Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Пластиди рослинної клітини - файл 1.doc


Пластиди рослинної клітини
скачать (77 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc77kb.04.12.2011 06:00скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Тема 3. Пластиди рослинної клітини

1. Загальна характеристика пластид.

2. Класифікація пластид.

3. Хлоропласти: визначення, утворення, структура і функції. Первинний крохмаль та його утворення.

4. Хімічний склад хлоропластів.

5. Каротиноїдопласти: визначення, форма, пігменти і функції.

6. Лейкопласти: визначення, утворення і класифікація.

7. Еволюція пластид і їх взаємоперетворення.

 

1. Загальна характеристика пластид.

1. Пластиди (від грец. plastides, від plastos — утворений, виліплений, оформлений) – це забарвлені або безбарвні органоїди рослинної клітини, в яких відбуваються процеси біосинтезу. Залежно від забарвлення розрізняють три типи П.: хлоропласти (зелені П., в кяих відбувається фотосинтез), хромопласти (жовто-оранжеві та червоні П., які беруть участь в обміні речовин) і лейкопласти (безбарвні П., в яких нагромаджуються крохмаль, білки та олії).

Саме наявність пластид обумовлює основну відміну рослиних клітин від тваринних.

Пластиди — це постійні органоїди клітин зелених рослин. Гриби, бактерії, слизовики, а також синьо-зелені водорості пластид не мають.

Вперше пластиди (хлоропласти і хроматофори – пластиди водоростей) були описані Левенгуком в 1676 р. в листках злаків та клітинах водоростей спірогіри.

Більш детально почав вивчати пластиди Шимпер у 1882 р., який описав три типи пластид: лейкопласти, хлоропласти, хромопласти. Причому на думку Шимпера, між пластидами існує певна залежність, а саме: вихідною групою серед пластид він вважав лейкопласти, від яких походять хлоропласти, а з останніх виникають хромопласти, але дана точка зору є помилковою, оскільки доведено, що вихідною групою є хлоропласти.

^ 2. Класифікація пластид.

2. Дослідженням структури та функцій пластид, а також їх класифікацією займались вітчизняні вчені О.О. Табенцький, Б.Т. Матієнко та ін. Останній поділяє пластиди на дві групи:

    1. Лейкопласти (безбарвні пластиди);

    2. Хромопласти (пластиди, що містять пігменти).

Лейкопласти поділяють на такі групи:

    1. Амілопласти, які синтезують крохмаль;

    2. Олеопласти, які синтезують жири;

    3. Протеїнопласти, які синтезують білки.

До хромопластів — забарвлених пластид належать:

  1. хлоропласти — зелені пластиди;

  2. каротиноїдопласти, які містять жовті пігменти.

Сюди відносять і хроматофори — пластиди водоростей.

Однак, на сьогоднішній день дотримуються класифікації, згідно якої пластиди поділяються на три групи або типи: хлоропласти, хромопласти і лейкопласти.

Необхідно відмітити, що у 1967 році Мерінос виділив ще один тип пластид, які були названі поліфункціональними пластидами.

Всі типи пластид генетично зв’язані між собою, незважаючи на те, що функції їх різні.

Кількість пластид у різних рослин неоднакова і коливається як між видами , так і в межах однієї рослини.

Так, наприклад, у давніх рослин кількість пластид досягає від декількох десятків до сотень міліардів штук, а у деяких нищих одноклітинних організмів є лише одна пластида. Непостійна кількість палстид і у межах однієї клітини. Наприклад, в клітинах покритонасінних рослин може міститися від 20 до 100 пластид.

Величина пластид у покритонасінних рослин становить від 3 до 10 мікрон. Найменшими серед пластид є лейкопласти.

У порівнянні з цитоплазмою пластиди мають більшу питому вагу і легко відокремлюються з клітини при центрифугуванні.

Тіло пластид складається із строми, яка містить, в основному, протеїни і ліпіди, а також пігменти та мінеральні речовини.Пластиди мають білково-ліпоїдну оболонку у вигляді подвійної мембрани, яка називається перистромійом.

Слід зазначити, що різні пластиди мають різний вміст складових частин.

Так, наприклад, хлоропласти люцерни містять майже у два рази менше ліпідів, ніж хромопласти плодів перцю. Проте, вуглеводів в них у два з половиною рази менше, ніж в хромопластах перцю. До складу пластид входить вода, але її вміст залежить від волного режиму рослин. У пластидах міститься велика кількість різних ферментів, які послідовно використовуються в обміні речовин. Вони запасають енергію, необхідну для метаболічних процесів в рослинній клітині. Пластиди відіграють важливу роль в утворенні і перетворенні запасних речовин.

Поластиди розвиваються з особливих клітинних утворень, які назимваються пропластидами.

Пропластиди (від грец. pro — перед, до, раніше і plastos — утворений, виліплений) — зачаткові пластиди вклітинах промеристеми і меристеми, з яких утворюються пластиди. П. мають амебоїдну форму, містять строму і дисковидні грани. За зовнішнім виглядом П. нагадують мітохондрії, але відрізняються від останніх більшими розмірами иа особливостями внутрішньої будови.

Зовні пластиди вкриті подвійною мембраною. Невелика кількість мембран міститься також в їх внутрішній частині.Велику кількість пропластид мають клітини зародків покритонасінних та голонасінних рослин.

Під час розвитку хлоропластів, хромопластів та лейкопластів відбуваються певні зміни форми, розмірів та ультраструктури пропластид. Так, у процесі розвитку хлоропластів під впливом сонячного світла в пропластидах починає рости внутрішня мембрана, з якої утворюються маленькі пухирці, а відтак з них утворюються великі диски. Пізніше з них утворюються пластинчасті мішечки гран.

Пластиди розмножуються шляхом поділу. Поділ може відбуватися як з утворенням перетяжки через пластиду, так і шляхом утворення перегородки. При статевому та безстатевому розмноженні рослин пластиди переходять до дочірніх організмів.Здатність пластид до поділу дозволяє зберігати їм неперервність в декількох клітинних поколіннях.

 

^ 3. Хлоропласти: визначення, утворення, структура і функції. Первинний крохмаль та його утворення.

Хлоропласти (від грец. chloros — зелений і plastos — утворений) — зелені пластиди рослинних клітин, в яких відбувається процес фотосинтезу. Зелене забарвлення Х. зумовлює пігмент хлорофіл. Крім хлорофілу, в клітинах містяться пігменти групи каротиноїдів, зокрема оранжево-жовтий — каротин і ксантофіл. Х. складаються з двошарової білково-ліпоїдної оболонки і строми. Строма пронизана системою внутрішніх мембран — тилакоїдів, які мають вигляд сплюснутих мішечків. У вищих рослин частина тилакоїдів нагадує диски невеликого діаметру, що розташовуються один над одним, утворюючи грани. Грани з’єднані між собою тилакоїдами строми.

Хлоропласти — органоїди, які синтезують первинні вуглеводи за допомогою сонячної енергії.

Вони широко зустрічаються в органах нищих та вищих рослин. Завдяки наявності хлоропластів рослини мають зелене забарвлення.

Саме хлоропласти утворюють органічні речовини, які використовуються для харчування. Завдяки хлоропластам утворюється атмосфера, яка підтримує життя на нашій планеті. Тому іноді хлоропласти називають оптичним …… життя, в якому світлова енергія сонця трансформується в хімічну енергію органічних речовин.

У вищих рослин (Папоротеподібні, Голонасінні) хлоропласти, в основному, мають однакову форму: округлу або злегка овальну, в окремих випадках молже бути гранчаста.

Кількість хлоропластів коливається від 20 до 30, середні розміри 3-7 мк.Необхідно відмітити, що існує залежність між величиною хлоропластів і їх кількістю в клітині.

Так, у деяких сортів кукурудзи (Zea mays) хлоропласти дуже великі і тому в клітині міститься 2-3 хлоропласти.

Структура хлоропластів досить складна. За допомогою світлового мікроскопа добре помітна їх зерниста структура. Під електронним мікроскопом можна спостерігати мембранну структуру хлоропластів.

Ззовні хлоропласти вкриті Двошаровою мембраною, яка має вибіркову проникністью. Тіло хлоропласта складається з гідрофільної білкової маси — строми, або матрикса, яка пронизана системою двохмембранних пластин, що звуться ламелами. Вони розташовуються в стромі паралельними рядами. Парні ламели зливаються кінцями і утворюють замкнуте кільце — мішечок, який називається диском. Стопки дисків досить щільно прилягають одна до одної, утворюючи грани. Окремі грани одного хлоропласта з’єднуються між собою за допомогою ламел в єдину систему. Взаєморозташування гран і кількість дисків в них — строго обумовлена ознака для кожного виду. Існує певна закономірність щодо величини гран: так, світлолюбиві рослини здебільшого мають дрібні грани, тіньовитривалі — більші.

Будова хлоропластів у порівнянні з іншими органоїдами відзначається більшою постійністю. Однак з віком листків, хлоропласти змінюють структуру від дрібногранулярної до крупногрнулярної, в старих листків спостерігається нагромадження жирів у вигляді гранул, відбувається поступове руйнування хлоропластів, які згодом дегенерують.

Зелене забарвлення хлоропластів обумовлене наявністю в них пігментів, серед яких найважливіше значення мають хлорофіли. Крім того, в хлоропластах є жовто-оранжеві пігменти із групи каротиноїдів: каротин і ксантофіл, але вони маскуються хлорофілом і тому хлоропласти мають зелений колір.

 

^ 4. Хімічний склад хлоропластів.

До складу зелених пластид входять білки приблизно 50 %, ліпоїди, пінгменти та мінеральні солі. Біля 75% об’єму хлоропласта становить вода, яка покращує обмінні процеси.

Важливими складовими речовинами хлоропалстів є ферменти, які регулюють фосфорний та білковий обмін.

У хлоропластах здійснюється синтез білків, ліпоїдів, вітамінів.

Дослідженнями російського біохіміка Н.М. Сісакяна (1907-1967) було встановлено, що в хлоропластах міститься РНК та ДНК. Це підтверджує припущення про важливу роль ДНК і РНК, яку вони відіграють в синтезі білків.

Найважливішою складовою частиною хлоропластів є хлорофіл — пігмент зеленого кольору, який вперше виділили з листків французські вчені Ж. Пельтьє і Ж. Кованту (1818).

Хлорофіл (від грец. chloros — зелений i phyllon — листок) — пігмент рослин зеленого кольору, за участю якого відбувається фотосинтез. Х. міститься в хлоропластах вищих рослин і водоростей. За хімічною природою Х. являє собою складний ефір двохосновної хлорофілінової кислоти з двома спиртами: фітолом і метанолом. Розрізняють Х.: а, b, c, d, бактеріохлорофіл і бактеріовіридин. Хлорофіл а (C 55H 72 O 5N 4 Mg) — синьо-зелений пігмент; хлорофіл b (C 55H 70O 6N 4 Mg) — жовто-зелений пігмент. Відомо приблизно 10 тисяч окремих хлорофілів. Найпоширенішими хлорофілами є а і b, які зустрічаються майже у всіх автотрофних рослин.

На початку ХХ ст. (1901-1910) М.С. Цвєт виділив ці дві вищеназвані форми хлорофілу.

Хлоропласти також містять світло-жовтий пігмент каротин (С40Н56) та жовто-гарячий ксантофіл (С 40Н 56 О2).

Головна функція хлоропластів — здійснення фотосинтезу, суть якого полягає в тому, що з вуглекислоти, мінеральних солей, газу та води синтезуються життєво важливі органічні сполуки. Цей процес здійснюється на світлі при обов’язковій участі хлорофілу. Крім того, в хлоропластах відбуваються різні обмінні процеси: синтез низькомолекулярних і високомолекулярних сполук (вуглеводів, амінокислот, пептидів, нуклеотидів, ліпідів і т.д.), а також АТФ.

Таким чином, хлоропласти і зелений пігмент хлорофіл, який входить до їх складу, являються надзвичайно важливим джерелом життя на землі.
^ 5. Каротиноїдопласти: визначення, форма, пігменти і функції.

Каротиноїдопласти: визначення, форма, пігменти і функції. (від грец. chroma, род. відм. chromatos — колір, забарвлення і plastos — утворений) — пластиди рослинних клітин, забарвлені пігментами (каротиноїдами) в жовтий, оранжевий, червоний, іноді коричневий колір. Найпоширенішими із каротиноїдів є каротин — оранжево-жовтий пігмент і ксантофіл — жовтий пігмент. Форма Х. різна: куляста, тригранна, місяцеподібна, лопатоподібна (містяться, наприклад, у плодах горобини, шипшини, коренеплодах моркви та ін.).

Хромопласти можуть утворюватись із пропластид, а також безпосередньо з хлоропластів, або лейкопластів внаслідок їх деградації. Спочатку змінюється округла форма пластид на трикутну, місяцеподібну або іншу яку-небудь внаслідок того, що каротин та ксантофіл кристалізуються в стромі і деформують оболонку пластиди.

Хромопласти, в основному нагромаджуються в плодах рослин — горобини, шипшини, помідорів, в пелюстках квітів деяких рослин — тюльпанів, гладіолусів, жовтеців, рози, рододендрона та багатьох інших.

У вегетативних органах рослин хромопластів значно менше. Проте, багато хромопластів у коренеплодах моркви, в клітинах якої вони мають дуже різноманітну форму.

Хромопласти значно менше досліджені ніж хлоропласти. Однак, сучасні дані говорять про те, що хромопласти складаються з оболонки, строми і системи мембран. Строма хромопластів розвинута слабше і тому вони легко дробляться.

В залежності від будови мембранних систем хромопласти бувають ламелярні, фібрилярні і ламело - фібрилярні.

Функції хромопластів остаточно ще не з’ясовані, але припускають, що вони відіграють певну роль в обмінних процесах, а також виконують роль своєрідного світлофільтру для хлоропластів у процесі фотосинтезу. Крім того, існує певний зв’язок між хромопластами і утворенням вітамінів, тому що оргни, у яких містяться у великій кількості хромопласти , мають велику кількість вітамінів. Досить важливе значення хромопластів полягає в тому, що забарвлені частини квітки приваблюють комах, тим самим здійснюється запилення рослин і продовжується існування виду. Яскраво забарвлені плоди добре поїдаються тваринами, тим самим забеспечується поширення і розмноження насіння.
6. Лейкопласти

Лейкопласти (від грец. leukos — білий і plastos — утворений) — безбарвні пластиди в клітинах більшості рослин. Основна функція, яку виконують лейкопласти пов’язана з утворенням органічних запасних речовин. Залежно від синтезу органічних речовин розрізняють види Л.:

Амілопласти (від грец. amilon — крозмаль і plastos — утворений) — безьарвні пластиди (лейкопласти), в яких відбувається синтез крохмалю. А. у великій кількості містяться в тканинах кореневищ, бульб, насіння тощо. Утворюються з пропластид.

Протеїнопласти (від грец. protos — перший і plastos — утворений) —один з видів лейкоплатсів, у яких відбувається синтез запасних білків. П. у великій кількості містяться в тканинах насіння та плодів.

Олеопласти (від лат. oleum — олія і грец. plastos — утворений) — один з видів лейкопластів, у яких утворюються і відкладаються олії (містяться наприклад, у клітинах насіння рицини, конопель, льону та ін.).

Лейкопласти зустрічаються у всіх органах рослин. Основна функція, яку виконують лейкопласти пов’язана з утворенням органічних запасних речовин. Їх можна виявити у клітинах ембріональних тканин, в цитоплазмі спор і жіночих гамет, в насінні, епідермі, бульбах, кореневищах і т. д.

Форма лейкопластів найчастіше округла, але може змінюватись, якщо в їх стромі містяться крохмальні зерна або білок. У рослинних організмах із вище зазначених видів найчастіше зустрічаються амілопласти. В них утворюється запасний крохмаль із цукрів, які надходять з листків в запасаючі тканини. У багатьох випадках крохмаль нагромаджується у такій кількості, що він відтісняє строму амілопластів в бік. Зосереджені амілопласти, в основному, у підземних органах — кореневищах, бульбах, а також в стеблах рослин. Форма крохмального зерна залежить від структури мембрани в стромі пластиди. Тому у різних рослин форма крохмального зерна різноманітна. Для багатьох видів рослин властива шаруватість крохмального зерна, що пов’язано з нерівномірним поступанням цукрів на протязі доби.

Значно рідше зустрічаються в органах рослин олеопласти. Це менш спеціалізовані пластиди. Утворюються не з пропластид, як амілопласти, а з хлоропластів, які втратили хлорофіл. Крім нагромадження і синтезу жирів вони можуть запасати і крохмаль.

Протеїнопласти здійснюють синтез запасного білку — протеїну. Найчастіше він зустрічається в тих рослин, які також накопичують запасні жири.

Необхідно відмітити, що одні види пластид при відповідних умовах можуть переходити в інші. Це явище широко поширене серед овочевих, плодово-ягідних та інших сільськогосподарських культур.
^ 7. Онтогенез і взаємоперетворення пластид.

В еволюційному плані висхідним типом пластид є хлоропласти, з яких, в процесі диференціації тіла рослинного організму на органи, виникли два інші типи пластид. В процесі індивідуального розвитку всі види пластид беруть свій початок з пропластид, а також майже всі види пластид можуть перетворюватись з одного виду в інший.

  1. Лейкопласти → хлоропласти ( розвиток листків, зародка із залідненої яйцеклітини );

  2. Хлоропласти → хромопласти (наприклад, зелені листки восени жовтіють, червоніють, достигають плоди помідора, горобини та ін.);

  3. Лейкопласти → хромопласти ( видільні клітини при старінні);

  4. Хлоропласти → лейкопласти (при перенесенні рослин в …..!!! )

Походження пластид на сьогоднішній день пояснюють виходячи з симбіотичної теорії, згідно якої під час формування клітини в процесі еволюції попередниками пластид були синьо-зелені водорості, або бактерії, які були впроваджені в клітину і поступово перетворились в пластиди та мітохондрії. Спочатку вони були оточені плазмалемою, неперервною з плазмалемою зачаткової клітини, тобто вони знаходились, по суті, поза протопластом, в його заглибинах. Відтак, оточуючі їх ділянки плазмалеми вияивлись відокремленими від плазмалітичної мембрани і перетворились в зовнішні оболонки органел. Внаслідок цього, ембріони перетворились в напівавтономні органели клітини, утворення і діяльність яких почали протікати при кооперації їх геномів з геномом ядра.


Скачать файл (77 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации