekülen aus Glucose, Aminosäuren, Glycerin und Fettsäuren, die als Aufbau und trophisches Material der Zelle dienen.
Arten von Plastiden
Grüne Plastiden, deren Struktur und Funktionen wir habenfrüher betrachtet, kommen in Blättern und grünen Stielen vor und sind nicht die einzigen Arten. So gibt es in der Fruchtschale, in den Blütenblättern blühender Pflanzen, in den äußeren Deckeln unterirdischer Triebe - Knollen und Zwiebeln - andere Plastiden. Sie werden Chromoplasten oder Leukoplasten genannt.
Farblose Organellen (Leukoplasten) habenunterscheiden sich in ihrer Form und unterscheiden sich von Chloroplasten darin, dass ihr innerer Hohlraum keine dünnen Platten - Lamellen - aufweist und die Anzahl der in die Matrix eingetauchten Thylakoide gering ist. Die Matrix selbst enthält Desoxyribonukleinsäure, proteinsynthetisierende Organellen - Ribosomen und proteolytische Enzyme, die Proteine und Kohlenhydrate abbauen.
Leukoplasten haben auch Enzyme - Synthetasen,Teilnahme an der Bildung von Stärkemolekülen aus Glucose. Infolgedessen sammeln farblose Plastiden von Pflanzenzellen Reservenährstoffe an: Proteinkörnchen und Stärkekörner. Diese Plastiden, deren Funktion darin besteht, organische Substanzen anzusammeln, können beispielsweise während der Reifung von Tomaten im Stadium der Milchreife in Chromoplasten umgewandelt werden.
Unter einem Rastermikroskop mit einem hohenAuflösung sind die Unterschiede in der Struktur aller drei Arten von Plastiden deutlich sichtbar. Dies betrifft hauptsächlich Chloroplasten, die die komplexeste Struktur aufweisen, die mit der Funktion der Photosynthese verbunden ist.
Chromoplasten - farbige Plastiden
Zusammen mit grün und farblos in ZellenIn Pflanzen gibt es eine dritte Art von Organellen, die Chromoplasten genannt werden. Sie haben eine Vielzahl von Farben: gelb, lila, rot. Ihre Struktur ähnelt Leukoplasten: Die innere Membran weist eine geringe Anzahl von Lamellen und eine geringe Anzahl von Thylakoiden auf. Chromoplasten enthalten verschiedene Pigmente: Xanthophylle, Carotine, Carotinoide, die zusätzliche photosynthetische Substanzen sind. Es sind diese Plastiden, die die Farbe der Wurzelfrüchte von Rüben, Karotten, Früchten von Obstbäumen und Beeren liefern.
Wie Plastiden entstehen und sich gegenseitig transformieren
Leukoplasten, Chromoplasten, Chloroplasten - Plastiden(deren Struktur und Funktionen wir untersuchen), die einen einzigen Ursprung haben. Sie sind Derivate von meristematischen (pädagogischen) Geweben, aus denen Protoplastiden gebildet werden - Zwei-Membran-Saccularorganellen mit einer Größe von bis zu 1 μm. Im Licht komplizieren sie ihre Struktur: Eine innere Membran, die Lamellen enthält, wird gebildet und das grüne Pigment Chlorophyll wird synthetisiert. Protoplastiden werden zu Chloroplasten. Leukoplasten können auch durch Lichtenergie in grüne Plastiden und dann in Chromoplasten umgewandelt werden. Die Modifikation von Plastiden ist in der Pflanzenwelt ein weit verbreitetes Phänomen.
Chromatophore als Vorläufer von Chloroplasten
Prokaryontische phototrophe Organismen - grünund lila Bakterien führen den Prozess der Photosynthese mit Hilfe von Bakteriochlorophyll A durch, dessen Moleküle sich auf den inneren Auswüchsen der cytoplasmatischen Membran befinden. Mikrobiologen betrachten bakterielle Chromatophore als Vorläufer von Plastiden.
Dies wird durch ihre Ähnlichkeit mit Chloroplasten bestätigt.Struktur, nämlich das Vorhandensein von Reaktionszentren und Lichteinfangsystemen sowie die allgemeinen Ergebnisse der Photosynthese, die zur Bildung organischer Verbindungen führen. Es ist zu beachten, dass die unteren Pflanzen - Grünalgen wie Prokaryoten - keine Plastiden haben. Dies liegt daran, dass Chlorophyll-haltige Formationen - Chromatophore - ihre Funktion - die Photosynthese - übernahmen.
Wie Chloroplasten entstanden sind
Unter den vielen Hypothesen zur Entstehung von PlastidenLassen Sie uns auf die Symbiogenese eingehen. Ihm zufolge sind Plastiden Zellen (Chloroplasten), die in der archäischen Ära durch das Eindringen phototropher Bakterien in die primäre heterotrophe Zelle entstanden sind. Sie führten später zur Bildung grüner Plastiden.
In diesem Artikel haben wir die Struktur und Funktion von Zwei-Membran-Pflanzenzellorganellen untersucht: Leukoplasten, Chloroplasten und Chromoplasten. Und fand auch ihre Bedeutung im zellulären Leben heraus.
