Пластиды – характеристика, строение, виды и функции

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:

• Бесцветные пластиды — лейкопласты;
• окрашенные — хлоропласты (зеленого цвета);
• окрашенные — хромопласты (желтого, красного и других цветов).

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.

• Если свет очень интенсивен, они поворачиваются ребром к ярким лучам солнца и выстраиваются вдоль стенок, параллельных свету.
• При слабом освещении, хлоропласты перемещаются на стенки клетки, обращенные к свету, и поворачиваются к нему своей большой поверхностью.
• При средней освещенности они занимают среднее положение.

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).

1. Амилопласты накапливают крахмал, встречаются во всех растениях, так как углеводы основной продукт питания растительной клетки. Некоторые лейкопласты полностью наполнены крахмалом, их называют крахмальными зернами.
2. Элайопласты продуцируют и запасают жиры.
3. Протеинопласты содержат белковые 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

Что такое пластиды клетки: строение и функции

Пластиды: виды, строение и роль в клетке

Пластиды – это мембранные органоиды, встречающиеся у фотосинтезирующих эукариотических организмов (высшие растения, низшие водоросли, некоторые одноклеточные организмы).

Они имеют оболочку, образованную двумя мембранами: наружной и внутренней. Внутренняя мембрана вдается в полость хлоропласта немногочисленными выростами. Мембранная оболочка отграничивает от гиалоплазмы клетки матрикс хлоропласта, так называемую строму. Как строма, так и выросты внутренней мембраны формируют в полости хлоропласта сложную систему мембранных поверхностей, отграничивающих особые плоские мешки, называемые тилакоидами, или ламеллами . Группы дисковидных тилакоидов связаны друг с другом таким образом, что их полости оказываются непрерывными. Эти тилакоиды образуют стопки (наподобие стопки монет), или граны . Тилакоиды стромы объединяют граны между собой. В мембранах тилакоидов сосредоточен главнейший пигмент зеленых растений — хлорофилл и вспомогательные пигменты — каротиноиды . Внутренняя структура хромопластов и лейкопластов проще. Граны в них отсутствуют.

Пластиды высших растений бывают трех видов: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Они различаются по окраске, строению и выполняемым функциям.

Хлоропласты зеленого цвета, из-за пигмента зеленого цвета – хлорофилла, играющего важную роль в процессах фотосинтеза. Кроме хлорофиллов хлоропласты содержат и каротиноиды, но их гораздо меньше, поэтому они малозаметны на фоне хлорофилла. Больше всего хлоропластов находится в клетках листьев, молодых побегов и незрелых плодов.

Хлоропласты имеют постоянную линзовидную форму. Внутренняя мембрана хлоропластов образует плоские мешочки — тилакоиды (ламеллы). Тилакоиды могут собираться в стопочки – граны. Хлорофилл сосредоточен, главным образом, в тилакоидах гран. В гранах осуществляется световая часть фотосинтеза. Таковая слоистая структура обеспечивает максимальную площадь поверхности мембран и упрощает захват и перенос энергии в процессе фотосинтеза.

Темновая фаза протекает в матриксе хлоропластов, где находятся ферменты, участвующие в этом процессе. Также как и митохондрии, пластиды полуавтономные структуры, имеют свои рибосомы и ДНК.

В хлоропластах может откладываться первичных крахмал, если по каким либо причинам продукты фотосинтеза моносахара длительное время не затребованы клеткой и не удаляются из него.

Характерны для растительных клеток органеллы фотосинтеза, способные создавать из неорганических веществ (CO2 и H2O) при наличии световой энергии и пигмента хлорофилла органические вещества – углеводы и свободный кислород. Синтез собственных белков. Могут образовываться из пластид или лейкопластов, а осенью перейти в хлоропласты (красные и оранжевые плоды, красные и желтые листья).

Хромопласты сосредоточены в цитоплазме клеток плодов, листьев растений и придают им подобающую окраску. Хромопласты образуются из лейкопластов, либо хлоропластов в итоге скопления пигментов каротиноидов. Хромопласты имеют окраску от желтого до оранжевого из-за того, что накапливают пигменты каротиноиды. Также как и у лейкопластов у хлоропластов внутренняя мембрана не развита. Форма хромопластов может быть самой разнообразной: от сферической (каротиноиды откладываются в виде жировых капель) до многогранной (пигменты откладываются в виде кристаллов). Считается, что хромопласты – это конечный этап развития пластид. Они встречаются в клетках созревших плодов, стареющих листьев, т.е. в таких органах, где снижена активность жизнедеятельности органа. Однако они обнаруживаются и в вполне функционирующих частях, таких как корнеплоды моркови. Функция хромопластов пока не установлена.

