Желто-оранжевые и красные хромопласты

бесцветные лейкопласты.

Возможно взаимное превращение пластид. Обычно в клетке встречается только один тип пластид. Пластиды развиваются из пропластид — сферических недифференцированных телец, которые содержатся в растущих частях растений (в клетках зародыша, образовательной ткани). Они окружены двойной мембраной и заполнены матриксом. В матриксе имеются кольцевая ДНК и рибосомы прокариотического типа. Пропластиды способны делиться. Из них на свету (в листьях, незрелых плодах, наружных частях стебля) формируются хлоропласты, в глубине стебля и в подземных органах — бесцветные лейкопласты. Из хлоропластов и иногда лейкопластов образуются хромопласты.

Хлоропласты – это органеллы фотосинтеза.

Строение: Хлоропласты высших растений имеют примерно одинаковую форму двояковыпуклой линзы. Хлоропласты имеют две мембраны. Наружная мембрана гладкая, а внутренняя образует уплощенные складки — тилакоиды (тилакоиды граны — пачки дисковидных тилакоидов (наподобие стопки монет) и тилакоиды стромы — уплощенные канальцы, которые объединяют граны между собой).

Размеры хлоропластов: длина 5...10 мкм, диаметр 2...4 мкм.

Число хлоропластов в клетках высших растений 15...50.

В состав хлоропласта входят:

- вода

- белки,

- липиды,

- нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК),

- ферменты

- пигменты хлорофиллы и каротиноиды.

Наиболее распространены у растений:

1. хлорофилл «а» (найден у всех зеленых растений и цианобактерий)

2. хлорофилл «б».

В процессе фотосинтеза хлорофиллу принадлежит ведущая роль. Он может поглощать солнечную энергию, запасать ее или передавать другим молекулам.

Каротиноиды представляют собой высокомолекулярные углеводороды: оранжевый каротин и желтый ксантофилл.

Каротиноиды хлоропластов, а также синие, красные, бурые пигменты хроматофоров водорослей называют дополнительными, вспомогательными пигментами, поскольку энергия, поглощенная ими, может передаваться на хлорофилл.

Хлорофилл использует энергию красной части спектра (отражая зеленый), каротиноиды — синей.

Формирование: В онтогенезе хлоропласты формируются из пропластид или путем деления.

Функции: Фотосинтез.

Процесс фотосинтеза состоит из двух последовательных и взаимосвязанных этапов: светового (фотохимического) и темнового (метаболического).

Световая фаза фотосинтеза проходит на мембранах тилакоидов гран.

Темновая фаза проходит в строме.

Суммарное уравнение фотосинтеза записывается следующим образом:

6 CO₂ + 12 H₂O ^свет C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O

Лейкопласты

Строение: бесцветные округлые пластиды, в которых обычно накапливаются запасные питательные вещества, в основном крахмал. По строению лейкопласты мало отличаются от пропластид, из которых они образуются: двумембранная оболочка окружает бесструктурную строму. Внутренняя мембрана, врастая в строму, образует немногочисленные тилакоиды. В лейкопластах имеются ДНК, рибосомы, а также ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ, в первую очередь крахмала.

Функции: Лейкопласты, в которых синтезируется и накапливается:

запасной крахмал, называются амилопластами,

белки — протеинопластами,

масла — элайопластами.

В одном лейкопласте могут накапливаться разные вещества. Запасной белок может откладываться в форме кристаллов или аморфных включений, масла — в виде пластоглобул. Однако белки и масла встречаются в лейкопластах довольно редко.

Формирование: В амилопластах в связи с тилакоидами в строме возникают образовательные центры, вокруг которых в виде зерен откладывается вторичный запасной крахмал из растворимых углеводов, образовавшихся в хлоропластах в процессе фотосинтеза. Много амилопластов в клетках клубней картофеля, зерновок ржи, пшеницы и других органах растений, где откладываются запасные вещества. Лейкопласты могут и не накапливать запасные вещества. В секреторных клетках они в комплексе с агранулярным ЭР участвуют в синтезе эфирных масел.

Хромопласты

Формирование: пластиды оранжево-красного и желтого цвета, образующиеся из лейкопластов и хлоропластов в результате накопления и синтеза в их строме каротиноидов. Они встречаются в клетках лепестков (лютик, нарцисс, тюльпан, одуванчик), зрелых плодов (томат, тыква, арбуз, апельсин), редко — корнеплодов (морковь, кормовая свекла), а также в осенних листьях.

Развитие хромопластов не всегда не обратимый процесс. Было обнаружено, что хромопласты плодов цитрусовых и корней моркови способны к обратной дифференциации в хлоропласты; при этом они теряют каротиновый пигмент и образуют тилакоидную систему и хлорофилл.

Строение: По форме накопления каротиноидов различают следующие типы хромопластов:

1. глобулярный — пигменты растворены в липидных пластоглобулах;

2. фибриллярный — пигменты накапливаются в белковых нитях;

3. кристаллический — пигменты откладываются в виде кристаллов. Кристалл разрывает мембраны пластиды, и она принимает его форму: игловидную, ромбическую, многогранную и т. д.

Функции: Косвенное биологическое значение хромопластов в том, что ярко окрашенные плоды успешнее распространяются птицами и животными, а выделяющиеся яркой желто-красной окраской цветки привлекают насекомых-опылителей. Точная функция хромопластов пока не известна.

Ядро — важнейшая клеточная структура, регулирующая всю жизнедеятельность клетки. Оно имеется во всех живых растительных клетках, за исключением зрелых члеников ситовидных трубок флоэмы. Как правило, в каждой клетке есть лишь одно ядро.

Функции: Ядро выполняет две важные функции:

1. контролирует жизнедеятельность клетки, определяя, какие белки и в какое время должны синтезироваться;

2. хранит генетическую информацию и предает ее дочерним клеткам в процессе клеточного деления.

Строение: Ядро всегда окружено цитоплазмой. Обычно оно имеет шаровидную форму. Величина ядра различна. Его диаметр в среднем составляет 10...20 мкм (может быть 1...660 мкм).

Ядро, как и цитоплазма, представляет собой коллоидную систему, но более вязкой консистенции. По химическому составу ядро резко отличается от остальных органелл высоким (15...30 %) содержанием ДНК. В ядре сосредоточено 99 % ДНК клетки. ДНК образует с основными белками солеобразные соединения — дезоксинуклеопротеиды. В ядре содержатся в значительных количествах и-РНК и р-РНК.

Структура ядра одинакова у всех эукариотических клеток:

1. ядерная оболочка,

2. ядерный сок (нуклеоплазма или кариолимфа),

3. хромосомно-ядрышковый комплекс.

Ядерная оболочка. Состоит из двух мембран, разделенных пери-нуклеарным пространством, которое заполнено бесструктурным матриксом.

Характерная особенность ядерной оболочки — наличие пор. Поры могут открываться и закрываться, регулируя, таким образом, ядерно-плазменный обмен.

Ядерный сок. Это бесструктурный матрикс, где протекает деятельность остальных органелл ядра. В состав ядерного сока входят многие ферменты, он является активным компонентом ядра.

Хромосомно-ядрышковый комплекс.

Хромосомы — важнейшая часть ядра. Хромосомы состоят из ДНК и основных белков — гистонов. В интерфазном ядре (между делениями) хромосомы максимально деспирализованы и обычно незаметны в световой микроскоп. Во время деления хромосомы спирализуются, в результате чего утолщаются, укорачиваются и становятся хорошо заметными.

В конце интерфазы (перед делением) каждая хромосома состоит из двух половинок — хроматид. Каждая хромосома имеет суженную часть — первичную перетяжку, где помещается центромера.

Ядрышко — плотное шаровидное тельце внутри интерфазного ядра. Ядрышек может быть несколько. Они обычно образуются в области вторичных перетяжек спутничных хромосом Основная функция ядрышка — синтез р-РНК и сборка субъединиц рибосом.