Una dintre principalele diferențe dintre legume șicelula animală este în prezența în citoplasmă a primelor organite precum plastidele. Structura, caracteristicile proceselor lor vitale, precum și semnificația cloroplastelor, cromoplastelor și leucoplastelor vor fi discutate în acest articol.
Structura cloroplastului
Plastide verzi, a căror structură suntem acumvom studia, aparțin organelelor obligatorii ale celulelor plantelor cu spori și semințe superioare. Sunt organite celulare cu membrană dublă și au formă ovală. Numărul lor în citoplasmă poate fi diferit. De exemplu, celulele parenchimului columnar al lamei frunzelor de tutun conțin până la o mie de cloroplaste, în tulpinile plantelor din familia cerealelor de la 30 la 50.
Ambele membrane care alcătuiesc organoidul austructură diferită: exterioară - netedă, cu trei straturi, asemănătoare membranei celulei vegetale în sine. Cel interior conține multe pliuri numite lamele. Adiacent acestora sunt saci plate - tilacoizi. Lamelele formează o rețea de tubuli paraleli. Între lamele se află corpii tilacoizi. Ele sunt colectate în stive - boabe care pot fi conectate între ele. Numărul lor într-un cloroplast este de 60-150. Întreaga cavitate internă a cloroplastului este umplută cu matrice.
Organelul are semne de autonomie:material ereditar propriu - ADN circular, datorită căruia cloroplastele se pot multiplica. Există, de asemenea, o membrană exterioară închisă care limitează organele de procesele care au loc în citoplasma celulei. Cloroplastele au proprii lor ribozomi, molecule i-ARN și t-ARN, ceea ce înseamnă că sunt capabile de sinteza proteinelor.
Funcțiile tilacoidelor
După cum am menționat mai devreme, plastidele vegetalecelule - cloroplaste, contin in compozitia lor saci turtiti speciali numiti tilacoizi. În ele s-au găsit pigmenti - clorofile (participând la fotosinteză) și carotenoide (îndeplinesc funcții de susținere și trofice). Există, de asemenea, un sistem enzimatic care asigură reacțiile fazelor luminoase și întunecate ale fotosintezei. Tilacoizii acționează ca antene: concentrează cuante de lumină și le direcționează către moleculele de clorofilă.
Fotosinteza este procesul principal al cloroplastelor
Celulele autotrofe sunt capabile desintetizează substanțe organice, în special glucoză, folosind dioxid de carbon și energie luminoasă. Plastidele verzi, ale căror funcții le studiem în prezent, fac parte integrantă din fototrofe - organisme multicelulare, cum ar fi:
- plante cu spori superiori (mușchi, coada-calului, mușchi de club, ferigi);
- semințe (gimnosperme - gingovye, conifere, efedra și angiosperme sau plante cu flori).
Fotosinteza este un sistem de reacții redox, care se bazează pe procesul de transfer de electroni de la substanțele donatoare la compușii care le „primă”, așa-numiții acceptori.
Aceste reacții duc la sinteza organiculuisubstanțe, în special glucoza, și eliberarea de oxigen molecular. Faza luminoasă a fotosintezei are loc pe membranele tilacoide sub acțiunea energiei luminoase. Cuantele de lumină absorbite excită electronii atomilor de magneziu care alcătuiesc pigmentul verde - clorofila.
Energia electronică este folosită pentru sintezăsubstanțe consumatoare de energie: ATP și NADP-H2. Ele sunt scindate de celulă pentru reacții în fază întunecată care apar în matricea cloroplastică. Combinația acestor reacții sintetice duce la formarea de molecule de glucoză, aminoacizi, glicerol și acizi grași, care servesc ca material de construcție și trofic al celulei.
Tipuri de plastide
Plastide verzi, structura și funcțiile cărora noiconsiderate mai devreme, se gasesc in frunze, tulpini verzi si nu sunt singurele specii. Deci, în pielea fructelor, în petalele plantelor cu flori, în acoperirile exterioare ale lăstarilor subterani - tuberculi și bulbi, există și alte plastide. Se numesc cromoplaste sau leucoplaste.
