See voolab kloroplastides. Kloroplastid, struktuur, päritolu, funktsioon. Kloroplasti pigmendid. Fotosüntees. Kuidas amüloplastid moodustuvad

(membraanmoodustised, milles paikneb kloroplastide elektronide transpordiahel). Kõrgemate taimede tülakoidid on rühmitatud granaatideks, mis on ketaste kujul lamestatud ja tihedalt kokkupressitud tülakoidide virnad. Terad ühendatakse lamellide abil. Kloroplasti membraani ja tülakoidide vahelist ruumi nimetatakse stroomiks. Strooma sisaldab kloroplasti RNA molekule, plastiidi DNA-d, ribosoome, tärkliseterasid ja Calvini tsükli ensüüme.

Päritolu

Kloroplastide sümbiogeneesi päritolu on nüüdseks üldtunnustatud. Eeldatakse, et kloroplastid tekkisid tsüanobakteritest, kuna need on kahe membraaniga organoidid, neil on oma suletud ringikujuline DNA ja RNA, täisväärtuslik valgusünteesiaparaat (pealegi prokarüootsed ribosoomid - 70S), paljunevad binaarse lõhustumise ja tülakoidiga. membraanid on sarnased prokarüootsete membraanidega (happeliste lipiidide olemasolu tõttu) ja sarnanevad sinivetikate vastavate organellidega. Glaukofüütvetikates on tüüpiliste kloroplastide asemel rakkudes tsüanellid - tsüanobakterid, mis on endosümbioosi tagajärjel kaotanud iseseisva eksisteerimise võime, kuid on osaliselt säilitanud tsüanobakteri rakuseina.

Selle sündmuse vanuseks hinnatakse 1–1,5 miljardit aastat.

Mõned organismirühmad said kloroplaste endosümbioosi tulemusena mitte prokarüootsete rakkudega, vaid teiste eukarüootidega, millel on juba kloroplastid. See seletab rohkem kui kahe membraani olemasolu mõne organismi kloroplasti membraanis. Nendest membraanidest sisemist tõlgendatakse kui tsüanobakteriaalset membraani, mis on kaotanud oma rakuseina, välimist aga peremeesorganismi sümbiontofoori vakuooli seinana. Vahemembraanid kuuluvad sümbioosi sisenenud redutseeritud eukarüootse organismi hulka. Mõnes rühmas paikneb teise ja kolmanda membraani vahelises periplastiidi ruumis nukleomorf, tugevalt redutseeritud eukarüootne tuum.

Struktuur

Erinevates organismirühmades erinevad kloroplastid oluliselt suuruse, struktuuri ja arvu poolest rakus. Kloroplastide struktuuriomadused on taksonoomiliselt väga olulise tähtsusega. Põhimõtteliselt on kloroplastid kaksikkumera läätse kujul, nende suurus on umbes 4-6 mikronit.

Kloroplasti kest

Erinevates organismirühmades erineb kloroplasti membraan ehituselt.

Glaukotsüstofüütidel, punastel, rohelistel vetikatel ja kõrgematel taimedel koosneb kest kahest membraanist. Teistes eukarüootsetes vetikates on kloroplast lisaks ümbritsetud ühe või kahe membraaniga. Neljamembraaniliste kloroplastidega vetikatel läheb välismembraan tavaliselt tuuma välismembraaniks.

Periplastiline ruum

Lamellid ja tülakoidid

Lamellid ühendavad tülakoidseid õõnsusi

Pürenoidid

Vaata ka

Märkmed (redigeeri)

Kommentaarid (1)

Kirjutage ülevaade artiklist "Kloroplastid"

Märkmed (redigeeri)

Kirjandus

• Belyakova G.A. Vetikad ja seened // Botaanika: 4 köites / Belyakova G.A., Dyakov Yu.T., Tarasov K.L. - M .: Kirjastuskeskus "Akadeemia", 2006. - T. 1. - 320 lk. - 3000 eksemplari. - ISBN 5-7695-2731-5.
• Karpov S.A. Protisti raku struktuur. - SPb. : TESSA, 2001 .-- 384 lk. - 1000 eksemplari. - ISBN 5-94086-010-9.
• Lee, R.E. Fükoloogia, 4. trükk. - Cambridge: Cambridge University Press, 2008 .-- 547 lk. - ISBN 9780521682770.

Organellid Raku sein Ained Struktuurid Jaoskond taimerakk Erietapid Struktuurid

Endomembraani süsteem Tsütoskelett Endosümbiondid Muud sisemised organellid Välised organellid

Kloroplaste iseloomustav väljavõte

"Nii nad tantsisid meie ajal, ma chere," ütles krahv.
- Oh jah, Danila Kupor! - ütles Marya Dmitrievna, vabastades oma hinge raskelt ja pikalt ning käärides käised üles.

Sel ajal, kui Rostovid tantsisid kuuenda nurga saalis võltsmuusikute väsimuse saatel ning väsinud kelnerid ja kokad valmistasid õhtusööki, tabas krahv Bezukhim kuuendat kohta. Arstid teatasid, et paranemist pole loota; patsiendile anti kurt ülestunnistus ja armulaud; nad tegid ettevalmistusi mahavõtmiseks ning majas valitses sagimine ja ootusärevus, mis sellistel hetkedel on tavalised. Väljaspool maja, väljaspool väravaid tunglesid matusepidajad, kes peitsid end lähenevate vankrite eest ja ootasid rikkalikku tellimust krahvi matustele. Moskva ülemjuhataja, kes saatis lakkamatult adjutante krahvi positsiooni kohta uurima, tuli samal õhtul ise, et jätta hüvasti kuulsa Katariina suurkuju, krahv Bezukhimiga.
Suurepärane vastuvõturuum oli täis. Kõik tõusid lugupidavalt püsti, kui ülemjuhataja, olles veetnud umbes pooletunnise patsiendiga kahekesi, sealt lahkus, vastates kergelt kummardustele ja püüdes võimalikult kiiresti arstide, vaimulike ja lähedaste pilkudest mööda minna. Nende päevade jooksul kõhnaks ja kahvatuks muutunud prints Vassili saatis ülemjuhatajat ja kordas talle mitu korda vaikselt midagi.
Vürst Vassili istus pärast ülemjuhataja nägemist esikus üksinda toolile, viskas jalad kõrgele üle jalgade, toetas küünarnukiga põlvele ja sulges käega silmad. Mõnda aega istunud, tõusis ta püsti ja läks ebatavaliselt kiirustavate sammudega hirmunud silmadega ringi vaadates läbi pika koridori maja tagumisse poolde, vanima printsessi juurde.
Hämaras ruumis ebaühtlaselt sosinal viibijad rääkisid omavahel ja jäid iga kord vait ning küsimist ja ootust täis silmadega vaatasid tagasi uksele, mis viis sureva mehe kambrisse ja tegi nõrga häält, kui keegi sealt lahkus või sisenes. .
- Inimlik piir, - ütles vanahärra, vaimulik, daamile, kes tema juurde istus ja teda naiivselt kuulas, - piir on seatud, te ei ületa seda.
- Ma arvan, kas on juba hilja vallandada? - lisades hingelise tiitli, küsis daam, nagu poleks tal selles küsimuses arvamust.
"Suur sakrament, ema," vastas vaimulik ja tõmbas käega üle oma kiilaka pea, mille ääres lebas mitu kiudu kammitud poolhalli juukseid.
- Kes see on? kas ülemjuhataja ise oli? - küsis toa teises otsas. - Milline nooruslik!...
- Ja seitsmes kümnend! Mida nad ütlevad, et krahv ei tea? Kas sa tahtsid vallandada?
"Ma teadsin ühte asja: mul oli seitse korda tüsistusi.
Teine printsess oli just pisarate silmadega patsiendi toast lahkunud ja istus doktor Lorraini kõrvale, kes istus Catherine'i portree all graatsilises poosis, toetades küünarnukid lauale.
"Tres beau," ütles arst, vastates küsimusele ilma kohta, "tres beau, princesse, et puis, a Moscou on se croit a la campagne. [Ilus ilm, printsess, ja siis näeb Moskva välja nagu küla.]
"N" est ce pas? [Kas pole nii?] - ütles printsess ohates. - Kas ta võib siis juua?
Lorrain kaalus.
- Kas ta võttis ravimit?
- Jah.
Arst vaatas Breguet'd.
- Võtke klaas keedetud vett ja pange une pincee (ta näitas oma peenikeste sõrmedega, mida tähendab une pincee) de cremortartari ... [näputäis cremortartarit ...]
"Ära joo, kuula," ütles saksa arst aidandile, "et shiv jäi kolmanda löögiga alles.
- Ja milline värske mees ta oli! - ütles adjutant. - Ja kellele see rikkus läheb? Ta lisas sosinal.
"Tuleb okotnik," vastas sakslane naeratades.
Kõik vaatasid jälle ust: see kriuksus ja teine ​​printsess, valmistanud Lorraini näidatud joogi, kandis selle patsiendile. Saksa arst läks Lorrainisse.
- Siiski, võib-olla jõuab see homme hommikuni? Küsis sakslane, kes rääkis halvasti prantsuse keeles.
Lorrain surus huuled kokku ja vehkis nina ees karmilt ja eitavalt sõrmega.
"Täna õhtul, mitte hiljem," ütles ta vaikselt, korraliku naeratusega rahulolevalt, et teab selgelt, kuidas patsiendi seisukohta mõista ja väljendada, ning kõndis minema.

Vahepeal avas prints Vassili printsessi toa ukse.
Tuba oli poolpime; piltide ees põlesid vaid kaks lampi ning need lõhnasid hästi viiruki ja lillede järele. Terve tuppa oli paigaldatud väike mööbel, riidekapid, kapid, lauad. Ekraanide taga olid kõrge voodi valged voodikatted. Koer haukus.
"Oh, kas see oled sina, mu nõbu?"
Ta tõusis püsti ja sirgendas oma juukseid, mis alati, isegi praegu, olid nii harjumatult siledad, nagu oleksid need peaga ühest tükist tehtud ja lakiga kaetud.
- Mida, midagi juhtus? Ta küsis. "Ma olen juba nii hirmul.
- mitte midagi, kõik on sama; Tulin just sinuga, Katish, sellest asjast rääkima, ”ütles prints, istudes väsinult toolile, millelt ta oli tõusnud. - Kui kuum sa aga oled, - ütles ta, - istuge siia maha, põhjus. [räägime.]
- Ma mõtlesin, kas pole midagi juhtunud? - ütles printsess ja muutmatu, kivikarmi näoilmega istus ta printsi vastas, valmistudes kuulama.
„Ma tahtsin magada, nõbu, aga ma ei saa.
- Noh, mida, mu kallis? - ütles prints Vassili, võttes printsessi käest kinni ja painutades seda vastavalt oma harjumusele.
Oli ilmne, et see "noh, see" viitas paljudele asjadele, millest nad mõlemad aru said, ilma nimetamata.
Oma ebaühtlaselt pikkade jalgade, kuiva ja sirge pihaga printsess vaatas sirgelt ja kiretult punnis hallide silmadega printsi. Ta raputas pead ja vaatas pilte ohates. Tema žesti võib seletada nii kurbuse ja pühendumuse kui ka väsimuse ja kiire väljapuhkamise lootuse väljendusega. Prints Vassili selgitas seda žesti kui väsimuse väljendust.
- Ja siis, - ütles ta, - kas sa arvad, et see on lihtsam? Je suis ereinte, comme un cheval de poste; [Ma olen väsinud nagu postihobune;] aga siiski, ma pean sinuga rääkima, Katish, ja väga tõsiselt.
Vürst Vassili jäi vait ja ta põsed hakkasid närviliselt ühele või teisele poole tõmblema, andes tema näole ebameeldiva ilme, mida prints Vassili näol polnud kunagi näha, kui ta oli elutubades. Ka tema silmad ei olnud samad, mis alati: nad vaatasid ülbe naljaga pooleks, siis vaatasid ehmunult ringi.

Rakk on keeruline struktuur, mis koosneb paljudest komponentidest, mida nimetatakse organellideks. Lisaks koostis taimerakk veidi erinev loomast ja peamine erinevus seisneb kohalolekus plastiidid.

Kokkupuutel

Rakuliste elementide kirjeldus

Milliseid rakkude komponente nimetatakse plastiidideks. Need on keeruka ehituse ja funktsioonidega raku struktuursed organellid, mis on taimeorganismide elutegevuseks olulised.

Tähtis! Plastiidid moodustuvad proplastiididest, mis asuvad meristeemi või haridusrakkude sees ja on palju väiksemad kui küps organoid. Ja nad jagunevad ka, nagu bakterid, kitsendusega kaheks pooleks.

Mis neil on plastiidid struktuur Mikroskoobi all on raske näha, tiheda kesta tõttu ei ole need poolläbipaistvad.

Teadlastel õnnestus aga välja selgitada, et sellel organoidil on kaks membraani, mille sees on strooma, tsütoplasmaga sarnane vedelik.

Virnadesse laotud sisemembraani voldid moodustavad tahke, mida saab omavahel ühendada.

Samuti on sees ribosoomid, lipiiditilgad, tärklise terad. Isegi plastiididel, eriti kloroplastidel, on oma molekulid.

Klassifikatsioon

Need jagunevad värvi ja funktsioonide järgi kolme rühma:

• kloroplastid,
• kromoplastid,
• leukoplastid.

Kloroplastid

Kõige sügavamalt uuritud, need on rohelist värvi. Sisaldub taimede lehtedes, mõnikord vartes, viljades ja isegi juurtes. Välimuselt näevad nad välja nagu ümmargused 4-10 mikromeetrised terad. Väike suurus ja suur kogus suurendavad oluliselt tööpinna pinda.

Nende värvus võib olla erinev, see sõltub neis sisalduva pigmendi tüübist ja kontsentratsioonist. Põhiline pigment - klorofüll, leidub ka ksantofülli ja karoteeni. Looduses on 4 tüüpi klorofülli, mida tähistatakse ladina tähtedega: a, b, c, e. Kaks esimest tüüpi sisaldavad kõrgemate taimede ja rohevetikate rakke, ränivetikates on ainult sordid - a ja c.

Tähelepanu! Nagu teised organellid, on kloroplastid võimelised vananema ja riknema. Noor struktuur on võimeline jagunema ja aktiivselt töötama. Aja jooksul nende terad lagunevad ja klorofüll laguneb.

Kloroplastidel on oluline funktsioon: nende sees toimub fotosünteesi protsess- päikesevalguse muundamine moodustavate süsivesikute keemiliste sidemete energiaks. Samal ajal võivad nad liikuda koos tsütoplasma vooluga või ise aktiivselt liikuda. Seega kogunevad nad vähese valguse korral suure valgushulgaga raku seintele ja pöörduvad suurema alaga selle poole ning väga aktiivses valguses, vastupidi, tõusevad servast püsti.

Kromoplastid

Need tulevad hävitatud kloroplastide asemele, need on kollased, punased ja oranžid. Värvus tekib tänu karotenoidide sisaldusele.

Neid organelle leidub taimede lehtedes, õites ja viljades. Need võivad olla ümmargused, ristkülikukujulised või isegi nõelakujulised. Struktuur sarnaneb kloroplastidega.

Peamine funktsioon on värvimine lilled ja puuviljad, mis võimaldab meelitada ligi tolmeldavaid putukaid ja loomi, kes söövad puuvilju ning aitavad seeläbi kaasa taimede seemnete levikule.

Tähtis! Teadlased teevad rolli kohta oletusi kromoplastid raku redoksprotsessides valgusfiltrina. Kaalutakse nende mõju taimede kasvule ja paljunemisele.

Leukoplastid

Andmed plastiididel on erinevused struktuur ja funktsioon... Peamine ülesanne on säilitada toitaineid edaspidiseks kasutamiseks, seetõttu leidub neid peamiselt puuviljades, kuid neid võib olla ka taime paksenenud ja lihavates osades:

• mugulad,
• risoomid,
• juurviljad,
• pirnid ja muud.

Värvitu värvus ei võimalda neid esile tõsta raku struktuuris on aga vähesel määral joodi lisamisel leukoplaste hästi näha, mis tärklisega suheldes värvib need siniseks.

Kuju on ümmargune, samas kui membraanisüsteem on seest halvasti arenenud. Membraanivoltide puudumine aitab organoidil aineid säilitada.

Tärklise terad suurenevad ja hävitavad kergesti sisemised plastiidmembraanid, justkui venitades seda. See võimaldab salvestada rohkem süsivesikuid.

Erinevalt teistest plastiididest sisaldavad nad kaunistatud DNA molekuli. Samal ajal koguneb klorofüll, leukoplastid võivad muutuda kloroplastideks.

Leukoplastide funktsiooni määramisel tuleks märkida nende spetsialiseerumist, kuna teatud tüüpi orgaanilisi aineid säilitavad mitut tüüpi:

• amüloplastid koguvad tärklist;
• oleoplastid toodavad ja säilitavad rasvu, samas kui viimaseid saab säilitada teistes rakkude osades;
• proteinoplastid "hoolitsevad" valkude eest.

Lisaks kogunemisele võivad nad täita ainete lõhustamise funktsiooni, mille jaoks on olemas ensüümid, mis aktiveeruvad energia- või ehitusmaterjali nappuse korral.

Sellises olukorras hakkavad ensüümid ladestunud rasvu ja süsivesikuid monomeerideks lagundama, et rakk saaks vajaliku energia.

Kõik plastiidide sordid, hoolimata struktuursed omadused, neil on võime üksteiseks muutuda. Niisiis, leukoplaste saab muuta kloroplastideks, seda protsessi näeme kartulimugulate rohestamise juures.

Samal ajal muutuvad kloroplastid sügisel kromoplastideks, mille tulemusena lehed muutuvad kollaseks. Iga rakk sisaldab ainult ühte tüüpi plastiide.

Päritolu

Päritoluteooriaid on palju, neist kõige põhjendatumad on kaks:

• sümbioos,
• imendumine.

Esimene käsitleb rakkude moodustumist sümbioosi protsessina, mis toimub mitmes etapis. Selle käigus ühinevad heterotroofsed ja autotroofsed bakterid, vastastikku kasulik.

Teine teooria käsitleb raku teket väiksemate organismide neeldumise kaudu suuremate organismide poolt. Kuid sel juhul neid ei seedita, nad on kinnitunud bakteri struktuuri, täites selle sees oma funktsiooni. Selline struktuur osutus mugavaks ja andis organismidele teiste ees eelise.

Plastiidide tüübid taimerakus

Plastiidid – nende funktsioonid rakus ja tüübid

Väljund

Plastiidid taimerakkudes on omamoodi "vabrik", kus tootmine toimub seoses toksiliste vaheühendite, kõrge energia ja vabade radikaalide transformatsiooniprotsessidega.

Taimerakku tuntakse roheliste plastiididena. Plastiidid aitavad säilitada ja koguda energia tootmiseks vajalikke aineid. Kloroplast sisaldab rohelist pigmenti, mida nimetatakse klorofülliks, mis neelab fotosünteesiks valgusenergiat. Seega näitab nimetus kloroplast, et need organellid on klorofülli sisaldavad plastiidid.

Samuti on kloroplastidel oma DNA, nad vastutavad energia tootmise eest ja paljunevad teistest sõltumatult jagunemisprotsessi kaudu, mis sarnaneb bakteriaalse binaarse lõhustumisega. Samuti vastutavad nad kloroplastide tootmiseks vajalike aminohapete ja lipiidkomponentide tootmise eest. Kloroplaste leidub ka teiste fotosünteetiliste organismide, näiteks vetikate rakkudes.

Kloroplast: struktuur

Kloroplasti struktuuriskeem

Kloroplaste leidub tavaliselt taimede lehtedes asuvates kaitserakkudes. Kaitserakud ümbritsevad pisikesi poore, mida nimetatakse stoomideks, avades ja sulgedes neid, et võimaldada fotosünteesiks vajalikku gaasivahetust. Kloroplastid ja muud plastiidid arenevad rakkudest, mida nimetatakse proplastiidideks, mis on ebaküpsed, diferentseerumata rakud, millest arenevad erinevat tüüpi plastiidid. Proplastid, mis areneb kloroplastiks, viib selle protsessi läbi ainult valguse käes. Kloroplastid sisaldavad mitmeid erinevaid struktuure, millest igaühel on spetsiifilised funktsioonid. Peamised kloroplasti struktuurid on järgmised:

• Membraan – sisaldab sisemist ja välimist lipiidide kahekihilist membraani, mis toimivad kaitsekattena ja säilitavad suletud kloroplasti struktuure. Sisemine eraldab strooma membraanidevahelisest ruumist ja reguleerib molekulide läbimist kloroplasti / kloroplastist.
• Membraanidevaheline ruum on välimise ja sisemise membraani vaheline ruum.
• Tülakoidisüsteem on sisemine membraanisüsteem, mis koosneb lamestatud kotitaolistest membraanistruktuuridest, mida nimetatakse tülakoidideks ja mis toimivad valgusenergia keemiliseks energiaks muundamiseks.
• Valendikuga tülakoid (luumen) on iga tülakoidi sektsioon.
• Grana - tihedad kihilised tülakoidkottide (10–20) virnad, mis on kohad valgusenergia muundamiseks keemiliseks energiaks.
• Strooma on kloroplasti sees tihe vedelik, mis sisaldab membraani sees, kuid väljaspool tülakoidmembraani. Siin toimub süsinikdioksiidi muundamine süsivesikuteks (suhkruteks).
• Klorofüll on kloroplasti näo roheline fotosünteetiline pigment, mis neelab valgusenergiat.

Kloroplast: fotosüntees

Fotosünteesi käigus muundatakse päikesevalgusest saadav energia keemiliseks energiaks. Keemiline energia salvestatakse glükoosina (suhkruna). Süsinikdioksiidi, vett ja päikesevalgust kasutatakse glükoosi, hapniku ja vee tootmiseks. Fotosüntees toimub kahes etapis: valgusfaas ja tume faas.

Fotosünteesi valgusfaas toimub ainult valguse juuresolekul ja toimub kloroplasti tera sees. Peamine pigment, mida kasutatakse valgusenergia muundamiseks keemiliseks energiaks, on klorofüll a. Teised valguse neeldumises osalevad pigmendid on klorofüll b, ksantofüll ja karoteen. Valgusfaasis muudetakse päikesevalgus keemiliseks energiaks ATP (vaba energiat sisaldav molekul) ja NADP (kõrge energiaga elektrone kandev molekul) kujul.

Nii ATP-d kui ka NADP-d kasutatakse pimedas faasis suhkru valmistamiseks. Fotosünteesi tume faas, tuntud ka kui süsiniku fikseerimise faas või Calvini tsükkel. Selles etapis ilmnevad reaktsioonid stroomas. Strooma sisaldab ensüüme, mis hõlbustavad mitmeid reaktsioone, mille käigus kasutatakse suhkru tootmiseks ATP-d, NADP-d ja süsinikdioksiidi. Suhkrut võib säilitada tärklisena, kasutada hingamisel või tselluloosi tootmisel.

fotosüntees toimub spetsiaalsetes rakuorganellides – kloroplastides. Kõrgemate taimede kloroplastid on kaksikkumera kujuga läätsed(ketas), mis on kõige mugavam päikesevalguse neelamiseks. Nende suurus, kogus, asukoht vastavad täielikult nende eesmärgile: päikeseenergia võimalikult tõhusaks neelamiseks, süsiniku võimalikult täielikuks assimileerimiseks. Leiti, et kloroplastide arvu rakus mõõdetakse kümnetes. See tagab nende organellide kõrge sisalduse lehepinna ühiku kohta. Niisiis, edasi 1 mm 2 oa leht 283 tuh. kloroplastid, päevalilles - 465 tuhat. Läbimõõt kloroplastid keskmiselt 0,5-2 μm.

Kloroplasti struktuur väga raske. Nagu tuum ja mitokondrid, ümbritseb kloroplasti membraan, mis koosneb kahest lipoproteiini membraanist. Sisekeskkonda esindab suhteliselt homogeenne aine - maatriks või strooma läbi membraanide - lamellid (riis.). Üksteisega ühendatud lamellid moodustavad mullid - tülakoidid ... Tihedalt üksteise külge kleepudes tekivad tülakoidid terad mida saab eristada isegi valgusmikroskoobi all. Omakorda ühendatakse terad ühes või mitmes kohas üksteisega teradevaheliste kiudude - stromaalsete tülakoidide - abil.

Kloroplasti omadused: suuteline orientatsiooni muutma ja liikuda ringi. Näiteks ereda valguse mõjul pöörduvad kloroplastid ketta kitsa küljega langevate kiirte poole ja liiguvad rakkude külgseintele. Kloroplastid liiguvad rakus suurema CO 2 kontsentratsiooni poole. Päeval rivistuvad nad tavaliselt mööda seinu, öösel vajuvad puuri põhja.

Keemiline koostis kloroplastid: vesi - 75%; 75-80% kuivaine üldkogusest on org. ühendid, 20-25% - mineraalsed.

Kloroplastide struktuurne alus on valgud (50-55 % kuivmass),  pooled neist on vees lahustuvad valgud. Nii kõrget valkude sisaldust seletatakse nende mitmekesiste funktsioonidega kloroplastide koostises (membraanide struktuurvalgud, valgud-ensüümid, transportvalgud, kontraktiilsed valgud, retseptorvalgud).

Kloroplastide kõige olulisemad komponendid on lipiidid , (30-40% kuiv m.). Kloroplasti lipiidid on esindatud kolme ühendirühmaga.

Membraanide struktuursed komponendid, mida esindavad amfipaatsed lipoidid ja mida iseloomustab suur galaktolipiidide ja sulfolipiidide sisaldus (üle 50%). Fosfolipiidide koostist iseloomustavad fosfatidüületanoolamiini puudumine ja kõrge sisaldusega fosfatidüülglütserool(üle 20%). Läbi 60 % LCD-de koostis linoolhape hape.

Fotosünteetilised pigmendid kloroplastid - hüdrofoobsed IV-a, seotud lipoidid(rakumahlas - vees lahustuvad pigmendid). Kõrgemad taimed sisaldavad 2 vormi roheline pigmendid: klorofüll a ja klorofüllb ja 2 kollase pigmendi vormi: karoteenid ja ksantofüllid( karotenoidid). Klorofüll mängib rolli valgustundlikkust suurendavad ained, muud pigmendid laiendavad fotosünteesi spektrit tänu PAR täielikumale imendumisele. Karotenoidid kaitsevad klorofülli fotooksüdatsioon, osalema vesiniku transport moodustub vee fotolüüsi käigus.

Rasvlahustuvad vitamiinid - ergosterool(provitamiin D), vitamiinid E, TO- koondunud peaaegu täielikult kloroplastidesse, kus nad osalevad valguse energia muundamisel keemiliseks energiaks. Lehtrakkude tsütosool sisaldab peamiselt vees lahustuvaid vitamiine. Seega on spinatis askorbiinhappe sisaldus kloroplastides 4–5 korda väiksem kui lehtedes.

Lehtede kloroplastid sisaldavad märkimisväärses koguses RNA ja DNA ... NC moodustavad ligikaudu 1% kloroplastide kuivmassist (RNA - 0,75%, DNA - 0,01-0,02%). Kloroplasti genoomi esindab 40 µm pikkune ümmargune DNA molekul, mille molekulmass on 108 ja mis kodeerib 100–150 keskmise suurusega valku. Kloroplasti ribosoomid moodustavad 20–50% raku ribosoomide kogupopulatsioonist. Seega on kloroplastidel oma valke sünteesiv süsteem. Kloroplastide normaalseks funktsioneerimiseks on aga vajalik tuuma- ja kloroplasti genoomide koostoime. Fotosünteesi võtmeensüüm, RDF-karboksülaas, sünteesitakse topeltkontrolli all – tuuma DNA ja kloroplasti.

Süsivesikud ei ole põhiseaduslikud kloroplasti ained. Neid esindavad suhkrute ja fotosünteesiproduktide fosforestrid. Seetõttu on süsivesikute sisaldus kloroplastides väga erinev (5-50%). Aktiivselt toimivates kloroplastides süsivesikud tavaliselt ei kogune, need voolavad kiiresti välja. Kloroplastides fotosünteesiproduktide vajaduse vähenemisega tekivad suured tärklise terad. Sel juhul võib tärklisesisaldus tõusta kuni 50 % kuivaine ja kloroplastide aktiivsus väheneb.

Mineraalid... Kloroplastid ise moodustavad lehemassist 25-30%, kuid kuni 80 % Fe, 70-72 - MgjaZn,  50 - Cu, 60 % Ca sisalduvad lehe kudedes. Selle põhjuseks on kloroplastide kõrge ja mitmekesine ensümaatiline aktiivsus (sisaldub proteesrühmade ja kofaktorite koostises). Mg on osa klorofüllist. Ca stabiliseerib kloroplastide membraani struktuure.

Kloroplastide tekkimine ja areng ... Kloroplastid moodustuvad meristemaatsetes rakkudes algosakestest või algelistest plastiididest (joonis). Esialgne osake koosneb amööbiidist, mida ümbritseb kahe membraaniga kest. Kui rakk kasvab, suureneb algosakeste suurus ja omandab kaksikkumera läätse kuju, tärklise sisse ilmuvad väikesed tärklise terad. Samal ajal hakkab sisemine membraan kasvama, moodustades voldid (invaginatsioonid), millest eralduvad vesiikulid ja torukesed. Selliseid koosseise nimetatakse proplastiidid ... Nende edasiseks arenguks on vaja valgust. Pimedas aga moodustuvad etioplastid , milles moodustub membraanivõre struktuur - prolamellaarne keha. Valguses moodustuvad proplastiidide ja etioplastide sisemembraanid lõikesüsteem... Samal ajal on valguse käes grana sisse ka äsja moodustunud klorofülli ja teiste pigmentide molekulid. Seega tekivad ja arenevad struktuurid, mis on valmis toimima valguse käes, alles siis, kui see on olemas.

Kloroplastide kõrval on ka mitmeid teisi plastiide, mis moodustuvad kas otse proplastiididest või üksteisest vastastikuste transformatsioonide teel ( riis.). Nende hulka kuuluvad tärklist akumuleeruvad amüloplastid ( leukoplastid) ja kromoplastid mis sisaldavad karotenoide. Lilledes ja puuviljades ilmuvad kromoplastid proplastiidi arengu varases staadiumis. Sügise lehestiku kromoplastid on kloroplasti lagunemise saadused, milles plastogloobulid toimivad struktuuridena – karotenoidide kandjatena.

Pigmendid kloroplast, mis osaleb valgusenergia hõivamisel ja valgusfaasi jaoks vajalikud ensüümid fotosüntees, sisseehitatud membraanid tülakoidid.

Ensüümid , mis katalüüsivad arvukalt süsivesikute redutseerimistsükli reaktsioone (fotosünteesi kiirus), samuti esineb peamiselt mitmesuguseid biosünteese, sealhulgas valkude, lipiidide, tärklise biosüntees. stroomas, mõned neist on lamellide perifeersed valgud.

Küpsete kloroplastide struktuur on kõigil kõrgematel taimedel, samuti sama taime erinevate organite rakkudes (lehed, rohelised juured, koor, viljad) ühesugune. Sõltuvalt rakkude funktsionaalsest koormusest eristatakse kloroplastide füsioloogilist seisundit, vanust, sisemise struktureerimise astet: suurus, terade arv, nendevaheline seos. Niisiis, lõpetuseks stomataalsed rakud Kloroplastide põhiülesanne on fotoregulatsioon kõhuliigutused. Kloroplastidel ei ole ranget granuleeritud struktuuri, need sisaldavad suuri tärkliseterasid, paisunud tülakoide ja lipofiilseid gloobuleid. Kõik see näitab nende madalat energiakoormust (mitokondrid täidavad seda funktsiooni). Erinevat pilti täheldatakse roheliste tomatite viljade kloroplastide uurimisel. Kättesaadavus hästi arenenud granuleeritud süsteem näitab nende organellide suurt funktsionaalset koormust ja tõenäoliselt fotosünteesi olulist panust puuviljade moodustumisse.

Vanusega seotud muutused: Noori iseloomustab lamellstruktuur, sellises olekus on kloroplastid võimelised paljunema jagunemise teel. Küpses eas on gran-süsteem hästi väljendunud. Vananemisel toimub strooma tülakoidide rebenemine, side terade vahel väheneb ning hiljem täheldatakse klorofülli lagunemist ja terade hävimist. Sügiseses lehestikus põhjustab kloroplastide lagunemine nende moodustumist kromoplastid .

Kloroplasti struktuur labiilne ja dünaamiline , see peegeldab kõiki taime elutingimusi. Suurt mõju avaldab taimede mineraalse toitumise režiim. Puudusega N kloroplastid muutuvad 1,5-2 korda väiksemaks, defitsiit P ja S rikub lamellide ja graanulite normaalset struktuuri, samaaegne puudumine N ja Ca põhjustab kloroplastide ülevoolu tärklisega, mis on tingitud assimilaatide normaalse väljavoolu rikkumisest. Puudusega Ca kloroplasti välismembraani struktuur on häiritud. Kloroplasti struktuuri säilitamiseks on vajalik ka valgus, pimedas toimub graniidi ja staapide tülakoidide järkjärguline hävimine.

Plastiidid on taimerakkudele omased organellid (neid leidub kõigi taimede rakkudes, välja arvatud enamik baktereid, seeni ja mõned vetikad).

Kõrgemate taimede rakud sisaldavad tavaliselt 10–200 plastiidi, mille suurus on 3–10 μm, enamasti kaksikkumera läätse kujul. Vetikates on rohelised plastiidid, mida nimetatakse kromatofoorideks, kuju ja suurusega väga erineva kujuga. Neil võib olla täht, lint, võrk ja muud kujundid.

Plastiide on 3 tüüpi:

• Värvusetud plastiidid - leukoplastid;
• maalitud - kloroplastid(roheline värv);
• maalitud - kromoplastid(kollane, punane ja muud värvid).

Seda tüüpi plastiidid on teatud määral võimelised üksteiseks muutuma - leukoplastid klorofülli akumuleerumisega lähevad kloroplastideks ja viimased punaste, pruunide ja muude pigmentide ilmumisega kromoplastideks.

Kloroplasti struktuur ja funktsioon

Kloroplastid on rohelised plastiidid, mis sisaldavad rohelist pigmenti, mida nimetatakse klorofülliks.

Kloroplasti põhiülesanne on fotosüntees.

Kloroplastidel on oma ribosoomid, DNA, RNA, rasvade kandmised ja tärklise terad. Väljaspool on kloroplast kaetud kahe valk-lipiidmembraaniga ja väikesed kehad - grana- ja membraanikanalid - on sukeldatud nende poolvedelas stroomas (põhiaine).

Gran(umbes 1 mikroni suurus) - ümmarguste lamedate kottide (tülakoidide) pakid, mis on volditud nagu mündisammas. Need asuvad risti kloroplasti pinnaga. Naabergraanulite tülakoidid on omavahel ühendatud membraanikanalitega, moodustades ühtse süsteemi. Terade arv kloroplastides on erinev. Näiteks spinatirakkudes sisaldab iga kloroplast 40–60 tera.

Raku sees olevad kloroplastid võivad liikuda passiivselt, tsütoplasma voolu toimel või aktiivselt liikuda ühest kohast teise.

• Kui valgus on väga intensiivne, lülituvad need servast sisse eredatele päikesekiirtele ja joonduvad mööda seinu valgusega paralleelselt.
• Hämaras liiguvad kloroplastid valguse poole suunatud rakuseintele ja pöörduvad oma suure pinnaga selle poole.
• Keskmise valgustuse korral on neil keskmine positsioon.

Nii saavutatakse fotosünteesi protsessi jaoks kõige soodsamad valgustingimused.

Klorofüll

Taimeraku plastiidi graanulid sisaldavad klorofülli, mis on pakitud valgu- ja fosfolipiidimolekulidega, et tagada valgusenergia püüdmine.

Klorofülli molekul on väga sarnane hemoglobiini molekuliga ja erineb peamiselt selle poolest, et hemoglobiini molekuli keskmes paiknev rauaaatom on klorofüllis asendatud magneesiumiaatomiga.

Looduses on nelja tüüpi klorofülli: a, b, c, d.

Klorofüllid a ja b sisaldavad kõrgemaid taimi ja rohevetikaid, ränivetikad a ja c, punased a ja d.

Klorofülle a ja b on teistest paremini uuritud (esmakordselt eraldas need vene teadlane M.S. Tsvet 20. sajandi alguses). Lisaks neile on olemas nelja tüüpi bakterioklorofülle - lillade ja roheliste bakterite rohelised pigmendid: a, b, c, d.

Enamik fotosünteetilisi baktereid sisaldab bakterioklorofülli a, mõnda bakterioklorofülli b, rohelisi baktereid c ja d.

Klorofüllil on võime väga tõhusalt absorbeerida päikeseenergiat ja seda teistele molekulidele üle kanda, mis on selle põhifunktsioon. Tänu sellele võimele on klorofüll ainus struktuur Maal, mis toetab fotosünteesi protsessi.

Klorofülli põhiülesanne taimedes on valgusenergia neelamine ja selle edasiandmine teistele rakkudele.

Plastiide, nagu ka mitokondreid, iseloomustab teatud määral rakusisene autonoomia. Nad paljunevad jagunemise teel.

Koos fotosünteesiga toimub plastiidides ka valkude biosünteesi protsess. Tänu DNA sisaldusele on plastiididel teatud roll tunnuste edasikandmisel pärilikkuse teel (tsütoplasmaatiline pärilikkus).

Kromoplastide struktuur ja funktsioon

Kromoplastid kuuluvad ühte kolmest kõrgemate taimede plastiidide tüübist. Need on väikesed intratsellulaarsed organellid.

Kromoplastidel on erinevad värvid: kollane, punane, pruun. Nad annavad küpsetele viljadele, lilledele ja sügisesele lehestikule iseloomuliku värvi. See on vajalik tolmeldavate putukate ja loomade meelitamiseks, kes toituvad viljadest ja kannavad seemneid pikkade vahemaade taha.

Kromoplasti struktuur on sarnane teiste plastiidide omaga. Nende sisekestad on halvasti arenenud, mõnikord puuduvad täielikult. Piiratud ruum sisaldab proteiinstroomat, DNA-d ja pigmentaineid (karotenoide).

Karotenoidid on rasvlahustuvad pigmendid, mis kogunevad kristallidena.

Kromoplastide kuju on väga mitmekesine: ovaalne, hulknurkne, nõelakujuline, poolkuu.

Kromoplastide roll taimeraku elus ei ole täielikult mõistetav. Teadlased viitavad sellele, et pigmentained mängivad olulist rolli redoksprotsessides, mis on vajalikud rakkude paljunemiseks ja füsioloogiliseks arenguks.

Leukoplastide struktuur ja funktsioon

Leukoplastid on rakuorganellid, mis säilitavad toitaineid. Organellidel on kaks kesta: sile välimine kest ja mitme eendiga sisemine kest.

Leukoplastid muutuvad valguse käes kloroplastideks (näiteks rohelised kartulimugulad), normaalses olekus on nad värvitud.

Leukoplastide kuju on sfääriline, õige. Need asuvad taimede säilituskoes, mis täidab pehmed osad: varre südamik, juur, sibulad, lehed.

Leukoplastide funktsioonid sõltuvad nende tüübist (olenevalt kogunenud toitainest).

Leukoplastide sordid:

1. Amüloplastid akumuleerivad tärklist, leidub kõigis taimedes, kuna süsivesikud on taimeraku peamine toidusaadus. Mõned leukoplastid on täielikult tärklisega täidetud, neid nimetatakse tärkliseteradeks.
2. Elioplastid toota ja säilitada rasvu.
3. Proteinoplastid sisaldavad valgulisi aineid.

Leukoplastid toimivad ka ensüümainena. Ensüümide mõjul kulgevad keemilised reaktsioonid kiiremini. Ja ebasoodsal eluperioodil, kui fotosünteesi protsesse ei toimu, lagundavad nad polüsahhariidid lihtsateks süsivesikuteks, mis on taimede ellujäämiseks vajalikud.

Leukoplastides fotosüntees toimuda ei saa, kuna need ei sisalda graanuleid ja pigmente.

Taimesibulad, mis sisaldavad palju leukoplaste, taluvad pikki põuaperioode, madalaid temperatuure ja kuumust. See on tingitud suurtest vee- ja toitainete varudest organellides.

Kõikide plastiidide eelkäijad on proplastiidid, väikesed organellid. Eeldatakse, et leuko- ja kloroplastid on võimelised muutuma teisteks liikideks. Lõppkokkuvõttes muutuvad kloroplastid ja leukoplastid pärast oma funktsioonide täitmist kromoplastideks – see on plastiidi arengu viimane etapp.

Oluline on teada! Taimerakus võib korraga olla ainult ühte tüüpi plastiid.

Plastiidide ehituse ja funktsioonide koondtabel

Omadused	Kloroplastid	Kromoplastid	Leukoplastid
Struktuur	Kahemembraaniline organell, graanide ja membraanitorukestega	Arenemata sisemembraanisüsteemiga organellad	Väikesed organellid, mis asuvad taime osades, mis on valguse eest varjatud
Värv	Roheline	Mitmevärviline	Värvitu
Pigment	Klorofüll	Karotenoid	Puudub
Vorm	Ümardatud	Hulknurkne	Sfääriline
Funktsioonid	Fotosüntees	Taimede potentsiaalsete edasimüüjate meelitamine	Toitainetega varustamine
Asendatavus	Ülekanne kromoplastidesse	Ärge muutke, see on plastiidi arengu viimane etapp	Muutuvad kloroplastideks ja kromoplastideks