O caracteristică unică a celulelor de plante este prezența în ele a unui număr de corpuri etice diferite, citoplasmatice, așa-numitele plastide. Printre aceste plastide, rolul cel mai important în celula de plante verde este jucat de cloroplast - centrele activității fotosintetice, în care sunt concentrate toate clorofila și toți pigmenții auxiliari asociați cu fotosinteza.
În plantele superioare, cloroplastele seamănă cu o lentilă în formă. Diametrul acestora este de 5-8 μm, iar grosimea este de aproximativ 1 μm. Fiecare cloroplast este înconjurat de o dublă membrană (care are o permeabilitate selectivă) și conține, de asemenea, un sistem complex de membrane interne. Principala unitate structurală de cloroplaste - tilacoid - este un sac subțire, plat, delimitat de o membrană cu un singur strat. Conține clorofilă, pigmenți auxiliari și enzime care participă la reacțiile fotochimice ale fotosintezei. Tylakoidele sunt grupate împreună ca o grămadă de monede. Aceste grămezi sunt numite boabe. Întregul spațiu dintre granule este umplut cu o stromă incoloră, care conține multe dintre enzimele implicate în fixarea CO2. În celulă există o medie de aproximativ 50 de cloroplaste, cu fiecare cloroplast în curs de dezvoltare, se crede, din proplastidă. Aparent, proplastidele pot replica prin diviziune (așa crește numărul lor în celulă); mature cloroplaste, de asemenea, uneori, prezintă capacitatea de a replica, dar acest lucru este mai puțin frecvent. În plantele etiolate (crescute în întuneric), proplastidele se numesc etioplaste.
Fiind mai mici decât cloroplastele, proplastidele nu posedă o structură lamelară (stratificată) caracteristică cloroplastelor. In schimb, ele conțin corp prolamellar - ordonat, „paracristaline“ centru de canal, care, după stimularea adecvată de lumina schimba orientarea lor și să se întoarcă în straturi paralele. În plante cu flori, sau angiosperme, plante mature din cloroplaste se pot dezvolta din proplastids numai atunci când sunt iluminate, în timp ce unele gimnosperme această transformare este completat și în întuneric total. O altă distincție între cele mai multe angiosperme din gimnosperme I datorită capacității lor relativă de conversie protochlorophyll la pigment clorofila, t. E. Pentru a efectua o reacție în care sunt atașați o moleculă doi atomi protochlorophyll hidrogen și fitol reziduu ( „coadă fitolny“). Toate angiospermele necesită lumină pentru această transformare, iar în unele gimnosperme poate apărea în întuneric. În țesuturile cloroplaste rădăcină, de obicei, nu se dezvoltă chiar și în lumină, dar în unele plante, în special în morcovi și zorele, celulele rădăcină pot fi pe lumina verde. Întrebarea de ce plastidele din citoplasma unor celule nu ajung la maturitate rămân deschise pentru moment.
Cloroplastele contin ADN-ul propriu, specific, care este diferit de ADN-ul nuclear este moștenită prin proplastids găsite în citoplasmă celulei mama (ou); din planta paternă (prin celula polenă), ADN-ul cloroplast nu este moștenit. Continute în enzimele de cloroplaste sunt codificate fie ADN-ul nuclear sau cloroplaste-stnoy, unele dintre ele, cum ar fi ribulozobisfos-fatkarboksilaza compusă din două subunități proteice, dintre care una este codificată de ADN-ul nuclear, iar celălalt - ADN-ul plastid. Cloroplastele conțin, de asemenea, ribozomi, ARN, aminoacizi și enzime necesare sintezei proteinelor. Toate acestea dau cloroplastelor o anumită autonomie, adică le fac într-o oarecare măsură independente de restul structurilor celulare. Prin urmare, unii biologi cred că cloroplaste - descendenții oricăror organisme străine care odată pătrunse accidental celulele non-verzi și, prin urmare, le-a făcut autotrofe (capabil de a crea în mod independent, hrana de care au nevoie prin fotosinteză). Conform acestei ipoteze, organisme fotosintetice unicelulare lipsite de organite înconjurate de o membrană (procariote) a fuzionat odată accidental cu organisme heterotrofe (incapabile de fotosinteză și, în consecință, independent de nutrienții din nutrienți predobrazovannyh). Din punct de vedere evolutiv, acest lucru sa dovedit a fi profitabilă, și pentru că o astfel de simbioza (reciproc avantajos) uniunea a rămas în forma modernă celulei vegetale eucariotă având un nucleu înconjurat de membrană și alte organite. În favoarea acestui punct de vedere, rezultatele studiilor ultrastructurii celulelor. Aceste studii au relevat o asemănare izbitoare între cloroplaste de plante-mi mai mari, și algele albastre-verzi, care nu au nici un nucleu sau înconjurate de o membrană cloroplastelor și există penetrează numai citoplasmei lamelelor. Mitochondria conține, de asemenea, un ADN specific și un aparat de sinteză a proteinelor și, în consecință, pot fi și descendenți ai unor organisme vii liberi. Se remarcă faptul că mitocondriile prezintă o anumite similitudini structurale la unele bacterii primitive și ADN-ul lor de ADN înrudite chimic organisme procariote.
Susținătorii ipotezei în cauză, indică faptul că, dacă, de exemplu, flagelat unicelular Eugtena cresc timp de mai multe generații, la temperaturi destul de ridicate, multiplicarea celulelor în sine să fie înainte de reproducerea cloroplastelor lor, astfel încât celulele vor fi treptat, mai mult și mai palid. În final, ca rezultat al acestei "diluări" se formează celule complet incolore, în care nu va exista un singur cloroplast și nici o singură proplastidă. Aceste celule vor rămâne non-verde, pierdute permanent abilitatea de autotrofie. Puteți, de asemenea, provoca dispariția cloroplastelor, care afectează celulele streptomicină și alte substanțe. Cu alte cuvinte, celulele pot fi "vindecate" de la "populația" cloroplastelor lor fie prin terapie termică, fie prin chimioterapie.
Biologii au învățat să izoleze cloroplastele intacte din celule prin centrifugare diferențială. Se poate demonstra că cloroplastele de ceva timp să păstreze toate proprietățile inerente în aparatul fotosintetic al celulei. cloroplaste intacte izolate în captura de lumină 02 și eliberare C02 generez legături fosfat cu energie ridicată. Cu toate acestea, în afara cloroplastele celule nu sunt în măsură să fie mențină propria lor existență, și nici să se înmulțească. Dacă acestea sunt într-adevăr prezente în celulă ca „invadatori“, odată ce au pătruns în ea din exterior, trebuie să recunoaștem că existența lor este acum într-o mare măsură independent de celelalte structuri celulare.
În cloroplastele, sunt localizați diferiți pigmenți. Cea mai importantă dintre acestea, clorofila, este singurul pigment implicat direct în fotosinteză, găsit în câteva forme ușor diferite între ele în spectrul de absorbție. În unele alge, cloroplastele sunt deosebit de bogate în fitociline - albastru sau roșu, iar în cloroplastele celor mai înalte plante sunt prezente carotenoide galbene, portocalii sau roșu. Aparent, carotenoizii în lumină protejează clorofila de efectul distructiv al oxigenului molecular. În plus, ele măresc eficiența fotosintezei, absorbind și transferând la clorofila energia acelor lungimi care nu sunt absorbite de clorofil, astfel încât această energie să poată fi încă utilizată pentru fotosinteză. Pe parcursul întregii perioade vegetative, carotenoizii din frunze sunt invizibili, deoarece colorarea lor este mascată de o concentrație ridicată de clorofilă; În toamnă, când concentrația de clorofilă în frunzele de îmbătrânire scade, apar carotenoide viu colorate, astfel încât culoarea de toamnă a frunzelor depinde în principal de acestea. Într-o anumită măsură, totuși, este influențată de alți pigmenți care sunt în afara cloroplastelor, de exemplu, antocianinele roșii strălucitoare prezente în vacuolele celulare.
SPECTRUM DE ABSORBȚIE ȘI PIGMENTE
Pigmenții sunt compuși care, în virtutea structurii electronice a absorbi radiația unei anumită lungime de undă în spectrul vizibil. Graficul care descrie dependența absorbției de lungimea de undă se numește spectrul de absorbție. Spectrul de absorbție al compusului poate fi unic, t. E. Poate fi fără echivoc caracterizează această conexiune, dar chiar dacă nu este, încă ne permite să facă cel puțin o idee despre structura materialului absorbant.
Pentru a investiga spectrul de absorbție al unui compus, este necesară o lumină monocromatică. Se obține cu ajutorul unei prisme, a unei grătare de difracție sau a unui filtru de lumină. Apoi, fasciculul de lumină este trecut prin soluția pigmentului studiat și energia luminoasă transmisă este comparată cu energia fasciculului de lumină incidentă. Absorbția energiei depinde de coeficientul de absorbție a pigmentului (a), de concentrația sa (c) și de lungimea căii optice (l).
Spectrofotometrul efectuat obține fascicul de lumină monocromatică, alternativ, ea trece printr-o soluție a substanței de testat și după solventul pur și măsurarea c l și înregistrarea logaritmului relației lor. Acest pigment este verde deoarece se absoarbe în albastru (400-450 nm) și roșu (600-700 nm), regiuni ale spectrului, dar transmite razele verde și galben.
In plus fata de celulele plantelor superioare cloroplaste conțin și alte tipuri de plastid, caracteristic lipsit de structura lamelară a cloroplastelor și a aparatului fotosintetic. Printre aceste leucoplaste sunt plastide incolore și distinge cromoplaste vopsit, vopsirea este determinată de o concentrație mare de pigmenți carotenoizi. Ca și cloroplastele, aceste organisme sunt aparent moștenite prin anumite structuri precum proplastida prezentă în citoplasma maternă. Leucoplaste joacă un rol în stocarea de celule pentru înlocuirea elementelor nutritive, cum ar fi amidon, dar pentru că, probabil, acestea au o enzimă și un aparat necesar pentru sinteza acestor substanțe din molecule precursoare mai mici. Cromoplastele, cu toate probabilitățile, contribuie la polenizarea plantelor și răspândirea semințelor. pentru că dau flori și fructe culoarea lor strălucitoare, atrăgând animalele. De regulă, cromoplastele din celulă nu se dezvoltă dacă există cloroplaste în ea. În unele fructe coapte, cum ar fi roșiile, tranziția de la colorant verde la galben și apoi la roșu reflectă trei etape consecutive de dezvoltare: predominanța cloroplastului, cloroplastele și creșterea în scădere în cromoplaste numărul încărcate cu carotenoide. Motivele acestei tranziții nu sunt complet clare.
Afișați paginile
Trimiteți-le prietenilor: