Структурная организация хлоропластов.

Лист как специализированный орган фотосинтеза. Фотосинтетический аппарат растения.

Специализированным органом воздушного питания растений является лист, который представляет собой уникальную структуру для поглощения и преобразования энергии света в ходе фотосинтеза. В функции листа также входят газообмен, транспирация, терморегуляция, синтез ряда органических соединений, например гормонов, которыми снабжается все растение. Как правило, лист имеет плоскую форму, что обеспечивает наибольшую поверхность на единицу объема ткани и наилучшие условия для воздушного питания.

Важнейшей тканью листа, в которой протекает процесс ФС, является хлоренхима, состоящая из содержащих хлоропласты паренхимных клеток. Хлоренхиму листа часто называют мезофиллом, поскольку она расположена между слоями эпидермиса и проводящими пучками. Мезофилл представлен двумя типами клеток — клетками столбчатой и губчатой паренхимы

Столбчатая (палисадная) паренхима обычно представляет собой один или несколько слоев плотно прилегающих друг к другу клеток. Число слоев клеток мезофилла и их форма зависят от интенсивности освещения. Столбчатая паренхима, которая обращена к свету, содержит большую часть всех хлоропластов и выполняет основную нагрузку по ассимиляции углекислоты. В губчатой паренхиме клетки связаны между собой рыхло, что во много раз (по сравнению с наружной поверхностью листа) увеличивает поверхность, доступную для газо- и водообмена.

Лист покрыт э пидермой, клетки которой не содержат хлоропластов. Эпидерма нетолько защищает ткани листа от внешних воздействий, но также регулирует газообмен и транспирацию через устьица, ограниченные двумя замыкающими клетками. На свету устьичные щели, как правило, широко открыты. Исключение составляют только растения семейства толстянковых (Crassulaceae). У некоторыхвидов растений клетки эпидермиса благодаря своей форме могут фокусировать свет, увеличивая его интенсивность в толще листа в 15—20 раз.

Сосудистая система листа представлена флоэмой, обеспечивающей отток ассимилятов, и ксилемой,

по которой в лист поступают вода и минеральные вещества.

Корни и другие гетеротрофные органы растения зависят от ассимилятов, поступающих из листа и образующихся в ходе фотосинтеза. Стебель необходим растительному организму для того, чтобы разместить листья в пространстве определенным образом и передать от них в корни ассимиляты, а также снабжать листья

водой и минеральными элементами.

В отличие от других типов пластид, хлоропласты, отличаются наличием сложно организованной системы внутренних мембран. Это позволяет строго упорядочить компоненты реакционного центра, пространственно разделить восстановленные и окисленные продукты фотосинтеза и отделить фотофизические процессы, протекающие со скоростями10^-9 —10^-12 с, от более медленных химических процессов (10^-4 — 10^-2 с). Оболочка хлоропласта состоит из двух мембран.

Наружная мембрана хлоропласта проницаема для большинства органических молекул. Внутренняя мембрана оболочки хлоропласта сходна с плазмалеммой, обладает избирательной проницаемостью и контролирует передвижение белков, липидов, углеводов и органических кислот между хлоропластом и цитоплазмой.

Внутренняя система мембран хлоропластов включает тилакоиды гран и тилакоиды стромы. Они пронизывают весь хлоропласт и соединяют отдельные граны в единую мембранную систему пластиды Во внутренних мембранах обоих типов тилакоидов локализованы фотосинтетические пигменты, компоненты ЭТЦ и синтеза АТФ.

Хлоропласты большинства растений способны перемещаться в клетке в зависимости от интенсивности освещения и его направления. Сильный свет вызывает отрицательный фототаксис хлоропластов, обуславливая их перемещение к боковым стенкам клеток палисадной паренхимы. При ослаблении светового потока хлоропласты распределяются по клетке равномерно. У светолюбивых растений пластиды значительно мельче, чем у теневыносливых. Функционально активные хлоропласты присутствуют также в стеблях и черешках листьев, остях и чешуях колоса и даже в освещаемых корнях некоторых растений.

Дата добавления: 2017-02-01