Строение пластид: 1 - наружная мембрана; 2 - внутренняя мембрана; 3 - строма; 4 - тилакоид; 5 - грана; 6 - ламеллы; 7 - зерна крахмала; 8 - липидные капли.

Пластиды характерны только для растительных клеток. Различают три основных типа пластид : лейкопласты - бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений, хромопласты - окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цветов, хлоропласты - зеленые пластиды.

Хлоропласты. В клетках высших растений хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы. Длина хлоропластов колеблется в пределах от 5 до 10 мкм, диаметр - от 2 до 4 мкм. Хлоропласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана (1) гладкая, внутренняя (2) имеет сложную складчатую структуру. Наименьшая складка называется тилакоидом (4). Группа тилакоидов, уложенных наподобие стопки монет, называется граной (5). В хлоропласте содержится в среднем 40–60 гран, расположенных в шахматном порядке. Граны связываются друг с другом уплощенными каналами - ламеллами (6). В мембраны тилакоидов встроены фотосинтетические пигменты и ферменты, обеспечивающие синтез АТФ. Главным фотосинтетическим пигментом является хлорофилл, который и обусловливает зеленый цвет хлоропластов.

Внутреннее пространство хлоропластов заполнено стромой (3). В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты цикла Кальвина, зерна крахмала (7). Внутри каждого тилакоида находится протонный резервуар, происходит накопление Н + . Хлоропласты, также как митохондрии, способны к автономному размножению путем деления надвое. Они содержатся в клетках зеленых частей высших растений, особенно много хлоропластов в листьях и зеленых плодах. Хлоропласты низших растений называют хроматофорами.

Функция хлоропластов: фотосинтез. Полагают, что хлоропласты произошли от древних эндосимбиотических цианобактерий (теория симбиогенеза). Основанием для такого предположения является сходство хлоропластов и современных бактерий по ряду признаков (кольцевая, «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, способ размножения).

Лейкопласты. Форма варьирует (шаровидные, округлые, чашевидные и др.). Лейкопласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует малочисленные тилакоиды. В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты синтеза и гидролиза запасных питательных веществ. Пигменты отсутствуют. Особенно много лейкопластов имеют клетки подземных органов растения (корни, клубни, корневища и др.). Функция лейкопластов: синтез, накопление и хранение запасных питательных веществ. Амилопласты - лейкопласты, которые синтезируют и накапливают крахмал, элайопласты - масла, протеинопласты - белки. В одном и том же лейкопласте могут накапливаться разные вещества.

Хромопласты. Ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя или также гладкая, или образует единичные тилакоиды. В строме имеются кольцевая ДНК и пигменты - каротиноиды, придающие хромопластам желтую, красную или оранжевую окраску. Форма накопления пигментов различная: в виде кристаллов, растворены в липидных каплях (8) и др. Содержатся в клетках зрелых плодов, лепестков, осенних листьев, редко - корнеплодов. Хромопласты считаются конечной стадией развития пластид.

Функция хромопластов: окрашивание цветов и плодов и тем самым привлечение опылителей и распространителей семян.

Все виды пластид могут образовываться из пропластид. Пропластиды - мелкие органоиды, содержащиеся в меристематических тканях. Поскольку пластиды имеют общее происхождение, между ними возможны взаимопревращения. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету), хлоропласты - в хромопласты (пожелтение листьев и покраснение плодов). Превращение хромопластов в лейкопласты или хлоропласты считается невозможным.

Пласти́ды (от др.-греч. πλαστός - вылепленный) - полуавтономные органеллы высших растений, водорослей и некоторых фотосинтезирующих простейших. Пластиды имеют от двух до четырёх мембран, собственный геном и белоксинтезирующий аппарат.

Одним из доказательств происхождения пластид от древних цианобактерий служит схожесть их геномов, хотя пластидный геном (пластом) значительно меньше.

Пластиды образуются путём деления уже существующих пластид. Наиболее часто делятся пропластиды, этиопласты и молодые хлоропласты. В меристематических тканях деление пластид коррелирует с делением клеток, поэтому в материнских и дочерних клетках число пластид примерно одинаковое. Механизм деления близок к делению прокариотических клеток. Деление пластид начинается с сжатия в центре, которое углубляясь образует перетяжку между двумя дочерними пластидами, после чего происходит полное разедление. На стадии перетяжки на внешней мембране образуется кольцо из белка, близкого к сократительному белку бактерий FtsZ.

У большей части цветковых растений наследование пластид происходит по материнской линиии, поскольку в спермии пластиды либо не попадают, либо деградируют в ходе развития мужского гаметофита или двойного оплодотворения. У некоторых растений (герань, свинчатка, ослинник) было обнаружено двуродительское наследование пластид. Для некоторых голосеменных растений (гинкго, саговники) характерно наследование пластид по отцовской линиии.

Пластиды высших растений способны к дифференцировке, дедифференцировке и редифференцировке, набор пластид в клетке зависит от её типа. Пластиды высших растений, разнообразны по строению и выполняют широкий спектр функций:

1. фотосинтез;

2. восстановление неорганических ионов (нитрита, сульфата);

3. синтез многих ключевых метаболитов (порфирины, пурины, пиримидины, многие аминокислоты, жирные кислоты, изопреноиды, фенольные соединения и др.), при этом некоторые синтетические пути дублируют уже существующие пути цитозоля;

4. синтез регуляторных молекул (гиббереллины, цитокинины, АБК и др.);

5. запасание железа, липидов, крахмала.

По окраске и выполняемой функции выделяют следующие типы пластид:

Растительные клеткилистостебельного мха Plagiomnium affine с видимыми хлоропластами(сильно увеличено)

· Пропластиды - предшественники остальных типов пластид, присутствуют в меристематических клетках. Пропластиды имеют размеры от 0,2 до 1 мкм, что значительно меньше, чем размеры дифференцированных пластид . Внутренняя мембранная система развита слабо, содержат меньше рибосом чем дифференцированные пластиды, могут содержать отложения белка фитоферритина, основная функция которого хранение ионов железа.

· Лейкопласты - неокрашенные пластиды, участвующие в синтезе изопреноидов эфирных масел (как правило моно- и сесквитерпенов). Характерной особенностью лейкопластов является наличие ретикулярного футляра - сети мембран гладкого эндоплазматического ретикулума, окружающей пластиду. Иногда под термином «лейкопласты» понимают любые неокрашенные пластиды, при этом выделяют следующие типы: амилопласты, элайопласты, протеинопласты.

· Амилопласты - внешне похожи на пропластиды, но в строме содержатся гранулы крахмала. Амилопласты, как правило, присутствуют в запасающих органах растений, в частности в клубнях картофеля. В грависенсорных клетках корня амилопласты играют роль статолитов. Амилопласты высших растений могут превращаться в хлоропласты или хромопласты.

· Элайопласты - служат для запасания жиров.

Характеристика и функции лейкопластов в клетке, их роль среди хлоропластов и хромопластов, краткий обзор всех пластид - ключевые пункты, которые будут рассмотрены в данной статье.

Пластиды

Пластидами (греч. plastos - "вылепленный") называют органоиды мембран, присущие эукариотам-автотрофам, питающимся с помощью фотосинтеза - "зеленым" одноклеточным, низшим водорослям (у них пластиды именуются хроматрофами), высшим растениям. Они, как и митохондрии, окружены парой мембран, имеют свои ДНК и РНК. Их основное предназначение - жизнеобеспечение растительной клетки энергией путем синтеза органических веществ.

Все разновидности пластидов, по сути, - это жизненный путь одного органоида. Полным их набором могут похвастаться высшие зеленые растения, однако в одной клетке не может быть больше одного вида этих органелл.

Типы пластид

Существует три типа пластид: лейкопласты, хлоропласты и хромопласты. Как уже говорилось, они "превращаются" одна в другую. Трансформация лейкопластов в хлоропласты знаменуется окраской организма в зеленый цвет, а хлоропластов в хромопласты - пожелтением. Далее мы подробно остановимся на описании лейкопластов, а здесь кратко охарактеризуем остальные пластиды:

Кроме этих основных единиц, также выделяют:

• Пропластиды - предшественники пластид мельчайших размеров (0,2-1 мкм). Иногда содержат фитоферритин - белок, сохраняющий ионы железа.
• Амилопласты - имеют некоторое сходство с пропластидами, однако отличаются от них содержанием частиц крахмала. Их функция - запас питательных веществ (например, в клубнях картофеля). Так же, как и лейкопласты, могут обращаться в хлоропласты и хромопласты.
• Протеинопласты - их предназначением является хранение белков.
• Этиопласты - образуются из пропластид в темновой фазе, при свете трансформируются в хлоропласты.
• Элайопласты запасают в организме растения жиры.

Происхождение

История возникновения пластид, опять же, схожа с историей митохондрии. Считается, что они появились в результате "взятия в плен" предком клетки-эукариота цианобактерии. Внешняя мембрана лейкопластов и прочих пластид схожа с мембраной "захватчика", внутренняя мембрана и строма - с цитоплазмой и мембраной цианобактерии.

Размножение лейкопластов и прочих пластид

Пластиды "рождаются" путем деления. Чаще всего размножаются пропластиды, хлоропласты и этиопласты. Подобная функция лейкопластов развита слабо. Путь их размножения схож с делением прокариотов. Сначала они сжимаются в центре, потом проявляется перетяжка между дочерними пластидами, которая прогрессирует до полного разделения.

Интересно, что наследование пластид не у всех растений происходит одинаково:

• по "отцовской" линии: некоторые голосемянные - саговники, гинкго;
• по "материнской" линии: подавляющая часть цветковых;
• наследование от обоих "родителей": ослинник, свинчатка, герань.

Строение лейкопластов

Перед тем как разобрать, какую функцию выполняют лейкопласты, подробно остановимся на их строении.

Эти органоиды - бесцветные пластиды относительно небольших размеров, не имеющие в своем составе пигментов. Присутствуют в живых клетках растений - в запасающих тканях. Форма их бывает самой разной: округлая, слегка продолговатая, амебоидная, эллипсоидная, шаровидная, гантелевидная. В процессе изготовления препаратов лейкопласты легко теряют свою форму при незначительном повреждении, расплываются. Их бывает трудно отличить от пропластид и от митохондрий, т. к. они не имеют ярко выраженных особенностей строения.

Если разглядывать лейкопласт под электронным микроскопом, нельзя не заметить, что он покрыт двумя слоями мембраны, а в строме заметно несколько выростов. Внешняя часть мембраны гладкая, а внутренняя покрыта незначительным количеством тилакоидов. Все остальное пространство органеллы заполнено органическими веществами. От веществ, которые "хранятся" в строме, зависит тип и функция лейкопластов: элеопласты, протеинопласты, амилопласты. Обычно строма содержит рибосомы типа 70-S, кольцевую ДНК, ферменты гидролиза и синтеза веществ.

Также лейкопласты, в отличие от хлоропластов, не имеют ламеллярной системы. Но при этом на свету способны образовывать нормальные тилакоидные структуры, тем самым обретая зеленый окрас и "обращаясь" в хлоропласты. В темноте же они накапливают различные питательные элементы в проламеллярных образованиях и гранулы крахмала в строме. В клубнях и корневищах, эндосперме злаковых лейкопласты выполняют функцию амилопластов, заполнив целиком строму "запасными" крахмальными зернами.

Лейкопласты (греч. "белый" + "вылепленный") имеют в своем составе ферменты, позволяющие из глюкозы, полученной в результате фотосинтеза, получить крахмал. Основная функция лейкопластов напрямую связана с этой их особенностью - они синтезируют и накапливают в себе питательные вещества. А чаще всего образуют крахмал из поступающей к ним глюкозы. Затем это вещество откладывается в их строме. Крахмал, содержащийся в лейкопластах, именуют вторичным. Первичный содержится в хлоропластах, образуясь в процессе фотосинтеза.

Кроме накопления крахмала, функция лейкопластов может состоять и в накоплении других веществ - белков, жиров, масел. Как уже говорилось, она влияет на то, как эти органеллы будут называться - амилопластами, протеинопластами или элайопластами. Важно отметить, что в клетке растения могут одновременно содержаться лейкопласты всех этих типов.

Вот и все, что мы хотели рассказать про лейкопласты, строение и функции этих органелл, а также про их общие с иными пластидами (хлоропластами, хромопластами, пропластидами и др.) качества.

Введение

Ботаника - это наука о растениях.

Ее задача - всестороннее познание растений: их строения, жизненных функций, распространения, происхождения, эволюции.

Глобальная проблема современности - производство пищи. Быстрый рост населения земного шара выдвигает задачу максимальной интенсификации сельскохозяйственного производства: повышения урожайности возделываемых культур и продуктивности животноводства.

Эту задачу решают технологические науки: растениеводство и животноводство, базирующиеся на достижениях фундаментальных биологических дисциплин, среди которых первое место занимает ботаника. Не менее важна роль растений в обеспечении человека древесиной, прядильным волокном, лекарственным сырьем и др.

Ботаника исследует растения на разных уровнях их организации. Различают несколько структурно-функциональных уровней.

Ботаника, как и другие науки о природе, возникла и развивалась в связи с практическими запросами человека, в жизни которого растения играли и играют огромную роль.

Ботаника тесно связана с разнообразными сторонами жизни и хозяйственной деятельности человека: сельским хозяйством, медициной и различными отраслями промышленности.

Ботаника как наука сформировалась более 2000 лет назад. Основоположниками ее были деятели древнего мира Аристотель (384 - 32 гг. до н.э.) и Феофраст (371 - 286 гг. до н.э.).

Таким образом, ботаника возникла как единая наука, суммируя отдельные сведения о растениях, но с течением времени, по мере накопления и углубления знаний, она разделилась на ряд самостоятельных дисциплин.

Пластиды, их строение и выполняемые функции. Типы пластид, их взаимопревращение

Пластиды являются основными цитоплазматическими органеллами клеток автотрофных растений. Название происходит от греческого слова «plastos», что в переводе означает «вылепленный».

Главная функция пластид - синтез органических веществ, благодаря наличию собственных ДНК и РНК и структур белкового синтеза. В пластидах также содержатся пигменты, обусловливающие их цвет. Все виды данных органелл имеют сложное внутреннее строение. Снаружи пластиду покрывают две элементарные мембраны, имеется система внутренних мембран, погруженных в строму или матрикс.

Классификация пластид по окраске и выполняемой функции подразумевает деление этих органоидов на три типа: хлоропласты, лейкопласты и хромопласты. Пластиды водорослей именуются хроматофорами.

Хлоропласты - это зеленые пластиды высших растений, содержащие хлорофилл - фотосинтезирующий пигмент. Представляют собой тельца округлой формы размерами от 4 до 10 мкм. Химический состав хлоропласта: примерно 50% белка, 35% жиров, 7% пигментов, малое количество ДНК и РНК. У представителей разных групп растений комплекс пигментов, определяющих окраску и принимающих участие в фотосинтезе, отличается. Это подтипы хлорофилла и каротиноиды (ксантофилл и каротин). При рассматривании под световым микроскопом видна зернистая структура пластид - это граны. Под электронным микроскопом наблюдаются небольшие прозрачные уплощенные мешочки (цистерны, или граны), образованные белково-липидной мембраной и располагающиеся в непосредственно в строме. Причем некоторые из них сгруппированы в пачки, похожие на столбики монет (тилакоиды гран), другие, более крупные находятся между тилакоидами. Благодаря такому строению, увеличивается активная синтезирующая поверхность липидно-белково-пигментного комплекса гран, в котором на свету происходит фотосинтез.

Хромопласты - пластиды, окраска которых бывает желтого, оранжевого или красного цвета, что обусловлено накоплением в них каротиноидов. Благодаря наличию хромопластов, характерную окраску имеют осенние листья, лепестки цветов, созревшие плоды (помидоры, яблоки). Данные органоиды могут быть различной формы - округлой, многоугольной, иногда игольчатой.

Лейкопласты представляют собой бесцветные пластиды, основная функция которых обычно запасающая. Размеры этих органелл относительно небольшие. Они округлой либо слегка продолговатой формы, характерны для всех живых клеток растений. В лейкопластах осуществляется синтез из простых соединений более сложных - крахмала, жиров, белков, которые сохраняются про запас в клубнях, корнях, семенах, плодах. Под электронным микроскопом заметно, что каждый лейкопласт покрыт двухслойной мембраной, в строме есть только один или небольшое число выростов мембраны, основное пространство заполнено органическими веществами. В зависимости от того, какие вещества накапливаются в строме, лейкопласты делят на амилопласты, протеинопласты и элеопласты.

Все виды пластид имеют общее происхождение и способны переходить из одного вида в другой. Так, превращение лейкопластов в хлоропласты наблюдается при позеленении картофельных клубней на свету, а в осенний период в хлоропластах зеленых листьев разрушается хлорофилл, и они трансформируются в хромопласты, что проявляется пожелтением листьев. В каждой определенной клетке растения может быть только один вид пластид.

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/

Миобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

“Астраханский государственный университет”

Кафедра ботаники, биологии экосистем и земельных ресурсов

Реферат

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

Выполнил: студент 1 курса, гр. БЛ-12

Штефля А.С.

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

Астрахань 2016

1. Пластиды

2. Виды пластид

2.1 Хлоропласты

2.2 Хромопласты

2.3 Лейкопласты

3. Строение пластид

3.1 Строение хлоропластов

3.2 Строение хромопластов

3.3 Строение лейкопластов

4. Происхождение пластид

5. Взаимопревращения пластид

Заключение

Список литературы

1. Пластиды

Пластиды характерны для клеток водорослей и всех высших растений. Эти органеллы имеют на поверхности две мембраны. По окраске и строению выделяют три типа пластид: бесцветные -- лейкопласты, зеленые -- хлоропласты, желтые, оранжевые или красные -- хромопласты. Совокупность всех пластид клетки называют пластидомома. Форма, размеры и строение пластид каждого типа неодинаковы. Обычно в клетке присутствует лишь один тип пластид.

Пластиды образуются из пропластид -- двумембранных округлых структур, заполненных матриксом. В матриксе содержатся кольцевая ДНК и мелкие рибосомы прокариотического типа. Пропластиды передаются в новый растительный организм через яйцеклетку, т.е. от материнского организма. Обычно они содержатся в клетках зародыша и образовательных тканей. Пропластиды могут делиться. Из них образуются все три типа пластид. На свету в клетках листьев, стеблей, плодов из пропластид формируются хлоропласты. В клетках запасающих тканей из пропластид образуются лейкопласты. Хромопласты обычно образуются из хлоропластов и лейкопластов, но иногда могут формироваться и из пропластид.

Самые крупные из них- хлоропласты у растений - достигают в длину 4-10 мкм и 2-4 мкм в ширину и хорошо различимы в световой микроскоп. Форма хлоропластов чаще всего линзовидная или элипсоидная. Лейкопласты и хромопласты могут иметь различную форму. В клетках встречаются, как правило, несколько десятков пластид, но у фотосинтезирующих протоктист, где хроматофоры нередко крупны и разнообразны по форме, число их иногда невелико (1-5)

Расположение пластид в клетке, их форма, размеры и число, состав пигментов, обслуживающих окраску пластид, способность к синтезу органических веществ определяются функциональными особенностями клеток и систематическими положением растений. Наибольшей синтетической активностью характеризуются зеленые пластиды - хлоропласты, содержащие пигмент хлорофилл, образующий с белковыми компонентами мембран особую группу химических соединений - хромопротеиды. Кроме хлоропластов входят желто-оранжевые пигменты из группы каротиноидов, у бурых водорослей встречается фукоксантин, у красных- фикоэритрин, у синезеленых - фикоциан.

пластид хлоропласт хромопласт фотосинтез

2. Виды пластид

2.1 Хлоропласты

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.

Особенно много их в клетках листьев и незрелых плодов, где они могут занимать основной объем клетки. Основная функция хлоропластов - фотосинтез. Фотосинтез - процесс, проходящий за счет использования энергии света, в результате которого из диоксида углерода и воды образуются углеводы, и выделяется свободный кислород.

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.

Число хлоропластов в клетках высших растений сильно варьируется -- от пяти до 100 и более. Более разнообразные по форме, размеру и набору пигментов хлоропласты водорослей называют хроматофорами. Положение хлоропластов в цитоплазме зависит от степени освещенности -- при прямом солнечном свете они перемещаются к боковым стенкам клетки и поворачиваются к источнику света ребром.

2.2 Хромопласты

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.

2.3 Лейкопласты

Лейкопласты -- бесцветные пластиды сферической формы, в которых накапливаются запасные питательные вещества. По строению лейкопласты сходны с пропластидами, из которых они образуются. Тилакоиды, образованные внутренней мембраной, развиты очень слабо.

Кроме ДНК и рибосом в строме лейкопластов содержатся ферменты, осуществляющие синтез и расщепление (гидролиз) запасных веществ, главным образом крахмала. В лейкопластах запасной крахмал синтезируется из водорастворимых углеводов, образовавшихся в хлоропластах в процессе фотосинтеза. Лейкопласты, в которых синтезируется и запасается крахмал, называют амилопластами, или крахмальными зернами, белки -- протеинопластами, масла -- олеопластами.

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

Основная функция лейкопластов - синтез и накопление запасных питательных продуктов, в первую очередь крахмала, иногда белков, редко масла. Лейкопласты, накапливающие крахмал, называют аминопластами. В них из сахаров, поступающих из фотосинтезирующих органов образуются крахмальные зерна различного размера и формы - вторичный крахмал. Запасной белок может откладываться в виде кристаллов или аморфных гранул, масло - виде пластоглобул.

3. Строение пластид

3.1 Строение хлоропластов

В процессе эволюции хлоропласты приобрели достаточно сложное строение. При их развитии из пропластид происходит образование большого числа хорошо выраженных выпячиваний (складок) их внутренней мембраны, называемых тилакоидами. Система тилакоидов состоит из гран -- стопок дисковидных тилакоидов и отдельных уплощенных канальцевидных тилакоидов стромы, связывающих граны между собой. Хлорофилл и каротиноиды находятся только в тилакоидах, входящих в состав гран.

Внутри хлоропластов находится однородное вещество - строма, пронизанная системой параллельно расположенных мембран. В строме (матриксе) хлоропластов имеется кольцевая ДНК и прокариотические рибосомы, т.е. они способны самостоятельно синтезировать свои белки, необходимые для роста тилакоидной системы. Кроме этого в строме хлоропластов встречаются пластоглобулы -- включения жиров, зерна первичного крахмала, белковые кристаллы.

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.

Ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя или также гладкая, или образует единичные тилакоиды. В строме имеются кольцевая ДНК и пигменты -- каротиноиды, придающие хромопластам желтую, красную или оранжевую окраску. Форма накопления пигментов различная: в виде кристаллов, растворены в липидных каплях (8) и др.

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.

Запасной белок в лейкопластах может откладываться в виде кристаллоподобных структур или аморфных включений; липиды - в виде пластоглобул. Однако белки и липиды встречаются в лейкопластах редко. В одном и том же лейкопласте могут накапливаться разные вещества.

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.

Фотосинтезирующие эукариоты произошли от фотосинтезирующих прокариот. У образовавшихся автотрофных эукариотических клеток путем внутриклеточной дифференцировки образовались митохондрии. В результате утраты пластид от автотрофов произошли животные и грибы.

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

В эволюционном смысле первичным, исходным типом пластид являются хлоропласты, из которых при расчленении тела растений на органы произошли пластиды остальных двух типов. В процессе индивидуального развития (онтогенеза) почти все тип пластид могут превращаться друг в друга. Наиболее обычные процессы - превращение лейкопластов в хлоропласты и хлоропластов в хромопласты.

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.

Заключение

Итак, в растительной клетке пластиды обладают собственным геномом и собственным аппаратом реализации генетической информации путем синтеза РНК и белка, причем организация этих систем в пластидах отличается от эукариотического типа. Следует заметить, что это справедливо и для других органелл клетки - митохондрий, но митохондрии существуют во всех эукариотических клетках, являясь их энергетическим депо, тогда как хлоропласты присутствуют только в клетках зеленых растений.

Список литературы

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

11. “Трансформация энергии в хлоропластах - энергообразующих органеллах растительной клетки”- А.Н. Тихонов

12. “Цитология”- Н.С. Стволинская

13. “Практикум по цитологии растений” - З.П. Паушева

14. “Клетка” - К. Свенсон; П. Уэбстер

15. “Биология клетки: общая цитология” - А.А. Заварзин; А.Д. Харазова; М.Н. Молитвин

16. Wikipedia.org

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 , 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 , 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 , 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 , 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 , 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 , 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 , добавлен 27.07.2013


Клеточная теория Шлейдена и Шванна. Состав вирусов. Методы изучения клетки. Строение и функции ее поверхностного аппарата, мембраны, надмембранного комплекса, хромопластов, лейкопластов, рибосом, органелл, ядра, ядерной оболочки, кариоплазмы, хромосом.

презентация , добавлен 13.11.2014


История открытия фотосинтеза. Образование в листьях растений веществ, выделение кислорода и поглощение углекислого газа на свету и в присутствии воды. Роль хлоропластов в образовании органических веществ. Значение фотосинтеза в природе и жизни человека.

презентация , добавлен 23.10.2010


Сущность органоидов, классификация включений цитоплазмы по функциональному назначению. Отличительные особенности растительной и животной клеток, роль ядра в их функционировании. Основные органоиды клетки: комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пластиды.