Organele incolore (leucoplaste)diferite forme și diferă de cloroplaste prin aceea că cavitatea lor internă nu are plăci subțiri - lamele, iar numărul de tilacoizi scufundați în matrice este mic. Matricea în sine conține acid dezoxiribonucleic, organele de sinteză a proteinelor - ribozomi și enzime proteolitice care descompun proteinele și carbohidrații.
Leucoplastele au și enzime - sintetaze,implicat în formarea moleculelor de amidon din glucoză. Ca urmare, plastidele incolore ale celulelor vegetale acumulează nutrienți de rezervă: granule de proteine și boabe de amidon. Aceste plastide, a căror funcție este de a acumula substanțe organice, se pot transforma în cromoplaste, de exemplu, în timpul coacerii roșiilor aflate în stadiul de coacere lăptoasă.
Sub un microscop de scanare cu un marerezoluție, diferențele în structura tuturor celor trei tipuri de plastide sunt clar vizibile. Aceasta se referă în primul rând la cloroplaste, care au cea mai complexă structură asociată cu funcția de fotosinteză.
Cromoplaste - plastide colorate
Alături de celule verzi și incolorePlantele au un al treilea tip de organite numite cromoplaste. Au o varietate de culori: galben, violet, roșu. Structura lor este similară cu leucoplastele: membrana interioară are un număr mic de lamele și un număr mic de tilacoizi. Cromoplastele conțin diverși pigmenți: xantofile, caroteni, carotenoizi, care sunt substanțe fotosintetice auxiliare. Aceste plastide sunt cele care oferă colorarea rădăcinilor de sfeclă, morcovilor, fructelor pomilor fructiferi și fructelor de pădure.
Cum apar plastidele și se transformă reciproc
Leucoplaste, cromoplaste, cloroplaste - plastide(structura și funcțiile cărora le studiem), având o singură origine. Sunt derivate ale țesuturilor meristematice (educative), din care se formează protoplastide - organele cu două membrane asemănătoare sacului cu dimensiunea de până la 1 micron. În lumină, își complică structura: se formează o membrană interioară care conține lamele și se sintetizează clorofila pigmentului verde. Protoplastidele devin cloroplaste. Leucoplastele pot fi, de asemenea, transformate prin energia luminii in plastide verzi si apoi in cromoplaste. Modificările plastidelor sunt un fenomen larg răspândit în lumea plantelor.
Cromatoforele ca precursori ai cloroplastelor
Organisme fototrofe procariote - verziși bacterii violete, efectuează procesul de fotosinteză cu ajutorul bacterioclorofilei A, ale cărei molecule sunt situate pe excrescentele interioare ale membranei citoplasmatice. Microbiologii consideră că cromatoforii bacterieni sunt precursori ai plastidelor.
Acest lucru este confirmat de asemănarea lor cu cloroplastele.structura, și anume prezența centrelor de reacție și a sistemelor de captare a luminii, precum și rezultatele generale ale fotosintezei, conducând la formarea de compuși organici. Trebuie remarcat faptul că plantele inferioare - algele verzi, precum procariotele, nu au plastide. Acest lucru se datorează faptului că formațiunile care conțin clorofilă - cromatoforele, și-au preluat funcția - fotosinteza.
Cum au apărut cloroplastele?
Printre numeroasele ipoteze ale originii plastidelorSă ne concentrăm asupra simbiogenezei. Conform ideilor sale, plastidele sunt celule (cloroplaste) care au apărut în epoca arheică ca urmare a pătrunderii bacteriilor fototrofe în celula heterotrofă primară. Ei au fost cei care au condus ulterior la formarea plastidelor verzi.
În acest articol, am studiat structura și funcțiile organelelor celulelor vegetale cu două membrane: leucoplaste, cloroplaste și cromoplaste. Și a aflat, de asemenea, importanța lor în viața celulară.
