Οι τροποποιήσεις των πλαστίδων είναι ένα κοινό φαινόμενο στον φυτικό κόσμο. Plastids: δομή, λειτουργίες

Μία από τις κύριες διαφορές μεταξύ των φυτών και των φυτώνζωικό κύτταρο είναι η παρουσία στο κυτόπλασμα πρώτο οργανίδια, όπως πλαστίδια. Δομή, ιδιαίτερα μεταβολικές διαδικασίες τους, καθώς και χρωμοπλαστών χλωροπλάστες αξία και λευκοπλάστες θα συζητηθούν σε αυτό το άρθρο.

Δομή χλωροπλάστη

Πράσινα πλαστίδια, η δομή των οποίων τώραμελετάμε, αναφερόμαστε στα υποχρεωτικά οργανίδια των κυττάρων των ανώτερων φυτών σπορίων και σπόρων. Είναι δύο κυψελιδικά οργανίδια με δύο μεμβράνες και έχουν ωοειδές σχήμα. Ο αριθμός τους στο κυτταρόπλασμα μπορεί να είναι διαφορετικός. Για παράδειγμα, τα κύτταρα του στήρνου παρεγχύματος μιας λεπίδας φύλλων καπνού περιέχουν έως και χίλιους χλωροπλάστες, στα στελέχη των φυτών της οικογένειας των δημητριακών από 30 έως 50.

Και οι δύο μεμβράνες, που είναι μέρος του οργανοειδούς, έχουνδιαφορετική δομή: εξωτερική - ομαλή, τριών στρωμάτων, παρόμοια με τη μεμβράνη του ίδιου του φυτικού κυττάρου. Η εσωτερική περιέχει πολλές πτυχές που ονομάζονται lamellas. Συνοδεύονται από επίπεδες σακούλες - θυλακοειδή. Οι πλάκες σχηματίζουν ένα δίκτυο αποτελούμενο από παράλληλους σωληνίσκους. Μεταξύ των πλακών υπάρχουν θυλάκιο των μοσχαριών. Συλλέγονται σε στοίβες - κόκκοι, οι οποίοι μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους. Η ποσότητα τους σε έναν χλωροπλάστη είναι 60-150. Ολόκληρη η εσωτερική κοιλότητα του χλωροπλάστη είναι γεμάτη με μια μήτρα.

Το όργανο έχει σημάδια αυτονομίας: το δικό του κληρονομικό υλικό είναι ένα δακτυλιοειδές DNA, μέσω του οποίου μπορούν να πολλαπλασιάζονται οι χλωροπλάστες. Υπάρχει επίσης μια κλειστή εξωτερική μεμβράνη, η οποία περιορίζει το οργανίδιο από τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Οι χλωροπλάστες έχουν τα δικά τους ριβοσώματα, μόρια και -RNA και t-RNA και επομένως είναι ικανά για πρωτεϊνική σύνθεση.

Λειτουργίες των θυλακοειδών

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, πλαστίδια φυτώνκύτταρα - χλωροπλάστες, περιέχουν στη σύνθεσή ειδικές ισοπέδωσε σάκοι τους ονομάζονται θυλακοειδή. Βρήκαν χρωστικές ουσίες - χλωροφύλλες (που συμμετέχουν στη φωτοσύνθεση) και τα καροτενοειδή (υποστήριξη λειτουργίας και τροφικά λειτουργία). Υπάρχουν επίσης ενζυματικό σύστημα παρέχοντας φως και σκοτεινές αντιδράσεις των φάσεων φωτοσύνθεσης. Θυλακοειδή λειτουργούν ως κεραίες: εστιάζουν τις ακτίνες του φωτός και να τους κατευθύνει σε ένα μόριο χλωροφύλλης.

Η φωτοσύνθεση είναι η κύρια διαδικασία των χλωροπλαστών

Τα αυτοτροφικά κύτταρα είναι αυτάρκειςσυνθέτουν οργανικές ουσίες, ιδίως γλυκόζη, χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα και φωτεινή ενέργεια. Οι πράσινοι πλαστίδες, οι λειτουργίες των οποίων μελετάμε τώρα, αποτελούν αναπόσπαστο μέρος των φωτοτροφών - πολυκύτταροι οργανισμοί όπως:

• υψηλότερα φυτά σπορίων (βρύα, αλογοουρά, πεδιάδες, φτέρες) ·
• σπόρων (γυμνόσπερμα - gingovye, κωνοφόρα, efedrovye και αγγειόσπερμα ή ανθοφόρα φυτά).

Η φωτοσύνθεση είναι ένα σύστημα αντιδράσεων μείωσης οξείδωσης, βασισμένο στη διαδικασία μεταφοράς ηλεκτρονίων από ουσίες δότες σε ενώσεις που τις «αντιλαμβάνονται», τους αποκαλούμενους δέκτες.

Αυτές οι αντιδράσεις οδηγούν στη σύνθεση οργανικώντων ουσιών, ιδιαίτερα της γλυκόζης, και την απελευθέρωση του μοριακού οξυγόνου. Η φωτεινή φάση της φωτοσύνθεσης συμβαίνει στις μεμβράνες των θυλακοειδών υπό τη δράση της φωτεινής ενέργειας. Οι απορροφάται φωτόνια διεγείρουν τα ηλεκτρόνια ελαφριά άτομα μαγνησίου που περιέχονται στην πράσινη χρωστική ουσία - χλωροφύλλη.

Η ενέργεια των ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται για τη σύνθεσηενεργειακά έντονες ουσίες: ATP και NADP-H2. Χώρισαν το κύτταρο με τις αντιδράσεις σκοτεινή φάση που συμβαίνουν στη μήτρα του χλωροπλάστη. Το σύνολο αυτών των συνθετικών αντιδράσεων οδηγεί στο σχηματισμό των μορίων της γλυκόζης, αμινοξέων, γλυκερόλη και λιπαρά οξέα, που χρησιμεύουν ως δομικά κύτταρα και τροφικό υλικό.

Τύποι πλαστίδων

Πράσινα πλαστίδια, τη δομή και τις λειτουργίες των οποίων εμείςπου εξετάστηκαν νωρίτερα, είναι σε φύλλα, πράσινα στελέχη και δεν είναι το μοναδικό είδος. Έτσι, στο δέρμα των φρούτων, στα πέταλα των ανθισμένων φυτών, στα εξωτερικά καλύμματα των υπόγειων βλαστών - κόνδυλοι και βολβοί, υπάρχουν και άλλα πλαστίδια. Ονομάζονται χρωμοπλάστες ή λευκοπλάστες.

Έχουν άχρωμα οργανίδια (λευκοπλάστες)διαφορετική μορφή και διαφέρουν από τους χλωροπλάστες στο ότι η εσωτερική τους κοιλότητα δεν έχει λεπτές οδοντώσεις και ο αριθμός των θυλακοειδών που βυθίζονται στη μήτρα είναι μικρός. Η ίδια η μήτρα περιέχει δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, οργανίδια-ριβοσώματα που συνθέτουν πρωτεΐνες και πρωτεολυτικά ένζυμα που διασπούν πρωτεΐνες και υδατάνθρακες.

Οι λευκοπλάστες έχουν επίσης ένζυμα - συνθετάσες,που εμπλέκονται στο σχηματισμό μορίων αμύλου από τη γλυκόζη. Ως αποτέλεσμα, άχρωμα πλαστίδη φυτικών κυττάρων συσσωρεύουν εφεδρικά θρεπτικά συστατικά: κόκκους πρωτεΐνης και κόκκους αμύλου. Αυτά τα πλαστίδια, των οποίων οι λειτουργίες συνίστανται στη συσσώρευση οργανικών ουσιών, μπορούν να μετατραπούν σε χρωμοπλάστες, για παράδειγμα, κατά την ωρίμανση των τοματών στο στάδιο της ωρίμανσης του γάλακτος.

Κάτω από ένα μικροσκόπιο σάρωσης με υψηλόη διαφορά στη δομή και των τριών τύπων πλαστίδων είναι σαφώς ορατή. Αυτό, πάνω απ 'όλα, αφορά τους χλωροπλάστες, οι οποίοι έχουν την πιο σύνθετη δομή που σχετίζεται με τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης.

Χρωμοπλαστικά χρωματισμένα πλασίδια

Μαζί με πράσινα και άχρωμα κελιάφυτά υπάρχει ένα τρίτο είδος organelles, που ονομάζονται χρωμοπλάστες. Έχουν μια ποικιλία χρωμάτων: κίτρινο, μοβ, κόκκινο. Η δομή τους είναι παρόμοια με τους λευκοπλάστες: η εσωτερική μεμβράνη έχει μικρή ποσότητα πλακών και ένα ασήμαντο αριθμό θυλακοειδών. Οι χρωμοπλάστες περιέχουν διάφορες χρωστικές: ξανθοφύλλες, καροτένια, καροτενοειδή, τα οποία είναι βοηθητικές ουσίες φωτοσύνθεσης. Είναι αυτά τα plastids που παρέχουν τον χρωματισμό των ριζικών καλλιεργειών τεύτλων, καρότων, φρούτων οπωροφόρων δέντρων και μούρων.

Πώς δημιουργούνται τα πλαστίδια και αμοιβαία

Λευκοπλάστες, χρωμοπλάστες, χλωροπλάστες - πλαστίδες(η δομή και οι λειτουργίες των οποίων μελετάμε), με ενιαία προέλευση. Προέρχονται από μερισταματικούς (εκπαιδευτικούς) ιστούς, από τους οποίους σχηματίζονται πρωτοπλαστίδια - οργανικά σχήματος με δύο μεμβράνες σάκου έως 1 μm σε μέγεθος. Υπό το φως, περιπλέκουν τη δομή τους: σχηματίζεται εσωτερική μεμβράνη που περιέχει ελάσματα και συντίθεται χλωροφύλλη πράσινης χρωστικής. Οι πρωτοπλάστες γίνονται χλωροπλάστες. Οι λευκοπλάστες μπορούν επίσης να μετασχηματιστούν υπό την επίδραση της φωτεινής ενέργειας σε πράσινα πλαστίδια και στη συνέχεια σε χρωμοπλάστες. Οι τροποποιήσεις των πλαστίδων είναι ένα ευρέως διαδεδομένο φαινόμενο στον φυτικό κόσμο.

Χρωματοφόρα ως πρόδρομοι χλωροπλαστών

Προκαρυωτικοί φωτοτροφοί οργανισμοί - πράσινοικαι μοβ βακτήρια, φωτοσυνθετική διαδικασία διεξάγεται χρησιμοποιώντας ένα βακτηριοχλωροφύλλης των οποίων τα μόρια διατάσσονται επί των εσωτερικών outgrowths κυτταροπλασματική μεμβράνη. Μικροβιολόγοι πιστεύουν χρωματοφόρα των βακτηρίων προκατόχων πλαστίδια.

Αυτό επιβεβαιώνεται από την ομοιότητά τους με τους χλωροπλάστεςδομή, δηλαδή η παρουσία κέντρων αντίδρασης και συστημάτων δέσμευσης φωτός, καθώς και τα γενικά αποτελέσματα της φωτοσύνθεσης που οδηγούν στο σχηματισμό οργανικών ενώσεων. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα χαμηλότερα φυτά - τα πράσινα φύκια, όπως τα προκαρυωτικά, δεν έχουν πλαστίδια. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι οι σχηματισμοί που περιέχουν χλωροφύλλη - χρωματοφόρα, ανέλαβαν τη λειτουργία τους - τη φωτοσύνθεση.

Πώς προέκυψαν οι χλωροπλάστες;

Μεταξύ των υποθέσεων της προέλευσης των πλαστίδωνΑς μιλήσουμε για τη συμβιογένεση. Σύμφωνα με τις ιδέες του, τα πλαστίδια είναι κύτταρα (χλωροπλάστες) που προέκυψαν στην αρχαία εποχή λόγω της διείσδυσης των φωτοτροπικών βακτηριδίων στο πρωτογενές ετεροτροφικό κύτταρο. Στη συνέχεια οδήγησαν στο σχηματισμό πράσινων πλαστίδων.

Σε αυτό το άρθρο, μελετήσαμε τη δομή και τις λειτουργίες των δύο μεμβρανών οργανιδίων των φυτικών κυττάρων: λευκοπλάστες, χλωροπλάστες και χρωμοπλάστες. Και επίσης ανακάλυψαν τη σημασία τους στην κυτταρική ζωή.