Характерны для растительных клеток. Придают лепесткам цветков окраску, привлекательную для насекомых-опылителей. В осенних листьях и зрелых плодах отделяющихся от растений, содержатся кристаллические каротиноиды ?– конечные продукты обмена.

Лейкопласты — бесцветные пластиды, располагающиеся в неокрашенных частях растений: в стеблях, корнях, луковицах и др. Основная функция лейкопластов – накопление запасных веществ, поэтому у них слабо развита внутренняя мембрана, она почти не образует тилакоидов. Чаще всего в лейкопластах накапливаются зерна вторичного крахмала, такие пластиды называются амилопластами. В них могут также откладываться масла (элайопласты) и простые белки (протеинопласты). Форма лейкопластов непостоянна и зависит от вида накапливаемых веществ. Лейкопласты могут образовываться из хлоропластов при значительном снижении интенсивности освещения.

Характерны для растительных клеток. Служат местом отложения запасных питательных веществ, главным образом крахмальных зерен.

Лейкопласты могут образовываться из хлоропластов при значительном снижении интенсивности освещения.

Характерны для растительных клеток. Служат местом отложения запасных питательных веществ, главным образом крахмальных зерен.

Пластиды – это мембранные органоиды, встречающиеся у фотосинтезирующих эукариотических организмов (высшие растения, низшие водоросли, некоторые одноклеточные организмы).

Они имеют оболочку, образованную двумя мембранами: наружной и внутренней. Внутренняя мембрана вдается в полость хлоропласта немногочисленными выростами. Мембранная оболочка отграничивает от гиалоплазмы клетки матрикс хлоропласта, так называемую строму.

Как строма, так и выросты внутренней мембраны формируют в полости хлоропласта сложную систему мембранных поверхностей, отграничивающих особые плоские мешки, называемые тилакоидами, или ламеллами . Группы дисковидных тилакоидов связаны друг с другом таким образом, что их полости оказываются непрерывными.

Эти тилакоиды образуют стопки (наподобие стопки монет), или граны . Тилакоиды стромы объединяют граны между собой. В мембранах тилакоидов сосредоточен главнейший пигмент зеленых растений — хлорофилл и вспомогательные пигменты — каротиноиды . Внутренняя структура хромопластов и лейкопластов проще. Граны в них отсутствуют.

Пластиды высших растений бывают трех видов: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Они различаются по окраске, строению и выполняемым функциям.

Хлоропласты зеленого цвета, из-за пигмента зеленого цвета – хлорофилла, играющего важную роль в процессах фотосинтеза. Кроме хлорофиллов хлоропласты содержат и каротиноиды, но их гораздо меньше, поэтому они малозаметны на фоне хлорофилла. Больше всего хлоропластов находится в клетках листьев, молодых побегов и незрелых плодов.

Хлоропласты имеют постоянную линзовидную форму.

Внутренняя мембрана хлоропластов образует плоские мешочки — тилакоиды (ламеллы). Тилакоиды могут собираться в стопочки – граны. Хлорофилл сосредоточен, главным образом, в тилакоидах гран. В гранах осуществляется световая часть фотосинтеза. Таковая слоистая структура обеспечивает максимальную площадь поверхности мембран и упрощает захват и перенос энергии в процессе фотосинтеза.

Темновая фаза протекает в матриксе хлоропластов, где находятся ферменты, участвующие в этом процессе.

Также как и митохондрии, пластиды полуавтономные структуры, имеют свои рибосомы и ДНК.

В хлоропластах может откладываться первичных крахмал, если по каким либо причинам продукты фотосинтеза моносахара длительное время не затребованы клеткой и не удаляются из него.

Характерны для растительных клеток органеллы фотосинтеза, способные создавать из неорганических веществ (CO2 и H2O) при наличии световой энергии и пигмента хлорофилла органические вещества – углеводы и свободный кислород.

Cтроение растительной клетки

Синтез собственных белков. Могут образовываться из пластид или лейкопластов, а осенью перейти в хлоропласты (красные и оранжевые плоды, красные и желтые листья).

Хромопласты сосредоточены в цитоплазме клеток плодов, листьев растений и придают им подобающую окраску. Хромопласты образуются из лейкопластов, либо хлоропластов в итоге скопления пигментов каротиноидов. Хромопласты имеют окраску от желтого до оранжевого из-за того, что накапливают пигменты каротиноиды.

Также как и у лейкопластов у хлоропластов внутренняя мембрана не развита. Форма хромопластов может быть самой разнообразной: от сферической (каротиноиды откладываются в виде жировых капель) до многогранной (пигменты откладываются в виде кристаллов).

Считается, что хромопласты – это конечный этап развития пластид. Они встречаются в клетках созревших плодов, стареющих листьев, т.е. в таких органах, где снижена активность жизнедеятельности органа. Однако они обнаруживаются и в вполне функционирующих частях, таких как корнеплоды моркови.

Функция хромопластов пока не установлена.

Характерны для растительных клеток. Придают лепесткам цветков окраску, привлекательную для насекомых-опылителей. В осенних листьях и зрелых плодах отделяющихся от растений, содержатся кристаллические каротиноиды ?– конечные продукты обмена.

Лейкопласты — бесцветные пластиды, располагающиеся в неокрашенных частях растений: в стеблях, корнях, луковицах и др. Основная функция лейкопластов – накопление запасных веществ, поэтому у них слабо развита внутренняя мембрана, она почти не образует тилакоидов.

Чаще всего в лейкопластах накапливаются зерна вторичного крахмала, такие пластиды называются амилопластами. В них могут также откладываться масла (элайопласты) и простые белки (протеинопласты). Форма лейкопластов непостоянна и зависит от вида накапливаемых веществ. Лейкопласты могут образовываться из хлоропластов при значительном снижении интенсивности освещения.

Характерны для растительных клеток.

Служат местом отложения запасных питательных веществ, главным образом крахмальных зерен.

Пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты)

В растениях встречается три типа пластид, которые делятся в зависимости от типа пигментов, входящих в их состав на:

хлоропласты, хромопласты, лейкопласты.

Хлоропласты встречаются во всех зеленых органах растений.

У высших растений пластид в клетках несколько десятков, у низших (водорослей) – 1-5. Они крупные, разнообразны по форме.

В хлоропластах содержится до 75 % воды, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты и красящие вещества – пигменты. От цитоплазмы хлоропласт отделен двойной мембранной оболочкой; тело его состоит из бесцветной мелкозернистой стромы. Строма пронизана параллельно расположенными пластинками – ламеллами, дисками. Диски собраны в стопки – граны. Основная функция хлоропластов – фотосинтез.

Хромопластывстречаются в корнеплодах моркови, плодах многих растений (облепиха, шиповник, рябина и др.), в зеленых листьях шпината, крапивы, в цветках (розы, гладиолусы, календула), окраска которых зависит от присутствия в них пигментов каротиноидов: каротина – оранжево-красного цвета и ксантофилла – желтого цвета.

Лейкопласты – бесцветные пластиды, пигменты отсутствуют.

Они представляют собой белковые вещества в виде шаровидных, веретонообразных зернышек, концентрирующихся вокруг ядра. В них осуществляется синтез и накопление запасных питательных веществ, в основном крахмала, белков и жиров.

Лейкопласты находятся в цитоплазме, эпидерме, молодых волосках, подземных органах растений и в тканях зародыша семени.

Пластиды могут переходить из одного вида в другой.

Внутренняя мембрана хлоропластов образует плоские мешочки — тилакоиды (ламеллы). Тилакоиды могут собираться в стопочки – граны. Хлорофилл сосредоточен, главным образом, в тилакоидах гран. В гранах осуществляется световая часть фотосинтеза. Таковая слоистая структура обеспечивает максимальную площадь поверхности мембран и упрощает захват и перенос энергии в процессе фотосинтеза.

Темновая фаза протекает в матриксе хлоропластов, где находятся ферменты, участвующие в этом процессе.

Также как и митохондрии, пластиды полуавтономные структуры, имеют свои рибосомы и ДНК.

В хлоропластах может откладываться первичных крахмал, если по каким либо причинам продукты фотосинтеза моносахара длительное время не затребованы клеткой и не удаляются из него.

Характерны для растительных клеток органеллы фотосинтеза, способные создавать из неорганических веществ (CO2 и H2O) при наличии световой энергии и пигмента хлорофилла органические вещества – углеводы и свободный кислород.

Синтез собственных белков. Могут образовываться из пластид или лейкопластов, а осенью перейти в хлоропласты (красные и оранжевые плоды, красные и желтые листья).

Хромопласты сосредоточены в цитоплазме клеток плодов, листьев растений и придают им подобающую окраску. Хромопласты образуются из лейкопластов, либо хлоропластов в итоге скопления пигментов каротиноидов. Хромопласты имеют окраску от желтого до оранжевого из-за того, что накапливают пигменты каротиноиды.

Также как и у лейкопластов у хлоропластов внутренняя мембрана не развита. Форма хромопластов может быть самой разнообразной: от сферической (каротиноиды откладываются в виде жировых капель) до многогранной (пигменты откладываются в виде кристаллов).

Считается, что хромопласты – это конечный этап развития пластид. Они встречаются в клетках созревших плодов, стареющих листьев, т.е. в таких органах, где снижена активность жизнедеятельности органа. Однако они обнаруживаются и в вполне функционирующих частях, таких как корнеплоды моркови.

Функция хромопластов пока не установлена.

Характерны для растительных клеток. Придают лепесткам цветков окраску, привлекательную для насекомых-опылителей. В осенних листьях и зрелых плодах отделяющихся от растений, содержатся кристаллические каротиноиды ?– конечные продукты обмена.

Лейкопласты — бесцветные пластиды, располагающиеся в неокрашенных частях растений: в стеблях, корнях, луковицах и др.

Основная функция лейкопластов – накопление запасных веществ, поэтому у них слабо развита внутренняя мембрана, она почти не образует тилакоидов. Чаще всего в лейкопластах накапливаются зерна вторичного крахмала, такие пластиды называются амилопластами.

В них могут также откладываться масла (элайопласты) и простые белки (протеинопласты). Форма лейкопластов непостоянна и зависит от вида накапливаемых веществ. Лейкопласты могут образовываться из хлоропластов при значительном снижении интенсивности освещения.

Характерны для растительных клеток. Служат местом отложения запасных питательных веществ, главным образом крахмальных зерен.

Вопрос 1. Где формируется лизосома?

Лизосомы — мембранные структуры, содержащие множество активных фер­ментов, участвующих в расщеплении вы­сокомолекулярных соединений: белков, липидов, углеводов. Лизосомы образуют­ся в комплексе Гольджи, куда поступают и где накапливаются ферменты.

Вопрос 2. Какова функция митохондрий?

Митохондрии — клеточные структуры, покрытые двойной мембраной. На внут­ренней мембране, имеющей многочислен­ные выросты, расположено огромное коли­чество ферментов, принимающих участие в синтезе АТФ.

Следовательно, главная функция митохондрий — обеспечение клетки энергией за счет синтеза АТФ.

Вопрос 3. Какие виды пластид вы знаете?

Различают три вида пластид — лейко­пласты, хромопласты и хлоропласты.

Лейкопласты — бесцветные пласти­ды, которые располагаются в органах растений, недоступных для солнечного света (например, в корневищах, клуб­нях).

На свету в них образуется хлоро­филл.

Хромопласты — пластиды, содержа­щие желтый, оранжевый, красный и фи­олетовый пигменты. Они расположены в основном в плодах и лепестках цветков, что придает этим органам растений соответствующую яркую окраску.

Хлоропласты — зеленые пластиды, содержащие хлорофилл и участвующие и фотосинтезе.

Вопрос 4. Чем отличается каждый вид плас­тид от другого?

Пластиды разных видов отличаются друг от друга наличием или отсутствием тех или иных пигментов.

В лейкопластах пигменты отсутствуют, в хлоропластах содержится зеленый пигмент, а в хромо­пластах — красный, оранжевый, желтый и фиолетовый пигменты.

Вопрос 5. Почему граны в хлоропласте распо­ложены в шахматном порядке?

Граны в хлоропластах расположены в шахматном порядке для того, чтобы не за­гораживать друг друга от солнечных лу­чей.

Солнечный свет должен хорошо осве­щать каждую грану, тогда фотосинтез бу­дет протекать более интенсивно.

Вопрос 6. Что будет, если лизосома в одной из клеток внезапно разрушится?

При внезапном разрыве мембраны, ок­ружающей лизосому, содержащиеся в ней ферменты попадают в цитоплазму и по­степенно разрушают всю клетку.

Вопрос 7. В чем сходство митохондрий и пластид?

Во-первых, сходство митохондрий и пластид заключается в том, что они име­ют двухмембранное строение.

Во-вторых, эти органоиды содержат собственные молекулы ДНК, поэтому спо­собны самостоятельно размножаться, не­зависимо от деления клетки.

В-третьих, можно отметить, что и в тех и в других синтезируется АТФ (в мито­хондриях — при расщеплении белков, ли­пидов и углеводов, а в хлоропластах — за счет превращения солнечной энергии в химическую).

Пластиды: общая характеристика, строение, виды и функции

Содержание:

Пластиды — специализированные органоиды, встречающиеся в живых эукариотических клетках растений. Для животных и грибов не характерны.

Виды пластидов

Совокупность пластид в клетке называют пластидомом, хотя в зрелой клетке содержатся пластиды только одного вида. В зависимости от окраски выделяют следующие пластиды:

• Хлоропласты (зеленые).
• Хромопласты (оранжевые).
• Лейкопласты (бесцветные).

Происхождение и трансформация пластид

Пластиды происходят одинаково – из пропластид. Эволюционными предками ученые считают бактерии, которые были поглощены другой бактерией эндоцитозом. Первая бактерия, скорее всего, могла преобразовывать энергию света.

Могут превращаться друг в друга по ситуации. В условиях слабой освещенности хлоропласты могут преобразовываться в лейкопласты. Хромопласты же могут образовываться из зеленых и бесцветных пластид в случае накопления каротиноидов.

Строение хлоропласта

Размер и число хлоропластов зависит от вида растения и клетки, где они расположены. На величину и очертания влияют условия среды и таксономичекая принадлежность растений. Например, у высших растений хлоропласты линзовидные. Крупные и богатые хлорофиллом, магнийсодержащим пигментом, органоиды у растений теневой зоны. У водорослей хлорофилл назван хроматофором и может принимать следующие формы: шаровидная, спиральная, чашевидная и другие.

Положение органоидов в клетке может меняться, так как они не закреплены, однако, чаще всего хлоропласты расположены близ клеточной стенки. Это нужно для того, чтобы улавливать свет.

Хлоропласты имеют двумембранную оболочку, которая отграничивает содержимое органоида от цитоплазмы. Мембраны не несут другие органоиды. У высших растений сильно развита внутренняя мембранная поверхность, которая образует плоские мешки – тилакоиды или более вытянутые – ламеллы. Несколько плотно собранных в стопки тилакоидов образуют граны. Важно: все тилакоиды расположены параллельно друг другу. На их стенках расположены молекулы хлорофилла. Граны связаны между собой тилакоидами стромы.

Строма – жидкая часть пластидов, где располагаются все части органоида.

Строение хромопласта

Встречаются в клетках лепестков, плодов, корнеплодах. Хромопласты разнообразны по форме и меньше хлоропластов. Система выростов внутренней мембраны не развита. Внутри пластида содержится пигменты желтого, оранжевого и красного цвета.

Строение лейкопласта

Лейкопласты – бесцветные пластиды. Встречаются в частях растениях, спрятанных от света, например в корнях, клубнях, семенах. Эти пластиды имеют шаровидную, чашевидную форму, но она может свободно меняться. Система выростов внутренней мембраны развита слабо. Тилакоиды одиночные, располагаются без особой ориентации в пространстве. Во всем остальной лейкопласты схожи с хлоропластами.

Выделяется несколько видов лейкопластов по запасаемым веществам

• Амилопласты, накапливают крахмал.
• Протеропласты, накапливают белки.
• Олеопласты, накапливают жирные масла.

Функции пластидов

Пластиды

Функции

Фотосинтез – образование органических веществ из неорганических с использованием энергии света

Связаны с синтезом и накоплением запасных веществ

Окрашивают различные части растений, что важно для привлечения насекомых-опылителей

Пластиды поддерживают жизнедеятельность автотрофных клеток растений. Три вида органоидоидов отвечают за свои процессы, четко «делят обязанности», а в случае неблагоприятных условий трансформируются в необходимый для выживания органоид.

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..

• 1 Общая характеристика
• 2 Структура
• 3 типа
  • 3.1 Пропластиды
  • 3.2 Хлоропласты
  • 3.3 Амилопласты
  • 3.4 Хромопласты
  • 3.5 олеопласты
  • 3.6 Лейкопласт
  • 3.7 Геронтопласт
  • 3.8 Эфиопласты
• 4 Ссылки

Общие характеристики

Пластиды – это органеллы, присутствующие в растительных клетках, покрытых двойной липидной мембраной. У них есть собственный геном, как следствие их эндосимбиотического происхождения..

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.

Генетический материал имеет от 120 до 160 кб – у высших растений – и организован в виде замкнутой и кольцевой двухцепочечной молекулы ДНК.

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

В хлоропластах происходит процесс фотосинтеза, который позволяет растениям захватывать свет от солнца и превращать его в органические молекулы. На самом деле, хлоропласты – единственные пластиды с фотосинтетическими способностями..

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 – это пластидии, лишенные пигментов. Следуя этому определению, амилопласты, олеопласты и протеинопласты могут быть классифицированы как варианты лейкопластов.

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.

Пластиды — характеристика, строение, виды и функции

К постоянным компонентам (органоидам, органеллам) клеток высших растений и водорослей относятся пластиды. Сейчас есть несколько гипотез происхождения этих элементов, как и митохондрий. Согласно теории симбиогенеза, появились они в результате объединения гетеротрофных и автотрофных бактерий, по другой версии — по итогу поглощения крупными организмами более мелких.

Описание органоидов

Пластиды образуются из молодых зачаточных клеток, которые называются пропластидами. Они имеют округлую форму и обладают двумя мембранами, которые заполнены однородным веществом (матриксом). В матриксе находятся:

• кольцевая дезоксирибонуклеиновая кислота;
• прокариотические мелкие рибосомы;
• геном органоидов.

Пропластиды попадают в новый органоид через яйцеклетку, и они могут делиться, образуя все типы органелл. Каждый вид пластид отличается от другого формой, строением и размерами. Обычные органоиды высших растений окружены внешней и внутренней оболочками, в которых число галактолипидов преобладает над количеством фосфолипидов.

Внешняя мембрана имеет гладкую форму, и она никогда не соединяется с внутренней. В строении пластид ее функцией считается транспортировка воды, ионов и метаболитов. Этот процесс осуществляется благодаря наличию порового белка.

Между мембранами есть точки тесного взаимодействия, и биологи предполагают, что в этих местах происходит переход белков из цитоплазмы. Внутренняя мембрана способна пропускать маленькие незаряженные молекулы и монокарбоновые кислоты.

Крупные и заряженные продукты метаболизма перемещаются белками переносчиками. Пластиды развиваются за счет везикул, которые отсоединяются от внутренней мембраны и упорядочиваются. Уровень развития зависит от видов органоидов.

Размножение и разновидности органелл

Размножение пластид происходит делением развитых органоидов. В образовательных тканях деление органелл и клеток взаимосвязано, поэтому количество пластид в материнских и дочерних клетках практически одинаковое.

Сам же процесс размножения сходен с делением прокариотических клеток, то есть в ее центральной части происходит сжатие, потом образуется перетяжка между новыми образованиями и затем полное разделение. Чаще всего делятся:

• пропластиды;
• этиопласты;
• молодые хлоропласты.

Большинство видов цветов во время размножения приобретает характеристики материнского растения, так как мужские клетки часто деградируют в период развития гаметофита или двойного оплодотворения. У некоторых растений были замечены признаки наследования от обоих родителей, а иногда встречаются экземпляры с отцовскими характерными чертами. Пластиды наземных растений осуществляют ряд функций:

• фотосинтез;
• восстановление неорганических ионов;
• синтез основных метаболитов и регулярных молекул;
• накопление железа, липидов и крахмала.

Сводная таблица основных видов пластид:

Роль хлоропластов

Этот класс пластидов считается самым изученным и важным в растительном мире. Органоид содержит пигмент хлорофилл, который окрашивает представителей растительного мира в зеленый цвет, кроме некоторых сапрофитов, паразитов и растений, содержащихся в темном месте.

Объясняется это тем, что синтез может протекать только на свету, а на неосвещенных участках растения обладают бледно-желтой окраской. Поэтому на рисунках растительных клеток эти органеллы всегда изображаются зеленым цветом. В структуру хлоропласта входят:

• белки — около 50%;
• хлорофиллы — от 5 до 10%;
• каротиноиды — от 1 до 2%;
• рибонуклеиновые кислоты (РНК) — от 0,5 до 3%.

Исключительная особенность этих органоидов в том, что в них протекает фотосинтез, образующий крахмал, который представляет собой мелкие зерна. В процессе синтеза хлорофилл поглощает световую энергию и перенаправляет ее на фотосинтетические реакции. Из органоидов хролофилл извлекается с помощью органических растворителей (спирт, ацетон).

Значение каротиноидов в хлоропластах еще не совсем доказано, но специалисты предполагают, что ими также поглощается и накапливается световая энергия, а затем передается хролофиллам. Хлоропласты отличаются от других органелл постоянством форм и размеров, независимо от вида растений.

Исключение составляют некоторые тенелюбивые растения, у которых количество и форма пластид чуть больше. Этот вид органоидов считается очень слабым, поэтому при взаимодействии с дистиллированной водой или раствором соли они быстро разбухают и расплываются. Такие изменения обычно происходят при малом количестве минеральных элементов в почве.

Но в природе встречаются и более стойкие хлоропласты, которые могут длительный период переносить низкие температуры. Например, кора осины начинает зеленеть ранней весной, когда по ночам бывают сильные заморозки. Крепкие органоиды входят в структуру клеток большинства хвойных пород деревьев, поэтому иголки у них постоянно зеленые.

Бесцветные лейкопласты

Такие пластиды в биологии представляют собой бесцветные органоиды, поэтому их очень сложно обнаружить даже в микроскоп. Обычно они становятся видны, если внутри есть большие включения. Это очень нежные пластиды и разрушаются быстрее, чем хлоропласты. Чаще всего бесцветные органеллы встречаются в частях растений, находящихся в темноте:

• в корневой системе;
• в клубнях картофеля;
• в семенах;
• в середине стеблей.

Кроме того, лейкопласты могут встречаться в сильно освещенных клетках растений, например, в кожице. В схеме клетки органеллы обычно располагаются рядом с ядром, нередко окружая его со всех сторон. В отличие от хролопластов, форма этих органоидов изменчива, и она может быть шаровидной, овальной или веретеновидной. В состав лейкопластов входят три вида органелл, которые выполняют определенные функции. В бесцветные органоиды входят:

• амилопласты;
• протеопласты;
• олеопласты.

Среди всех видов лейкопластов преобладают амилопласты, которые предназначены для накапливания крахмала. Выяснить их строение очень сложно, так как даже использование микроскопа не позволяет изучить структуру этих органелл. Образование крахмальных зерен происходит посередине пластиды, и этот участок называется образовательным центром.

При особых условиях происходит взаимопревращение амилопласт с другими видами пластид. Олеопласты, которые образуют в клетках масла, встречаются намного реже, чем амилопласты. По определению эти пластиды представляют собой застарелые хлоропласты, которые потеряли хлорофилл.

При этом внутри матрикса происходит образование масла, которое после разрыва оболочки вытекает и сливается с маслами других пластид, образуя крупные жировые капли. В протеопластах происходит синтез дополнительного белка (протеина), который образуется в семенах разных растений.

Назначение хромопластов

Разноцветные хромопласты находятся в клетках многих лепестков, спелых плодов, фруктов и корнеплодов. Окраска этих органов обусловлена наличием в пластидах желтых и оранжевых пигментов.

Их также можно встретить в хлоропластах, но там они перекрываются хлорофиллом. Форма разноцветных органоидов непостоянна и зависит от состояния пигментов. В зависимости от строения каротиноидов существует три вида хромопластов: