Ocurre en los cloroplastos. Cloroplastos, estructura, origen, funciones. Pigmentos de cloroplasto. Fotosíntesis. ¿Cómo se forman los amiloplastos?

(formaciones de membrana en las que se encuentra la cadena de transporte de electrones de los cloroplastos). Los tilacoides de las plantas superiores se agrupan en grana, que son pilas de tilacoides aplanados y apretados entre sí en forma de disco. Los grana están conectados con la ayuda de láminas. El espacio entre la membrana del cloroplasto y los tilacoides se llama estroma. El estroma contiene moléculas de ARN de cloroplastos, ADN de plástidos, ribosomas, granos de almidón y enzimas del ciclo de Calvin.

Origen

En la actualidad, se reconoce generalmente el origen de los cloroplastos por simbiogénesis. Se supone que los cloroplastos se originaron a partir de cianobacterias, ya que son un organoide de dos membranas, tienen su propio ADN y ARN circulares cerrados, un aparato completo de síntesis de proteínas (además, los ribosomas del tipo procariótico - 70S), se multiplican por fisión binaria y Las membranas tilacoides son similares a las membranas procarióticas (la presencia de lípidos ácidos) y se asemejan a los orgánulos correspondientes en las cianobacterias. En las algas glaucofitas, en lugar de los típicos cloroplastos, las células contienen cyanella, cianobacterias que han perdido la capacidad de existir de forma independiente como resultado de la endosimbiosis, pero conservan en parte la pared celular de las cianobacterias.

La edad de este evento se estima en 1-1.500 millones de años.

Algunos grupos de organismos recibieron cloroplastos como resultado de la endosimbiosis no con células procariotas, sino con otros eucariotas que ya tienen cloroplastos. Esto explica la presencia de más de dos membranas en la membrana del cloroplasto de algunos organismos. La más interna de estas membranas se interpreta como el caparazón de una cianobacteria que ha perdido su pared celular, mientras que la externa se interpreta como la pared de la vacuola del simbiontóforo del huésped. Membranas intermedias: pertenecen a un organismo eucariota reducido que ha entrado en simbiosis. En algunos grupos, en el espacio periplástido entre la segunda y la tercera membrana, hay un nucleomorfo, un núcleo eucariótico muy reducido.

Estructura

En diferentes grupos de organismos, los cloroplastos difieren significativamente en tamaño, estructura y número en la célula. Las características de la estructura de los cloroplastos son de gran importancia taxonómica. Básicamente, los cloroplastos tienen la forma de una lente biconvexa, su tamaño es de aproximadamente 4-6 micras.

caparazón de cloroplastos

En diferentes grupos de organismos, el caparazón de los cloroplastos difiere en estructura.

En las glaucocistófitas, las algas rojas y verdes y en las plantas superiores, la cubierta consta de dos membranas. En otras algas eucariotas, el cloroplasto está rodeado además por una o dos membranas. En las algas con cloroplastos de cuatro membranas, la membrana externa generalmente se extiende hacia la membrana externa del núcleo.

espacio periplástido

Laminillas y tilacoides

Las láminas conectan las cavidades de los tilacoides.

pirenoides

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Literatura

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• Lee, RE Fisiología, 4ª edición. - Cambridge: Cambridge University Press, 2008. - 547 p. - ISBN 9780521682770.

orgánulos pared celular Sustancias estructuras División célula vegetal Etapas especiales estructuras

sistema endomembranoso citoesqueleto endosimbiontes Otros organelos internos orgánulos externos

Un extracto que caracteriza a los cloroplastos.

“Así se bailaba en nuestro tiempo, ma chere”, dijo el conde.
- ¡Oh, sí, Danila Kupor! ', dijo Marya Dmitrievna, dejando escapar el aliento pesada y continuamente, y arremangándose.

Mientras se bailaba la sexta inglesa en el salón de los Rostov al son de músicos cansados ​​que desafinaban, y los cansados ​​camareros y cocineros preparaban la cena, el sexto golpe tuvo lugar con el conde Bezukhim. Los médicos anunciaron que no había esperanza de recuperación; al paciente se le dio una confesión sorda y la comunión; se hicieron los preparativos para la unción, y la casa estaba llena de alboroto y ansiedad de espera, común en tales momentos. Fuera de la casa, detrás de las puertas, se apiñaban los funerarios, escondiéndose de los carruajes que se acercaban, esperando una rica orden para el funeral del conde. El comandante en jefe de Moscú, que constantemente enviaba ayudantes para conocer la posición del conde, esa noche él mismo vino a despedirse del famoso noble de Catalina, el conde Bezukhim.
La magnífica sala de recepción estaba llena. Todos se pusieron de pie respetuosamente cuando el comandante en jefe, después de estar cerca de media hora a solas con el paciente, salió de allí, respondiendo levemente a las reverencias e intentando pasar lo antes posible a las miradas de médicos, clérigos y familiares. fijo en él. El príncipe Vasily, que se había vuelto más delgado y pálido en estos días, despidió al comandante en jefe y le repitió algo en voz baja varias veces.
Después de despedir al comandante en jefe, el príncipe Vasily se sentó solo en el salón en una silla, con las piernas sobre las piernas, apoyando el codo en la rodilla y cerrando los ojos con la mano. Después de sentarse así por un tiempo, se levantó y con pasos inusualmente rápidos, mirando a su alrededor con ojos asustados, atravesó un largo corredor hacia la mitad trasera de la casa, hacia la princesa mayor.
Los que estaban en la habitación tenuemente iluminada hablaban en un susurro desigual entre ellos y guardaban silencio cada vez, y con los ojos llenos de preguntas y expectativas miraban hacia atrás a la puerta que conducía a las cámaras del moribundo y hacían un sonido débil cuando alguien lo dejó o entró en él.
“El límite humano”, le dijo el anciano, clérigo, a la señora que se sentó a su lado y lo escuchaba ingenuamente, “el límite está puesto, pero no se puede pasar”.
– ¿Creo que no es demasiado tarde para la unción? - agregando un título espiritual, preguntó la dama, como si no tuviera ninguna opinión sobre este asunto.
-El sacramento, madre, es grande -respondió el clérigo, pasándose la mano por la cabeza calva, a lo largo de la cual se extendían varios mechones de pelo peinado entre canas.
- ¿Quién es? ¿Era el comandante en jefe? preguntó en el otro extremo de la habitación. - ¡Qué juvenil!...
- ¡Y la séptima diez! ¿Qué, dicen, el conde no sabe? ¿Quería congregarse?
- Sabía una cosa: tomé la unción siete veces.
La segunda princesa acababa de salir de la habitación del paciente con los ojos llorosos y se sentó al lado de la Dra. Lorrain, quien estaba sentada en una pose graciosa debajo del retrato de Catherine, apoyada en la mesa.
“Tres beau”, dijo el médico, respondiendo a una pregunta sobre el tiempo, “tres beau, princesse, et puis, a Moscou on se croit a la campagne”. [hermoso clima, princesa, y luego Moscú se parece tanto a un pueblo.]
- N "est ce pas? [¿No es así?] - dijo la princesa, suspirando. - Entonces, ¿puede beber?
Lorren consideró.
¿Tomó medicina?
- Sí.
El doctor miró el breguet.
- Tomar un vaso de agua hervida y poner une pincee (mostró con sus dedos delgados lo que significa une pincee) de cremortartari... [una pizca de cremortartar...]
- No beba, escuche, - dijo el médico alemán al ayudante, - que el cuchillo quedó del tercer golpe.
¡Y qué hombre más fresco era! dijo el ayudante. ¿Y a quién irá esta riqueza? añadió en un susurro.
“Se encontrará al granjero”, respondió el alemán, sonriendo.
Todos volvieron a mirar la puerta: crujió, y la segunda princesa, después de preparar la bebida que mostró Lorrain, se la llevó al paciente. El médico alemán se acercó a Lorrain.
"¿Quizás también llegue mañana por la mañana?" preguntó el alemán, hablando mal en francés.
Lorren, frunciendo los labios, agitó severa y negativamente su dedo frente a su nariz.
"Esta noche, no más tarde", dijo en voz baja, con una sonrisa decente de satisfacción en que claramente sabe cómo entender y expresar la situación del paciente, y se alejó.

Mientras tanto, el príncipe Vasily abrió la puerta de la habitación de la princesa.
La habitación estaba semioscura; sólo dos lámparas ardían frente a las imágenes, y había un buen olor a humo y flores. Toda la sala estaba ambientada con pequeños muebles de chifonieres, alacenas, mesas. Detrás de los biombos se veían las colchas blancas de un alto edredón de plumas. El perro ladró.
"Ah, ¿eres tú, mon primo?"
Se levantó y se alisó el pelo, que siempre, incluso ahora, estaba tan inusualmente liso, como si hubiera sido hecho de una sola pieza con su cabeza y cubierto con barniz.
- ¿Qué, pasó algo? ella preguntó. - Ya estoy tan asustado.
- Nada, todo es igual; Solo vine a hablar contigo, Katish, sobre negocios, - dijo el príncipe, sentándose con cansancio en la silla de la que ella se levantó. —Qué calor tienes, sin embargo —dijo—, pues siéntate aquí, causons. [hablar.]
“Pensé, ¿pasó algo? - dijo la princesa, y con su expresión inmutable y pétreamente severa, se sentó frente al príncipe, disponiéndose a escuchar.
“Quería dormir, mon primo, pero no puedo.
- Bueno, ¿qué, querida? - dijo el Príncipe Vasily, tomando la mano de la princesa y doblándola hacia abajo de acuerdo a su costumbre.
Era evidente que ese "bueno, qué" se refería a muchas cosas que, sin nombrar, entendían ambos.
La princesa, con sus piernas incongruentemente largas, la cintura seca y recta, miraba directa e impasible al príncipe de ojos saltones y grises. Sacudió la cabeza y suspiró mientras miraba los íconos. Su gesto podría explicarse tanto como una expresión de tristeza y devoción, como una expresión de cansancio y esperanza de un rápido descanso. El príncipe Vasily explicó este gesto como una expresión de fatiga.
“Pero para mí”, dijo, “¿crees que es más fácil?” Je suis ereinte, comme un cheval de poste; [Estoy mortificado como un caballo de correo;] pero aun así necesito hablar contigo, Katish, y muy en serio.
El Príncipe Vasily se quedó en silencio, y sus mejillas comenzaron a temblar nerviosamente, primero hacia un lado, luego hacia el otro, dándole a su rostro una expresión desagradable, que nunca se mostró en el rostro del Príncipe Vasily cuando estaba en los salones. Sus ojos tampoco eran los de siempre: ahora miraban con insolencia en broma, ahora miraban a su alrededor con miedo.

Una célula es una estructura compleja formada por muchos componentes llamados orgánulos. Al mismo tiempo, la composición célula vegetal algo diferente del animal, y la principal diferencia radica en la presencia plástidos.

En contacto con

Descripción de los elementos celulares.

Qué componentes de las células se llaman plástidos. Estos son orgánulos celulares estructurales con una estructura y funciones complejas que son importantes para la vida de los organismos vegetales.

¡Importante! Los plástidos se forman a partir de proplastidios que se encuentran dentro de meristemos o células educativas y son mucho más pequeños que un organoide maduro. Y también se dividen, como las bacterias, en dos mitades por constricción.

que tiene plástidos estructura difíciles de ver bajo un microscopio, debido a la densa capa no son translúcidos.

Sin embargo, los científicos pudieron descubrir que este organoide tiene dos membranas, en su interior está lleno de estroma, un líquido similar al citoplasma.

Los pliegues de la membrana interna, apilados en pilas, forman grana, que se puede interconectar.

También en el interior hay ribosomas, gotas de lípidos, granos de almidón. Incluso los plástidos, especialmente los cloroplastos, tienen sus propias moléculas.

Clasificación

Se dividen en tres grupos según el color y las funciones:

• cloroplastos,
• cromoplastos,
• leucoplastos.

cloroplastos

Los más estudiados, tienen un color verde. Contenido en las hojas de las plantas, a veces en tallos, frutos e incluso raíces. En apariencia, parecen granos redondeados de 4 a 10 micrómetros de tamaño. El tamaño pequeño y la gran cantidad aumentan en gran medida el área de superficie de trabajo.

Pueden diferir en color, depende del tipo y la concentración del pigmento que contienen. Básico pigmento - clorofila, xantofila y caroteno también están presentes. En la naturaleza, hay 4 tipos de clorofila, denotados por letras latinas: a, b, c, e. Los dos primeros tipos contienen células de plantas superiores y algas verdes, las diatomeas solo tienen variedades: a y c.

¡Atención! Al igual que otros orgánulos, los cloroplastos son capaces de envejecer y descomponerse. La estructura joven es capaz de división y trabajo activo. Con el tiempo, sus granos se destruyen y la clorofila se descompone.

Los cloroplastos cumplen una función importante: dentro de ellos se lleva a cabo el proceso de fotosíntesis- conversión de la luz solar en la energía de los enlaces químicos de los carbohidratos que se forman. Al mismo tiempo, pueden moverse junto con la corriente del citoplasma o moverse activamente por sí mismos. Entonces, con poca luz, se acumulan cerca de las paredes de la celda con una gran cantidad de luz y se vuelven hacia ella con un área más grande, y con luz muy activa, por el contrario, se paran.

cromoplastos

Reemplazan los cloroplastos destruidos, vienen en tonos amarillos, rojos y naranjas. La coloración se forma debido al contenido de carotenoides.

Estos orgánulos se encuentran en las hojas, flores y frutos de las plantas. La forma puede ser redonda, rectangular o incluso en forma de aguja. La estructura es similar a los cloroplastos.

Función principal - colorante flores y frutos, que atrae insectos polinizadores y animales que comen los frutos y contribuyen así a la dispersión de las semillas de la planta.

¡Importante! Los estudiosos especulan sobre el papel cromoplastos en los procesos redox de la célula como filtro de luz. Se considera la posibilidad de su influencia en el crecimiento y reproducción de las plantas.

leucoplastos

Datos los plástidos tienen diferencias en estructura y función. La tarea principal es almacenar nutrientes para el futuro, por lo que se encuentran principalmente en los frutos, pero también pueden estar en las partes engrosadas y carnosas de la planta:

• tubérculos
• rizomas,
• tubérculos,
• bombillas y otros.

colorante incoloro no permite identificarlos. en la estructura de la célula, sin embargo, los leucoplastos son fáciles de ver cuando se agrega una pequeña cantidad de yodo que, al interactuar con el almidón, los tiñe de azul.

La forma es casi redonda, mientras que el sistema de membranas está poco desarrollado en el interior. La ausencia de pliegues de membrana ayuda al organoide a almacenar sustancias.

Los granos de almidón aumentan de tamaño y destruyen fácilmente las membranas internas del plástido, como si lo estiraran. Esto le permite almacenar más carbohidratos.

A diferencia de otros plástidos, contienen una molécula de ADN en forma formal. Al mismo tiempo, al acumular clorofila, los leucoplastos pueden convertirse en cloroplastos.

Determinando qué función realizan los leucoplastos, cabe señalar su especialización, ya que existen varios tipos que almacenan cierto tipo de materia orgánica:

• los amiloplastos acumulan almidón;
• los oleoplastos producen y almacenan grasas, mientras que estas últimas pueden almacenarse en otras partes de las células;
• los proteinoplastos "protegen" las proteínas.

Además de la acumulación, pueden cumplir la función de dividir sustancias, para lo cual existen enzimas que se activan cuando hay escasez de energía o material de construcción.

En tal situación, las enzimas comienzan a descomponer las grasas y los carbohidratos almacenados en monómeros para que la célula reciba la energía necesaria.

Todas las variedades de plástidos, a pesar de características estructurales tienen la capacidad de transformarse unos en otros. Entonces, los leucoplastos pueden transformarse en cloroplastos, vemos este proceso cuando los tubérculos de papa se vuelven verdes.

Al mismo tiempo, en otoño, los cloroplastos se transforman en cromoplastos, lo que hace que las hojas se vuelvan amarillas. Cada celda contiene un solo tipo de plástido.

Origen

Hay muchas teorías del origen, las más razonables entre ellas son dos:

• simbiosis,
• absorción.

El primero considera la formación de una célula como un proceso de simbiosis que ocurre en varias etapas. En su curso se unen bacterias heterótrofas y autótrofas, obtener beneficio mutuo.

La segunda teoría considera la formación de una célula a través de la absorción de organismos más pequeños por otros más grandes. Sin embargo, en este caso, no se digieren, se integran en la estructura de la bacteria, realizando su función en su interior. Esta estructura resultó conveniente y dio a los organismos una ventaja sobre los demás.

Tipos de plástidos en una célula vegetal

Plástidos: sus funciones en la célula y tipos.

Producción

Los plástidos en las células vegetales son una especie de "fábrica" ​​donde la producción se lleva a cabo asociada a procesos de transformación de intermediarios tóxicos, alta energía y radicales libres.

Células vegetales conocidas como plástidos verdes. Los plástidos ayudan a almacenar y recolectar las sustancias necesarias para la producción de energía. El cloroplasto contiene un pigmento verde llamado clorofila, que absorbe la energía de la luz para el proceso de fotosíntesis. Por lo tanto, el nombre cloroplasto indica que estos orgánulos son plástidos que contienen clorofila.

Asimismo, los cloroplastos tienen su propio ADN, son los encargados de producir energía y se reproducen independientemente del resto mediante un proceso de fisión similar a la fisión bacteriana. También son responsables de la producción de aminoácidos y componentes lipídicos necesarios para la producción de cloroplastos. Los cloroplastos también se encuentran en las células de otros organismos fotosintéticos como las algas.

Cloroplasto: estructura

Esquema de la estructura del cloroplasto.

Los cloroplastos se encuentran comúnmente en las células protectoras ubicadas en las hojas de las plantas. Las células protectoras rodean pequeños poros llamados estomas, abriéndolos y cerrándolos para permitir el intercambio de gases necesario para la fotosíntesis. Los cloroplastos y otros plástidos se desarrollan a partir de células llamadas proplastidios, que son células inmaduras e indiferenciadas que se desarrollan en diferentes tipos de plástidos. Proplastid, que se convierte en un cloroplasto, lleva a cabo este proceso solo en presencia de luz. Los cloroplastos contienen varias estructuras diferentes, cada una con funciones especializadas. Las principales estructuras del cloroplasto incluyen:

• Membrana: contiene membranas de bicapa lipídica interna y externa que actúan como revestimientos protectores y preservan las estructuras cerradas de los cloroplastos. El interno separa el estroma del espacio intermembrana y regula el paso de moléculas hacia/desde el cloroplasto.
• Espacio intermembrana: el espacio entre las membranas externa e interna.
• El sistema tilacoidal es un sistema de membrana interna compuesto por estructuras de membrana aplanadas en forma de saco llamadas tilacoides que sirven como sitios para la conversión de energía luminosa en energía química.
• Un tilacoide con un lumen (lumen) es un compartimento en cada tilacoide.
• Grana: pilas densas en capas de sacos tilacoides (10-20) que sirven como sitios para la conversión de energía luminosa en energía química.
• El estroma es un fluido denso dentro del cloroplasto que contiene la membrana dentro pero fuera de la membrana tilacoide. Aquí es donde el dióxido de carbono se convierte en carbohidratos (azúcares).
• La clorofila es un pigmento fotosintético verde en la grana del cloroplasto que absorbe la energía de la luz.

Cloroplasto: fotosíntesis

La fotosíntesis convierte la energía solar en energía química. La energía química se almacena como glucosa (azúcar). El dióxido de carbono, el agua y la luz solar se utilizan para producir glucosa, oxígeno y agua. La fotosíntesis ocurre en dos etapas: la fase de luz y la fase de oscuridad.

La fase de luz de la fotosíntesis procede solo en presencia de luz y ocurre dentro de la grana del cloroplasto. El pigmento principal utilizado para convertir la energía luminosa en energía química es la clorofila a. Otros pigmentos involucrados en la absorción de la luz incluyen la clorofila b, la xantofila y el caroteno. Durante la fase luminosa, la luz solar se convierte en energía química en forma de ATP (una molécula que contiene energía libre) y NADP (una molécula que transporta electrones de alta energía).

Tanto el ATP como el NADP se utilizan durante la fase oscura para producir azúcar. La fase oscura de la fotosíntesis, también conocida como el paso de fijación de carbono o el ciclo de Calvin. Las reacciones en esta etapa ocurren en el estroma. El estroma contiene enzimas que facilitan una serie de reacciones que utilizan ATP, NADP y dióxido de carbono para producir azúcar. El azúcar puede almacenarse como almidón, usarse durante la respiración o en la producción de pulpa.

La fotosíntesis tiene lugar en orgánulos celulares especializados: los cloroplastos. Los cloroplastos de las plantas superiores son biconvexos. lentes(disco), que es más conveniente para absorber la luz solar. Su tamaño, cantidad, ubicación cumplen plenamente su propósito: absorber la energía solar de la manera más eficiente posible, asimilar el carbono de la manera más completa posible. Se ha establecido que el número de cloroplastos en una célula se mide en decenas. Esto proporciona un alto contenido de estos orgánulos por unidad de superficie foliar. Si en 1 milímetro 2 hojas de frijol 283 mil cloroplastos, en girasol - 465 mil. Diámetro cloroplastos en promedio 0,5-2 micras.

La estructura del cloroplasto. muy complejo. Al igual que el núcleo y las mitocondrias, el cloroplasto está rodeado por una vaina que consta de dos membranas de lipoproteínas. El ambiente interno es una sustancia relativamente homogénea - una matriz o estroma , que es penetrado por membranas - laminillas (arroz.). Las láminas conectadas entre sí forman burbujas - tilacoides . Estrechamente adyacentes entre sí, se forman los tilacoides granos , que se distinguen incluso bajo un microscopio óptico. A su vez, los grana en uno o más lugares se unen entre sí con la ayuda de hebras intergranales: tilacoides del estroma.

Propiedades de los cloroplastos: capaz de cambiar de orientación y muévete. Por ejemplo, bajo la influencia de la luz brillante, los cloroplastos giran el lado estrecho del disco hacia los rayos incidentes y se mueven hacia las paredes laterales de las células. Los cloroplastos se mueven en la dirección de una mayor concentración de CO2 en la célula. Durante el día suelen alinearse a lo largo de las paredes, por la noche se hunden hasta el fondo de la jaula.

Composición química cloroplastos: agua - 75%; 75-80% de la materia seca total es org. compuestos, 20-25% - mineral.

La base estructural de los cloroplastos son ardillas (50-55 % peso seco),  la mitad de ellos son proteínas hidrosolubles. Este alto contenido de proteínas se explica por sus diversas funciones en la composición de los cloroplastos (proteínas estructurales de membrana, proteínas enzimáticas, proteínas transportadoras, proteínas contráctiles, proteínas receptoras).

Los componentes más importantes de los cloroplastos son lipidos , (30-40% seco metro.). Los lípidos del cloroplasto están representados por tres grupos de compuestos.

Componentes estructurales de las membranas, que están representados por lipoides anfipáticos y se caracterizan por un alto contenido (más del 50%) de galactolípidos y sulfolípidos. La composición de fosfolípidos se caracteriza falta de fosfatidiletanolamina y alto contenido fosfatidilglicerol(más de 20%). Sobre 60 % composición de la pantalla LCD cae en linoleicoácido.

pigmentos fotosintéticos cloroplastos - explosivos hidrófobos relacionados con lipoides(en savia celular - pigmentos solubles en agua). Las plantas superiores contienen 2 formas verde pigmentos: clorofila a Y clorofilaB y 2 formas de pigmentos amarillos: carotenos Y xantofilas(carotenoides). La clorofila juega un papel fotosensibilizadores, otros pigmentos amplían el espectro de acción de la fotosíntesis debido a una absorción más completa de PAR. Los carotenoides protegen a la clorofila de fotooxidación, participar en transporte de hidrógeno formado durante la fotólisis del agua.

Vitaminas solubles en grasa - ergosterol(provitamina D), vitaminas mi, PARA- se concentran casi en su totalidad en los cloroplastos, donde participan en la conversión de la energía luminosa en energía química. El citosol de las células de las hojas contiene principalmente vitaminas hidrosolubles. Entonces, en las espinacas, el contenido de ácido ascórbico en los cloroplastos es 4-5 veces menor que en las hojas.

Los cloroplastos de las hojas contienen una cantidad significativa ARN y ADN . Las NC constituyen aproximadamente el 1% de la masa seca de los cloroplastos (ARN - 0,75%, ADN - 0,01-0,02%). El genoma del cloroplasto está representado por una molécula de ADN circular de 40 μm de largo con un peso molecular de 108, que codifica de 100 a 150 proteínas de tamaño mediano. Los ribosomas de cloroplastos constituyen del 20 al 50% de la población celular total de los ribosomas. Por lo tanto, los cloroplastos tienen su propio sistema de síntesis de proteínas. Sin embargo, el funcionamiento normal de los cloroplastos requiere la interacción entre los genomas nuclear y del cloroplasto. La enzima clave de la fotosíntesis, la RDF-carboxilasa, se sintetiza bajo un doble control: el ADN del núcleo y el cloroplasto.

carbohidratos no son sustancias constitucionales del cloroplasto. Representado por ésteres de fosfato de azúcares y productos de la fotosíntesis. Por lo tanto, el contenido de carbohidratos en los cloroplastos varía significativamente (del 5 al 50%). En los cloroplastos que funcionan activamente, los carbohidratos generalmente no se acumulan, se produce su salida rápida. Con una disminución en la necesidad de productos de fotosíntesis, se forman grandes granos de almidón en los cloroplastos. En este caso, el contenido de almidón puede aumentar hasta 50 % el peso seco y la actividad de los cloroplastos disminuirán.

Minerales. Los cloroplastos en sí constituyen el 25-30% de la masa de la hoja, pero contienen hasta 80 % Fe, 70-72 - miligramosYzinc,  50 - cobre, 60 % California contenido en los tejidos de la hoja. Esto se debe a la alta y diversa actividad enzimática de los cloroplastos (incluidos en la composición de grupos protésicos y cofactores). miligramos es parte de la clorofila. California Estabiliza las estructuras de la membrana de los cloroplastos.

El surgimiento y desarrollo de los cloroplastos. . Los cloroplastos se forman en células meristemáticas a partir de partículas iniciales o plástidos rudimentarios (Fig.). La partícula inicial consiste en un strema ameboide rodeado por una capa de dos membranas. A medida que la célula crece, las partículas iniciales aumentan de tamaño y toman la forma de una lente biconvexa, aparecen pequeños granos de almidón en el estreptococo. Al mismo tiempo, la membrana interna comienza a crecer, formando pliegues (invaginaciones), de los cuales se desprenden burbujas y túbulos. Tales formaciones se llaman proplastidios . Para su posterior desarrollo, se necesita luz. En la oscuridad se forman etioplastos , en el que se forma una estructura de celosía de membrana: el cuerpo prolaminar. A la luz, se forman las membranas internas de proplastidios y etioplastos. sistema de corte. Al mismo tiempo, las moléculas recién formadas de clorofila y otros pigmentos también se incorporan a los granos de la luz. Así, las estructuras que están preparadas para funcionar en la luz aparecen y se desarrollan solo cuando está presente.

Junto con los cloroplastos, hay una serie de otros plástidos que se forman directamente a partir de los proplastidios o uno del otro por transformaciones mutuas ( arroz.). Estos incluyen amiloplastos acumuladores de almidón ( leucoplastos) Y cromoplastos que contienen carotenoides. En flores y frutos, los cromoplastos aparecen en las primeras etapas del desarrollo de los proplastidios. Los cromoplastos del follaje otoñal son productos de degradación de los cloroplastos., en el que los plastoglóbulos actúan como estructuras - portadores de carotenoides.

Pigmentos cloroplastos involucrados en la captura de energía luminosa, así como enzimas requeridas para la fase ligera la fotosíntesis, incrustada en membranas tilacoides.

Enzimas , que catalizan numerosas reacciones del ciclo de reducción de carbohidratos (la fase tempo de la fotosíntesis), así como una variedad de biosíntesis, incluida la biosíntesis de proteínas, lípidos, almidón, están presentes principalmente en el estroma, algunos de ellos son proteínas de laminillas periféricas.

La estructura de los cloroplastos maduros es la misma en todas las plantas superiores, así como en las células de diferentes órganos de una planta (hojas, raíces verdes, corteza, frutos). Dependiendo de la carga funcional de las células, se distingue el estado fisiológico de los cloroplastos, su edad, el grado de su estructura interna: tamaño, número de granos y la relación entre ellos. Entonces, en el cierre células estomáticas La función principal de los cloroplastos es fotorregulación movimientos estomáticos. Los cloroplastos no tienen una estructura granular estricta; contienen grandes granos de almidón, tilacoides hinchados y glóbulos lipofílicos. Todo esto indica su baja carga energética (esta función la realizan las mitocondrias). Otro cuadro se observa en el estudio de los cloroplastos de frutos de tomate verde. Disponibilidad sistema granular bien desarrollado indica una alta carga funcional de estos orgánulos y, probablemente, un aporte significativo de la fotosíntesis en la formación de frutos.

cambios de edad: Los jóvenes se caracterizan por una estructura lamelar, en este estado los cloroplastos son capaces de multiplicarse por división. En maduro, el sistema de gran está bien expresado. En el envejecimiento se rompen los tilacoides del estroma, disminuye la conexión entre las granas, y posteriormente se observa la desintegración de la clorofila y la destrucción de las granas. En el follaje de otoño, la degradación de los cloroplastos conduce a la formación cromoplastos .

Estructura de los cloroplastos lábil y dinámico , refleja todas las condiciones de vida de la planta. El modo de nutrición mineral de las plantas tiene una gran influencia. con una falta norte los cloroplastos se vuelven 1.5-2 veces más pequeños, deficiencia PAGS Y S interrumpe la estructura normal de laminillas y gran, una falta simultánea de norte Y California conduce al desbordamiento de cloroplastos con almidón debido a la interrupción del flujo de salida normal de asimilados. con una falta California alteración de la membrana externa del cloroplasto. Para mantener la estructura del cloroplasto, también se necesita luz; en la oscuridad, los tilacoides de la grana y strema se destruyen gradualmente.

Los plástidos son orgánulos específicos de las células vegetales (se encuentran en las células de todas las plantas, con la excepción de la mayoría de las bacterias, hongos y algunas algas).

En las células de las plantas superiores suele haber de 10 a 200 plástidos de 3-10 μm de tamaño, la mayoría de las veces con forma de lente biconvexa. En las algas, los plástidos verdes, llamados cromatóforos, son muy diversos en forma y tamaño. Pueden tener forma de estrella, cinta, malla y otras formas.

Hay 3 tipos de plástidos:

• plástidos incoloros - leucoplastos;
• pintado - cloroplastos(color verde);
• pintado - cromoplastos(amarillo, rojo y otros colores).

Estos tipos de plástidos son, hasta cierto punto, capaces de transformarse entre sí: los leucoplastos, con la acumulación de clorofila, pasan a cloroplastos, y estos últimos, con la apariencia de pigmentos rojos, marrones y otros, a cromoplastos.

La estructura y funciones de los cloroplastos.

Los cloroplastos son plástidos verdes que contienen el pigmento verde clorofila.

La función principal del cloroplasto es la fotosíntesis.

Los cloroplastos tienen sus propios ribosomas, ADN, ARN, inclusiones grasas, granos de almidón. En el exterior, el cloroplasto está cubierto con dos membranas de proteínas y lípidos, y los cuerpos pequeños (grana y canales de membrana) están sumergidos en su estroma semilíquido (sustancia básica).

grana(alrededor de 1 micrón de tamaño) - paquetes de bolsas planas redondas (tilacoides) plegadas como una columna de monedas. Se ubican perpendiculares a la superficie del cloroplasto. Los tilacoides de los gránulos adyacentes están interconectados por canales de membrana, formando un solo sistema. El número de grana en los cloroplastos es diferente. Por ejemplo, en las células de espinaca, cada cloroplasto contiene de 40 a 60 granos.

Los cloroplastos dentro de la célula pueden moverse pasivamente, arrastrados por la corriente del citoplasma, o moverse activamente de un lugar a otro.

• Si la luz es muy intensa, se vuelven hacia los rayos brillantes del sol y se alinean a lo largo de las paredes paralelas a la luz.
• En condiciones de poca luz, los cloroplastos se mueven hacia las paredes celulares que miran hacia la luz y giran su gran superficie hacia ella.
• En luz media, ocupan una posición intermedia.

Esto logra las condiciones de iluminación más favorables para el proceso de fotosíntesis.

Clorofila

Los gránulos de plástido de una célula vegetal contienen clorofila repleta de proteínas y moléculas de fosfolípidos de tal manera que brindan la capacidad de capturar energía luminosa.

La molécula de clorofila es muy similar a la molécula de hemoglobina y se diferencia principalmente en que el átomo de hierro ubicado en el centro de la molécula de hemoglobina es reemplazado en la clorofila por un átomo de magnesio.

Hay cuatro tipos de clorofila que se encuentran en la naturaleza: a, b, c, d.

La clorofila a y b contienen plantas superiores y algas verdes, las diatomeas contienen a y c, rojo - a y d.

La clorofila a y b se han estudiado mejor que otras (fueron separadas por primera vez por el científico ruso M.S. Tsvet a principios del siglo XX). Además de ellos, hay cuatro tipos de bacterioclorofilas: pigmentos verdes de bacterias moradas y verdes: a, b, c, d.

La mayoría de las bacterias fotosintéticas contienen bacterioclorofila a, algunas, bacterioclorofila b, bacterias verdes, c y d.

La clorofila tiene la capacidad de absorber la energía solar de manera muy eficiente y transferirla a otras moléculas, que es su principal función. Gracias a esta capacidad, la clorofila es la única estructura en la Tierra que proporciona el proceso de fotosíntesis.

La función principal de la clorofila en las plantas es absorber la energía luminosa y transferirla a otras células.

Los plástidos, así como las mitocondrias, se caracterizan hasta cierto punto por su autonomía dentro de la célula. Se reproducen por fisión.

Junto con la fotosíntesis, el proceso de biosíntesis de proteínas tiene lugar en los plástidos. Debido al contenido de ADN, los plástidos juegan un cierto papel en la transmisión de rasgos por herencia (herencia citoplasmática).

La estructura y funciones de los cromoplastos.

Los cromoplastos son uno de los tres tipos de plástidos en las plantas superiores. Estos son pequeños orgánulos intracelulares.

Los cromoplastos tienen un color diferente: amarillo, rojo, marrón. Dan un color característico a frutos maduros, flores, follaje otoñal. Esto es necesario para atraer insectos polinizadores y animales que se alimentan de frutas y esparcen semillas a largas distancias.

La estructura del cromoplasto es similar a otros plástidos. Sus dos capas internas están poco desarrolladas, a veces completamente ausentes. En un espacio limitado hay un estroma proteico, ADN y sustancias pigmentarias (carotenoides).

Los carotenoides son pigmentos liposolubles que se acumulan en forma de cristales.

La forma de los cromoplastos es muy diversa: ovalada, poligonal, en forma de aguja, en forma de hoz.

El papel de los cromoplastos en la vida de una célula vegetal no se ha dilucidado por completo. Los investigadores sugieren que las sustancias pigmentarias desempeñan un papel importante en los procesos redox y son necesarias para la reproducción celular y el desarrollo fisiológico.

La estructura y funciones de los leucoplastos.

Los leucoplastos son orgánulos celulares en los que se acumulan los nutrientes. Los orgánulos tienen dos capas: una capa exterior lisa y una interior con varias proyecciones.

Los leucoplastos a la luz se convierten en cloroplastos (por ejemplo, tubérculos de patata verde), en su estado normal son incoloros.

La forma de los leucoplastos es esférica, correcta. Se encuentran en el tejido de almacenamiento de las plantas, que llena las partes blandas: el núcleo del tallo, la raíz, los bulbos, las hojas.

Las funciones de los leucoplastos dependen de su tipo (dependiendo del nutriente acumulado).

Variedades de leucoplastos:

1. amiloplastos acumulan almidón, se encuentran en todas las plantas, ya que los hidratos de carbono son el principal alimento de la célula vegetal. Algunos leucoplastos están completamente llenos de almidón, se denominan granos de almidón.
2. Elaioplast producir y almacenar grasas.
3. proteinoplastos contienen proteínas.

Los leucoplastos también sirven como sustancia enzimática. Las enzimas aceleran las reacciones químicas. Y en un período de vida desfavorable, cuando no se llevan a cabo los procesos de fotosíntesis, descomponen los polisacáridos en carbohidratos simples que las plantas necesitan para sobrevivir.

La fotosíntesis no puede ocurrir en los leucoplastos porque no contienen grana ni pigmentos.

Los bulbos de las plantas, que contienen muchos leucoplastos, pueden tolerar largos períodos de sequía, bajas temperaturas y calor. Esto se debe a las grandes reservas de agua y nutrientes en los orgánulos.

Los precursores de todos los plástidos son los proplastidios, pequeños orgánulos. Se supone que los leuco - y los cloroplastos pueden transformarse en otras especies. En última instancia, después de realizar sus funciones, los cloroplastos y los leucoplastos se convierten en cromoplastos; esta es la última etapa del desarrollo de plástidos.

¡Es importante saberlo! Solo un tipo de plástido puede estar presente en una célula vegetal a la vez.

Cuadro resumen de la estructura y funciones de los plástidos.

Propiedades	cloroplastos	cromoplastos	leucoplastos
Estructura	Orgánulo de doble membrana, con grana y túbulos membranosos	Un orgánulo con un sistema de membrana interna no desarrollado.	Pequeños orgánulos encontrados en partes de plantas ocultas a la luz.
Color	Verduras	multicolor	Incoloro
Pigmento	Clorofila	carotenoide	Desaparecido
La forma	redondeado	Poligonal	esférico
Funciones	Fotosíntesis	Atraer distribuidores de plantas potenciales	Suministro de nutrientes
sustituibilidad	Transformarse en cromoplastos	No cambies, esta es la última etapa del desarrollo de plástidos.	Transformarse en cloroplastos y cromoplastos.