Есть ли хлоропласты у растений: Все ли растения содержат хлоропласты?

строение и функции в процессе фотосинтеза — Природа Мира

Главная » Науки о природе

Время чтения 3 мин.Просмотры 23.3k.Обновлено

Фотосинтез происходит в эукариотических клеточных структурах, называемых хлоропластами. Хлоропласт – это тип органеллы растительных клеток, известный как зеленые пластиды. Пластиды помогают хранить и собирать необходимые вещества для производства энергии. Хлоропласт содержит зеленый пигмент, называемый хлорофиллом, который поглощает световую энергию для процесса фотосинтеза. Следовательно, название хлоропласт указывает на то, что эти органеллы представляют собой хлорофиллсодержащие пластиды.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют свою собственную ДНК, ответственны за производство энергии и воспроизводятся независимо от остальной части клетки посредством процесса деления, подобного бактериальному бинарному делению. Они также ответственны за производство аминокислот и липидных компонентов, необходимых для производства хлоропластов. Хлоропласты также встречаются в клетках других фотосинтезирующих организмах, таких как водоросли.

Хлоропласт: структура

Схема строения хлоропласт

Хлоропласты обычно встречаются в охранных клетках, расположенных в листьях растений. Охранные клетки окружают крошечные поры, называемые устьицами, открывая и закрывая их, чтобы обеспечить необходимый для фотосинтеза газообмен. Хлоропласты и другие пластиды развиваются из клеток, называемых пропластидами, которые являются незрелыми, недифференцированными клетками, развивающимися в разные типы пластид. Пропластид, развивающийся в хлоропласт, осуществляет этот процесс только при свете. Хлоропласты содержат несколько различных структур, каждая из которых имеет специализированные функции. Основные структуры хлоропласта включают:

  • Мембрана – содержит внутренние и внешние липидные двухслойные оболочки, которые выступают в качестве защитных покрытий и сохраняют замкнутые структуры хлоропластов. Внутренняя мембрана отделяет строму от межмембранного пространства и регулирует прохождение молекул в/из хлоропласта.
  • Межмембранное пространство – пространство между внешней и внутренней мембранами.
  • Тилакоидная система – внутренняя система мембран, состоящая из сплющенных мешкообразных мембранных структур, называемых тилакоидами, которые служат местами преобразования энергии света в химическую энергию.
  • Тилакоид с просветом (люменом) – отсек в каждом тилакоиде.
  • Грана – плотные слоистые стопки тилакоидных мешков (10-20), которые служат местами преобразования энергии света в химическую энергию.
  • Строма – плотная жидкость внутри хлоропласта, содержащая внутри оболочки, но вне тилакоидной мембраны. Здесь происходит конверсия углекислого газа в углеводы (сахара).
  • Хлорофилл – зеленый фотосинтетический пигмент в хлоропласт-гране, поглощающий световую энергию.

Хлоропласт: фотосинтез

При фотосинтезе энергия солнечного света преобразуется в химическую энергию. Химическая энергия хранится в виде глюкозы (сахара). Двуокись углерода, вода и солнечный свет используются для производства глюкозы, кислорода и воды. Фотосинтез происходит в два этапа: световая фаза и темновая фаза.

Световая фаза фотосинтеза протекает только при наличии света и происходит внутри хлоропластовой граны. Первичным пигментом, используемым для преобразования световой энергии в химическую, является хлорофилл а. Другие пигменты, участвующие в поглощении света, включают хлорофилл b, ксантофилл и каротин. Во время световой фазы, солнечный свет преобразуется в химическую энергию в виде АТФ (молекулы, содержащей свободную энергию) и НАДФ (молекула, несущая электроны высокой энергии).

И АТФ, и НАДФ используются во время темновой фазы для получения сахара. Темновая фаза фотосинтеза, также известная как этап фиксации углерода или цикл Кальвина. Реакции на этой стадии возникают в строме. Строма содержит ферменты, которые облегчают серию реакций, использующих АТФ, НАДФ и углекислый газ для получения сахара. Сахар может храниться в виде крахмала, используемого во время дыхания или при производстве целлюлозы.

Гугломаг

Спрашивай! Не стесняйся!

Задать вопрос

Не все нашли? Используйте поиск по сайту

Search for: window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1753459-15’, blockId: ‘R-A-1753459-15’ })})»+»ipt>»;
cachedBlocksArray[271966] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1753459-18’, blockId: ‘R-A-1753459-18’ })})»+»ipt>»;
cachedBlocksArray[271956] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1753459-5’, blockId: ‘R-A-1753459-5’ })})»+»ipt>»;
cachedBlocksArray[271960] = «»;
cachedBlocksArray[271954] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1753459-1’, blockId: ‘R-A-1753459-1’ })})»+»ipt>»;
cachedBlocksArray[271962] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1753459-12’, blockId: ‘R-A-1753459-12’ })})»+»ipt>»;
cachedBlocksArray[271965] = «window. yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1753459-16’, blockId: ‘R-A-1753459-16’ })})»+»ipt>»;
cachedBlocksArray[271961] = «»;
cachedBlocksArray[271953] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1753459-3’, blockId: ‘R-A-1753459-3’ })})»+»ipt>»;

Хлоропласт






admin



0 Комментариев
Биология, Клетка, Клетка растения, Хлоропласт

Contents

  • 1 Что такое хлоропласт
  • 2
    Характеристика хлоропластов
  • 3
    Особенности хлоропластов
  • 4
    Строение хлоропласта
  • 5
    Оболочка хлоропласта
  • 6
    Функции и роль хлоропластов
  • 7
    Cодержимое хлоропласта
  • 8
    Признаки хлоропластов
  • 9
    Образование хлоропластов
  • 10
    Фотосинтез в хлоропластах

Что такое хлоропласт

 

Хлоропласты (греч. «хлоро» — зеленый, «пластос» — вылепленный) – это пластиды, которые содержатся в растительных клетках. Пластидами называют мембранные органоиды растительных клеток, в которых осуществляется синтез различных веществ. Под органоидами, или органеллами подразумевают маленькие клеточные структуры.

 

Выделяют три вида пластид: лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. Лейкопласты содержатся в семенах и клубнях растений и не имеют окраса, хромопласты – в клетках цветов, плодов и листьев, придают им яркую окраску, привлекающую насекомых-опылителей. Хлоропласты содержатся в зеленых органах растений. Хлоропласты, хромопласты и лейкопласты способны переходить друг в друга. В конце вегетации растения разрушается хлорофилл и хлоропласты утрачивают свой зеленый цвет, затем переходят в хромопласты. При позеленении клубней картофеля лейкопласты переходят в хлоропласты.

 

С помощью хлоропластов солнечный свет преобразуется в энергию. Этот процесс называют фотосинтезом. При фотосинтезе хлоропласты растительных клеток с помощью солнечного света из воды и углекислого газа синтезируют глюкозу.

 

Хлоропласты являются органеллами в клетках растений и представляют собой особые структуры в клетках с определенным набором функций. Так, главная функция хлоропластов – важнейший биологический процесс фотосинтез.

 

Клетки животных и человека не нуждаются в хлоропластах, так как эти организмы получают энергию от употребляемой пищи, а не от солнечного света.

 

 


Характеристика хлоропластов

 

 

Для хлоропластов характерна овальная форма, реже — форма лент, чаши  даже звезд. Также они отличаются и размерами. Некоторые хлоропласты занимают большую часть клетки, в то время как другие ничтожно малы по сравнению с размерами самой клетки. В основном этот показатель составляет 20-30 %.

 

Доказано, что в 1 кв. мм листа сосредоточено около полумиллиона хлоропластов.

 

 

Цвет хлоропластам и растениям придают пигменты. В частности, такой пигмент как хлорофилл придает зеленый цвет растениям. В процессе фотосинтеза именно хлоропласты выделяют хлорофилл, благодаря которому листья и стебли растений, а также водоросли имеют зеленый цвет.

 

Хлорофилл, упакованный  белковыми и фосфолипидными молекулами, обладает способностью эффективно поглощать солнечную энергию, а затем передавать ее другим молекулам. Крое хлорофилла не существует других структур, способных обеспечивать протекание фотосинтеза.

 

Хлоропластам присущи собственная ДНК и рибосомы для изготовления белков с РНК.

 

Помимо хлорофилла хлоропласты содержат еще и каратиноиды. Чаще всего хлоропласты имеют форму выпуклой двухсторонней линзы диаметром 4-5 мкм и толщину 2-4 мкм. Длина хлоропластов достигает 10 мкм. Примечательно, что у некоторых видов зеленых водорослей  длина хлоропластов составляет 50 мкм.

 

 


Особенности хлоропластов

 

 

Численность хлоропластов в клетках живых организмов различна. Например, в клетках водорослей может содержаться всего 1-2 крупных хлоропласта, а клетках сложных растений – до нескольких сотен. Среднее количество хлоропластов в клетке составляет 30-60 шт.

 

Хлоропласты способны передвигаться внутри клетки, выбирая наиболее удобное положение для максимального поглощения солнечного света. Другими словами, хлоропласты в клетке всегда тянутся к свету.

 

Хлоропластам собственно воспроизведение независимо от остальной части клетки.

 

Днем хлоропласты выстраиваются вдоль стенок, а ночью перемещаются к низу клетки.

 

В хлоропластах содержатся различные пигменты хлорофилла. В зависимости от растений выделяют:

  • хлорофилл А сине-зеленого цвета присутствует у большинства высших растений и зеленых водорослей;
  • желто-зеленый хлорофилл В содержится у меньшей части высших растений и зеленых водорослей;
  • редко встречающийся хлорофилл C и D содержится в клетках отдельных групп водорослей.

 


Строение хлоропласта

 

 

Строение хлоропласта довольно-таки сложное.  Оно одинаково для всех зрелых хлоропластов высших растений. В зависимости от нагрузки клеток, возраста хлоропластов, их физиологического состояния различна их структурированность.

 

Внешняя часть хлоропласта покрыта защитной гладкой внешней мембраной. Во внешней мембране располагается внутренняя мембрана, которая осуществляет контроль над молекулами, проходящими в хлоропласт и наружу. Мембраны играют роль защитного барьера в клетках от воздействия неблагоприятных факторов. Внешняя и внутренняя мембраны с жидкостью между ними представляют собой оболочку хлоропласта.

 

Тело хлоропласта состоит из стромы, или матрикса – белковой гидрофильной полужидкой массы, в которой плавают различные структуры, например, тилакоиды, ламеллы, граны, люмел. При слиянии парных ламелей образуется  диск в виде круглого мешочка – тилакоида. Тилакоиды объединяются в граны. Через строму проходят параллельными рядами особые двухмембранные пластины – ламеллы, или длинные тилакоиды. Хлорофилл содержится в тилакоидах. Ламелла стромы напоминает полый плоский мешок или сеть разветвленных каналов. Именно в строме, или матриксе хлоропласта, заполняющей собой его внутреннее пространство, находятся такие важные молекулы, как ДНК и РНК (рибосомальная молекула), и рибосомы, а также зерна крахмала. Зерна крахмала являются временным хранилищем продуктов фотосинтеза.

 

Хлорофилл представляет собой длинный углеводный хвост и порфириновую головку. Солнечный свет поглощается именно головкой хлорофилла. При его поступлении к головке происходит возбуждение электронов и их отделение от хлорофиллов.

 


Оболочка хлоропласта

 

 

Наружная мембрана хлоропласта гладкая, в то время как внутренняя мембрана имеет складчатую структуру с гранами внутри. Мембранами названы липопротеиновые структуры, состоящие из липидов и белков. Мембраны отделяют содержимое клетки от внешней среды и регулируют обмен веществ между окружающей средой и клеткой. Пространство между мембранами заполнено стромой.

 

 

Хлорофилл, пигменты и ферменты, находящиеся в мембранах, образуют мембранную систему. Она состоит из множества мешочков, названных тилакоидами.

 


Функции и роль хлоропластов

 

 

Бесспорно, что самая важная и первоочередная функция хлоропластов – это осуществление фотосинтеза. Фотосинтез возможен только при наличии хлоропласта в клетках и тканях растения.

 

Процесс синтезирования глюкозы из воды и углекислого газа сопровождается выделением жизненно необходимого  кислорода. Хлоропласты способный усваивать углекислоту. Немаловажно, что в процессе фотосинтеза кислород выступает его побочным продуктом.

 

Кроме хлорофилла в мембранах тилакоидов содержатся ферменты и переносчики электронов.

 

Хлоропласты одновременно с фотосинтезом участвуют и в других важных процессах. Один из них – сбор и накопление нужных веществ для производства необходимой растениям энергии. Так, в хлоропластах в виде капель откладываются жиры.

 

Очень важно, что хлоропласты имеют собственную ДНК.

 

Кроме того, хлоропласты связаны с производством веществ, которые устраняют патогенны, попадающие в растение.

