Yksi tärkeimmistä eroista vihannesten jaeläinsolu on läsnä sytoplasmassa ensimmäisten organellien, kuten plastidien, läsnä ollessa. Tässä artikkelissa käsitellään niiden elintärkeiden prosessien rakennetta, ominaisuuksia sekä kloroplastien, kromoplastien ja leukoplastien merkitystä.
Kloroplastirakenne
Vihreät plastidit, joiden rakenne nyt olemmetutkimme, kuulumme korkeampien itiöiden ja siemenkasvien solujen pakollisiin organelleihin. Ne ovat kaksikalvoisia soluorganelleja ja niillä on soikea muoto. Niiden lukumäärä sytoplasmassa voi olla erilainen. Esimerkiksi tupakan lehtien pylväsmäisen parenkyymin solut sisältävät jopa tuhat kloroplastia, viljaperheen kasvien varressa 30-50.
Molemmilla organoidin muodostavilla kalvoilla onerilainen rakenne: ulompi - sileä, kolmikerroksinen, samanlainen kuin itse kasvisolun kalvo. Sisäosassa on monia taitoksia, joita kutsutaan lamelleiksi. Niiden vieressä ovat litteät pussit - tylakoidit. Lamellit muodostavat yhdensuuntaisten putkien verkoston. Lamellien välissä on tylakoidikappaleita. Ne kerätään pinoihin - jyviin, jotka voidaan yhdistää toisiinsa. Niiden määrä yhdessä kloroplastissa on 60–150. Kloroplastin koko sisäinen ontelo on täytetty matriisilla.
Organellissa on autonomian merkkejä:oma perinnöllinen materiaali - pyöreä DNA, jonka ansiosta kloroplastit voivat lisääntyä. Siellä on myös suljettu ulkokalvo, joka rajoittaa organellia solun sytoplasmassa tapahtuvista prosesseista. Kloroplasteilla on omat ribosominsa, i-RNA- ja t-RNA-molekyylinsä, mikä tarkoittaa, että ne kykenevät proteiinisynteesiin.
Tylakoiditoiminnot
Kuten aiemmin mainittiin, kasviplastiditsolut - kloroplastit, sisältävät koostumuksessaan erityisiä litistettyjä pusseja, joita kutsutaan tylakoideiksi. Niistä löydettiin pigmenttejä - klorofyllejä (osallistuivat fotosynteesiin) ja karotenoideja (suorittavat tuki- ja trofiatoimintoja). On myös entsymaattinen järjestelmä, joka tuottaa fotosynteesin vaalean ja pimeän vaiheen reaktiot. Tylakoidit toimivat antenneina: ne fokusoivat valokvantit ja ohjaavat ne klorofyllimolekyyleihin.
Fotosynteesi on kloroplastien pääprosessi
Autotrofiset solut pystyvätsyntetisoivat orgaanisia aineita, erityisesti glukoosia, käyttämällä hiilidioksidia ja valoenergiaa. Vihreät plastidit, joiden toimintoja tällä hetkellä tutkimme, ovat olennainen osa fototrofeja - monisoluisia organismeja, kuten:
- korkeammat itiökasvit (sammalet, korteet, sammalit, saniaiset);
- siemenet (gymnossperms - gingovye, havupuu, efedra ja koppisiemeniset tai kukkivat kasvit).
Fotosynteesi on redox-reaktioiden järjestelmä, joka perustuu prosessiin, jossa elektronit siirtyvät luovuttajaaineista niitä "vastaanottaviin" yhdisteisiin, ns. akseptoreihin.
Nämä reaktiot johtavat orgaanisten yhdisteiden synteesiinaineet, erityisesti glukoosi, ja molekyylisen hapen vapautuminen. Fotosynteesin kevyt vaihe tapahtuu tylakoidikalvoilla valoenergian vaikutuksesta. Absorboituneet valokvantit kiihottavat magnesiumatomien elektroneja, jotka muodostavat vihreän pigmentin - klorofyllin.
Elektronienergiaa käytetään synteesiinenergiaintensiiviset aineet: ATP ja NADP-H2. Solu pilkkoo ne kloroplastimatriisissa tapahtuvia pimeän faasin reaktioita varten. Näiden synteettisten reaktioiden yhdistelmä johtaa glukoosin, aminohappojen, glyserolin ja rasvahappojen molekyylien muodostumiseen, jotka toimivat solun rakennus- ja trofimateriaalina.
Plastidien tyypit
Vihreät plastidit, joiden rakenne ja tehtävät meAiemmin pidettyjä, niitä löytyy lehdistä, vihreistä varreista eivätkä ne ole ainoita lajeja. Joten hedelmien kuoressa, kukkivien kasvien terälehdissä, maanalaisten versojen ulkokuorissa - mukuloissa ja sipuleissa on muita plastideja. Niitä kutsutaan kromoplasteiksi tai leukoplasteiksi.
Värittömät organellit (leukoplastit)erilaisia muotoja ja eroavat kloroplasteista siinä, että niiden sisäisessä ontelossa ei ole ohuita levyjä - lamelleja, ja matriisiin upotettujen tylakoidien määrä on pieni. Matriisi itsessään sisältää deoksiribonukleiinihappoa, proteiineja syntetisoivia organelleja - ribosomeja ja proteolyyttisiä entsyymejä, jotka hajottavat proteiineja ja hiilihydraatteja.
Leukoplasteissa on myös entsyymejä - syntetaaseja,osallistuu tärkkelysmolekyylien muodostumiseen glukoosista. Tämän seurauksena värittömät kasvisoluplastidit keräävät vararavinteita: proteiinirakeita ja tärkkelysjyviä. Nämä plastidit, joiden tehtävänä on kerätä orgaanisia aineita, voivat muuttua kromoplasteiksi esimerkiksi maitomaisessa kypsyysvaiheessa olevien tomaattien kypsyessä.
Pyyhkäisymikroskoopin alla korkeallaErot kaikkien kolmen plastidityypin rakenteessa ovat selvästi nähtävissä. Tämä koskee ensisijaisesti kloroplasteja, joilla on monimutkaisin fotosynteesin toimintaan liittyvä rakenne.
Kromoplastit - värilliset plastidit
Yhdessä vihreiden ja värittömien solujen kanssaKasveilla on kolmas organellityyppi, jota kutsutaan kromoplasteiksi. Niillä on useita värejä: keltainen, violetti, punainen. Niiden rakenne on samanlainen kuin leukoplastien: sisäkalvossa on pieni määrä lamelleja ja pieni määrä tylakoideja. Kromoplastit sisältävät erilaisia pigmenttejä: ksantofyllejä, karoteeneja, karotenoideja, jotka ovat fotosynteettisiä apuaineita. Juuri nämä plastidit värittävät juurikkaan juuria, porkkanoita, hedelmäpuiden hedelmiä ja marjoja.
Kuinka plastidit syntyvät ja muuttuvat keskenään
Leukoplastit, kromoplastit, kloroplastit - plastidit(jonka rakenne ja toiminnot tutkimme), joilla on yksi alkuperä. Ne ovat meristemaattisten (kasvatus)kudosten johdannaisia, joista muodostuu protoplastideja - kaksikalvoisia pussimaisia organelleja, joiden koko on enintään 1 mikronia. Valossa ne monimutkaistavat rakennettaan: muodostuu lamelleja sisältävä sisäkalvo ja syntetisoituu vihreä pigmentti klorofylli. Protoplastideista tulee kloroplasteja. Leukoplastit voidaan myös muuttaa valoenergialla vihreiksi plastideiksi ja sitten kromoplasteiksi. Plastidien modifikaatiot ovat laajalle levinnyt ilmiö kasvimaailmassa.
Kromatoforit kloroplastien esiasteina
Prokaryoottiset fototrofiset organismit - vihreäja violetit bakteerit suorittavat fotosynteesiprosessin bakterioklorofylli A:n avulla, jonka molekyylit sijaitsevat sytoplasmisen kalvon sisäisissä kasvussa. Mikrobiologit pitävät bakteerikromatoforeja plastidien esiasteena.
Tämän vahvistaa niiden samankaltaisuus kloroplastien kanssa.rakenne, nimittäin reaktiokeskusten ja valonpysäytysjärjestelmien läsnäolo, sekä yleiset fotosynteesin tulokset, jotka johtavat orgaanisten yhdisteiden muodostumiseen. On huomattava, että alemmilla kasveilla - vihreillä levillä, kuten prokaryooteilla, ei ole plastideja. Tämä johtuu siitä, että klorofylliä sisältävät muodostelmat - kromatoforit ovat ottaneet tehtävänsä - fotosynteesin.
Miten kloroplastit saivat alkunsa?
Monien plastidien alkuperää koskevien hypoteesien joukossaKeskitytään symbiogeneesiin. Hänen ideoidensa mukaan plastidit ovat soluja (kloroplasteja), jotka syntyivät arkean aikakaudella fototrofisten bakteerien tunkeutumisen seurauksena primaariseen heterotrofiseen soluun. Juuri he johtivat myöhemmin vihreiden plastidien muodostumiseen.
Tässä artikkelissa tutkimme kaksikalvoisten kasvisoluorganellien rakennetta ja toimintoja: leukoplastit, kloroplastit ja kromoplastit. Ja myös selvitti niiden merkityksen solujen elämässä.
