Ang isa sa mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga selula ng halaman at hayop ay ang presensya sa cytoplasm ng mga unang organel gaya ng mga plastid. Ang istraktura, mga tampok ng kanilang mahahalagang proseso, gayundin ang kahalagahan ng mga chloroplast, chromoplast at leukoplast ay tatalakayin sa artikulong ito.
Chloroplast structure
Mga berdeng plastid, ang istraktura na pag-aaralan natin ngayon, ay nabibilang sa mga obligadong organelle ng mga selula ng mas mataas na spore at mga buto ng halaman. Ang mga ito ay double-membrane cellular organelles at may hugis-itlog na hugis. Ang kanilang bilang sa cytoplasm ay maaaring magkakaiba. Halimbawa, ang mga cell ng columnar parenchyma ng isang dahon ng tabako ay naglalaman ng hanggang isang libong chloroplast, sa mga tangkay ng mga halaman ng pamilya ng cereal mula 30 hanggang 50.
Ang parehong mga lamad na bumubuo sa organoid ay may ibang istraktura: ang panlabas ay makinis, tatlong-layered, katulad ng lamad ng selula ng halaman mismo. Ang panloob ay naglalaman ng maraming fold na tinatawag na lamellae. Katabi ng mga ito ay mga flat sac - thylakoids. Ang lamellae ay bumubuo ng isang network ngparallel tubules. Sa pagitan ng mga lamellae ay may mga thylakoid na katawan. Ang mga ito ay nakolekta sa mga stack - mga butil na maaaring konektado sa bawat isa. Ang kanilang bilang sa isang chloroplast ay 60–150. Ang buong panloob na lukab ng chloroplast ay puno ng matrix.
Ang organella ay may mga palatandaan ng awtonomiya: sarili nitong namamana na materyal - pabilog na DNA, salamat sa kung saan ang mga chloroplast ay maaaring dumami. Mayroon ding saradong panlabas na lamad na naglilimita sa organelle mula sa mga prosesong nagaganap sa cytoplasm ng cell. Ang mga chloroplast ay may sariling ribosome, i-RNA at t-RNA molecule, na nangangahulugang may kakayahan silang mag-synthesis ng protina.
Thylakoid function
Gaya ng nabanggit kanina, ang plant cell plastids - mga chloroplast - ay naglalaman ng mga espesyal na flattened sac na tinatawag na thylakoids. Ang mga pigment ay natagpuan sa kanila - chlorophylls (nakikilahok sa photosynthesis) at carotenoids (gumaganap ng pagsuporta at trophic function). Mayroon ding isang enzymatic system na nagbibigay ng mga reaksyon ng liwanag at madilim na mga yugto ng photosynthesis. Ang mga thylakoid ay kumikilos bilang mga antenna: tinututukan nila ang light quanta at idinidirekta ang mga ito sa mga molekula ng chlorophyll.
Photosynthesis ang pangunahing proseso ng mga chloroplast
Ang mga autotrophic na cell ay may kakayahang mag-independiyenteng mag-synthesize ng mga organikong substance, lalo na ang glucose, gamit ang carbon dioxide at light energy. Ang mga berdeng plastid, na ang mga pag-andar na kasalukuyan naming pinag-aaralan, ay isang mahalagang bahagi ng mga phototroph - mga multicellular na organismo tulad ng:
- mas mataas na spore na halaman (mosses, horsetails, club mosses,pako);
- mga buto (gymnosperms - ginga, conifers, ephedra at angiosperms o mga namumulaklak na halaman).
Ang
Photosynthesis ay isang sistema ng redox reactions, na nakabatay sa proseso ng paglipat ng electron mula sa mga donor substance patungo sa mga compound na “tumatanggap” sa kanila, ang tinatawag na acceptors.
Ang mga reaksyong ito ay humahantong sa synthesis ng mga organikong sangkap, sa partikular na glucose, at ang paglabas ng molecular oxygen. Ang light phase ng photosynthesis ay nangyayari sa thylakoid membranes sa ilalim ng pagkilos ng light energy. Ang hinihigop na light quanta ay nagpapasigla sa mga electron ng magnesium atoms na bumubuo sa berdeng pigment - chlorophyll.
Ang enerhiya ng mga electron ay ginagamit para sa synthesis ng enerhiya-intensive substance: ATP at NADP-H2. Ang mga ito ay pinuputol ng cell para sa dark phase reactions na nagaganap sa chloroplast matrix. Ang kumbinasyon ng mga sintetikong reaksyong ito ay humahantong sa pagbuo ng mga molekula ng glucose, amino acid, glycerol at fatty acid, na nagsisilbing gusali at trophic material ng cell.
Mga uri ng plastik
Green plastids, ang istraktura at mga function na napag-usapan natin kanina, ay matatagpuan sa mga dahon, berdeng tangkay at hindi lamang ang mga species. Kaya, sa balat ng mga prutas, sa mga petals ng mga namumulaklak na halaman, sa mga panlabas na takip ng mga underground shoots - tubers at bombilya, mayroong iba pang mga plastid. Tinatawag silang mga chromoplast o leucoplast.
Ang mga walang kulay na organelles (leucoplasts) ay may ibang hugis at naiiba sa mga chloroplast dahil silaang panloob na lukab ay walang manipis na mga plato - lamellae, at ang bilang ng mga thylakoids na nahuhulog sa matrix ay maliit. Ang mismong matrix ay naglalaman ng deoxyribonucleic acid, mga organelle na nagsi-synthesize ng protina - ribosome at proteolytic enzymes na nagsisisira ng mga protina at carbohydrates.
Ang mga leucoplast ay mayroon ding mga enzyme - mga synthetases na kasangkot sa pagbuo ng mga molekula ng starch mula sa glucose. Bilang resulta, ang walang kulay na mga plastid ng cell ng halaman ay nag-iipon ng mga reserbang sustansya: mga butil ng protina at mga butil ng almirol. Ang mga plastid na ito, na ang tungkulin ay mag-ipon ng mga organikong sangkap, ay maaaring maging mga chromoplast, halimbawa, sa panahon ng paghinog ng mga kamatis na nasa yugto ng pagkahinog ng gatas.
Sa ilalim ng high-resolution na scanning microscope, ang mga pagkakaiba sa istruktura ng lahat ng tatlong uri ng plastid ay malinaw na nakikita. Ito, una sa lahat, ay may kinalaman sa mga chloroplast, na may pinakamasalimuot na istraktura na nauugnay sa paggana ng photosynthesis.
Chromoplasts - colored plastids
Kasama ang berde at walang kulay na mga selula ng halaman, mayroong ikatlong uri ng organelle na tinatawag na chromoplasts. Mayroon silang iba't ibang kulay: dilaw, lila, pula. Ang kanilang istraktura ay katulad ng mga leukoplast: ang panloob na lamad ay may isang maliit na bilang ng mga lamellae at isang maliit na bilang ng mga thylakoids. Ang mga Chromoplast ay naglalaman ng iba't ibang mga pigment: xanthophylls, carotenes, carotenoids, na mga auxiliary photosynthetic substance. Ang mga plastid na ito ang nagbibigay ng kulay ng mga ugat ng beets, karot, bunga ng mga puno ng prutas at berry.
Paano sila bumangonat magkaparehong pagbabago sa mga plastid
Leucoplasts, chromoplasts, chloroplasts ay mga plastid (ang istraktura at mga function na ating pinag-aaralan) na may iisang pinagmulan. Ang mga ito ay mga derivatives ng meristematic (pang-edukasyon) na mga tisyu, kung saan nabuo ang mga protoplastid - dalawang-membrane sac-like organelles hanggang sa 1 micron ang laki. Sa liwanag, pinapalubha nila ang kanilang istraktura: isang panloob na lamad na naglalaman ng mga lamellae ay nabuo, at ang berdeng pigment na chlorophyll ay na-synthesize. Ang mga protoplastid ay nagiging mga chloroplast. Ang mga leukoplast ay maaari ding mabago sa pamamagitan ng liwanag na enerhiya sa mga berdeng plastid at pagkatapos ay sa mga chromoplast. Ang plastid modification ay isang malawakang phenomenon sa mundo ng halaman.
Chromatophores bilang precursors ng mga chloroplast
Prokaryotic phototrophic organisms - berde at lila na bakterya, nagsasagawa ng proseso ng photosynthesis sa tulong ng bacteriochlorophyll A, ang mga molekula nito ay matatagpuan sa mga panloob na paglaki ng cytoplasmic membrane. Itinuturing ng mga microbiologist na ang bacterial chromatophores ay mga precursor ng plastids.
Ito ay kinumpirma ng kanilang katulad na istraktura sa mga chloroplast, katulad ng pagkakaroon ng mga sentro ng reaksyon at mga light-trap system, pati na rin ang mga pangkalahatang resulta ng photosynthesis, na humahantong sa pagbuo ng mga organikong compound. Dapat pansinin na ang mas mababang mga halaman - berdeng algae, tulad ng mga prokaryotes, ay walang mga plastid. Ito ay dahil sa katotohanan na ang mga pormasyon na naglalaman ng chlorophyll - mga chromatophores, ay pumalit sa kanilang tungkulin - photosynthesis.
Paano nagmula ang mga chloroplast
Sa maraming hypothesespinagmulan ng mga plastid, pag-isipan natin ang symbiogenesis. Ayon sa kanyang mga ideya, ang mga plastid ay mga selula (chloroplast) na lumitaw sa panahon ng Archean bilang resulta ng pagtagos ng phototrophic bacteria sa pangunahing heterotrophic cell. Sila ang nanguna sa pagbuo ng mga berdeng plastid.
Sa artikulong ito, pinag-aralan namin ang istruktura at mga function ng dalawang-membrane organelles ng isang plant cell: leukoplasts, chloroplasts at chromoplasts. At nalaman din ang kanilang kahalagahan sa cellular life.
