Пластиды
Рис. 1. Схема строения
хлоропласта Золотистой водоросли:1 –
две мембраны хлоропластной ЭПС; 2 – две
мембраны оболочки хлоропласта; 3 –
ядро; 4 – ДНК
Зрелые пластиды обычно классифицируются на основании содержащихся в них пигментов.
Хлоропласты
Хлоропласты – пластиды зеленого цвета, на мембранах которых идет процесс фотосинтеза.
Мембраны содержат пигмент хлорофилл, например:
у высших растений и зеленых водорослей – хлорофилл a и b;
у диатомовых, бурых, золотистых, желто-зеленых водорослей – хлорофилл a и c;
у красных водорослей – хлорофилл a и d;
у
сине-зеленых водорослей – хлорофилл
a
и бактериохлорофилл.
Рис. 2. Схема строения хлоропласта
Растения, выращенные при недостатке света, имеют светло-зеленую или белую окраску из-за отсутствия хлорофилла – это этиолированные растения или их части. Примером таковых являются внутренние листья кочана белокочанной капусты, подземные побеги спаржи.
Хлоропласты высших растений имеют форму двояковыпуклой линзы, размером 4-6 мкм. Они располагаются в паренхимных клетках листьев и других органов. Число их в клетке варьирует от 25 до 100 (Рис. 2).
У водорослей пластиды могут иметь разнообразную форму (рис. 3): звездчатую, лентовидную, чашевидную и т.д. Они как правило более крупные, чем в клетках высших растений, и называются хроматофорами (от греч. хромос – цвет, форос – нести).
1 |
2 |
3 |
Рис. 3. Форма хлоропластов (хроматофоров) водорослей: 1. лентовидный – у спирогиры, 2 - сетчатый – у гидродикциона (водяной сеточки), 3 - чашевидный – у хламидомонады
|
|
|
В хлоропластах имеется своя собственная белоксинтезирующая система, включающая кольцевую ДНК, рибосомы, тРНК. Здесь же сосредоточены многие витамины (групп В, К, Е, Д) и их производные, зерна крахмала, 80% железа, 70% цинка, 50% меди от всего количества этих элементов в листе.
Внутреннее пространство хлоропластов заполнено бесцветным веществом – стромой и пронизано мембранами (ламеллами). Ламеллы, соединенные друг с другом, образуют подобие пузырьков – тилакоидов (от греч. тилакоидос – мешок). В хлоропластах встречаются тилакоиды двух типов:
короткие тилакоиды, собранные в стоки (граны) и расположенные друг над другом. Их мембраны называются ламеллами гран, главным образом на них сосредоточен хлорофилл.
длинные тилакоиды, расположенные параллельно друг другу и пронизывающие строму (ламеллы стромы). На них хлорофилл встречается редко.
Короткие и длинные ламеллы на поверхности содержат округлые частицы, несущие фермент АТФ-азу, катализирующий синтез АТФ.
И
Рис. 4. Схема строения
хроматофора (хлоропласта) зеленой
водоросли: Х – хроматофор, Т – длинные
тилакоиды (тилакоиды стромы).
Т
емновые
реакции
фотосинтеза протекают в строме. Первое
органическое вещество - глюкоза,
образующаяся в процессе фотосинтеза,
дает начало всему многообразию
органических веществ, синтезируемых в
растении и составляющих его тело.
В хлоропластах большинства водорослей гран нет (рис. 4), а ламеллы стромы располагаются одиночно или собраны в группы по 2-20 шт.
У
Рис. 5. Хлоропласты с гранами в клетках
мезофилла и агранальные хлоропласты
в клетках обкладки проводящего пучка
листа кукурузы
ряда высших растений (кукуруза, ананас,
сорго и др.) могут присутствовать
хлоропласты двух типов
– с гранами и без гран (агранальные)
(рис. 5).
Для этих растений характерен особый тип протекания фотосинтеза, т.н. С4-путь (цикл Хетча-Слэка), который является более эффективным по сравнению с традиционным – С3-путем (циклом Кальвина).
Хлоропласты способны перемещаться по клетке. На слабом свету они концентрируются под стенкой, обращенной к свету. При этом они обращаются к свету своей большей поверхностью. Если свет слишком интенсивен, они поворачиваются к нему ребром и выстраиваются вдоль стенок, параллельных лучам света. Такие перемещения хлоропластов называются фототаксисом.
Хлоропласты обладают известной автономией в системе клетки - это полуавтономные органеллы в известном отношении напоминающие бактерий.