Хлоропласт

Пластиды.

Общее свойство всех пластид:

1) Окружены двумя мембранами, которые тесно смыкаются вдоль всей поверхности органоидов.

2) Внутренне содержимое – строма. В нем мембранные диски образовавшиеся в результате впячивания и отпочковывания участков внутренней мембраны. Эти диски называются тилакоиды, они обладают способностью складываться в стопки (граны). Они взаимодействуют с четвертым типом мембран – ламеллой.

3) Пластиды обладают собственным геномом, каждая пластида имеет множественные копии кольцевой ДНК, содержащей около 100 генов. Геном кодирует белки, необходимые для выполнения специализированных функций. Здесь же находятся белки РНК участвующие в транскрипции и трансляции. Они происходят в пластидах, но большая часть других белков зависит от ядерного генома. Эти белки синтезируются в цитоплазме и должны импортироваться внутрь пластид.

4) Пластиды не связаны с другими органоидами везикулярными связями.

Пластиды представляют собой ряд взаимных превращений.

Пропластида –> лейкопласт –> хлоропласт –> хромопласт.

Лейкопласты могут превращаться в:амилопласты, элайопласты, алейроновые зерна и хромопласты.

Имеют удлиненную форму, размер 2-4мкм., а длина может быть 10мкм. Хроматофоры (огромные хлоропласты).

Внутреннее пространство хлоропласта – люмен. 2 важных явления: фотосинтез, синтез энергии. Характерным для мембраны тилакоида является наличие хлорофилла, он способен поглощать кванты солнечного света и превращать энергию солнца в хим.энергию. Поглощение света с определенной длиной волны приводит к изменению хлорофилла. Он переходит в возбужденное состояние. И освобождающаяся энергия активированного хлорофилла через ряд промежуточных этапов передается на цепь переноса электронов, что приводит к синтезу АТФ и восстановлению переносчика, которым является 2 мононуклеотида (НАД и ФАД). Энергия расходуется на синтез диоксида углерода и синтез сахаров.

Фотосинтез: световая и темновая фаза.

Световая фаза протекает только на свету связана с поглощения света пигментом и проведением хим.реакции – реакция Хилла.

В темновой фазе происходит фиксация и восстановление диоксида углерода (из атмосферы), что приводит к синтезу углерода, АМК и других веществ. В результате световой фазы происходит процесс фосфорилированивая, синтез АДФ и АТФ. А так же восстановление переносчика происходящего при гидролизе и фотолизе воды.

В световой фазе фотосинтеза энергия солнечного света возбуждает электроны хлорофилла. Они переносятся по компонентам окислительной цепи в тилакоидной мембране, подобно тому, как электроны транспортируются по дыхательной цепи в митохондриях. В хлоропластах протоны перекачиваются из стромы (рН =8) в люмен (рН = 5) создавая градиент в 3 единицы рН. Этот градиент протонный создает на протонной мембране протон-движущую силу 200 мВт, но она почти целиком обусловлена градиентом рН. По сравнению с дыхательной цепью митохондрий электроны движутся в другом направлении. Электроны берутся от воды, при ее фотолизе и передаются на переносчик с затратами энергии. Т.о. в световой фазе мы имеем: синтезированные молекулы АТФ и восстановленный переносчик. Оба продукта используются в темновой стадии.

В темновой стадии за счет восстановленного НАД и АТФ происходит образование углеводов. Этот процесс многоступенчатый. В нем участвует большое количество ферментов. Цикл Кальвина. Увеличение числа хлоропластов, и образование других форм пластид происходит из структур-предшественников (пропластид).

Пропластиды мелкие двумембранные пузырьки, без отличительных черт. Они отличаются от вакуолей цитоплазмы более плотным содержимым, наличием двух мембран. Пропластиды располагаются в делящихся тканях растений. Увеличивается число пропластид путем деления и почкования. При нормальном освещении пропластиды превращаются в хлоропласты (увеличиваются в размерах, происходит образование продольно расположенных мембранных складок. Одни формируют ламеллы, другие – тилакоиды). Если они развиваются в темноте, то сначала происходит увеличение объема пластид, но система внутренних мембран не образуется, образуется масса мелких пузырьков, которые скапливаются в отдельные зоны, формирующие сложные решетчатые структуры – проламеллярные тела (этиопласты). В их мембранах содержится протохлорофилл (желтого цвета), под действием света из них образуется хлоропласты и протохлорофилл может превратиться в настоящий хлорофилл (синтезируется мембраны, компоненты цепи переноса).

Лейкопласты. Отличаются от хлоропластов. Они находятся в клетках запасающих тканей. Из-за них неопределенной морфологии их трудно отличить от пропластид. Они видны ламеллами, но способны к образованию нормальных тилакоидных структур. В темноте они накапливают различные запасные вещества. Если углевод – то лейкопласты формируются в амилопласты (там же могут быть белки в форме алейроновых зерен). А если жиры – элайопласты.

Процесс обесцвечивания и изменения хлоропластов мы наблюдает при развитии лепестков и созревании плодов. В пластидах накапливается доп.мембраны, разрушается хлорофилл и крахмал. При разрушении ламелл выделяются липидные капли, в которых хорошо растворяются пигменты (каратиноиды) и проявляется смена окрашивания. Хромопласты представляют собой дегенерирующую форму пластид, что связано с распадом липопротеидных комплексов.

Дата добавления: 2015-04-25