пластиды расположение в клетке

Пластиды: виды, строение и функции. Хлоропласты, хромопласты, лейкопласты

Пластиды — органоиды, специфичные для клеток растений (они имеются в клетках всех растений, за исключением большинства бактерий, грибов и некоторых водорослей).

В клетках высших растений находится обычно от 10 до 200 пластид размером 3-10мкм, чаще всего имеющих форму двояковыпуклой линзы. У водорослей зеленые пластиды, называемые хроматофорами, очень разнообразны по форме и величине. Они могут иметь звездчатую, лентовидную, сетчатую и другие формы.

Различают 3 вида пластид:

Эти виды пластид до известной степени способны превращаться друг в друга — лейкопласты при накоплении хлорофилла переходят в хлоропласты, а последние при появлении красных, бурых и других пигментов — в хромопласты.

Строение и функции хлоропластов

Хлоропласты — зеленые пластиды, содержащие зеленый пигмент — хлорофилл.

Основная функция хлоропласт — фотосинтез.

В хлоропластах есть свои рибосомы, ДНК, РНК, включения жира, зерна крахмала. Снаружи хлоропласта покрыты двумя белково-липидными мембранами, а в их полужидкую строму (основное вещество) погружены мелкие тельца — граны и мембранные каналы.

Строение хлоропласта

Граны (размером около 1мкм) — пакеты круглых плоских мешочков (тилакоидов), сложенных подобно столбику монет. Располагаются они перпендикулярно поверхности хлоропласта. Тилакоиды соседних гран соединены между собой мембранными каналами, образуя единую систему. Число гран в хлоропластах различно. Например, в клетках шпината каждый хлоропласт содержит 40-60 гран.

Хлоропласты внутри клетки могут двигаться пассивно, увлекаемые током цитоплазмы, либо активно перемещаться с места на место.

Этим достигаются наиболее благоприятные для процесса фотосинтеза условия освещения.

Хлорофилл

В гранах пластид растительной клетки содержится хлорофилл, упакованный с белковыми и фосфолипидными молекулами так, чтобы обеспечить способность улавливать световую энергию.

Молекула хлорофилла очень сходна с молекулой гемоглобина и отличается главным образом тем, что расположенный в центре молекулы гемоглобина атом железа заменен в хлорофилле на атом магния.

Сходство молекулы хлорофилла и молекулы гемоглобина

В природе встречается четыре типа хлорофилла: a, b, c, d.

Хлорофиллы a и b содержат высшие растения и зеленые водоросли, диатомовые водоросли содержат a и c, красные — a и d.

Лучше других изучены хлорофиллы a и b (их впервые разделил русский ученый М.С.Цвет в начале XXв.). Кроме них существуют четыре вида бактериохлорофиллов — зеленых пигментов пурпурных и зеленых бактерий: a, b, c, d.

Большинство фотосинтезирующих бактерий содержат бактериохлорофилл a, некоторые — бактериохлорофилл b, зеленые бактерии — c и d.

Хлорофилл обладает способностью очень эффективно поглощать солнечную энергию и передавать ее другим молекулам, что является его главной функцией. Благодаря этой способности хлорофилл — единственная структура на Земле, которая обеспечивает процесс фотосинтеза.

Главная функция хлорофилла в растениях — поглощение энергии света и передача ее другим клеткам.

Пластидам, так же, как и митохондриям, свойственна до некоторой степени автономность внутри клетки. Они размножаются путем деления.

Наряду с фотосинтезом, в пластидах происходит процесс биосинтеза белка. Благодаря содержанию ДНК пластиды играют определенную роль в передаче признаков по наследству (цитоплазматическая наследственность).

Строение и функции хромопластов

Хромопласты относятся к одному из трех видов пластид высших растений. Это небольших размеров, внутриклеточные органеллы.

Хромопласты имеют различный окрас: желтый, красный, коричневый. Они придают характерный цвет созревшим плодам, цветкам, осенней листве. Это необходимо для привлечения насекомых-опылителей и животных, которые питаются плодами и разносят семена на дальние расстояния.

Строение хромопласта

Структура хромопласта похожа на другие пластиды. Их двух оболочек внутренняя развита слабо, иногда вовсе отсутствует. В ограниченном пространстве расположена белковая строма, ДНК и пигментные вещества (каротиноиды).

Каротиноиды – это жирорастворимые пигменты, которые накапливаются в виде кристаллов.

Форма хромопластов очень разнообразна: овальная, многоугольная, игольчатая, серповидная.

Роль хромопластов в жизни растительной клетки до конца не выяснена. Исследователи предполагают, что пигментные вещества играют важную роль в окислительно-восстановительных процессах, необходимы для размножения и физиологичного развития клетки.

Строение и функции лейкопластов

Лейкопласты — это органоиды клетки, в которых накапливаются питательные вещества. Органеллы имеют две оболочки: гладкую наружную и внутреннюю с несколькими выступами.

Лейкопласты на свету превращаются в хлоропласты (к примеру зеленые клубни картофеля), в обычном состоянии они бесцветны.

Форма лейкопластов шаровидная, правильная. Они находятся в запасающей ткани растений, которая заполняет мягкие части: сердцевину стебля, корня, луковиц, листьев.

Строение лейкопласта

Функции лейкопластов зависят от их вида (в зависимости от накапливаемого питательного вещества).

Лейкопласты также служат ферментной субстанцией. Под действием ферментов быстрее протекают химические реакции. А в неблагоприятный жизненный период, когда процессы фотосинтеза не осуществляются, они расщепляют полисахариды до простых углеводов, которые необходимы растениям для выживания.

В лейкопластах не может происходить фотосинтез, потому что они не содержат гран и пигментов.

Луковицы растений, в которых содержится много лейкопластов, могут переносить длительные периоды засухи, низкую температуру, жару. Это связано с большими запасами воды и питательных веществ в органеллах.

Предшественниками всех пластид является пропластиды, небольшие органоиды. Допускают, что лейко — и хлоропласты способны трансформироваться в другие виды. В конечном итоге после выполнения своих функций хлоропласты и лейкопласты становятся хромопластами — это последняя стадия развития пластид.

Важно знать! Одновременно в клетке растения может находиться только один вид пластид.

Сводная таблица строения и функций пластид

Источник

Характеристики, структура и виды пластов

plastos или plastidiosson группа полуавтономных клеточных органелл с различными функциями. Они содержатся в клетках водорослей, мха, папоротника, голосеменных и покрытосеменных. Наиболее заметной пластидой является хлоропласт, отвечающий за фотосинтез в растительных клетках..

По своей морфологии и функции существует большое разнообразие пластид: хромопласты, лейкопласты, амилопласты, этиопласты, олеопласты и другие. Хромопласты специализируются на хранении каротиноидных пигментов, амилопласты хранят крахмал, а пластиды, растущие в темноте, называются этиопластами..

Удивительно, но о пластидах сообщалось у некоторых паразитических червей и у некоторых морских моллюсков..

Общие характеристики

Предполагается, что около 1,5 миллиардов лет назад клетка протоэукариота поглотила фотосинтетическую бактерию, породив эукариотическую линию..

Эволюционно мы можем выделить три пластидные линии: глаукофиты, линия красных водорослей (родопласты) и линия зеленых водорослей (хлоропласты). Зеленая родословная породила пластиды водорослей и растений.

Одной из самых ярких особенностей этих органелл является способность к взаимопревращению. Это изменение происходит благодаря наличию молекулярных и экологических стимулов. Например, когда эфиопласт получает солнечный свет, он синтезирует хлорофилл и становится хлоропластом.

В дополнение к фотосинтезу пластиды выполняют различные функции: синтез липидов и аминокислот, хранение липидов и крахмала, функционирование устьиц, окрашивание структур растений, таких как цветы и фрукты, и восприятие силы тяжести..

структура

Все пластиды окружены двойной липидной мембраной, а внутри они имеют небольшие мембранные структуры, называемые тилакоидами, которые могут значительно расширяться при определенных типах пластид..

Структура зависит от типа пластиды, и каждый вариант будет подробно описан в следующем разделе..

тип

Существует ряд пластид, которые выполняют различные функции в клетках растений. Однако граница между каждым типом пластид не очень ясна, так как между структурами существует значительное взаимодействие и существует возможность взаимопревращения..

Таким же образом, при сравнении разных типов клеток обнаруживается, что популяция пластид не является однородной. Среди основных типов пластид, встречающихся у высших растений, следующие:

proplastides

Это пластиды, которые еще не дифференцированы и ответственны за возникновение всех типов пластид. Они находятся в меристемах растений, как в корнях, так и в стеблях. Они также в эмбрионах и других молодых тканях.

Они представляют собой небольшие структуры длиной в один или два микрометра и не содержат пигмента. Они имеют тилакоидную мембрану и собственные рибосомы. В семенах пропластидии содержатся зерна крахмала, являющиеся важным источником запаса для зародыша..

Количество proplastidia на клетки варьируется, и может быть найдено от 10 до 20 из этих структур.

Распределение пропластидов в процессе деления клеток имеет важное значение для правильного функционирования меристем или конкретного органа. Когда происходит неравная сегрегация и клетка не получает пластид, она предназначена для быстрой смерти.

Следовательно, стратегия обеспечения справедливого деления пластид на дочерние клетки должна быть однородно распределена в цитоплазме клетки..

Аналогично, proplastidios должны наследоваться потомками и присутствовать в образовании гамет.

хлоропласты

Хлоропласты являются наиболее заметными и заметными пластидами растительных клеток. Его форма имеет овальную или сфероидальную форму, и их количество обычно варьируется от 10 до 100 хлоропластов на клетку, хотя может достигать 200.

Они имеют длину от 5 до 10 мкм и ширину от 2 до 5 мкм. Они расположены в основном в листьях растений, хотя они могут присутствовать в стеблях, черешках, незрелых лепестках и др..

Хлоропласты развиваются в структурах растения, которые не находятся под землей, из proplastidia. Самым известным изменением является производство пигментов, чтобы взять зеленый цвет, характерный для этой органеллы..

Как и другие пластиды, они окружены двойной мембраной, а внутри они имеют третью мембранную систему, тилакоиды, встроенные в строму..

Тилакоиды представляют собой структуры в форме дисков, которые сложены в гранулы. Таким образом, хлоропласт можно структурно разделить на три отсека: пространство между мембранами, строма и просвет тилакоида.

Как и в митохондриях, наследование хлоропластов от родителей к детям происходит со стороны одного из родителей (однополых), и у них есть собственный генетический материал..

функции

Этот процесс начинается в мембранах тилакоидов со светлой фазой, в которой закрепляются ферментативные комплексы и белки, необходимые для процесса. Заключительная стадия фотосинтеза, или темная фаза, происходит в строме.

амилопласты

Амилопласты специализируются на хранении крахмальных зерен. Они встречаются в основном в резервных тканях растений, таких как эндосперм в семенах и клубнях..

Большинство амилопластов образуются непосредственно из протоплазмы в процессе развития организма. Экспериментально, образование амилопластов было достигнуто путем замены ауксина фитогормона на цитокинины, вызывая уменьшение деления клеток и вызывая накопление крахмала..

Эти пластиды являются резервуарами широкого спектра энзимов, похожих на хлоропласты, хотя им не хватает хлорофилла и фотосинтетического механизма..

Восприятие серьезности

Амилопласты связаны с реакцией на ощущение гравитации. В корнях ощущение гравитации воспринимается клетками колумеллы.

В этой структуре находятся статолиты, которые являются специализированными амилопластами. Эти органеллы расположены на дне клеток колумеллы, что указывает на чувство тяжести.

Положение статолитов запускает серию сигналов, которые приводят к перераспределению гормона ауксина, вызывая рост структуры в пользу силы тяжести.

Крахмальные гранулы

Крахмал представляет собой полукристаллический нерастворимый полимер, образованный повторяющимися звеньями глюкозы, продуцирующий молекулы двух типов: амилопептин и амилозу..

Амилопептин имеет разветвленную структуру, в то время как амилоза является линейным полимером и накапливается в большинстве случаев в соотношении 70% амилопептина и 30% амилозы..

Гранулы крахмала имеют довольно организованную структуру, связанную с цепями амилопептина.

В исследованных амилопластах из эндосперма злаков их гранулы различаются по диаметру от 1 до 100 мкм и могут различать крупные и мелкие гранулы, которые обычно синтезируются в разных амилопластах..

cromoplastos

Хромопласты представляют собой очень гетерогенные пластиды, которые хранят различные пигменты в цветах, фруктах и ​​других пигментированных структурах. Кроме того, в клетках есть определенные вакуоли, которые могут хранить пигменты.

У покрытосеменных необходимо иметь какой-то механизм для привлечения животных, ответственных за опыление; по этой причине естественный отбор способствует накоплению ярких и привлекательных пигментов в некоторых растительных структурах.

Как правило, хромопласты развиваются из хлоропластов в процессе созревания плодов, где зеленые плоды со временем приобретают характерный цвет. Например, незрелые помидоры зеленые, а когда созревают, они ярко-красные.

Основными пигментами, которые накапливаются в хромопластах, являются каротиноиды, которые являются переменными и могут представлять разные цвета. Каротины оранжевого цвета, ликопин красного цвета, а зеаксантин и виолаксантин желтого цвета..

Конечная окраска структур определяется комбинациями указанных пигментов.

элайопласты

Пластиды также способны хранить молекулы липидной или белковой природы. Олеопласты способны хранить липиды в специальных органах, называемых пластоглобулами..

Цветочные усики найдены и их содержимое попадает в стенку пыльцевого зерна. Они также очень распространены у некоторых видов кактусов..

Кроме того, олеопласты имеют различные белки, такие как фибриллин и ферменты, связанные с метаболизмом изопреноидов..

leucoplastos

Лейкопласты обнаружены в большинстве растительных тканей. У них нет заметной тилакоидной мембраны, и у них мало пластоглобулинов..

У них есть метаболические функции в корнях, где они накапливают важные количества крахмала.

gerontoplasts

Когда растение стареет, происходит превращение хлоропластов в геронтопластах. В процессе старения тилакоидная мембрана разрушается, клетки пластогли накапливаются и хлорофилл разрушается.

этиопластах

Когда растения растут в условиях низкой освещенности, хлоропласты не развиваются должным образом, и образовавшаяся пластида называется этиопластом.

Этиопласты содержат зерна крахмала и не обладают мембраной тилакоида, широко развитой, как в зрелых хлоропластах. Если условия изменяются и света достаточно, этиопласты могут развиваться в хлоропластах.

Источник

Пластиды: строение, происхождение, взаимопревращения

Расположение пластид в клетке, их форма, размеры и число, состав пигментов. Основная функция хлоропластов, общебиологическое значение фотосинтеза. Значение хромопластов, транспорт углеводов из клеток фотосинтезирующих органов в клетки запасающих тканей.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

“Астраханский государственный университет”

Кафедра ботаники, биологии экосистем и земельных ресурсов

На тему: «Пластиды: строение, происхождение, взаимопревращения»

Выполнил: студент 1 курса, гр. БЛ-12

Проверил: к.б.н., доцент Морозова Л.В.

3. Строение пластид

3.1 Строение хлоропластов

3.2 Строение хромопластов

3.3 Строение лейкопластов

4. Происхождение пластид

5. Взаимопревращения пластид

пластид хлоропласт хромопласт фотосинтез

Хлоропласты содержатся во всех клетках растения, находящихся на свету. Лишь немногие типы клеток освещенных частей растений вместо хлоропластов содержат лейкопласты или хромопласты. Это гаметы, выделительные клетки, проводящие элементы луба, первичные покровные ткани. В клетках корней хлоропластов, за немногими исключениями, нет.

Общебиологическое значение фотосинтеза огромно и заключается в том, что в результате только этого процесса энергия света преобразуется в химическую энергию углеводов, а впоследствии и в энергию всех остальных органических веществ организмов, населяющих нашу планету.

Хромопласты характерны для клеток лепестков, плодов, корнеплодов, осенних листьев. Это пластиды оранжево-красного и желтого цвета, образующиеся из лейкопластов и хлоропластов в результате накопления в их строме каротиноидов. Накапливаясь в большом количестве, каротиноиды способны кристаллизоваться. Такие кристаллы разрывают двумембранную оболочку, и хромопласты принимают их форму: зубчатую, игловидную, пластинчатую, ромбическую и т.д.

В хромопластах клеток осенних листьев образуются крупные пластоглобулы, в жирных маслах которых растворены каротиноиды.

Значение хромопластов заключается в привлечении животных для опыления цветков и распространения плодов и семян.

Хромопласты встречают в клетках лепестков некоторых растений, зрелых плодов, осенних листьев. Их функция в процессе обмена веществ не выяснена. Косвенное биологическое значение хромопластов состоит в привлечении насекомых для перекрестного опыления и животных для распространения семян.

Лейкопласты обычны в клетках запасающих тканей клубней, корневищ, семян. Транспорт углеводов из клеток фотосинтезирующих органов в клетки запасающих тканей обеспечивают проводящие ткани растения.

3. Строение пластид

3.1 Строение хлоропластов

В хлоропластах содержатся также рибосомы (сходные по структуре с рибосомами бактерий), РНК, аминокислоты и ферменты, необходимые для синтеза белка. Иначе говоря, в них имеется собственная система синтеза белка. Таким образом, хлоропласты обладают некоторой автономностью.

3.2 Строение хромопластов

Внутренняя мембранная система в них обычно отсутствует. Лишь иногда она представлена одиночными тилакоидами. По размерам хромопласты меньше хлоропластов. Их форма может быть самой разной (зубчатой, серповидной, игловидной, пластинчатой и т.д.

3.3 Строение лейкопластов

Лейкопласты являются бесцветными органеллами. Они имеют правильную сферическую форму. Система мембран внутри развита достаточно слабо. Форма может меняться на неправильную только в том случае, когда в их цитоплазме начинают формироваться достаточно крупные крахмальные зерна.

Оболочка лейкопласта состоит из двух элементарных мембран. Внутренняя из них, врастая в строму, образует немногочисленные тилакоиды. Вообще лейкопласты отличаются слабым развитием внутренней мембранной системы. В них отсутствуют граны, а имеются только одиночные тилакоиды. Причем эти тилакоиды располагаются без определенной ориентации или параллельно оболочке пластиды.

В лейкопластах имеются ДНК, рибосомы и ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ.

4. Происхождение пластид

Существует две основные теории происхождения митохондрий и пластид. Это теории прямой филиации и последовательных эндосимбиозов. Согласно теории прямой филиации митохондрии и пластиды образовались путем компартизации самой клетки.

Наиболее обоснованной является теория последовательных эндосимбиозов. Согласно этой теории возникновение эукариотической клетки прошло через несколько этапов симбиоза с другими клетками. На первой стадии клетки типа анаэробных гетеротрофных бактерий включили в себя свободноживущие аэробные бактерии, превратившиеся в митохондрии.

Параллельно этому в клетке-хозяине прокариотической генофор формируется в обособленное от цитоплазмы ядро. Таким путем возникла первая эукариотическая клетка, которая была гетеротрофной. Возникшие эукариотические клетки путем повторных симбиозов включили в себя синезеленые водоросли, что привело к появлению в них структур типа хлоропластов.

Таким образом, митохондрии уже были у гетеротрофных эукариотических клеток, когда последние в результате симбиоза приобрели пластиды. В дальнейшем в результате естественного отбора митохондрии и хлоропласты утратили часть генетического материала и превратились в структуры с ограниченной автономией.

5. Взаимопревращения пластид

Первый процесс наблюдается, например, при развитии листьев в почке или при развитии зародыша из оплодотворенной яйцеклетки. Он может происходить путем образования проламеллярных телец или путем постепенного формирования в лейкопластах характерной для зеленых пластид внутренней мембранной системы за счет выростов в строму внутренней организации мембран.

Некоторые ученые называют лейкопласты делящихся клеток ростовой почки или кончика корня пропластидами. Однако изучение строения этих пласты мелкого размера. В некоторых случаях делящиеся клетки уже содержат пластиды с зачаточной системой гран, и развитие типичных хлоропластов происходит путем постепенного наращивания их внутренних мембран.

Широко распространенным примером превращения хлоропластов в хромопласты является изменение пластид при осеннем пожелтении листьев или при созревании плодов некоторых растений. Этот процесс состоит в уменьшении размеров пластид, постепенном разрушении внутренних мембран и накоплении веществ в пластоглобулах, число и размер которых увеличиваются.

В конце концов, хлорофилл полностью разрушается и перестает маскировать каротиноиды, которые теперь отчетливо выступают и обуславливают желтую окраску осенних листьев.

Преобладающим компонентом пластид становятся пластоглобулы. Такой процесс превращения хлоропластов в хромопласты до определенной стадии обратим, и путем обработки некоторыми веществами или в определенных условиях желтый лист можно заставить позеленеть. Однако в природных условиях, как правило, превращение хромопластов в хлоропласты не происходит, и их можно рассматривать как конечный этап развития пластид. В хромопласты могут превращаться и лейкопласты. При превращении хлоропластов в лейкопласты, которое может происходить при поранении растения или при помещении его в темноту, внутренняя мембранная система также в значительной степени разрушается, хлорофилл исчезает, но накопления пластоглобул не происходит. Этот процесс обратим. Например, при выставлении на свет из лейкопластов опять развиваются хлоропласты.

В процессе развития клетки пластиды возникают только из пластид, а не из других структур. Численность их в клетке увеличивается за счет деления путем образования перетяжек или почкования.

1. “Ботаника”- В.Г. Хржановский; С.Ф. Пономаренко

2. “Ботаника”- О.А. Коровкин

3. “Ботаника”- Г.П. Яковлев; В.А. Челомбитько

4. “Практикум по цитологии”- Ю.С. Ченцов

5. “Ботаника: Морфология и анатомия растений”- А.Е.Васильев, Н.С. Воронин, А.Г. Еленевский, Т.И. Серебрякова, Н.И. Шорина

6. “Особенности растительной клетки: Учебно-методическое пособие”-

Воротников В.П., Чкалов А.В основные представления симбиотической теории происхождения пластид и митохондрий

7. “Фотосинтез и биосфера”- В.В. Климов

8. “Введение в клеточную биологию”- Ю.С. Ченцов

9. “Молекулярная биология”- Н.П. Юрина ; М.С. Одинцова

10. “Итоги науки и техники”- М.С. Одинцова

12. “Цитология”- Н.С. Стволинская

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

История развития исследований в области физиологии растений. Особенности понятий пластиды и хлоропласты, их функции и классификация. Геном пластид как генетическая система хлоропласт. Основные отличия пропластидов и лейкопластов, их особенности.

реферат [25,2 K], добавлен 11.12.2008

История развития исследований в области физиологии растений. Принципы происхождения и развития хлоропласта из пропластиды в клетке растений. Основные функции, строение, фотосинтез и генетический аппарат хлоропластов. Характеристика продукции фотосинтеза.

реферат [23,9 K], добавлен 11.12.2008

Углеводы – группа органических соединений. Строение и функции углеводов. Химический состав клетки. Примеры углеводов, их содержание в клетках. Получение углеводов из двуокиси углерода и воды в процессе реакции фотосинтеза, особенности классификации.

презентация [890,0 K], добавлен 04.04.2012

Основы гистологической техники. Цитохимические методы исследования клеток и тканей. Наружная цитоплазматическая мембрана, типы и происхождение пластид, их строение и функции. Мейоз (редукционное деление клетки), его фазы и биологический смысл.

контрольная работа [22,7 K], добавлен 07.06.2010

Понятие о мембране клетки, ее строение и функция. Строение хлоропластов и митохондрий. Типы листьев по форме листовой пластинки, края и основания. Ветвление и кущение побегов. Строение сложных и простых соцветий, цветков ячменя, ржи, пшеницы, кукурузы.

контрольная работа [24,2 K], добавлен 27.11.2011

Пластиды: понятие, строение и элементы, выполняемые функции, классификация и типы, взаимопревращение. Строение хлоропластов и митохондрий, видимое в электронном микроскопе. Появление тканей в филогенезе. Понятие и виды размножения. Развитие семени.

контрольная работа [34,8 K], добавлен 21.04.2014

Общая характеристика клетки: форма, химический состав, отличия эукариот от прокариот. Особенности строения клеток различных организмов. Внутриклеточное движение цитоплазмы клетки, метаболизм. Функции липидов, углеводов, белков и нуклеиновых кислот.

лекция [44,4 K], добавлен 27.07.2013

Источник