 

 


Cодержимое хлоропласта

 

 

  Внутри хлоропласта содержатся молекулы ДНК, граны и рибосомы. Гранами названы складчатые образования, которые состоят  из тилакоидов. Внешне они похожи на моменты, сложенные в стопку толщиной 0,5 мкм. Граны располагаются в шахматном порядке и соединены друг с другом мостиками. Они увеличивают площадь внутренней мембраны для того, чтобы расположить на ней максимальное количество ферментов фотосинтеза.

 

В мембранах тилакоидов между слоями молекул липидов и белков находится важный зеленый пигмент – хлорофилл. Мембранные тилакоиды  напоминают по форме плоские замкнутые мешки в форме диска. Число тилакоидов на одну грану неодинаковое. Тилакоиды в гране тесно сближены друг с другом. Полости камер тилакоидов всегда замкнуты и не переходят в камеры межмембранного пространства ламелл стромы.

 

Рибосомы ответственны за биосинтез белка из аминокислот. Это микроскопические круглые органеллы, в состав которых входят две субчастицы, не имеющие мембранного строения. Рибосомы содержатся как в клетках растений, так и в клетках животных.

 

 


Признаки хлоропластов

  1. Хлоропласты имеют собственную ДНК. Она имеет вид закмкнутой кольцевой молекулы. При этом генетический аппарат хлоропластов очень схож по организации с генетическим аппаратом бактерий.
  2. Хлоропласты представляют собой овальные структуры, окруженные мембранами, внутри которых и происходит фотосинтез.
  3. Хлоропластам свойственно размножение в клетках растения путем деления.
  4. Размножение хлоропластов в клетке осуществляется неограниченно.
  5. Количество хлоропластов в клетке регулируется ядром.
  6. Хлоропласты способны перемещаться по клетке.
  7. В состав хлоропластов входят собственные рибосомы и синтезирующие вещества, а также ферменты, в результате работы которых появляются липиды.
  8. Хлоропласты могут самостоятельно строить собственные структуры.
  9. У хлоропластов прослеживаются общие черты с органеллами водорослей и некоторых прокариотов.
  10. Хлоропласты очень похожи на митохондрии, хотя имеют более сложное строение.


Образование хлоропластов

 

 

Хлоропласты образуются из пропластид – маленьких бесцветных частиц в виде небольших пузырьков, отделенных от ядра. Пропластиды окружены двойной мембраной и молекулой ДНК.У пропластид отсутствует внутренняя мембранная система. Они способны делиться и передаваться от клетки к клетке.

 

В процессе образования хлоропласта из пропластиды внутренняя мембрана ее оболочки врастает внутрь пластиды. Начинают развиваться мембраны тилакоидов, которые, в свою очередь, создают граны и ламеллы стромы.

 

Так в темноте формируется этиопласт со структурой в виде кристаллической решетки. Под воздействие света  она разрушается и формируется структура, состоящая из ламелл стромы и тилакоидов гран.

 

При формировании зеленого листа пропластиды путем деления преобразуются в хлоропласты.

 


Фотосинтез в хлоропластах

 

 

Фотосинтез – один из важнейших биологических процессов, лежащий в основе всей жизни нашей планеты. Именно благодаря этому процессу все живые организмы могут получать кислород, а значит – могут и дышать.  Растения способны самостоятельно создавать полезные органически вещества, которые необходимы им для осуществления жизнедеятельности. Бесспорно, органические вещества, которые создают растения, это единственный источник жизни растений и животных, которые перерабатывают готовые органические вещества. Благодаря кислороду, который выделяется в процессе фотосинтеза, дышат все живые организмы на Земле.

 

Процесс фотосинтеза состоит из световой и темновой фаз.

 

С помощью фотосинтеза клетки, содержащие хлорофилл, под воздействием солнечной энергии образуют из неорганических веществ органические. Хлорофилл накапливает солнечную энергию  в специальной молекуле аденозинтрифосфате, или АТФ. Именно АТФ аккумулирует энергию, необходимую для различных нужд клетки. Световая фаза может протекать только на мембранах тилакоидов и только на свету. В результате фоторазложения воды выделяется кислород.

 

Затем АТФ в сочетании с углекислым газом и водой вырабатывает глюкозу, необходимую для пищи растений. Темновая фаза протекает в строме хлоропластов, причем как на свету, так и в темноте. Поглощенный углерод восстанавливается, что сопровождается образованием углеводов и прочих органических соединений.

 

Интенсивность фотосинтеза прямо пропорциональна поглощению света хлорофиллом.

 

Таким образом, биологическая роль фотосинтеза заключается в преобразовании солнечной энергии в химическую энергию, присущую органическим соединениям.

 

Благодаря фотосинтезу из производимого кислорода образуется озоновый слой. Он защищает все живое на нашей планете от ультрафиолетовой радиации. Кислород поддерживает состав атмосферы и предотвращает рост объема углекислого газа. Доказано, что без фотосинтеза запасы кислорода на Земле хватило бы примерно на 3000 лет.

 

 

 

 

Британника

  • Развлечения и поп-культура
  • География и путешествия
  • Здоровье и медицина
  • Образ жизни и социальные вопросы
  • Литература
  • Философия и религия
  • Политика, право и правительство
  • Наука
  • Спорт и отдых
  • Технология
  • Изобразительное искусство
  • Всемирная история
  • Этот день в истории
  • Викторины
  • Подкасты
  • Словарь
  • Биографии
  • Резюме
  • Популярные вопросы
  • Обзор недели
  • Инфографика
  • Демистификация
  • Списки
  • #WTFact
  • Товарищи
  • Галереи изображений
  • Прожектор
  • Форум
  • Один хороший факт
  • Развлечения и поп-культура
  • География и путешествия
  • Здоровье и медицина
  • Образ жизни и социальные вопросы
  • Литература
  • Философия и религия
  • Политика, право и правительство
  • Наука
  • Спорт и отдых
  • Технология
  • Изобразительное искусство
  • Всемирная история
  • Britannica Classics
    Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
  • Demystified Videos
    В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
  • #WTFact Видео
    В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
  • На этот раз в истории
    В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
  • Britannica объясняет
    В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
  • Студенческий портал
    Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
  • Портал COVID-19
    Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
  • 100 женщин
    Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
  • Britannica Beyond
    Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
  • Спасение Земли
    Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
  • SpaceNext50
    Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Страница не найдена

Приносим свои извинения! Этот контент недоступен. Посетите домашнюю страницу Britannica или воспользуйтесь полем поиска ниже.

Поиск в Британике

Каналы, проливы и многое другое Викторина

11 памятных цитат из президентских дебатов в США

В чем разница между тайфуном и супертайфуном?

Структура и функция хлоропластов

Хлоропласты представляют собой органоиды растительных клеток, которые преобразуют световую энергию в относительно стабильную химическую энергию посредством процесса фотосинтеза. Тем самым они поддерживают жизнь на Земле. Хлоропласты также обеспечивают разнообразную метаболическую активность растительных клеток, включая синтез жирных кислот, мембранных липидов, изопреноидов, тетрапирролов, крахмала и гормонов. Биогенез, морфогенез, защита и старение хлоропластов необходимы для поддержания правильной структуры и функции хлоропластов, что будет темой этой темы исследования.
Хлоропласты окружены оболочкой из двух мембран, которые охватывают третью сложную мембранную систему, тилакоиды, включающие граны и ламеллы. Кроме того, важными структурами хлоропластов являются крахмальные зерна, пластоглобулы, стромулы, глазки, пиреноиды и др. Широко признано, что хлоропласты произошли от свободноживущих фотосинтезирующих цианобактерий, которые были поглощены эукариотической клеткой. Хлоропласты сохраняют минимальный геном, большинство белков хлоропластов кодируются ядерными генами, а продукты генов транспортируются в хлоропласты с помощью сложных механизмов импорта. Координация экспрессии ядерного и пластидного генома устанавливает структуру как антероградных, так и ретроградных путей передачи сигналов. По мере развития листа из апикальной меристемы побега пропластиды и этиопластиды дифференцируются в хлоропласты. Хлоропласты разделены огромным белковым комплексом, также называемым механизмом деления пластид (PD), и их деление также регулируется многими факторами, чтобы получить оптимальное количество и размер хлоропластов в клетке. Эти процессы являются основополагающими для биогенеза и трехмерной динамической структуры хлоропластов.
Во время фотосинтеза могут производиться активные формы кислорода (АФК) и другие клеточные сигналы. Было обнаружено, что здоровье хлоропластов как важного метаболического узла растительной клетки имеет решающее значение для различных абиотических и биотических стрессов, включая засуху, яркий свет, холод, жару, окислительные стрессы, лишение фосфатов и запрограммированную гибель клеток в местах инфекции. . Следовательно, лучшее понимание реакции хлоропластов на эти стрессы является частью понимания того, как реагирует само растение. В конечном счете, эти знания будут необходимы для создания культур, более устойчивых к обычным стрессам.