Mikä on kloroplasti? Viherhiukkasia: rakenne ja toiminta

Kasvisto - yksi tärkeimmistä resursseja planeettamme. On ansiosta kasviston maailman on happea, jota hengitämme, ruoka on valtava tietokanta, josta kaikki elämä riippuu. Kasvit ovat ainutlaatuisia siinä, että ne voivat muuntaa epäorgaanisten kemiallisten yhdisteiden orgaaniset aineet.

Ne tekevät sen avulla fotosynteesi. Tämä tärkeä prosessi tapahtuu tietyn laitoksen -organellien kloroplastissa. Pienin alkio todella varmistaa olemassaolon kaiken elämän maapallolla. Muuten, mikä on viherhiukkanen?

Perusmääritelmää

Ns erityinen rakenne, jossa on prosessit fotosynteesi, joilla pyritään sitomaan hiilidioksidia ja muodostumista tiettyjen hiilihydraatteja. Sivutuote on happi. Tämä pitkänomainen soluelimiin pituus, saavuttaa 2-4 mm leveä, niiden pituus on 5,10 mikronia. Joillakin lajeilla viherlevän joskus havaittu kloroplasteissa jättiläisiä jatkaa 50 mm!

Nämä levät voi myös olla toinen ominaisuus: solun koko niillä on vain yksi soluelimen tätä lajia. Soluissa korkeampien kasvien on yleensä välillä 10-30 kloroplasteissa. Kuitenkin niiden osalta voi tavata kirkas poikkeuksia. Siten, että paaluvarustus kudokseen tavallisen tupakan siellä 1000 kloroplastien solua kohti. Mitkä ovat kloroplastissa? Fotosynteesi - se on heidän tärkein, mutta ei ainoa rooli. Selvästi ymmärtää niiden merkityksen elämässä laitoksen, on tärkeää tietää monia näkökohtia niiden alkuperästä ja kehityksestä. Kaikki tämä on kuvattu tarkemmin tässä artikkelissa.

Alkuperä viherhiukkasessa

Joten, mikä on kloroplasti, olemme oppineet. Ja miten nämä organelles tapahtunut? Miten on se, että kasvit esiintyi ainutlaatuinen laite, joka muuntaa hiilidioksidin ja veden monimutkaisia orgaanisia yhdisteitä?

Tällä hetkellä joukossa tutkijat vallitseva näkymä endosymbiotic alkuperää näiden soluelimiin, koska niiden riippumaton esiintyminen kasvisoluissa on varsin kyseenalainen. Hyvin tietoinen siitä, että jäkälä - symbioosi leviä ja sieniä. Yksisoluisia leviä samalla elää sieni soluissa. Nyt tutkijat uskovat, että muinoin fotosynteesin syanobakteerit soluttautuneet kasvisoluihin, ja sitten menetti "itsenäisyys", siirtämällä suurin osa genomin tumassa.

Mutta sen tärkein ominaisuus on uusi organelle säilyy täysimääräisenä. Se on juuri fotosynteesissä. Vaikka laite suorittamiseen tarvittavat tätä prosessia, se on muodostettu valvonnassa sekä solun tumassa ja viherhiukkaseen itse. Siten, jako näiden organellien, ja muut prosessit, jotka liittyvät toteuttamiseen geneettisen tiedon DNA ohjataan ytimen.

näyttö

Melko äskettäin, hypoteesia prokaryoottialkuperää näitä elementtejä ei ole ollut kovin suosittu tiedeyhteisössä, monet piti sitä "valheita amatöörejä." Mutta sen jälkeen, kun perusteellisen analyysin nukleotidisekvenssit DNA kloroplastien, tämä oletus oli loistava vahvistus pidettiin. Kävi ilmi, että nämä rakenteet ovat hyvin samankaltaisia, jopa läheistä sukua, DNA: n bakteeri- soluja. Siten, samanlaisen sekvenssin havaittiin vapaana eläviä syanobakteerit. Erityisesti, ne osoittautuivat erittäin samanlaisia geenejä, ATP-syntetisointi monimutkainen, samoin kuin "laite" transkription ja translaation.

Promoottorit, jotka määrittävät alussa käsittely geneettisen DNA-tietoja ja päätelaitteen nukleotidisekvenssejä, jotka ovat vastuussa sen päättymisestä, kuin se on järjestetty kuvan bakteeri. Tietenkin miljardien vuosien evoluution muutoksia pystyivät tekemään monia muutoksia kloroplastiin, mutta järjestyksessä kloroplasti geeneissä säilyi täysin ennallaan. Ja se on - kiistattomia täysi todiste siitä, että kloroplastissa ja itse asiassa oli kerran prokaryoottinen esi. Ehkä se oli elin, joka tapahtui myös moderni syanobakteerien.

Viherhiukkanen kehittäminen proplastids

"Aikuinen" organelliin kehittyy proplastids. Tämä on pieni, täysin väritön organellin, on vain muutama mikronia. Sitä ympäröi tiheä kaksikerroksinen kalvo, joka sisältää renkaan, DNA-spesifisten viherhiukkaseen. Sisäkalvon järjestelmä nämä "esi-isät" eivät organelles. Johtuen erittäin pieni koko niiden tutkimus on erittäin vaikeaa, mutta koska tiedot niiden kehitys on erittäin alhainen.

Tiedetään, että on olemassa useita tällaisia protoplastid tumassa eläinten ja kasvien jokainen muna. Alkion kehityksen aikana, ne jaetaan ja siirretään muihin soluihin. On helppo tarkistaa: geneettiset ominaisuudet, jotka jotenkin liittyvät plastideihin lähetetään vain kautta äidin linjalla.

Sisäkalvon protoplastidy kehityksen aikana työntyy organellin. Näiden rakenteiden kasvaa tylakoidi kalvo, jotka ovat vastuussa muodostumista GP ja lamellit strooman organellin. Täydellisessä pimeydessä protopastida alkaa muuttua esiasteen viherhiukkasen (etioplast). Tämä ensisijainen organoidikappaleen tunnettu siitä, että sen sisällä on melko monimutkainen kiderakenne. Kun lehtiä kasvin saa valoa, se on täysin tuhottu. Sen jälkeen, muodostumista "perinteinen" sisäinen rakenne viherhiukkasessa, joka on muodostettu aika tylakoidi ja lamellit.

Erot kasveja tallentaa tärkkelystä

Kukin solu sisältää useita meristemalnoy kuten proplastids (niiden määrä vaihtelee riippuen kasvilajista ja muut tekijät). Kun tämä ensisijainen kudos alkaa muuttua levyksi, soluelimiin esiasteet muuttuvat kloroplasteissa. Joten, ovat suorittaneet kasvua, nuoret vehnä lehdet ovat kloroplastissa määrässä 100-150 yksikköä. Hieman monimutkaisempi on kyse osalta näiden kasvien, jotka pystyvät tärkkelys kertymistä.

Ne kertyvät varastossa hiilihydraatin plastideissa, joita kutsutaan amyloplasts. Mutta miten nämä soluelimiin ovat aiheena tämän artikkelin? Jälkeen perunamukuloihin eivät osallistu fotosynteesin! Selitän tätä tarkemmin.

Olemme havainneet, että viherhiukkanen muuten paljastaa yhteyden tämän organelle rakenteisiin prokaryoottiorganismeissa. Tässä tilanne on samanlainen: tutkijat ovat pitkään havaittu, että amyloplasts kuten kloroplasteissa sisältää täsmälleen sama DNA, ja on muodostettu täsmälleen sama protoplastid. Sen vuoksi niitä on syytä tarkastella samassa näkökohta. Amyloplasts seikka olisi pidettävä erikoinen kloroplastiin.

Muodostuneen amyloplasts?

Voit melko samankaltaisessa protoplastidami ja kantasoluja. Yksinkertaisesti sanottuna, amyloplasts jossain vaiheessa alkaa kehittää hieman eri tavalla. Tutkijat ovat kuitenkin oppineet jotain mielenkiintoista: he onnistuivat saavuttamaan yhteinen muuntaminen kloroplastit perunan lehtiä amyloplasts (ja päinvastoin). Canonicity esimerkiksi tiedetään jokainen koululainen - perunan mukuloita vaaleanvihreä.

Muut tiedot tapoja erilaistumista näiden soluelimiin

Tiedämme, että kypsytyksen aikana tomaatin hedelmiä, omenoita ja joitakin muita kasveja (ja puiden lehdet, yrttejä ja pensaat syksyllä) on prosessi "hajoaminen", kun kloroplastissa Kasvisoluissa muuttuvat kromoplasteissa. Nämä soluelimiin sisältävät niiden koostumus pigmenttejä, karotenoidit.

Muuntaminen liittyy siihen, että tietyissä olosuhteissa on täydellinen tuhoaminen tylakoidi, ja sitten hankkii eri organelli sisäistä organisaatiota. Juuri tässä palaamme kysymykseen, joka alkoi keskustella alussa artikkelin: vaikutus ytimen kehittämiseen kloroplasteja. Joka on, erityisiä proteiineja, jotka syntetisoidaan solujen sytoplasmassa, organellin aloittaa säädön prosessi.

Rakenne viherhiukkasen

Jälkeen puhumme syntyyn ja kehittymiseen kloroplastit, olisi laadittava niiden rakenteesta. Varsinkin kun se on erittäin mielenkiintoinen ja ansaitsee erillisen keskustelu.

Perus- viherhiukkaseen rakenne koostuu kahdesta lipoproteiini kalvoja, sisäinen ja ulkoinen. Paksuus kussakin on noin 7 nm, niiden välinen etäisyys on - 20-30 nm. Kuten muiden plastidin sisäkerroksen muodostaa erityinen rakenne, työntyvät sisäänpäin organelliin. Kypsissä viherhiukkasia on vain kahdenlaisia "kiertämällä" kalvoja. Ensimmäinen muoto lamellien strooman, toinen - tylakoidi kalvo.

Lamellit ja tylakoidi

On huomattava, että on olemassa selvä yhteys, joka on viherhiukkasen kalvo, joilla on samankaltaisia kokoonpanojen sisällä organellin. Se, että jotkut sen poimuja voi ulottua yhdestä seinästä toiseen (kuten mitokondrioita). Joten lamellit voivat muodostaa eräänlainen "pussiin" tai haaraketjuisia. Kuitenkin useimmat näistä rakenteista on järjestetty yhdensuuntaisesti toisiinsa nähden ja jotka eivät liity toisiinsa.

Älä unohda, että on vielä sisällä kloroplasti kalvo ja tylakoidi. Se on suljettu "pussit", joka on järjestetty pinoon. Kuten edellisessä tapauksessa, kahden ontelon seinämien pituus on 20-30 nm. Baareissa "pussit" kutsutaan kasvot. Jokainen sarake voi olla jopa 50 tylakoidi, ja joissakin tapauksissa on jopa enemmän. Koska yhteinen "koko", kuten paalujen voi saavuttaa 0,5 m, ne voidaan joskus havaita tavallisella valomikroskoopilla.

Kokonaismäärä pintoja, jotka sisältyvät kloroplasteissa korkeampien kasvien, voi olla jopa 40-60. Kukin tylakoidi niin tiukka toiseen, että niiden ulommat kalvot muodostavat yhdessä tasossa. Kerroksen paksuus liitos voi olla jopa 2 nm. Huomaa, että vastaavia rakenteita, jotka on muodostettu vierekkäin ja tylakoidi lamellit, melko harvinaista.

Paikoissa kosketuksen kerroksena, joskus saavuttaa sama 2 nm. Siten, viherhiukkasia (rakenne ja toiminta, mikä on erittäin vaikeaa) eivät ole yksi monoliittinen rakenne, eräänlainen "valtio valtion sisällä'. Joissain määrin rakenne näiden soluelimiin ei ole helpompaa kuin koko solurakenne!

Grana ovat yhteydessä toisiinsa, avulla lamellin. Mutta ontelo tylakoidi, jotka muodostavat pinon, aina suljettu eikä ole yhteydessä intermembrane tilaa. Kuten näette, Kloroplastin rakenne on varsin monimutkainen.

Mitkä ovat pigmenttejä saattaa olla läsnä kloroplasteissa?

Se saattaa sisältyä kloroplasti strooman kunkin? On erilliset DNA-molekyylejä ja monet ribosomit. In amyloplasts on talletettu stroomaan tärkkelys jyviä. Näin ollen, kromo- on pigmenttejä. Tietenkin on olemassa erilaisia pigmenttejä kloroplastien, mutta yleisin on klorofylli. Hän heti jaettu eri tyyppiä:

• Lohko A (sinivihreä). Se esiintyy 70%: ssa tapauksista löytyy kloroplasteissa korkeampien kasvien ja levät.
• Ryhmä B (keltainen-vihreä). Loput 30% esiintyy myös korkeammilla kasveilla ja punalevälajeista.
• C, D ja E ovat paljon harvinaisempia. Se on saatavilla kloroplasteissa joidenkin lajien pienempi kasvien ja levät.

Punainen ja ruskeiden merilevien kloroplasteissa eivät ole niin harvinaisia voi olla hyvin erilaisia orgaanisia väriaineita. Levää myös sisältää yleensä lähes kaikki nykyiset pigmenttejä kloroplasteja.

Toiminnot viherhiukkasia

Tietenkin niiden pääasiallinen tehtävä on muuntaa valoenergian orgaanisia komponentteja. Sam tapahtuu yhteyttämistä Grand Prix suoran osallistumisen klorofylli. Se imee auringon energian, siirtämällä se energia innoissaan elektroneja. Jälkimmäisessä, jonka ylimäärä hyllyssä, antaa ylimääräistä energiaa, jota käytetään veden hajoaminen ja ATP: n synteesiin. Kun vesi on muodostettu rappeutuminen happi ja vety. Ensinnäkin, kuten jo aiemmin mainittiin, se on sivutuote ja eritetään ympäröivään tilaan, ja vety on liitetty tietyn proteiinin kanssa, ferredoksiini.

Hän taas hapetetaan johtamalla vedyn pelkistysainetta, joka on lyhennetty biokemia NADP. Näin ollen, sen pelkistetty muoto - NADP-H2. Yksinkertaisesti sanottuna, että fotosynteesin vapautuu seuraavia aineita: ATP, NADP-H2 ja sivutuotteena muodossa happea.

Energia rooli ATP

Tuloksena oleva ATP on äärimmäisen tärkeä, koska on tärkein "paristolla" energiaa, joka menee erilaisiin tarpeisiin solun. NADP-H2 sisältää pelkistintä, vety, ja tämä yhdiste voidaan helposti antaa sille tarvittaessa. Yksinkertaisesti sanottuna, se on tehokas kemiallinen pelkistin on: prosessi fotosynteesi on olemassa joukko reaktioita, että ilman sitä ei yksinkertaisesti voi tapahtua.

Edelleen, siinä tapauksessa, tulevat viherhiukkaseen entsyymejä, jotka toimivat pimeässä ja gran on vety pelkistimen ja energian viherhiukkasen ATP käytetään aloittaa synteesin useita orgaanisia aineita. Koska fotosynteesi tapahtuu hyvissä valaistusolosuhteissa, kertyneet yhdisteitä käytetään kasvien tarpeisiin itsensä pimeässä.

Voit sanoa, että tämä prosessi on joiltakin osin näyttää epäilyttävästi kuin henkäys. Mikä erottaa hänet fotosynteesi? Pöydän auttaa ymmärtämään tätä kysymystä.

standardi porttia	fotosynteesi	hengitys
kun	Vain päivällä, kun auringonvalo	Milloin tahansa
jossa etenee	Solut, jotka sisältävät klorofylli	Kaikissa elävissä soluissa
happi	jako	ottaminen
CO2	ottaminen	jako
orgaanisten aineiden	Synteesi, osittainen pilkkominen	halkaisu vain
energia	imeytyy	seisoo

Juuri eroaa hengitys fotosynteesi. Taulukko osoittaa selvästi niiden suuria eroja.

Jotkut "paradokseja"

Useimmat seuraavassa reaktiossa tapahtuu juuri siellä viherhiukkasessa strooman. Tulevaisuuden polku syntetisoitujen yhdisteiden on erilainen. Esimerkiksi, yksinkertaiset sokerit välittömästi sen jälkeen organellit kerääntyä muualla solun polysakkaridien muodossa, ensisijaisesti - tärkkelys. Viherhiukkasissa se tapahtuu laskeuman rasvojen ja alustava kertymistä niiden esiasteet, jotka ovat sitten lähtönä muihin soluihin alueella.

Olisi selvästi ymmärtää, että kaikki synteesireaktiot edellyttäisi valtavia määriä energiaa. Hänen ainoa lähde on edelleen sama fotosynteesi. Tämä on prosessi, joka vaatii usein niin paljon energiaa, että se on saada tuhoamalla muodostuneiden aineiden seurauksena edellisen synteesin! Näin ollen, suurin osa energiasta, joka saadaan sen tietenkin kuluu suorittaa useita kemiallisia reaktioita sisällä kasvisolussa.

Vain tietty prosenttiosuus sitä käytetään ohjaamaan tuotantoa orgaanisia aineita, että laitos ottaa oman kasvun ja kehityksen viivästymisen muodossa rasvaa tai hiilihydraatteja.

onko kloroplastissa ovat staattisia?

Uskotaan, että soluorganellit, mukaan lukien viherhiukkasia (rakenne ja toiminta, josta olemme yksityiskohtaisesti maalattu) ovat tiukasti yhdessä paikassa. Tämä ei ole niin. Kloroplastissa voivat liikkua häkissä. Siten, että heikko valo niillä on taipumus olla asemassa lähellä kaikkein valaistu puoli solun, olosuhteissa kohtalaisesta hämärässä voi valita joitakin väliasennon, jossa on mahdollista "saalis" kaikkein auringonvaloa. Tätä ilmiötä kutsutaan "phototaxis".

Kuten mitokondriot kloroplastissa ovat varsin autonomisia organelles. Heillä on omat ribosomit, ne synteettisesti useita korkeasti erityisiä proteiineja, jotka vain käyttävät niitä. On jopa tietyn entsyymin komplekseja, jotka on valmistettu erityisestä lipidien tarvitaan rakentamiseen lamellaarisen kalvoja. Olemme jo puhuneet prokaryoottialkuperää näiden soluelimiin, mutta on syytä lisätä, että jotkut tutkijat uskovat kloroplastit pitkäaikainen jälkeläiset joidenkin loistauti organismien joka ensin tuli symbiontteja, ja sitten kokonaan tullut olennainen osa solun.

Merkitys kloroplastissa

Kasveille, on selvää - synteesi energiaa ja materiaaleja, joita käytetään kasvien soluihin. Mutta fotosynteesi - prosessi, joka takaa tasaisen kertymisen orgaanisen aineksen maailmanlaajuisesti. Hiilidioksidia, vettä ja auringonvalo kloroplastit voi syntetisoida suuri määrä monimutkaisia makromolekyyliyhdisteitä. Tämä kyky on tunnusomaista vain niitä, ja mies on kaukana toistamalla tämä prosessi in vitro.

Kaikki biomassa pinnalla planeettamme kiittää olemassaolostaan tähän pienin soluelimiin, joita löytyy syvyyksiin kasvisoluissa. Ilman niitä ilman jatkuvaa fotosynteesin maapallolla ei olisi elämää sen nykyajan ilmenemismuotoja.

Toivomme, että olet oppinut tässä artikkelissa, että kloroplasti on ja mikä on sen rooli kasvin elin.