Mire valók a sejtben lévő kloroplasztok? A kloroplasztiszok szerkezete, kémiai összetétele és funkciói

KLOROPLASTOK KLORPLLASZTOK

(a görög chlorosból - zöld és plastos - faragott), a növények intracelluláris organellumai (plasztidjai), amelyekben fotoszintézis történik; a klorofillnak köszönhetően zöld színűek. A sejtekben található dekomp. a növényi szervek föld feletti szövetei különösen gazdagok és jól fejlettek a levelekben és a zöld gyümölcsökben. L. 5-10 mikron, szélesség. 2-4 mikron. A magasabb rendű növények sejtjeiben az X. (általában 15-50) lencse alakú, lekerekített vagy ellipszoid alakú. Sokkal változatosabb X., ún. kromatoforok, algákban, de számuk általában kicsi (egytől többig). X. kettős membrán választja el a citoplazmától elektív. áteresztőképesség; int. mátrixba (sztrómába) növő része alaprendszert alkot. A X. szerkezeti egységei lapított zacskók formájában - tilakoidok, amelyekben pigmentek lokalizálódnak: a főbbek a klorofillok, a segédanyagok a karotinoidok. A korong alakú tilakoidok csoportjai, amelyek úgy kapcsolódnak egymáshoz, hogy üregeik folytonosak, szemcséket alkotnak (mint egy köteg érme). A X. magasabban fekvő növények szemszáma elérheti a 40-60-at (néha a 150-et is). A stroma tilakoidjai (ún. frets) kötik össze a gránát egymással. X. riboszómákat, DNS-t, enzimeket tartalmaznak, és a fotoszintézis mellett ADP-ből ATP szintézisét (foszforiláció), lipidek, asszimilatív keményítő és a stromában lerakódott fehérjék szintézisét és hidrolízisét végzik. Az X. emellett fényreakciókat végrehajtó enzimeket és a tilakoid membránok fehérjéit is szintetizálja. Saját genetika készülék és specifikus. a fehérjeszintetizáló rendszer felelős az X. más sejtszerkezetektől való autonómiájáért. Minden X., ahogyan hiszik, proplasztidból fejlődik ki, osztódás útján replikálódni képes élek (így növekszik számuk a sejtben); érett X. néha képesek replikációra is. A levelek és szárak öregedésével, a X. termésének érésével a klorofill pusztulása miatt elveszítik zöld színüket, kromoplasztokká alakulnak. Úgy gondolják, hogy az X. cianobaktériumok és ősi nukleáris heterotróf algák vagy protozoonok szimbiogeneziséből származik.

.(Forrás: "Biológiai enciklopédikus szótár." - M .: Sov. Encyclopedia, 1986.)

kloroplasztiszok

klorofill zöld pigmentet tartalmazó növényi sejtorganoidok; Kilátás plasztidok... Saját genetikai apparátussal és fehérjeszintézis rendszerrel rendelkeznek, amely viszonylagos "függetlenséget" biztosít számukra a sejtmagtól és más organellumoktól. A zöld növények fő élettani folyamata a kloroplasztiszokban történik - fotoszintézis... Ezen kívül szintetizálják az energiaban gazdag vegyületet, az ATP-t, fehérjéket, keményítőt. A kloroplasztok főleg a levelekben és a zöld gyümölcsökben találhatók. A levelek öregedésével és a gyümölcsök érésével a klorofill elpusztul, a kloroplasztiszok pedig kromoplasztok.

.(Forrás: "Biology. Modern illusztrált enciklopédia." Szerk. A. P. Gorkin; Moszkva: Rosmen, 2006.)

Nézze meg, mi a "CHLOROPLASTY" más szótárakban:

Plagiomnium affin a mohasejtekben Kloroplasztok (a görög ... Wikipédia

- (a görög chloros green és plastos faragott szóból képződött), a növényi sejt intracelluláris organellumai, amelyekben fotoszintézis megy végbe; zöld színű (klorofillt tartalmaznak). Saját genetikai apparátus és ...... Nagy enciklopédikus szótár

Növényi sejtbe zárt, zöldre festett és klorofillt tartalmazó testek. A magasabb rendű növényekben a kromoszómák nagyon határozott formájúak, és klorofillszemcséknek nevezik őket; az algákban formájuk változatos és kromatoforoknak vagy ... Brockhaus és Efron enciklopédiája

Kloroplasztok- (a görög chloros green és plastos szóból faragva, kialakítva), egy növényi sejt intracelluláris struktúrái, amelyekben fotoszintézis zajlik. Klorofill pigmentet tartalmaznak, ami zölddé teszi őket. A magasabb növények sejtjében 10-től ... Illusztrált enciklopédikus szótár

- (gr. chloros green + lasts forming) növényi sejtek zöld plasztidjai, amelyek klorofillt, karotint, xantofilt tartalmaznak és részt vesznek a fotoszintézis folyamatában vö. kromoplasztok). Új idegen szavak szótára. EdwART, 2009. kloroplasztiszok [gr. ... ... Orosz nyelv idegen szavak szótára

- (a görög chlorósból zöld és plasztós faragott, kialakult) a plasztisz növényi sejt intracelluláris organellumai, melyekben fotoszintézis megy végbe. Zöld színűek a fotoszintézis fő pigmentjének jelenléte miatt ... Nagy szovjet enciklopédia

Ov; pl. (kloroplaszt egység, a; m). [a görögből. chlōros halványzöld és plastos faragott] Botan. Bika a növényi sejtek protoplazmájában, amely klorofillt tartalmaz és részt vesz a fotoszintézis folyamatában. A klorofill koncentrációja a kloroplasztiszokban. * * * ... ... enciklopédikus szótár

Növényi sejtbe zárt testek, zöld színűek és klorofillt tartalmaznak. A magasabb rendű növényekben az X. nagyon határozott alakkal rendelkezik, és klorofillszemcséknek nevezik (lásd); algákban változatos a formájuk és ...... F.A. enciklopédikus szótára Brockhaus és I.A. Efron

Mn. A növényi sejtek zöld plasztidjai, amelyek klorofillt, karotint tartalmaznak, és részt vesznek a fotoszintézis folyamatában. Efremova magyarázó szótára. T. F. Efremova. 2000... Az orosz nyelv modern magyarázó szótára, Efremova

- (a görög chloros green és plastоs szóból faragott, kialakult), sejten belüli organellumok nőnek. sejtek, amelyekben fotoszintézis zajlik; zöld színű (klorofillt tartalmaznak). Saját genetikai készülék és fehérjeszintetizáló ...... Természettudomány. enciklopédikus szótár

/. Kloroplasztok

2. Tylakoidok

3. Tylakoid membránok

4. Fehérje komplexek

5. Biokémiai szintézis a kloroplasztiszok sztrómájában

1. Az embrionális sejtek tartalmazzák színtelen proplasztidok. A szövet típusától függően fejlődnek: zöld kloroplasztiszokba;

a plasztidok más formái kloroplasztiszokból származnak (filogenetikailag később):

Sárga vagy vörös kromoplasztok;

Színtelen leukoplasztok.

Szerkezet és összetétel kloroplasztiszok. V A magasabb rendű növények sejtjei, mint egyes algák, körülbelül 10-200 lencse alakú kloroplasztot tartalmaznak, amelyek mérete mindössze 3-10 mikron.

Kloroplasztok- magasabb rendű növények szerveinek sejtjeinek plasztidjai, fényben, mint pl:

Nem lignizált szár (külső szövetek);

Fiatal gyümölcsök;

Ritkábban a felhámban és a virág corolla-jában.

A két membránból álló kloroplaszt burok színtelen stromát vesz körül, amelyet sok lapos, zárt membránzseb (ciszterna) - tilakoidok, zöld színű - áthat. Ezért a kloroplasztiszokkal rendelkező sejtek zöldek.

Néha a zöld színt a kloroplasztisz egyéb pigmentjei (vörös és barna algákban) vagy sejtnedv (erdei bükkben) takarják el. Az algasejtek egy vagy több különböző kloroplasztisz formát tartalmaznak.

A kloroplasztok tartalmaznak a következő különböző pigmenteket(a növény típusától függően):

Klorofill:

Klorofill A (kék-zöld) - 70% (magasabb növényekben és

zöld alga); ... klorofill B (sárga-zöld) - 30% (uo.);

A klorofill C, D és E kevésbé gyakori más algacsoportokban;

Karotinoidok:

narancsvörös karotinok (szénhidrogének);

Sárga (ritkábban vörös) xantofillok (oxidált karotinok). A xantofill-fikoxantinnak köszönhetően a barna algák (feoplasztok) kloroplasztiszai barnára színeződnek;

A rodoplasztokban (vörös és kék-zöld algák kloroplasztiszai) található fikobiliproteinek:

kék fikocianin;

Vörös fikoeritrin.

A kloroplaszt funkciója: kloroplaszt pigment elnyeli a fényt megvalósít fotoszintézis - a fényenergiát szerves anyagok kémiai energiájává alakító folyamat, elsősorban szénhidrátok, amelyek a kloroplasztiszokban szintetizálódnak energiaszegény anyagokból - CO2 és H2O

2. Prokarióták nem rendelkeznek kloroplasztiszokkal, de azok számos van tilakoidok,a plazmamembrán korlátozza:

Fotoszintetikus baktériumokban:

Csőszerű vagy lamellás;

Akár buborékok, akár lebenyek formájában;

A kék-zöld algákban a tilakoidok lapított ciszternák:

Gömbrendszer kialakítása;

Vagy egymással párhuzamosan;

Vagy véletlenszerűen található.

Eukarióta növényben tilakoid sejtek képződnek a kloroplaszt belső membránjának redőiből. A kloroplasztok széltől szélig terjednek, hosszú a stroma tilakoidjai, amely körül a szorosan összecsomagolt és rövid tilakoidok gran. Az ilyen grana tilakoidok halmazai fénymikroszkóp alatt 0,3-0,5 µm méretű zöld szemcsékként láthatók.

3. A stroma tilakoidjának szemcséi között retikulárisan fonódnak össze. A Gran tilakoidok a stromális tilakoidok átfedő kinövéseiből jönnek létre. Ugyanakkor belső (intracisternalis) a tilakoidok közül sok vagy az összes tere összekapcsolt marad.

Tylakoid membránok A 7-12 nm vastagságúak nagyon gazdagok fehérjében (fehérjetartalom kb. 50%, összesen több mint 40 különböző fehérje).

A tilakodds membránjában a fotoszintézis reakcióinak azon része megy végbe, amely az energia átalakulásával jár - az úgynevezett fényreakciók. Ezek a folyamatok két klorofillt tartalmazó I. és II. fotorendszert foglalnak magukban, amelyeket elektrontranszport lánc köt össze, valamint egy ATP-t termelő membrán-ATPázt. A módszer segítségével fagyasztás-forgácsolás, lehetőség van a tilakoid membránok két rétegre hasítására a két lipidréteg közötti határ mentén. Ebben az esetben egy elektronmikroszkóp segítségével lehet látni négy felület:

Membrán a stroma oldaláról;

Membrán a tilakoid belső terének oldaláról;

A lipid egyrétegű belső oldala szomszédos Nak nek stroma;

Az egyrétegű réteg belső oldala a belső térrel szomszédos.

Mind a négy esetben fehérjerészecskék sűrű pakolódása látható, amelyek normál esetben át- és áthatolnak a membránon, és a membránok rétegződésekor kitörnek egyik-másik lipidrétegből.

4. Használata tisztítószerek(pl. digitonin) tilakoid membránokból izolálható hat különböző fehérje komplex:

Nagy FSN-CCK részecskék, amelyek egy hidrofób integrált membránfehérje. Az FSN-SSK komplex elsősorban azokon a helyeken található, ahol a membránok érintkeznek a szomszédos tilakoiddal. Felosztható:

FSP részecskéjén;

És több ugyanabból a klorofillban gazdag CCK-részecskéből. Ez olyan részecskék komplexuma, amelyek "összegyűjtik" a fénykvantumokat, és energiájukat a PSF-részecskéknek adják át;

PS1 részecskék, hidrofób integrált membránfehérjék;

Az elektrontranszport lánc (citokróm) komponenseit tartalmazó részecskék, amelyek optikailag megkülönböztethetetlenek a PS1-től. Hidrofób integrált membránfehérjék;

CF0 - a membránban rögzített ATPáz része, 2-8 nm; egy hidrofób integrált membránfehérje;

A CF1 a membrán ATPáz perifériás és könnyen leválasztható hidrofil "feje". A CF0-CF1 komplex ugyanúgy működik, mint az F0-F1 a mitokondriumokban. A CF0-CF1 komplex főleg azokon a helyeken található, ahol a membránok nem érintkeznek;

Kerületi, hidrofil, egy nagyon gyengén kötődő ribulóz-bifoszfát-karboxiláz enzim, amely funkcionálisan a stromához tartozik.

A klorofill molekulákat a PS1, PSP és SSK részecskék tartalmazzák. Amfipatikusak és tartalmaz:

A membrán felületén (a stromában, a tilakoid belső terében vagy mindkét oldalon) fekvő hidrofil korong alakú porfiringyűrű;

Hidrofób fitolmaradék. A fitolmaradékok hidrofób fehérjerészecskékben találhatók.

5. A kloroplasztiszok strómájában, folyamatokat biokémiai szintézis(fotoszintézis), aminek következtében:

Keményítőszemcsék (fotoszintézis terméke);

Plasztoglobulák, amelyek lipidekből (főleg glikolipidekből) és kinonokat halmoznak fel:

plasztokinon;

filokinon (K1-vitamin);

tokoferilkinon (E-vitamin);

A vastartalmú fehérje fitoferritin kristályai (vas felhalmozódás).

Szövetségi Tudományos és Oktatási Ügynökség.

Szibériai Szövetségi Egyetem.

Fundamentális Biológiai és Biotechnológiai Intézet.

Biotechnológiai Tanszék.

A témában: A kloroplasztiszok szerkezete és működése.

Elkészült: diák

31 gr. Shestopalova N.S.

Ellenőrizve:

tanszéki docens

biotechnológia

a biológiai tudományok doktora T. I. Golovanova

Krasznojarszk

1. Bevezetés ……………………………………… ................................................. ..3

2. Irodalmi áttekintés ……………………………………………… ............ 4

2.1 A kloroplaszt eredete …………………………………… ......... 4

2.2 Kloroplaszt fejlődés proplasztidból ……………………………… .5

2.3 A kloroplaszt szerkezete …………………………………………… ..7

2.4 Kloroplaszt genetikai apparátus ……………………………… 9

3. A kloroplaszt funkciói …………………………………………… 11

4. Következtetés …………………………………………………………………… 16

5. Felhasznált irodalom jegyzéke …………………………………… .17

Bevezetés:

A plasztidok membránszervecskék, amelyek a fotoszintetikus eukarióta szervezetekben (magasabb növények, alacsonyabb szintű algák, egyes egysejtűek) találhatók. A magasabb rendű növényekben különféle plasztiszok (kloroplaszt, leukoplaszt, amiloplaszt, kromoplaszt) egész sora van, amelyek az egyik plasztisztípus kölcsönös átalakulásának sorozatát jelentik a másikba. A fotoszintetikus folyamatokat végző fő szerkezet a kloroplaszt.

2. Irodalmi áttekintés:

2.1 A kloroplasztisz eredete.

A növényi sejtekben található kloroplasztiszok endoszimbiotikus eredetének koncepciója jelenleg általánosan elfogadott. Köztudott, hogy a zuzmók a gombák és algák együttélésének (szimbiózisának) egy formája, amelyben a zöld egysejtű algák a gomba sejtjeiben élnek. Feltételezik, hogy több milliárd évvel ezelőtt a fotoszintetikus cianobaktériumok (kék-zöld algák) ugyanúgy bejutottak az eukarióta sejtekbe, majd az evolúció során elveszítették autonómiájukat, és nagyszámú fontos gént vittek át a nukleáris genomba. Ennek eredményeként egy független baktériumsejt félig autonóm organellummá alakult, amely megtartotta a fő kezdeti funkciót - a fotoszintézis képességét, de a fotoszintetikus apparátus kialakulása kettős nukleáris kloroplasztisz szabályozás alatt állt. A kloroplasztiszok osztódása és genetikai információinak megvalósításának folyamata, amely a DNS RNS fehérje eseményláncában megy végbe, nukleáris ellenőrzés alá került.

A kloroplasztiszok prokarióta eredetére vitathatatlan bizonyítékot szereztek DNS-ük nukleotidszekvenciájának elemzésével. A riboszómális gének DNS-e nagyfokú affinitást (homológiát) mutat a kloroplasztiszokban és baktériumokban. Hasonló nukleotidszekvenciát találtak a cianobaktériumokra és a kloroplasztiszokra az ATP szintáz komplex génjeiben, valamint a transzkripciós apparátus (RNS polimeráz alegységek génjei) és a transzláció génjeiben. A kloroplasztisz gének szabályozó elemei - a transzkripció megkezdése előtt 35-10 bázispár körüli tartományban lokalizált promóterek, amelyek meghatározzák a genetikai információ leolvasását, és a terminális nukleotid szekvenciák, amelyek meghatározzák a terminációt, a kloroplasztiszban szerveződnek, ahogy fentebb említettük, a baktérium típusának megfelelően. És bár több milliárd éves evolúció sok változást hozott a kloroplasztiszban, nem változtatták meg a kloroplaszt gének nukleotidszekvenciáját, és ez vitathatatlan bizonyítéka a kloroplaszt eredetének egy zöld növényben egy prokarióta őstől, az ősi elődtől. a modern cianobaktériumok.

2.2 Kloroplaszt fejlesztése proplasztidból.

A kloroplaszt proplasztidból fejlődik ki, egy kicsi, színtelen (néhány mikron átmérőjű) organellumból, amelyet kettős membrán vesz körül, és a kloroplasztiszra jellemző körkörös DNS-molekulát tartalmaz. A proplasztidoknak nincs belső membránrendszerük. Rendkívül kis méretük miatt rosszul értik őket. Számos proplasztid található a tojás citoplazmájában. Az embrió fejlődése során osztódnak, és sejtről sejtre továbbítják. Ez magyarázza azt a tényt, hogy a plasztid DNS-hez kapcsolódó genetikai karakterek csak az anyai vonalon (az úgynevezett citoplazmatikus öröklődésen) keresztül terjednek.

A kloroplaszt proplasztidból történő fejlődése során héjának belső membránja "invaginációkat" képez a plasztidba. Belőlük tilakoid membránok fejlődnek ki, amelyek halmokat képeznek - a stroma grana és lamellája. A sötétben a proplasztidok a kloroplaszt prekurzor (etioplaszt) képződését idézik elő, amely kristályrácsra emlékeztető szerkezetet tartalmaz. Megvilágításkor ez a szerkezet megsemmisül, és létrejön a kloroplasztiszra jellemző belső szerkezet, amely a stroma grana és lamellák tilakoidjaiból áll.

A merisztéma sejtjei számos proplasztidot tartalmaznak. Amikor zöld levél képződik, osztódnak és kloroplasztiszokká alakulnak. Például egy búzalevél sejtje, amely befejezte a növekedést, körülbelül 150 kloroplasztot tartalmaz. A keményítőt tároló növényi szervekben, például a burgonyagumókban, keményítőszemcsék képződnek és felhalmozódnak az amiloplasztoknak nevezett plasztidokban. Mint kiderült, az amiloplasztok, akárcsak a kloroplasztok, ugyanazokból a proplasztidokból jönnek létre, és ugyanazt a DNS-t tartalmazzák, mint a kloroplasztiszok. A proplasztidok differenciálódása következtében jönnek létre, más módon, mint a kloroplasztiszokban. Ismeretesek a kloroplasztiszok amiloplasztokká történő átalakulásának esetei és fordítva. Például egyes amiloplasztok kloroplasztokká alakulnak át, amikor a burgonyagumó a fényben zöldellésre kerül A paradicsom és néhány más növény termésének érése során, valamint a virágszirmokban és az őszi piros levelekben a kloroplasztiszok kromoplasztokká alakulnak át - a sejtszervecskékben narancs pigmentek karotinoidok. Ez az átalakulás a gran tilakoid szerkezet megsemmisülésével és egy teljesen más belső szerveződés megszerzésével jár együtt az organellum által. A plasztid ezen átrendeződését a sejtmag diktálja, és a sejtmagban kódolt és a citoplazmában szintetizálódó speciális fehérjék segítségével hajtják végre. Például a sejtmagban kódolt 58 kDa polipeptid, amely a karotinoidokkal komplexet alkot, a kromoplaszt membránszerkezetek teljes fehérjéjének felét teszi ki. Tehát ugyanazon saját DNS alapján a proplasztid sejtmag-citoplazmatikus hatása következtében zöld fotoszintetikus kloroplaszt, fehér, keményítő tartalmú amiloplaszt, vagy karotinoidokkal teli narancssárga kromoplaszt fejlődhet. Átalakítások lehetségesek közöttük. Ez egy érdekes példa az organellumok differenciálódásának különböző módjaira, amelyek ugyanazon saját DNS-en alapulnak, de a sejtmag-citoplazmatikus „diktátum” hatására.

2.3 Kloroplaszt szerkezet.

A kloroplasztok magasabb rendű növények plasztidjai, amelyekben a fotoszintézis folyamata zajlik, vagyis a fénysugarak energiájának felhasználása szervetlen anyagokból (szén-dioxid és víz) szerves anyagok képzésére, ezzel egyidejűleg oxigén felszabadulásával a sejtekbe. légkör. A kloroplasztok bikonvex lencse alakúak, mérete körülbelül 4-6 mikron. A levelek parenchyma sejtjeiben és a magasabb rendű növények más zöld részeiben találhatók. Számuk egy sejtben 25-50 között változik.

Kívül a kloroplasztot egy membrán borítja, amely két külső és belső lipoprotein membránból áll. Mindkét membrán vastagsága kb. 7 nm, egymástól kb. 20-30 nm membránköz választja el őket. A kloroplasztiszok belső membránja, más plasztidokhoz hasonlóan, hajtogatott invaginációkat képez a mátrixban vagy a stromában. A magasabb rendű növények érett kloroplasztjában kétféle belső membrán látható. Ezek olyan membránok, amelyek a stroma lapos, kiterjesztett lamelláit alkotják, és tilakoidok membránjai, lapos korong alakú vakuolák vagy zsákok.

A kloroplaszt belső membránjának kapcsolata a benne lévő membránszerkezetekkel jól nyomon követhető a stromalamellák membránjainak példáján. Ebben az esetben a kloroplaszt belső membránja keskeny (kb. 20 nm széles) redőt képez, amely szinte az egész plasztidon átnyúlhat. Így a stroma lamellája lehet lapos, üreges zsák, vagy lehet egy síkban elágazó és egymással összefüggő csatornák hálózata. Általában a kloroplasztisz belsejében lévő stromális lamellák párhuzamosan fekszenek, és nem alkotnak kötést egymással.

A stroma membránjain kívül a membrán tilakoidok is megtalálhatók a kloroplasztiszokban. Ezek lapos, zárt, korong alakú membrántasakok. A membránközi tér mérete is körülbelül 20-30 nm. Ezek a tilakoidok olyan halmokat alkotnak, mint a szemcséknek nevezett érmeoszlop. A tilakoidok száma arconként változó: néhánytól 50-ig vagy még többig. Az ilyen kötegek mérete elérheti a 0,5 mikront, ezért fénymikroszkóp alatt egyes tárgyakon a szélek láthatók. A magasabb rendű növények kloroplasztiszában a szemek száma elérheti a 40-60-at. Az arcon lévő tilakoidokat úgy hozzuk össze, hogy a membránjuk külső rétegei szorosan összekapcsolódjanak; a tilakoid membránok találkozásánál körülbelül 2 nm vastag sűrű réteg képződik. A gránában a tilakoidok zárt kamrái mellett általában lamellaterületek is találhatók, amelyek membránjuknak a tilakoidok membránjával való érintkezési pontjain szintén sűrű, 2 nm-es rétegeket alkotnak. A stroma lamellái tehát mintegy összekötik az egyes kloroplasztiszszemcséket. A tilakoidkamrák üregei azonban mindig zártak, és nem jutnak át a stromalamellák intermembrán terének kamráiba.

A kloroplasztiszok mátrixában (sztrómájában) DNS-molekulák, riboszómák találhatók; a tartalék poliszacharid, a keményítő elsődleges lerakódása is előfordul keményítőszemcsék formájában.

A kloroplasztiszok különféle pigmenteket tartalmaznak. A növény típusától függően ezek a következők:

klorofill:

Klorofil A (kék-zöld) - 70% (magasabb növényekben és zöld algákban);

Klorofil B (sárga-zöld) - 30% (uo.);

A klorofill C, D és E kevésbé gyakori más algacsoportokban;

A kloroplasztiszok zöldek az uralkodó klorofill pigment miatt. Fő funkciójuk a fotoszintézis.

Ezen organellumok száma a sejtben változó. Egyes algák sejtjeiben egy nagy kloroplasztot tartalmaznak, gyakran bizarr alakúak. A magasabban fekvő növényekben sok van belőlük, különösen a levelek mezofil szövetében, ahol sejtenként elérheti a százakat.

Magasabb növényekben az organoid mérete körülbelül 5 mikron, a forma lekerekített, egy irányban kissé megnyúlt.

A sejtekben a kloroplasztok proplasztidokból vagy két korábban létezőre osztva fejlődnek.

A kloroplasztiszok szerkezetében megkülönböztetik a külső és belső membránokat, a membránközi teret, a stromát, a tilakoidokat, a grana-t, a lamellákat, a lument.

Tylakoid egy membrán által határolt tér, lapított korong formájában. A kloroplasztiszokban lévő tilakoidok halmokká egyesülnek, amelyeket ún gabonafélék... A gránákat hosszúkás tilakoidok kötik össze - lamellák.

A kloroplaszt félfolyékony tartalmát ún stroma... Ez tartalmazza az ő DNS-ét és RNS-ét, riboszómákat, amelyek biztosítják az organoid félautonómiáját (lásd).

Szintén a stromában vannak keményítőszemek. A fotoszintetikus tevékenység során keletkező szénhidrát felesleggel keletkeznek. A zsírcseppek általában az erodáló tilakoidok membránjából képződnek.

A kloroplaszt funkciói

A fő a kloroplasztiszok feladata a fotoszintézis- glükóz szintézise szén-dioxidból és vízből a napenergia hatására, amelyet a klorofill köt meg. Az oxigén a fotoszintézis melléktermékeként szabadul fel. Ez a folyamat azonban összetett és többlépcsős, melynek során melléktermékek is szintetizálódnak, amelyeket magában a kloroplasztiszban és a sejt többi részében egyaránt felhasználnak.

A klorofill a fő fotoszintetikus pigment. Többféle formában is elérhető. A klorofill mellett karotinoid pigmentek vesznek részt a fotoszintézisben.

A pigmentek a tilakoid membránokban lokalizálódnak, ahol a fotoszintézis fényreakciói mennek végbe. A pigmenteken kívül enzimek és elektronhordozók is jelen vannak itt. A kloroplasztiszok igyekeznek úgy elhelyezkedni a sejtben, hogy tilakoid membránjaik derékszögben legyenek a napfényre.

A klorofill egy hosszú szénhidrátgyűrűből és egy porfirinfejből áll. A farok hidrofób és belemerül a tilakoid membránok lipidrétegébe. A fej hidrofil, és a stróma felé néz. A fényenergiát maga a fej nyeli el, ami az elektronok gerjesztéséhez vezet.

Az elektron elválik a klorofill molekulától, amely ezután elektropozitív lesz, vagyis kiderül, hogy oxidált formában van. Az elektront a hordozó veszi fel, amely átadja egy másik anyagnak.

A klorofill különböző típusai a napfény abszorpciós spektrumában kissé eltérőek. Leginkább a klorofill A.

A fotoszintézis sötét reakciói a kloroplasztisz stromában játszódnak le. Itt vannak a Calvin-ciklus enzimei és mások.

Héja két membránból áll - külső és belső, amelyek között van egy membránközi tér. A kloroplaszt belsejében a belső membránról leválva komplex tilakoid szerkezet jön létre. A kloroplaszt zselatinos tartalmát stromának nevezzük.

Mindegyik tilakoidot egyetlen membrán választja el a stromától. A tilakoid belső terét lumennek nevezzük. Tylakoidok a kloroplasztiszban kötegekké egyesülnek - gabonafélék... A szemek száma eltérő. Speciális megnyúlt tilakoidokkal kapcsolódnak egymáshoz - lamellák... Egy közönséges tilakoid viszont úgy néz ki, mint egy lekerekített korong.

A sztróma a kloroplaszt saját DNS-ét tartalmazza körkörös molekula, RNS és prokarióta riboszómák formájában. Így ez egy félig autonóm organoid, amely képes önállóan szintetizálni fehérjéi egy részét. Úgy gondolják, hogy az evolúció során a kloroplasztiszok cianobaktériumokból fejlődtek ki, amelyek egy másik sejtben kezdtek élni.

A kloroplaszt szerkezetét a fotoszintézis elvégzett funkciója határozza meg. A vele kapcsolatos reakciók a stromában és a tilakoid membránokon lépnek fel. A stromában - a fotoszintézis sötét fázisának reakciói, a membránokon - a fény. Ezért különféle enzimrendszereket tartalmaznak. A stroma oldható enzimeket tartalmaz, amelyek részt vesznek a Calvin-ciklusban.

A tilakoid membránok pigmenteket tartalmaznak klorofillokés karotinoidok. Mindegyik részt vesz a napsugárzás rögzítésében. Mindazonáltal különböző spektrumok foghatók meg. Az ilyen vagy olyan típusú klorofill túlsúlya egy bizonyos növénycsoportban meghatározza az árnyékukat - zöldtől barnáig és vörösig (számos algában). A legtöbb növény klorofillt tartalmaz a.

A klorofill molekula szerkezetében fej és farok különböztethető meg. A szénhidrát farok belemerül a tilakoid membránba, a fej pedig a stromára néz és abban helyezkedik el. A napfény energiáját a fej elnyeli, ami egy elektron gerjesztéséhez vezet, amelyet a hordozók felvesznek. Redox reakciók láncolata indul be, ami végül egy glükózmolekula szintéziséhez vezet. Így a fénysugárzás energiája átalakul szerves vegyületek kémiai kötéseinek energiájává.

A szintetizált szerves anyagok a kloroplasztiszokban keményítőszemcsék formájában felhalmozódhatnak, és onnan is eltávolíthatók a héjon keresztül. A stromában zsírcseppek is vannak. Ezek azonban az elpusztult tilakoid membránok lipidjeiből képződnek.

Az őszi levelek sejtjeiben a kloroplasztiszok elvesztik jellegzetes szerkezetüket, kromoplasztokká alakulnak, amelyekben a belső membránrendszer egyszerűbb. Ezenkívül a klorofill pusztulása is bekövetkezik, ezért a karotinoidok észrevehetővé válnak, sárgás-vörös árnyalatot adva a lombozatnak.

A legtöbb növény zöld sejtjeiben általában sok kloroplaszt található egy irányban kissé megnyúlt golyó formájában (térfogati ellipszis). A sejtben azonban számos alga tartalmazhat egy hatalmas, bizarr alakú kloroplasztot: szalag, csillag alakú stb.