Какие пластиды. Пластиды: строение, происхождение, взаимопревращения
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Миобрнауки России
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Астраханский государственный университет”
Кафедра ботаники, биологии экосистем и земельных ресурсов
Реферат
На тему: «Пластиды: строение, происхождение, взаимопревращения»
Выполнил: студент 1 курса, гр. БЛ-12
Штефля А.С.
Проверил: к.б.н., доцент Морозова Л.В.
Астрахань 2016
1. Пластиды
2. Виды пластид
2.1 Хлоропласты
2.2 Хромопласты
2.3 Лейкопласты
3. Строение пластид
3.1 Строение хлоропластов
3.2 Строение хромопластов
3.3 Строение лейкопластов
4. Происхождение пластид
5. Взаимопревращения пластид
Заключение
Список литературы
1. Пластиды
Пластиды характерны для клеток водорослей и всех высших растений. Эти органеллы имеют на поверхности две мембраны. По окраске и строению выделяют три типа пластид: бесцветные -- лейкопласты, зеленые -- хлоропласты, желтые, оранжевые или красные -- хромопласты. Совокупность всех пластид клетки называют пластидомома. Форма, размеры и строение пластид каждого типа неодинаковы. Обычно в клетке присутствует лишь один тип пластид.
Пластиды образуются из пропластид -- двумембранных округлых структур, заполненных матриксом. В матриксе содержатся кольцевая ДНК и мелкие рибосомы прокариотического типа. Пропластиды передаются в новый растительный организм через яйцеклетку, т.е. от материнского организма. Обычно они содержатся в клетках зародыша и образовательных тканей. Пропластиды могут делиться. Из них образуются все три типа пластид. На свету в клетках листьев, стеблей, плодов из пропластид формируются хлоропласты. В клетках запасающих тканей из пропластид образуются лейкопласты. Хромопласты обычно образуются из хлоропластов и лейкопластов, но иногда могут формироваться и из пропластид.
Самые крупные из них- хлоропласты у растений - достигают в длину 4-10 мкм и 2-4 мкм в ширину и хорошо различимы в световой микроскоп. Форма хлоропластов чаще всего линзовидная или элипсоидная. Лейкопласты и хромопласты могут иметь различную форму. В клетках встречаются, как правило, несколько десятков пластид, но у фотосинтезирующих протоктист, где хроматофоры нередко крупны и разнообразны по форме, число их иногда невелико (1-5)
Расположение пластид в клетке, их форма, размеры и число, состав пигментов, обслуживающих окраску пластид, способность к синтезу органических веществ определяются функциональными особенностями клеток и систематическими положением растений. Наибольшей синтетической активностью характеризуются зеленые пластиды - хлоропласты, содержащие пигмент хлорофилл, образующий с белковыми компонентами мембран особую группу химических соединений - хромопротеиды. Кроме хлоропластов входят желто-оранжевые пигменты из группы каротиноидов, у бурых водорослей встречается фукоксантин, у красных- фикоэритрин, у синезеленых - фикоциан.
пластид хлоропласт хромопласт фотосинтез
2. Виды пластид
2.1 Хлоропласты
Хлоропласты содержатся во всех клетках растения, находящихся на свету. Лишь немногие типы клеток освещенных частей растений вместо хлоропластов содержат лейкопласты или хромопласты. Это гаметы, выделительные клетки, проводящие элементы луба, первичные покровные ткани. В клетках корней хлоропластов, за немногими исключениями, нет.
Особенно много их в клетках листьев и незрелых плодов, где они могут занимать основной объем клетки. Основная функция хлоропластов - фотосинтез. Фотосинтез - процесс, проходящий за счет использования энергии света, в результате которого из диоксида углерода и воды образуются углеводы, и выделяется свободный кислород.
Общебиологическое значение фотосинтеза огромно и заключается в том, что в результате только этого процесса энергия света преобразуется в химическую энергию углеводов, а впоследствии и в энергию всех остальных органических веществ организмов, населяющих нашу планету.
Число хлоропластов в клетках высших растений сильно варьируется -- от пяти до 100 и более. Более разнообразные по форме, размеру и набору пигментов хлоропласты водорослей называют хроматофорами. Положение хлоропластов в цитоплазме зависит от степени освещенности -- при прямом солнечном свете они перемещаются к боковым стенкам клетки и поворачиваются к источнику света ребром.
2.2 Хромопласты
Хромопласты характерны для клеток лепестков, плодов, корнеплодов, осенних листьев. Это пластиды оранжево-красного и желтого цвета, образующиеся из лейкопластов и хлоропластов в результате накопления в их строме каротиноидов. Накапливаясь в большом количестве, каротиноиды способны кристаллизоваться. Такие кристаллы разрывают двумембранную оболочку, и хромопласты принимают их форму: зубчатую, игловидную, пластинчатую, ромбическую и т.д.
В хромопластах клеток осенних листьев образуются крупные пластоглобулы, в жирных маслах которых растворены каротиноиды.
Значение хромопластов заключается в привлечении животных для опыления цветков и распространения плодов и семян.
Хромопласты встречают в клетках лепестков некоторых растений, зрелых плодов, осенних листьев. Их функция в процессе обмена веществ не выяснена. Косвенное биологическое значение хромопластов состоит в привлечении насекомых для перекрестного опыления и животных для распространения семян.
2.3 Лейкопласты
Лейкопласты -- бесцветные пластиды сферической формы, в которых накапливаются запасные питательные вещества. По строению лейкопласты сходны с пропластидами, из которых они образуются. Тилакоиды, образованные внутренней мембраной, развиты очень слабо.
Кроме ДНК и рибосом в строме лейкопластов содержатся ферменты, осуществляющие синтез и расщепление (гидролиз) запасных веществ, главным образом крахмала. В лейкопластах запасной крахмал синтезируется из водорастворимых углеводов, образовавшихся в хлоропластах в процессе фотосинтеза. Лейкопласты, в которых синтезируется и запасается крахмал, называют амилопластами, или крахмальными зернами, белки -- протеинопластами, масла -- олеопластами.
Лейкопласты обычны в клетках запасающих тканей клубней, корневищ, семян. Транспорт углеводов из клеток фотосинтезирующих органов в клетки запасающих тканей обеспечивают проводящие ткани растения.
Основная функция лейкопластов - синтез и накопление запасных питательных продуктов, в первую очередь крахмала, иногда белков, редко масла. Лейкопласты, накапливающие крахмал, называют аминопластами. В них из сахаров, поступающих из фотосинтезирующих органов образуются крахмальные зерна различного размера и формы - вторичный крахмал. Запасной белок может откладываться в виде кристаллов или аморфных гранул, масло - виде пластоглобул.
3. Строение пластид
3.1 Строение хлоропластов
В процессе эволюции хлоропласты приобрели достаточно сложное строение. При их развитии из пропластид происходит образование большого числа хорошо выраженных выпячиваний (складок) их внутренней мембраны, называемых тилакоидами. Система тилакоидов состоит из гран -- стопок дисковидных тилакоидов и отдельных уплощенных канальцевидных тилакоидов стромы, связывающих граны между собой. Хлорофилл и каротиноиды находятся только в тилакоидах, входящих в состав гран.
Внутри хлоропластов находится однородное вещество - строма, пронизанная системой параллельно расположенных мембран. В строме (матриксе) хлоропластов имеется кольцевая ДНК и прокариотические рибосомы, т.е. они способны самостоятельно синтезировать свои белки, необходимые для роста тилакоидной системы. Кроме этого в строме хлоропластов встречаются пластоглобулы -- включения жиров, зерна первичного крахмала, белковые кристаллы.
В хлоропластах содержатся также рибосомы (сходные по структуре с рибосомами бактерий), РНК, аминокислоты и ферменты, необходимые для синтеза белка. Иначе говоря, в них имеется собственная система синтеза белка. Таким образом, хлоропласты обладают некоторой автономностью.
3.2 Строение хромопластов
Внутренняя мембранная система в них обычно отсутствует. Лишь иногда она представлена одиночными тилакоидами. По размерам хромопласты меньше хлоропластов. Их форма может быть самой разной (зубчатой, серповидной, игловидной, пластинчатой и т.д.
Ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя или также гладкая, или образует единичные тилакоиды. В строме имеются кольцевая ДНК и пигменты -- каротиноиды, придающие хромопластам желтую, красную или оранжевую окраску. Форма накопления пигментов различная: в виде кристаллов, растворены в липидных каплях (8) и др.
3.3 Строение лейкопластов
Лейкопласты являются бесцветными органеллами. Они имеют правильную сферическую форму. Система мембран внутри развита достаточно слабо. Форма может меняться на неправильную только в том случае, когда в их цитоплазме начинают формироваться достаточно крупные крахмальные зерна.
Оболочка лейкопласта состоит из двух элементарных мембран. Внутренняя из них, врастая в строму, образует немногочисленные тилакоиды. Вообще лейкопласты отличаются слабым развитием внутренней мембранной системы. В них отсутствуют граны, а имеются только одиночные тилакоиды. Причем эти тилакоиды располагаются без определенной ориентации или параллельно оболочке пластиды.
В лейкопластах имеются ДНК, рибосомы и ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ.
Запасной белок в лейкопластах может откладываться в виде кристаллоподобных структур или аморфных включений; липиды - в виде пластоглобул. Однако белки и липиды встречаются в лейкопластах редко. В одном и том же лейкопласте могут накапливаться разные вещества.
4. Происхождение пластид
Существует две основные теории происхождения митохондрий и пластид. Это теории прямой филиации и последовательных эндосимбиозов. Согласно теории прямой филиации митохондрии и пластиды образовались путем компартизации самой клетки.
Фотосинтезирующие эукариоты произошли от фотосинтезирующих прокариот. У образовавшихся автотрофных эукариотических клеток путем внутриклеточной дифференцировки образовались митохондрии. В результате утраты пластид от автотрофов произошли животные и грибы.
Наиболее обоснованной является теория последовательных эндосимбиозов. Согласно этой теории возникновение эукариотической клетки прошло через несколько этапов симбиоза с другими клетками. На первой стадии клетки типа анаэробных гетеротрофных бактерий включили в себя свободноживущие аэробные бактерии, превратившиеся в митохондрии.
Параллельно этому в клетке-хозяине прокариотической генофор формируется в обособленное от цитоплазмы ядро. Таким путем возникла первая эукариотическая клетка, которая была гетеротрофной. Возникшие эукариотические клетки путем повторных симбиозов включили в себя синезеленые водоросли, что привело к появлению в них структур типа хлоропластов.
Таким образом, митохондрии уже были у гетеротрофных эукариотических клеток, когда последние в результате симбиоза приобрели пластиды. В дальнейшем в результате естественного отбора митохондрии и хлоропласты утратили часть генетического материала и превратились в структуры с ограниченной автономией.
5. Взаимопревращения пластид
В эволюционном смысле первичным, исходным типом пластид являются хлоропласты, из которых при расчленении тела растений на органы произошли пластиды остальных двух типов. В процессе индивидуального развития (онтогенеза) почти все тип пластид могут превращаться друг в друга. Наиболее обычные процессы - превращение лейкопластов в хлоропласты и хлоропластов в хромопласты.
Первый процесс наблюдается, например, при развитии листьев в почке или при развитии зародыша из оплодотворенной яйцеклетки. Он может происходить путем образования проламеллярных телец или путем постепенного формирования в лейкопластах характерной для зеленых пластид внутренней мембранной системы за счет выростов в строму внутренней организации мембран.
Некоторые ученые называют лейкопласты делящихся клеток ростовой почки или кончика корня пропластидами. Однако изучение строения этих пласты мелкого размера. В некоторых случаях делящиеся клетки уже содержат пластиды с зачаточной системой гран, и развитие типичных хлоропластов происходит путем постепенного наращивания их внутренних мембран.
Широко распространенным примером превращения хлоропластов в хромопласты является изменение пластид при осеннем пожелтении листьев или при созревании плодов некоторых растений. Этот процесс состоит в уменьшении размеров пластид, постепенном разрушении внутренних мембран и накоплении веществ в пластоглобулах, число и размер которых увеличиваются.
В конце концов, хлорофилл полностью разрушается и перестает маскировать каротиноиды, которые теперь отчетливо выступают и обуславливают желтую окраску осенних листьев.
Преобладающим компонентом пластид становятся пластоглобулы. Такой процесс превращения хлоропластов в хромопласты до определенной стадии обратим, и путем обработки некоторыми веществами или в определенных условиях желтый лист можно заставить позеленеть. Однако в природных условиях, как правило, превращение хромопластов в хлоропласты не происходит, и их можно рассматривать как конечный этап развития пластид. В хромопласты могут превращаться и лейкопласты. При превращении хлоропластов в лейкопласты, которое может происходить при поранении растения или при помещении его в темноту, внутренняя мембранная система также в значительной степени разрушается, хлорофилл исчезает, но накопления пластоглобул не происходит. Этот процесс обратим. Например, при выставлении на свет из лейкопластов опять развиваются хлоропласты.
В процессе развития клетки пластиды возникают только из пластид, а не из других структур. Численность их в клетке увеличивается за счет деления путем образования перетяжек или почкования.
Заключение
Итак, в растительной клетке пластиды обладают собственным геномом и собственным аппаратом реализации генетической информации путем синтеза РНК и белка, причем организация этих систем в пластидах отличается от эукариотического типа. Следует заметить, что это справедливо и для других органелл клетки - митохондрий, но митохондрии существуют во всех эукариотических клетках, являясь их энергетическим депо, тогда как хлоропласты присутствуют только в клетках зеленых растений.
Список литературы
1. “Ботаника”- В.Г. Хржановский; С.Ф. Пономаренко
2. “Ботаника”- О.А. Коровкин
3. “Ботаника”- Г.П. Яковлев; В.А. Челомбитько
4. “Практикум по цитологии”- Ю.С. Ченцов
5. “Ботаника: Морфология и анатомия растений”- А.Е.Васильев, Н.С. Воронин, А.Г. Еленевский, Т.И. Серебрякова, Н.И. Шорина
6. “Особенности растительной клетки: Учебно-методическое пособие”-
Воротников В.П., Чкалов А.В основные представления симбиотической теории происхождения пластид и митохондрий
7. “Фотосинтез и биосфера”- В.В. Климов
8. “Введение в клеточную биологию”- Ю.С. Ченцов
9. “Молекулярная биология”- Н.П. Юрина; М.С. Одинцова
10. “Итоги науки и техники”- М.С. Одинцова
11. “Трансформация энергии в хлоропластах - энергообразующих органеллах растительной клетки”- А.Н. Тихонов
12. “Цитология”- Н.С. Стволинская
13. “Практикум по цитологии растений” - З.П. Паушева
14. “Клетка” - К. Свенсон; П. Уэбстер
15. “Биология клетки: общая цитология” - А.А. Заварзин; А.Д. Харазова; М.Н. Молитвин
16. Wikipedia.org
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
История развития исследований в области физиологии растений. Особенности понятий пластиды и хлоропласты, их функции и классификация. Геном пластид как генетическая система хлоропласт. Основные отличия пропластидов и лейкопластов, их особенности.
реферат , добавлен 11.12.2008
История развития исследований в области физиологии растений. Принципы происхождения и развития хлоропласта из пропластиды в клетке растений. Основные функции, строение, фотосинтез и генетический аппарат хлоропластов. Характеристика продукции фотосинтеза.
реферат , добавлен 11.12.2008
Углеводы – группа органических соединений. Строение и функции углеводов. Химический состав клетки. Примеры углеводов, их содержание в клетках. Получение углеводов из двуокиси углерода и воды в процессе реакции фотосинтеза, особенности классификации.
презентация , добавлен 04.04.2012
Основы гистологической техники. Цитохимические методы исследования клеток и тканей. Наружная цитоплазматическая мембрана, типы и происхождение пластид, их строение и функции. Мейоз (редукционное деление клетки), его фазы и биологический смысл.
контрольная работа , добавлен 07.06.2010
Понятие о мембране клетки, ее строение и функция. Строение хлоропластов и митохондрий. Типы листьев по форме листовой пластинки, края и основания. Ветвление и кущение побегов. Строение сложных и простых соцветий, цветков ячменя, ржи, пшеницы, кукурузы.
контрольная работа , добавлен 27.11.2011
Пластиды: понятие, строение и элементы, выполняемые функции, классификация и типы, взаимопревращение. Строение хлоропластов и митохондрий, видимое в электронном микроскопе. Появление тканей в филогенезе. Понятие и виды размножения. Развитие семени.
контрольная работа , добавлен 21.04.2014
Общая характеристика клетки: форма, химический состав, отличия эукариот от прокариот. Особенности строения клеток различных организмов. Внутриклеточное движение цитоплазмы клетки, метаболизм. Функции липидов, углеводов, белков и нуклеиновых кислот.
лекция , добавлен 27.07.2013
Клеточная теория Шлейдена и Шванна. Состав вирусов. Методы изучения клетки. Строение и функции ее поверхностного аппарата, мембраны, надмембранного комплекса, хромопластов, лейкопластов, рибосом, органелл, ядра, ядерной оболочки, кариоплазмы, хромосом.
презентация , добавлен 13.11.2014
История открытия фотосинтеза. Образование в листьях растений веществ, выделение кислорода и поглощение углекислого газа на свету и в присутствии воды. Роль хлоропластов в образовании органических веществ. Значение фотосинтеза в природе и жизни человека.
презентация , добавлен 23.10.2010
Сущность органоидов, классификация включений цитоплазмы по функциональному назначению. Отличительные особенности растительной и животной клеток, роль ядра в их функционировании. Основные органоиды клетки: комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пластиды.
Пластиды являются основными цитоплазматическими органеллами клеток автотрофных растений . Название происходит от греческого слова «plastos», что в переводе означает «вылепленный».
Главная функция пластид – синтез органических веществ, благодаря наличию собственных ДНК и РНК и структур белкового синтеза. В пластидах также содержатся пигменты, обусловливающие их цвет. Все виды данных органелл имеют сложное внутреннее строение. Снаружи пластиду покрывают две элементарные мембраны, имеется система внутренних мембран, погруженных в строму или матрикс.
Классификация пластид по окраске и выполняемой функции подразумевает деление этих органоидов на три типа: хлоропласты, лейкопласты и хромопласты. Пластиды водорослей именуются хроматофорами.
Это зеленые пластиды высших растений, содержащие хлорофилл – фотосинтезирующий пигмент. Представляют собой тельца округлой формы размерами от 4 до 10 мкм. Химический состав хлоропласта: примерно 50% белка, 35% жиров, 7% пигментов, малое количество ДНК и РНК. У представителей разных групп растений комплекс пигментов, определяющих окраску и принимающих участие в фотосинтезе, отличается. Это подтипы хлорофилла и каротиноиды (ксантофилл и каротин).
При рассматривании под световым микроскопом видна зернистая структура пластид – это граны. Под электронным микроскопом наблюдаются небольшие прозрачные уплощенные мешочки (цистерны, или граны), образованные белково-липидной мембраной и располагающиеся в непосредственно в строме. Причем некоторые из них сгруппированы в пачки, похожие на столбики монет (тилакоиды гран), другие, более крупные находятся между тилакоидами. Благодаря такому строению, увеличивается активная синтезирующая поверхность липидно-белково-пигментного комплекса гран, в котором на свету происходит фотосинтез.
Это пластиды, окраска которых бывает желтого, оранжевого или красного цвета, что обусловлено накоплением в них каротиноидов. Благодаря наличию хромопластов, характерную окраску имеют осенние листья, лепестки цветов, созревшие плоды (помидоры, яблоки). Данные органоиды могут быть различной формы – округлой, многоугольной, иногда игольчатой.
Лейкопласты
Представляют собой бесцветные пластиды, основная функция которых обычно запасающая. Размеры этих органелл относительно небольшие. Они округлой либо слегка продолговатой формы, характерны для всех живых клеток растений. В лейкопластах осуществляется синтез из простых соединений более сложных – крахмала, жиров, белков, которые сохраняются про запас в клубнях, корнях, семенах, плодах. Под электронным микроскопом заметно, что каждый лейкопласт покрыт двухслойной мембраной, в строме есть только один или небольшое число выростов мембраны, основное пространство заполнено органическими веществами. В зависимости от того, какие вещества накапливаются в строме, лейкопласты делят на амилопласты, протеинопласты и элеопласты.
Пласти́ды (от др.-греч. πλαστός - вылепленный) - полуавтономные органеллы высших растений, водорослей и некоторых фотосинтезирующих простейших. Пластиды имеют от двух до четырёх мембран, собственный геном и белоксинтезирующий аппарат.
Одним из доказательств происхождения пластид от древних цианобактерий служит схожесть их геномов, хотя пластидный геном (пластом) значительно меньше.
Пластиды образуются путём деления уже существующих пластид. Наиболее часто делятся пропластиды, этиопласты и молодые хлоропласты. В меристематических тканях деление пластид коррелирует с делением клеток, поэтому в материнских и дочерних клетках число пластид примерно одинаковое. Механизм деления близок к делению прокариотических клеток. Деление пластид начинается с сжатия в центре, которое углубляясь образует перетяжку между двумя дочерними пластидами, после чего происходит полное разедление. На стадии перетяжки на внешней мембране образуется кольцо из белка, близкого к сократительному белку бактерий FtsZ.
У большей части цветковых растений наследование пластид происходит по материнской линиии, поскольку в спермии пластиды либо не попадают, либо деградируют в ходе развития мужского гаметофита или двойного оплодотворения. У некоторых растений (герань, свинчатка, ослинник) было обнаружено двуродительское наследование пластид. Для некоторых голосеменных растений (гинкго, саговники) характерно наследование пластид по отцовской линиии.
Пластиды высших растений способны к дифференцировке, дедифференцировке и редифференцировке, набор пластид в клетке зависит от её типа. Пластиды высших растений, разнообразны по строению и выполняют широкий спектр функций:
1. фотосинтез;
2. восстановление неорганических ионов (нитрита, сульфата);
3. синтез многих ключевых метаболитов (порфирины, пурины, пиримидины, многие аминокислоты, жирные кислоты, изопреноиды, фенольные соединения и др.), при этом некоторые синтетические пути дублируют уже существующие пути цитозоля;
4. синтез регуляторных молекул (гиббереллины, цитокинины, АБК и др.);
5. запасание железа, липидов, крахмала.
По окраске и выполняемой функции выделяют следующие типы пластид:
Растительные клеткилистостебельного мха Plagiomnium affine с видимыми хлоропластами(сильно увеличено)
· Пропластиды - предшественники остальных типов пластид, присутствуют в меристематических клетках. Пропластиды имеют размеры от 0,2 до 1 мкм, что значительно меньше, чем размеры дифференцированных пластид . Внутренняя мембранная система развита слабо, содержат меньше рибосом чем дифференцированные пластиды, могут содержать отложения белка фитоферритина, основная функция которого хранение ионов железа.
· Лейкопласты - неокрашенные пластиды, участвующие в синтезе изопреноидов эфирных масел (как правило моно- и сесквитерпенов). Характерной особенностью лейкопластов является наличие ретикулярного футляра - сети мембран гладкого эндоплазматического ретикулума, окружающей пластиду. Иногда под термином «лейкопласты» понимают любые неокрашенные пластиды, при этом выделяют следующие типы: амилопласты, элайопласты, протеинопласты.
· Амилопласты - внешне похожи на пропластиды, но в строме содержатся гранулы крахмала. Амилопласты, как правило, присутствуют в запасающих органах растений, в частности в клубнях картофеля. В грависенсорных клетках корня амилопласты играют роль статолитов. Амилопласты высших растений могут превращаться в хлоропласты или хромопласты.
· Элайопласты - служат для запасания жиров.
Пластиды (греч.plastides - созидающие, образующие) - это мембранные органоиды фотосинтезирующих эукариотических органоидов - высших растений, низших водорослей, некоторых одноклеточных. Пластиды присутствуют во всех типах клеток растения, в каждом типе находится свой набор этих органоидов. Всем пластидам свойственен ряд общих черт. Они имеют свой генетический аппарат и окружены оболочкой, состоящей из двух концентрических мембран.
Все пластиды развиваются из пропластид. Они представляют собой мелкие органоиды, присутствующие в клетках меристемы, судьба которых определяется потребностями дифференцированных клеток. Все типы пластид представляют собой единый генетический ряд.
Лейкопласты (греч.leucos - белый) - бесцветные пластиды, которые содержатся в клетках растительных органов, лишенных окраски. Они представляют собой округлые образования, наибольший размер которых - 2-4 мкм. Они окружены оболочкой, состоящей из двух мембран, внутри которой находится белковая строма. Строма лейкопластов содержит небольшое число пузырьков и плоских цистерн - ламелл. Лейкопласты способны развиваться в хлоропласты, процесс их развития связан с увеличением размеров, усложнением внутренней структуры и образованием зеленого пигмента - хлорофилла. Такая перестройка пластид происходит, например, при позеленении клубней картофеля. Лейкопласты способны также переходить в хромопласты. В некоторых тканях, таких как эндосперм в зерновке злаков, в корневищах и клубнях лейкопласты превращаются в хранилище запасного крахмала - амилопласты. Онтогенетические переходы одной формы в другую необратимы, хромопласт не может сформировать ни хлоропласт, ни лейкопласт. Точно так же хлоропласт не может вернуться в состояние лейкопласта.
Хлоропласты (chloros-зеленый) - основная форма пластид, в которых протекает фотосинтез. Хлоропласты высших растений представляют собой линзовидные образования, ширина которых составляет по короткой оси 2-4 мкм, по длинной - 5 мкм и больше. Количество хлоропластов в клетках разных растений варьирует очень сильно, в клетках высших растений содержится от 10 до 30 хлоропластов. В гигантских клетках палисадной ткани махорки их обнаружено около тысячи. Хлропласты водорослей первоначально были названы хроматофорами. У зеленых водорослей может быть один хроматофор на клетку, у эвгленовых и динофлагеллят молодые клетки содержат от 50 до 80 хлоропластов, старые - 200-300. Хлоропласты водорослей могут быть чашевидными, лентовидными, спиралевидными, пластинчатыми, звездчатыми, в них обязательно присутствует плотное образование белковой природы - пиреноиды, вокруг которого концентрируется крахмал.
Ультраструктура хлоропластов обнаруживает большое сходство с митохондриями, прежде всего в строении оболочки хлоропласта - перистромия. Он окружен двумя мембранами, которые разделены узким межмембранным пространством шириной около 20-30 нм. Наружная мембрана обладает высокой проницаемостью, внутренняя - менее проницаема и несет специальные транспортные белки. Следует подчеркнуть, что наружная мембрана непроницаема для АТФ. Внутренняя мембрана окружает большую центральную область - строму, это аналог митохондриального матрикса. Строма хлоропласта содержит разнообразные ферменты, рибосомы, ДНК и РНК. Есть и существенные различия. Хлоропласты значительно крупнее митохондрий. Их внутренняя мембрана не образует крист и не содержит цепи переноса электронов. Все важнейшие функциональные элементы хлоропласта размещены в третьей мембране, которая образует группы уплощенных дисковидных мешочков - тилакоидов она называется тилакоидная мембрана. Эта мембрана включает в свой состав пигмент-белковые комплексы, прежде всего хлорофилл, пигменты из группы каротиноидов, из которых обычны каротин и ксантофилл. Кроме того, в тилакоидную мембрану включены компоненты электрон-транспортных цепей. Внутренние полости тилакоидов создают третий внутренний компартмент хлоропласта - тилакоидное пространство. Тилакоиды образуют стопки - граны, содержащие их от нескольких штук до 50 и более. Размер гран, в зависимости от числа тилакоидов в них, может достигать 0,5 мкм, в этом случае они доступны для наблюдений светового микроскопа. Тилакоиды в гранах плотно соединены, в месте контакта их мембран толщина слоя составляет около 2 нм. В состав гран, кроме тилакоидов, входят участки ламелл стромы. Это плоские, протяженные, перфорированные мешки, располагающиеся в параллельных плоскостях хлоропласта. Они не пересекаются и замкнуты. Ламеллы стромы связывают отдельные граны. При этом полости тилакоидов и полости ламелл не связаны.
Функция хлоропластов - фотосинтез, образование органических веществ из углекислого газа и воды за счет энергии солнечного света. Это один из важнейших биологических процессов, постоянно и в огромных масштабах, совершающихся на нашей планете. Ежегодно растительность земного шара образует более 100 млрд т. органического вещества, усваивая около 200 млрд тонн углекислого газа и выделяя во внешнюю среду около 145 млрд тонн свободного кислорода.
Хромопласты Это пластиды растительной клетки, имеющие окраску желто-оранжевой гаммы. Их можно определить как сенильные, деградирующие органоиды клетки, они образуются при разрушении хлоропластов. Об этом свидетельствует и химический состав пластид. Если в хлоропластах белки составляют около 50% их общей массы, а липиды 30%, то в хромопластах это соотношение меняется следующим образом: 22% белков, 58% липидов, ДНК уже не обнаруживается. Окраска хромопластов зависит от присутствия каротиноидов и разрушения хлорофилла. Азотсодержащие соединения (производные пиррола), возникающие при распаде хлорофилла, оттекают из листьев так же, как и белки, образующиеся при распаде белково-липидной системы мембран. Липиды остаются внутри перистромия. В них растворяются каротиноиды, окрашивая пластиды в желтые и оранжевые тона. Образование хромопластов из хлоропластов происходят двумя путями. Например, у лютика хромопласты образуются из бледно-зеленых хлоропластов, содержащих крахмал. Постепенно исчезают хлорофилл и крахмал, увеличивается содержание желтого пигмента, который растворяется в липидных каплях, образуя глобулы. Одновременно с образованием глобул происходит окончательное разрушение ламеллярной структуры хлоропласта. В сформировавшемся хромопласте сохраняется только перистромий, глобулы покрывают всю его внутреннюю поверхность, а центр пластиды выглядит оптически пустым. Роль хромопластов в клетке не ясна. Но для растительного организма в целом эти пластиды играют важную роль, так как органы растения, в которых прекращается фотосинтез, становятся привлекательными для насекомых, птиц, других животных, которые осуществляют опыление растений и распространение их плодов и семян. При осеннем пожелтении листьев разрушение хлоропластов и образование хромопластов приводит к утилизации белков и азотсодержащих соединений, которые перед листопадом оттекают в другие органы растения.
Пластиды характерны только для растений. В зависимости от окраски, связанной с наличием тех или иных пигментов или их отсутствием, различают 3 основных типа пластид: – хлоропласты(зеленые)
– хромопласты (желтого, оранжевого или красного)
– лейкопласты (бесцветные) обычно в клетке встречается пластиды только одного типа. Одни типы пластид могут переходить в другие.
Пластиды – относительно крупные образования клетки. Самые большие из них – хлоропласты. Лейкопласты и хромопласты могут иметь различную форму.
Хлоропласты встречаются во всех зеленых органах растений, лейкопласты весьма обычно в клетках органов, скрытых от солнечного света – корнях, корневищах, клубнях, а также в ситовидных элементах некоторых покрытосемянных
Хромопласты содержаться в клетках лепестков многих растений, зрелых окрашенных плодах, иногда в корнеплодах.
Строение пластид: они имеют оболочку, образованную двумя биомембранами: наружней и внутренней. Внутренняя мембрана вдается в полость хлоропласта немногочисленными выростами. Мембранная оболочка отграничивает от гиалоплазмы клетки матрикс хлоропласта, так называемую строму. Строма и выросты внутренней мембраны образуют особые плоские мешки – тилакоидами (ламеллами).группы дисковидных тилакоидов связаны друг с другом таким образом, что их полости оказываются непрерывными, образуют граны. В мембранах тилакоидов сосредоточен главнейший пигмент зеленых растений хлорофилл и вспомогательные пигменты каротиноиды.
Генетический аппарат хлоропластов автономен, они содержат свою собственную ДНК.
Основная функция хлоропластов – фотосинтез. Основная функция которого принадлежит хлорофиллу. световые реакции фотосинтеза осуществляют преимущественно в гранах, темновые – в строме хлоропластов. помимо фотосинтеза, в хлоропластах осуществляется синтез АТФ и АДФ., синтез и гидролиз липидов, крахмала и белков
Анатомическое строение лекарственного сырья «корни» (Radicus).
Стебли древесных растений используют для получения лекарственного сырья «кора» - «Cortex», например, «кора крушины», «кора калины». Кору этих растений заготавливают от стеблей определенного возраста – от 3 до 5 лет (не старше). Весной во время сокодвижения, когда камбий активен, по нему легко отделить кору (бытовой термин) от древесины. Кору снимают в виде отдельных узких полосок с молодых веточек. Зная строение древесного стебля, можно перечислить и гистологические элементы лекарственного сырья «кора». Снаружи видна перидерма со специфическими признаками конкретного вида растения (цвет, число и форма чечевичек). Далее расположены ткани первичной коры: число слоев клеток колленхимы, хлоренхимы, особенности клеток эндодермы. Затем видна часть центрального цилиндра, снятая по слою камбия. Здесь могут быть тяжи (группы клеток) перициклической склеренхимы, иногда склереиды и ткани вторичной флоэмы, в паренхиме которой или в отдельных вместилищах выделений синтезируются и накапливаются органические вещества. Это могут быть дубильные вещества, флавоноиды, смолы и др.
