Уникална характеристика на растителните клетки е наличието в тях на редица различни cytoplasms на етичните малки тела, така наречените пластиди. Сред тях пластид ключова роля в растителна клетка играят зелен хлоропластен - центрове на фотосинтетичната активност в който цялата svsredotocheny хлорофил и PSE помощни пигменти, свързани с фотосинтеза.

В висши растения, хлоропласти са оформени като леща. Диаметърът му е 8,5 микрона, а дебелината - от около 1 микрон. Всяка хлоропластен е заобиколен от двойна мембрана (като селективна пропускливост), и също така включва комплексна система вътрешната мембрана. Основната структурна единица на хлоропласти - thylakoid - е тънък, плосък торбичка ограничен монослой мембрана. Той съдържа хлорофил пигменти и помощни ензими, участващи в фотохимични реакции на фотосинтеза. Thylakoids събрани в групи като стекове монета. Тези купчини са наречени аспекти. Всички пространството между краищата е изпълнен с безцветно строма, който съдържа много от ензимите, участващи в С02 фиксиране. В клетката има средно около 50 хлоропласти, всеки хлоропластен разработва се смята от proplastids. Очевидно, proplastids състояние да се възпроизвеждат от някои разпад (така и увеличава броят им в клетката); зрели хлоропласти също понякога показват способност да се възпроизвеждат, но това е по-рядко срещан. В etiolated (отглежда в тъмни) растението proplastids нарича etioplast.

Да бъдеш по-малки хлоропласти, proplastids не притежават присъща хлоропласти пластинчати (пластове) структура. Вместо това, те съдържат prolamellar тялото - нареди ", паракристални" център канал, който след подходящо стимулиране от светлина се променя ориентацията си и се обърнат към паралелни слоеве. В цъфтящи растения или покритосеменни, растения узряват хлоропластов може да се развие от proplastids само когато са осветени, а някои голосеменни тази трансформация е завършен и в пълен мрак. Друга разлика между повечето покритосеменни на голосеменни I поради тяхната относителна способност за превръщане protochlorophyll на хлорофил пигмент, т. Е. За провеждане на реакцията, в която са свързани молекули protochlorophyll два водородни атома и фитол на остатък ( "fitolny опашка"). Всички покритосеменни за тази трансформация се нуждае от светлина, както и някои голосеменни, тя може да се появи и в тъмното. В тъканите на основните хлоропластите на обикновено не се развива дори в светлината, но в някои растения, особено в моркови и грамофонче, кореновите клетки могат да бъдат на зелена светлина. На въпроса защо пластиди в цитоплазмата на някои клетки не достигат зрялост, все още е отворен.

Хлоропласти съдържат самостоятелно, специфична ДНК, която е различна от ядрената ДНК се наследява чрез proplastids намерени в цитоплазмата на клетката майка (яйца); от растението баща (чрез прашец клетка а) хлоропластен ДНК не се наследява. Съдържащите се в ензимите хлоропласта са кодирани или от ядрена или хлоропласти-stnoy ДНК, някои от тях, като ribulozobisfos-fatkarboksilaza съставен от две протеинови субединици, една от които е кодирана от ядрената ДНК, а другият - ДНК на пластид. В хлоропласти също съдържат рибозоми, РНК, аминокиселини и ензими, необходими за синтеза на протеини. Всичко това дава известна автономия на хлоропластите, т. Е. ги прави до известна степен независим от други клетъчни структури. Поради това някои биолози смятат, че хлоропластите - потомците на каквито и да било странични организми, които някога случайно той проникна в не-зелени клетки и по този начин ги правят аВтотрофична (в състояние самостоятелно да създаде храненето те трябва чрез фотосинтеза). Според тази хипотеза, едноклетъчни организми, фотосинтезиращи лишен от органели, заобиколени от мембрана (прокариоти), след като случайно се слели с хетеротрофни организми (неспособни фотосинтеза, и следователно не зависи от храненето си от predobrazovannyh хранителни вещества). В еволюционни условия, това се оказа изгодно, и тъй като симбиоза (взаимно изгодно) съюз остава под формата на съвременната еукариотна растителната клетка като мембранно-заобиколен ядро ​​и други органели. В полза на това мнение показват резултатите от проучвания на ултраструктурата на клетките. Тези проучвания показват, поразително сходство между хлоропластите на висши растения-ми и синьо-зелени водорасли, които нямат ядро ​​или заобиколен от мембрана на хлоропласти, и там проникват само цитоплазма ламели. Митохондриите също да съдържа специфична апаратура ДНК и протеинова синтеза, и, следователно, те могат да бъдат потомци на някои свободни организми. Отбелязано е, че митохондрии проявяват някои структурни прилики някои примитивни бактерии и тяхното ДНК химически свързаната ДНК прокариотни организми.

Привържениците на хипотезата въпросната показват, че ако, например, едноклетъчни flagellated Eugtena растат в продължение на няколко поколения при много високи температури, размножаването на самите клетки, за да бъде в навечерието на възпроизвеждането на техните хлоропласти, така че клетките постепенно ще бъдат все повече и повече бледи. В крайна сметка, в резултат на това "разреждане", образуван изцяло безцветни клетки, които вече няма да бъде един хлоропластен и не proplastids. Тези клетки ще останат без зелен, завинаги загубили способността да autotrophy. Вие също може да доведе до изчезването на хлоропласти, действащ от клетки с стрептомицин и някои други вещества. С други думи, клетките могат да бъдат "излекувани" на "попълване" им хлоропластен използва или топлинна терапия, или химиотерапия.

Биолози са научени да се изолират интактни хлоропласти от клетки чрез диференциално центрофугиране. Може да се покаже, че хлоропластите за известно време, след които всички свойства, присъщи на фотосинтеза апарат на клетката. Изолирани интактни хлоропласти в светлината улавяне на С02 освобождаване 02 и генерира високо енергийни връзки фосфат. Въпреки това, извън хлоропластите клетки не са в състояние или да се запазят собственото си съществуване, нито да се размножават. Ако те са наистина присъства в клетката като "нашественици", след като проникнали в него от външната страна, ние трябва да признаем, че тяхното съществуване е вече до голяма степен независими от други клетъчни структури.

В различни пигменти хлоропластов локализиран. Най-важните от тях, хлорофил - пигмента е само участва пряко в фотосинтеза, - се среща в няколко форми, малко по-различни един от друг в спектрите на поглъщане. Някои водораслите хлоропласти са особено богати phycobilins - синьо и червено, а по-голямата част от хлоропластите висши растения присъстват боядисаните в жълто, оранжево или червено каротеноиди. Очевидно, в светлината на каротиноиди защита хлорофил от унищожаване действие на молекулен кислород. В допълнение, те се повиши ефективността на фотосинтезата, хлорофил абсорбират и предаване на енергията на тези дължини на воля, която не се абсорбират от хлорофил, така че тази енергия все още може да се използва за фотосинтезата. През по-голямата част на вегетационния период на каротеноиди в листата невидими, защото цветът им е маскиран от високата концентрация на хлорофил; През есента, когато концентрацията на хлорофил в листата стареещи намалява, ярко оцветени каротеноиди излизат на преден план, така че есента оцветяване на листата зависи основно от тях. До известна степен, обаче, тя е засегната от някои други пигменти, които са извън хлоропластите, като ярко червени антоцианини, намиращи се в клетъчните вакуоли.

Абсорбционни спектри и пигменти

Пигменти са съединения, които по силата на електронната структура да абсорбират радиация на определена дължина на вълната във видимия спектър. Графика описва зависимостта на абсорбция дължина на вълната се нарича спектър на абсорбция. Абсорбционният спектър на съединението може да е уникална, т. Е. Тя може да бъде еднозначно характеризират тази връзка, но дори и да не е, че все още ни позволява да направим поне някаква представа за структурата на абсорбиращия материал.

За да се проучи абсорбционен спектър на съединение, необходима монохроматична светлина. Това се получава с помощта на призма, дифракционна решетка или филтър. След това, на светлинния лъч преминава през разтвор пигмент е проучен и в сравнение пусне в разтвор на светлинната енергия с енергията на съпътстващия светлинен сноп. Абсорбцията на енергия зависи от коефициента на поглъщане (а) пигмент, от неговата концентрация (в) и от дължината на оптичния път (L).

Спектрофотометърът извършва получи монохроматичен лъч светлина последователно прекарване през разтвор на изпитваното вещество и след чист разтворител и измерване в л и регистрация на логаритъма на връзката им. Това пигмент зелен защото тя абсорбира в синьо (400-450 нм) и червения (600-700 нм) региони на спектъра, но предава зелени и жълти лъчи.

В допълнение към по-високи растителни клетки хлоропласти съдържат също така други видове пластид, лишени характеристика на слоеста структура на хлоропластите и фотосинтетичния апарат. Сред тези левкопласт са безцветни пластиди разграничение хромопласти и боядисани, боядисване се определя от висока концентрация на каротиноидни пигменти. Подобно на хлоропласти, тези телешки очевидно наследствено чрез някакъв вид структура proplastids присъстват в майчиното цитоплазмата. Левкопласт играят роля при съхранение клетка за подмяна на хранителни вещества, като нишесте, но тъй като вероятно те имат ензим и устройства, необходими за синтеза на тези вещества от малки молекули прекурсори. Хромопласти, има вероятност да допринесат за опрашване и разпръскване на семената. тъй като те дават цветя и плодове ярко тяхното оцветяване, която привлича животни. Като правило, хромопласти в клетката не се развиват, ако той съдържа хлоропласти. В някои зреят плодове, като домати, преход от зелено оцветяване с жълт, а след това до червено отразява три последователни етапа на развитие: преобладаването на хлоропластите, хлоропластите и намалява нарастването на броя хромопласти заредени с каротеноиди. Причините за този ход не са ясни.

Покажи пейджъра