Общий план строения пластид
Независимо от конкретного типа, все пластиды имеют общий базовый план строения, который обеспечивает их функциональную активность. Это сложные мембранные органеллы, внутреннее пространство которых четко структурировано.
Пограничный аппарат пластиды представлен двумя мембранами:
- Наружная мембрана — абсолютно гладкая, она отграничивает органеллу от гиалоплазмы клетки.
- Внутренняя мембрана — участвует в формировании сложной внутренней архитектуры.
Внутри пластиды находится жидкое содержимое — строма. Это внутренняя полость органеллы, в которой протекают важнейшие биохимические процессы (в частности, темновая фаза фотосинтеза). В строме располагается генетический и белоксинтезирующий аппарат органеллы:
- Кольцевая ДНК (цДНК), несущая генетическую информацию самой пластиды.
- Рибосомы типа 70S, обеспечивающие синтез специфических белков.
Особое значение имеет система внутренних мембран. В строме располагаются тилакоиды — специализированные мембранные структуры. Для оптимизации рабочих процессов тилакоиды собираются в плотные стопки, которые получили название граны. Чтобы граны могли функционировать как единая скоординированная система, они связаны друг с другом особыми уплощенными каналами — ламеллами.
Хлоропласты и их полуавтономность
Хлоропласты — это пластиды, основная задача которых заключается в осуществлении фотосинтеза и окрашивании листьев, молодых стеблей и плодов в насыщенный зеленый цвет.
Зеленая окраска обусловлена наличием пигмента хлорофилла, который встроен непосредственно в мембраны тилакоидов. Именно здесь, на мембранах тилакоидов, протекает световая фаза фотосинтеза. Внутреннее содержимое хлоропласта (строма) содержит не только кольцевую ДНК, РНК и рибосомы (70S), но и ферменты цикла Кальвина, а также зерна крахмала. В строме локализована темновая фаза фотосинтеза.
Важнейшая характеристика хлоропластов заключается в том, что они являются полуавтономными структурами клетки. Это означает, что они обладают определенной степенью независимости от ядра клетки. Хлоропласты способны самостоятельно размножаться путем деления надвое. Этому процессу предшествует обязательная репликация их собственной кольцевой ДНК.
Хромопласты и лейкопласты
Помимо зеленых хлоропластов, в растительных клетках присутствуют и другие типы пластид, выполняющие иные, но не менее важные функции.
Хромопласты
Эти органеллы отвечают за окрашивание цветов, плодов и осенних листьев. Их характерные особенности:
- Содержат пигменты каротиноиды, которые придают тканям растения желтую, красную и оранжевую окраску.
- Способны накапливать соли тяжелых металлов (например, меди, кобальта и других), что обеспечивает огромное разнообразие цветовых оттенков в природе.
- По своему происхождению хромопласты могут развиваться из хлоропластов в тот момент, когда последние теряют зеленый пигмент хлорофилл (что мы наблюдаем, например, при созревании плодов или пожелтении листьев).
Лейкопласты
Данный тип пластид специализируется на запасании веществ. Их отличительные черты:
- Они абсолютно бесцветны, так как пигменты в них либо полностью отсутствуют, либо находятся в неактивной форме.
- Главная функция — запас питательных веществ, таких как крахмал, белки и липиды.
- Выделяют особую разновидность лейкопластов — амилопласты. Это специализированные органеллы, которые целенаправленно синтезируют и накапливают крахмал.
Запомнить виды пластид легко по корням: Хлоропласты — ХЛОРОфилл (зеленый лист). Хромопласты — ХРОМ (краска, яркие цвета лепестков). Лейкопласты — ЛЕЙКО (бесцветный, как чистый склад для запасов крахмала).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему пластиды называют полуавтономными органеллами?
Они содержат собственную кольцевую ДНК, РНК и рибосомы типа 70S, а также способны самостоятельно размножаться путем деления надвое после предварительной репликации своей ДНК.
Где именно происходят разные стадии фотосинтеза в хлоропласте?
Световая фаза фотосинтеза протекает на мембранах тилакоидов, где находится хлорофилл. Темновая фаза осуществляется во внутреннем содержимом пластиды — строме, где присутствуют ферменты цикла Кальвина.
Как связаны между собой граны в хлоропластах?
Граны, представляющие собой стопки тилакоидов, соединяются друг с другом с помощью специальных уплощенных каналов, которые называются ламеллами.
Откуда берутся хромопласты в созревающих плодах?
Хромопласты могут образовываться из хлоропластов. В процессе созревания хлоропласты теряют зеленый пигмент хлорофилл, и начинают преобладать каротиноиды.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы протекания световой фазы на мембранах тилакоидов
- Ферментативные реакции цикла Кальвина в строме хлоропласта
- Процесс репликации кольцевой ДНК перед делением органеллы
- Биосинтез и накопление крахмала в амилопластах
- Влияние солей тяжелых металлов (меди, кобальта) на окраску хромопластов
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Пластиды» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Клетка — элементарная единица живого»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.