FormationUngdomsuddannelse og skoler

Hvad er kloroplast? Chloroplaster: struktur og funktion

Floraen - en af de vigtigste ressourcer på vores planet. Det er takket være floraen i verden er der ilt, som vi indånder, maden har en enorm database, hvorfra alt liv afhænger af. Planter er unikke derved, at de kan omdanne uorganiske kemiske forbindelser i organiske stoffer.

Det gør de ved hjælp af fotosyntese. Denne vigtige proces finder sted i bestemte plante organeller, kloroplaster. Den mindste element faktisk sikrer eksistensen af alt liv på planeten. Af den måde, hvad er en kloroplast?

Den grundlæggende definition af

Såkaldte specifik struktur, hvor der er processer af fotosyntese, som tager sigte på at binde kuldioxid og dannelsen af visse kulhydrater. Biproduktet er oxygen. Denne aflange organeller i længde, og nåede 2-4 mm i bredden, længden kommer til 5,10 mikron. I nogle arter af grønalger findes undertiden kloroplaster giganter forlænget med 50 mm!

Disse alger kan også være en anden funktion: hele cellen, de har bare en organel denne art. I cellerne af højere planter har normalt mellem 10-30 chloroplaster. Men i deres tilfælde, kan opfylde lyse undtagelser. Således i palisade væv konventionelle tobak har 1.000 chloroplaster per celle. Hvad er kloroplaster? Fotosyntese - det er deres vigtigste, men ikke den eneste rolle. For klart at forstå deres betydning i livet af planten, er det vigtigt at kende de mange aspekter af deres oprindelse og udvikling. Alt dette er beskrevet yderligere i denne artikel.

Oprindelsen af kloroplast

Så hvad er det kloroplast, lærte vi. Og hvordan disse organeller opstod? Hvordan er det at planterne optrådte som en unik enhed, der konverterer kuldioxid og vand i komplekse organiske forbindelser?

I øjeblikket er blandt forskerne fremherskende billede af endosymbiotiske Oprindelsen af disse organeller, som deres uafhængige forekomst i planteceller er ret tvivlsomt. Nå opmærksom på, at lav - en symbiose af alger og svampe. Encellede alger samtidig lever i svampen celler. Nu forskere mener, at det fotosyntetiske cyanobakterier i oldtiden infiltreret i planteceller, og derefter mistet noget af "uafhængighed", at overføre det meste af genomet i kernen.

Men dens vigtigste funktion er en ny organel bevares i fuldt omfang. Det er bare om fotosyntese. Dog, at det for denne proces apparat dannes den under kontrol af både cellekernen og chloroplasten selv. Således er delingen af disse organeller, og andre processer i forbindelse med gennemførelsen af den genetiske information i DNA'et kontrolleres af kernen.

beviser

Relativt nylig, har hypotesen om en prokaryot oprindelse af disse elementer ikke været alt for populær i det videnskabelige samfund, mange betragtet det som "påfund amatører." Men efter en grundig analyse af nukleotidsekvenserne i DNA'et af chloroplaster denne antagelse var strålende bekræftelse blev afholdt. Det viste sig, at disse strukturer er meget ens, selv nært beslægtede, DNA'et af bakterieceller. Således blev en lignende sekvens fundet i fritlevende cyanobakterier. De har navnlig vist sig at være yderst lignende gener ATP-syntetiserende kompleks, samt i "apparat" af transkription og translation.

Promotorer, der definerer begyndelsen af aflæsningen af genetisk information fra DNA og terminal nukleotidsekvenser, der er ansvarlige for dens ophør, som organiseret i billedet af det bakterielle. Selvfølgelig milliarder af års evolutionære transformationer var i stand til at foretage mange ændringer til kloroplastet, men rækkefølgen i chloroplast gener forblev helt uændret. Og det er - det uigendrivelige fuld bevis på, at kloroplaster og faktisk havde engang en prokaryot forfader. Måske var det organ, som også forekom moderne cyanobakterier.

Kloroplast udvikling af proplastids

"Voksen" organel udvikler sig fra proplastids. Dette er en lille, fuldstændig farveløs organel, har kun nogle få mikrometer i diameter. Det er omgivet af en tæt tolags membran, som indeholder en ring af DNA-specifik til chloroplasten. Inner System membran disse "forfædre" ikke har organeller. På grund af den ekstremt lille størrelse af deres undersøgelse er meget vanskeligt, men fordi dataene på deres udvikling er meget lav.

Det er kendt, at der er flere sådanne protoplastid i kernen af dyr og planter i hvert æg. Under fosterudviklingen, er de delt og overført til andre celler. Det er nemt at kontrollere: de genetiske egenskaber, der er en eller anden måde forbundet med plastiderne sendes kun gennem moderens linie.

Den indre membran protoplastidy under udviklingen rager ind i organel. Af disse strukturer vokse thylakoid membran, som er ansvarlige for dannelsen af Grand Prix og lamellerne af stroma organel. I komplet mørke protopastida begynder at omdanne til et forstadium chloroplasten (etioplast). Denne primære organoide kendetegnet ved, at inden det er ganske kompliceret krystalstruktur. Når du er på blad af en plante bliver lyst, er det fuldstændig ødelagt. Derefter dannelsen af den "traditionelle" indre struktur chloroplasten, der er udformet som tiden thylakoider og lameller.

Forskelle planter butik stivelse

Hver celle indeholder flere meristemalnoy sådanne proplastids (deres antal varierer afhængigt af plantearter og andre faktorer). Når dette primært væv begynder at omdanne til en plade, er organeller forstadier omdannet til chloroplaster. Så har afsluttet deres vækst, unge hvede blade har kloroplaster i mængden af 100-150 enheder. Lidt mere kompliceret er tilfældet med hensyn til de planter, der er i stand til akkumulering stivelse.

De er akkumuleret bestand af kulhydrat i plastiderne, som kaldes amyloplaster. Men hvordan disse organeller er emnet for denne artikel? Efter kartoflen knolde ikke er involveret i fotosyntese! Lad mig forklare dette nærmere.

Vi fandt, at en kloroplast øvrigt afsløre forbindelsen mellem denne organel med strukturerne i prokaryote organismer. Her er situationen den samme: forskere har længe fundet, at amyloplaster som kloroplaster indeholder præcis den samme DNA, og er dannet af præcis samme protoplastid. Derfor bør de betragtes i det samme aspekt. Amyloplasterne faktum bør betragtes som en særlig form for kloroplast.

Som dannet amyloplaster?

Du kan tegne en analogi mellem protoplastidami og stamceller. Kort sagt, amyloplaster på et tidspunkt begynder at udvikle sig i en noget anderledes måde. Forskere har dog lært noget interessant: det lykkedes at opnå gensidig konvertering af kloroplaster af kartoffel blade i amyloplaster (og omvendt). Canonicity eksempel kendt af alle skolebørn - kartoffelknolde til lysegrøn.

Andre oplysninger om de måder differentiering af disse organeller

Vi ved, at i løbet af modningen af tomat frugter, æbler og nogle andre planter (og i bladene af træer, urter og buske i efteråret) er processen med "nedbrydning", når kloroplaster i planteceller er omdannet til chromoplaster. Disse organeller indeholder i deres sammensætning af pigmenter, carotenoider.

Konverteringen er relateret til det faktum, at under visse betingelser er der en fuldstændig destruktion af thylakoider, og derefter får en anden organel interne organisation. Det er her, vi kommer tilbage til det spørgsmål, som begyndte at diskutere i starten af artiklen: påvirkning af kernen for udviklingen af kloroplaster. Dvs. ved særlige proteiner, som syntetiseres i cytoplasmaet i celler, organel initierer tilpasningsproces.

Strukturen af chloroplasten

Efter at have talt om oprindelsen og udviklingen af kloroplaster, bør uddybe deres struktur. Jo mere det, fordi det er meget interessant og fortjener en særskilt diskussion.

Grundlæggende chloroplast struktur består af to lipoprotein membraner, interne og eksterne. Tykkelsen af hver er omkring 7 nm, afstanden mellem dem - 20-30 nm. Som i tilfældet med andre plastid indre lag danner en særlig struktur, rager indad organel. I modne kloroplaster der kun to typer af "vride" membraner. Den første form for lamellerne af stroma, den anden - thylakoid membran.

Lameller og thylakoider

Det skal bemærkes, at der er en klar sammenhæng, der har en chloroplast membran med lignende formationer inde i organel. Det forhold, at nogle af dens folder kan strække sig fra den ene væg til den anden (som i mitochondrierne). Så lameller kan danne en slags "bag" eller en forgrenet. Men de fleste af disse strukturer er anbragt parallelt med hinanden og er ikke relateret til hinanden.

Glem ikke, at der stadig er inde i kloroplast membran og de thylakoider. Det er lukkede "poser", der er arrangeret i en stabel. Som i det foregående tilfælde, mellem de to vægge af hulrummet har en længde på 20-30 nm. Søjlerne af de "poser" kaldes et ansigt. Hver kolonne kan være op til 50 thylakoider, og i nogle tilfælde er der endnu mere. Da den fælles "størrelse" af sådanne pæle kan nå 0,5 m, kan de undertiden detekteres ved almindelig lysmikroskopi.

Det samlede antal flader, som er indeholdt i kloroplaster fra højere planter, kan være op til 40-60. Hver thylakoid så stram til en anden, at deres ydre membraner danner et enkelt plan. Lagtykkelsen ved samlingen kan være op til 2 nm. Bemærk, at lignende strukturer, som er dannet ved siden af hinanden og thylakoider lameller, helt usædvanligt.

På steder, hvor kontakt som et lag, nogle gange nåede samme 2 nm. Således, chloroplaster (struktur og funktion er meget svært) er ikke en enkelt monolitisk struktur, en slags "stat i staten'. I nogle aspekter, strukturen af disse organeller er ikke mindre vanskelig end hele cellestruktur!

Grana er forbundet med hinanden, med hjælp fra lamel. Men hulrum thylakoider, som danner en stak, altid lukket og ikke kommunikere med intermembrane plads. Som du kan se, chlorplasttransitpeptidsekvensen struktur er ganske kompliceret.

Hvad er de pigmenter kan være til stede i kloroplaster?

Det kan være indeholdt i chloroplast stroma af hver? Der er separate DNA-molekyler og mange ribosomer. I amyloplaster afsættes i stroma af stivelseskornene. Følgelig chromoplaster der er pigmenter. Selvfølgelig er der forskellige pigmenter i kloroplaster, men det mest almindelige er klorofyl. Han straks opdelt i flere typer:

  • Gruppe A (blå-grøn). Det forekommer i 70% af tilfældene findes i chloroplaster fra højere planter og alger.
  • Gruppe B (gul-grøn). De resterende 30% er også fundet i højere planter og algearter.
  • C, D og E er meget sjældnere. Den fås i kloroplaster af nogle arter af lavere planter og alger.

I røde og brunalger i kloroplaster er ikke så sjældent kan være meget forskellige former for organiske farvestoffer. Nogle alger også indeholder generelt næsten alle de eksisterende pigmenter kloroplaster.

Funktionerne i kloroplaster

Selvfølgelig, deres vigtigste funktion er at omdanne lysenergi til organiske komponenter. Sam fotosyntese foregår i Grand Prix med direkte deltagelse af klorofyl. Det absorberer sollys energi, overføre det til den energi af de ophidsede elektroner. Sidstnævnte, der har sit overskydende materiel, giver energioverskud, som anvendes til vand nedbrydning og syntese af ATP. Når vand dannes henfald ilt og brint. Først, som vi allerede har nævnt, er et biprodukt og udskilles i det omgivende rum, og hydrogenet er associeret med et bestemt protein, ferredoxin.

Han igen oxideres ved at lede hydrogen reduktionsmiddel, som er forkortet i biokemi NADP. Følgelig dens reducerede form - NADP-H2. Simpelthen sat, i fotosyntesen frigives følgende stoffer: ATP, NADP-H2 og et biprodukt i form af oxygen.

Energi rolle af ATP

Den resulterende ATP er ekstremt vigtigt, da er det vigtigste "batteri" af energi, der går til de forskellige behov i cellen. NADP-H2 omfatter reduktionsmiddel hydrogen, og denne forbindelse er i stand til om nødvendigt nemt give det. Kort sagt, det er et effektivt kemisk reduktionsmiddel er: i fotosyntesen, er der en række reaktioner, uden at det kan simpelthen ikke forekomme.

Endvidere i tilfælde træde chloroplast enzymer, der opererer i mørke og gran er hydrogen af reduktionsmiddel og energi chloroplast ATP bruges til at starte syntesen af en række organiske stoffer. Da fotosyntesen foregår under gode lysforhold, de akkumulerede forbindelser anvendes til brug for selve planterne i mørke.

Du kan rimeligt at sige, at denne proces er i nogle henseender ligner mistænkeligt et åndedrag. Det, der adskiller ham fra fotosyntese? Tabellen vil hjælpe dig med at forstå dette spørgsmål.

standard port

fotosyntese

ånde

når der

Kun i løbet af dagen, når sollyset

På ethvert tidspunkt

hvor udbyttet

Celler indeholdende klorofyl

Alle levende celler

oxygen

tildeling

optagelse

CO2

optagelse

tildeling

organiske stoffer

Syntese, partiel spaltning

kun opsplitning

energi

absorberes

stande

Det er, hvad der er anderledes fra vejrtrækning fotosyntese. Tabellen viser tydeligt deres store forskelle.

Nogle af de "paradokser"

De fleste af de efterfølgende reaktion finder sted lige der i chloroplast stroma. Den fremtidige udvikling af de syntetiserede forbindelser er anderledes. For eksempel simple sukkerarter straks uden organeller ophobes i andre dele af cellen i form af polysaccharider, primært - stivelse. I chloroplaster forekommer det som aflejring af fedtstoffer og en foreløbig akkumulering deres forstadier, som derefter output til andre celler i området.

Det bør forstås klart, at alle syntesereaktioner kræver enorme mængder energi. Hendes eneste kilde er stadig den samme fotosyntese. Dette er en proces, der ofte kræver så meget energi, at det har at få ved at ødelægge de stoffer, der dannes som følge af den tidligere syntese! Det meste af den energi, som opnås i sin bane, er brugt på udførelse af en flerhed af kemiske reaktioner inde i plantecellen.

Kun en vis procentdel af det bruges til at styre produktionen på de organiske stoffer, som planten tager for deres egen vækst og udvikling af eventuelle forsinkelser i form af fedt eller kulhydrater.

hvorvidt kloroplaster er statiske?

Det antages, at de cellulære organeller, herunder chloroplaster (struktur og funktion, som vi detalje malet) er strengt på ét sted. Dette er ikke tilfældet. Chloroplaster kan bevæge sig rundt i buret. Således i det svage lys, de har tendens til at indtage en position nær den mest oplyste side af cellen, under betingelser med moderat til lav lys kan vælge nogle mellemposition, hvor det er muligt at "fange" den mest sollys. Dette fænomen kaldes "phototaxis".

Ligesom mitokondrier, kloroplaster er ganske autonome organeller. De har deres egne ribosomer, de syntetiserede en række meget specifikke proteiner, der kun bruges af dem. Der er endda et specifikt enzym komplekser, som er produceret ved de særlige lipider er nødvendige for opførelse af lamellare membraner. Vi har allerede talt om det prokaryot oprindelse af disse organeller, men det skal tilføjes, at nogle forskere mener kloroplaster mangeårige efterkommere af nogle parasitære organismer, der først blev symbionter, og derefter fuldstændig blevet en integreret del af cellen.

Betydning kloroplaster

For planter, er det indlysende - en syntese af energi og materialer, som anvendes af planteceller. Men fotosyntese - en proces, der giver en jævn ophobning af organisk stof på en global skala. Kuldioxid, kan vand og sollys kloroplaster syntetisere et stort antal komplekse makromolekylære forbindelser. Denne evne er karakteristisk kun for dem, og manden er langt fra at gentage denne proces in vitro.

Alt biomasse på overfladen af vores planet skylder sin eksistens til denne mindste organeller, der findes i dybet af plantecellerne. Uden dem ville uden deres igangværende fotosyntese på Jorden ikke være et liv i sine samtidige manifestationer.

Vi håber, du har lært af denne artikel, at kloroplast er, og hvad er dens rolle i planten kroppen.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 atomiyme.com. Theme powered by WordPress.