Σχηματισμός, Δευτεροβάθμια εκπαίδευση και τα σχολεία
Ποια είναι η χλωροπλάστες; Οι χλωροπλάστες: Δομή και λειτουργία
Η χλωρίδα - ένας από τους κύριους πόρους του πλανήτη μας. Είναι χάρη στις χλωρίδα του κόσμου δεν υπάρχει οξυγόνο, που αναπνέουμε, το φαγητό έχει μια τεράστια βάση δεδομένων από την οποία εξαρτάται όλη η ζωή. Τα φυτά είναι μοναδικό στο ότι μπορούν να μετατρέψουν ανόργανες χημικές ενώσεις σε οργανικές ουσίες.
Ο βασικός ορισμός της
Έτσι ονομάζεται ειδική δομή, στην οποία υπάρχουν διαδικασίες της φωτοσύνθεσης, οι οποίες αποβλέπουν στην δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα και το σχηματισμό ορισμένων υδατανθράκων. Το παραπροϊόν είναι οξυγόνο. Αυτή η επιμήκης οργανίδια σε μήκος, φθάνοντας 2-4 mm σε πλάτος, το μήκος τους ανέρχεται σε 5.10 microns. Σε ορισμένα είδη των πράσινων φυκιών που βρίσκεται μερικές φορές χλωροπλάστες γίγαντες παραταθεί κατά 50 χιλιοστά!
Αυτά τα φύκια μπορεί επίσης να είναι ένα άλλο χαρακτηριστικό: το σύνολο των κυττάρων που έχουν μόνο ένα οργανίδιο αυτό το είδος. Στα κύτταρα των ανώτερων φυτών έχει συνήθως μεταξύ 10-30 χλωροπλάστες. Ωστόσο, στην περίπτωσή τους, μπορούν να ανταποκριθούν φωτεινές εξαιρέσεις. Έτσι, στον ιστό περίφραγμα συμβατικό καπνού έχει 1.000 χλωροπλάστες ανά κύτταρο. Ποιες είναι οι χλωροπλάστες; Η φωτοσύνθεση - αυτό είναι το κύριο, αλλά όχι ο μόνος ρόλος τους. Για να κατανοήσει πλήρως τη σημασία τους στη ζωή του φυτού, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τις πολλές πτυχές της προέλευσης και την ανάπτυξή τους. Όλα αυτά περιγράφεται περαιτέρω σε αυτό το άρθρο.
Η προέλευση του χλωροπλάστη
Έτσι, ποια είναι η χλωροπλάστες, μάθαμε. Και πώς συνέβη αυτά τα οργανίδια; Πώς είναι ότι τα φυτά εμφανίστηκε ως μια μοναδική συσκευή η οποία μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα και νερό σε σύνθετα οργανικές ενώσεις;
Επί του παρόντος, μεταξύ των επιστημόνων επικρατούσα άποψη της endosymbiotic προέλευση αυτών των οργανιδίων, ως ανεξάρτητα εμφάνισή τους σε φυτικά κύτταρα είναι πολύ αμφίβολο. Γνωρίζει πολύ καλά ότι το λειχήνες - μια συμβίωση των φυκών και μυκήτων. Μονοκύτταροι φύκια ταυτόχρονα ζουν σε κύτταρα μανιταριών. Τώρα οι επιστήμονες πιστεύουν ότι στην αρχαιότητα η κυανοβακτήρια φωτοσυνθετική διεισδύσει στα φυτικά κύτταρα, και στη συνέχεια να χάσει ένα μέρος της «ανεξαρτησίας», μεταφέροντας το μεγαλύτερο μέρος του γονιδιώματος του πυρήνα.
απόδειξη
Σχετικά πρόσφατα, η υπόθεση ενός προκαρυωτικών προέλευση αυτών των στοιχείων δεν ήταν πολύ δημοφιλής στην επιστημονική κοινότητα, πολλοί θα θεωρηθεί ως «κατασκευές ερασιτέχνες.» Αλλά μετά από μια σε βάθος ανάλυση των αλληλουχιών νουκλεοτιδίων στο DNA των χλωροπλαστών, αυτή η υπόθεση ήταν λαμπρή επιβεβαίωση πραγματοποιήθηκε. Αποδείχθηκε ότι αυτές οι δομές είναι πολύ παρόμοια, έστω και στενά συνδεδεμένα, το DNA των βακτηριακών κυττάρων. Έτσι, μια παρόμοια αλληλουχία βρέθηκε σε ελεύθερη-ζουν κυανοβακτήρια. Ειδικότερα, αποδείχθηκε ότι είναι εξαιρετικά παρόμοια γονίδια ΑΤΡ-σύνθεση συμπλόκου, καθώς επίσης και στο «συσκευή» της μεταγραφής και μετάφρασης.
Προαγωγοί οι οποίοι καθορίζουν την έναρξη της ανάγνωσης της γενετικής πληροφορίας από DNA και τερματικές αλληλουχίες νουκλεοτιδίων που είναι υπεύθυνες για τον τερματισμό της, όπως είναι οργανωμένο στην εικόνα του βακτηριακού. Φυσικά, δισεκατομμύρια χρόνια της εξελικτικής μετασχηματισμών ήταν σε θέση να κάνει πολλές αλλαγές στο χλωροπλάστη, αλλά η σειρά με την χλωροπλάστες γονίδια παρέμειναν απολύτως αμετάβλητη. Και είναι - η αδιάψευστη πλήρη απόδειξη ότι χλωροπλάστες και στην πραγματικότητα είχε κάποτε ένα προκαρυωτικά πρόγονο. Ίσως να ήταν το σώμα, το οποίο συνέβη και σύγχρονη κυανοβακτήρια.
Χλωροπλάστη ανάπτυξη προπλαστίδια
«Adult» οργανίδιο αναπτύσσεται από προπλαστίδια. Αυτό είναι ένα μικρό, εντελώς άχρωμο οργανίδιο, έχει μόνο λίγες μικρά σε διάμετρο. Περιβάλλεται από ένα πυκνό μεμβράνη δύο στρώσεων, η οποία περιέχει ένα δακτύλιο του DNA ειδικά για το χλωροπλάστη. σύστημα εσωτερικής μεμβράνης αυτές οι «πρόγονοί» δεν έχουν οργανίδια. Λόγω του εξαιρετικά μικρού μεγέθους των σπουδών τους είναι πολύ δύσκολη, αλλά επειδή τα δεδομένα για την ανάπτυξή τους είναι εξαιρετικά χαμηλό.
Είναι γνωστό ότι υπάρχουν πολλές τέτοιες protoplastid στον πυρήνα των ζώων και των φυτών σε κάθε ωάριο. Κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, χωρίζονται και μεταφέρονται σε άλλα κύτταρα. Είναι εύκολο να ελέγξετε: τα γενετικά χαρακτηριστικά που είναι κατά κάποιο τρόπο συνδέονται με τα πλαστίδια μεταδίδεται μόνο μέσω της μητρικής γραμμής.
Η εσωτερική protoplastidy μεμβράνη κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης προεξέχει μέσα στο οργανίδιο. Από αυτές οι δομές αυξάνονται θυλακοειδών μεμβρανών, οι οποίες είναι υπεύθυνες για το σχηματισμό του Grand Prix και το ελασμάτων του οργανίδιο στρώματος. Σε πλήρες σκοτάδι protopastida αρχίζει να μετατρέψει σε ένα πρόδρομο του χλωροπλάστη (etioplast). Αυτό το πρωτογενές οργανοειδούς που χαρακτηρίζεται από το ότι μέσα σε αυτό είναι αρκετά περίπλοκη δομή κρυστάλλου. Μόλις στο φύλλο ενός φυτού παίρνει φως, έχει καταστραφεί ολοσχερώς. Στη συνέχεια, ο σχηματισμός των «παραδοσιακών» εσωτερική δομή του χλωροπλάστη, το οποίο σχηματίζεται ως θυλακοειδών χρόνο και φυλλίδια.
Διαφορές φυτά κατάστημα αμύλου
Κάθε κύτταρο περιέχει αρκετές meristemalnoy όπως προπλαστίδια (ο αριθμός τους ποικίλει ανάλογα με το είδος του φυτού και άλλους παράγοντες). Μόλις ολοκληρωθεί αυτή η πρωτογενούς ιστού αρχίζει να μεταμορφωθεί σε ένα φύλλο, οι πρόδρομοι μετατρέπονται σε οργανίδια χλωροπλάστες. Έτσι, έχουν ολοκληρώσει την ανάπτυξή τους, νεαρά φύλλα σιταριού έχουν χλωροπλάστες στο ποσό των 100-150 μονάδων. Ελαφρώς πιο περίπλοκη είναι η περίπτωση σε σχέση με εκείνες τις εγκαταστάσεις που είναι ικανά συσσώρευσης αμύλου.
Βρήκαμε ότι χλωροπλάστη, παρεμπιπτόντως αποκαλύπτοντας τη σχέση μεταξύ αυτής της οργανίδιο με τις δομές των προκαρυωτικών οργανισμών. Εδώ η κατάσταση είναι παρόμοια: οι επιστήμονες έχουν από καιρό διαπιστώσει ότι αμυλοπλάστες οι χλωροπλάστες περιέχουν ακριβώς το ίδιο DNA, και σχηματίζονται από το ίδιο ακριβώς protoplastid. Κατά συνέπεια, θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με τον ίδιο πτυχή. Αμυλοπλάστες γεγονός αυτό πρέπει να θεωρηθεί ως ένα ιδιαίτερο είδος του χλωροπλάστη.
Όπως διαμορφώνεται αμυλοπλάστες;
Μπορείτε να σχεδιάσετε μια αναλογία μεταξύ protoplastidami και βλαστικών κυττάρων. Με απλά λόγια, αμυλοπλάστες σε κάποιο σημείο αρχίζουν να αναπτύσσονται με κάπως διαφορετικό τρόπο. Οι επιστήμονες, όμως, έχουν μάθει κάτι ενδιαφέρον: κατάφεραν να επιτευχθεί η αμοιβαία μετατροπή των χλωροπλάστες των φύλλων της πατάτας στην αμυλοπλάστες (και το αντίστροφο). Κανονικότητας παράδειγμα, είναι γνωστό ότι κάθε μαθητής - κονδύλους πατάτας σε ανοιχτό πράσινο.
Άλλες πληροφορίες σχετικά με τους τρόπους διαφοροποίησης αυτών των οργανιδίων
Γνωρίζουμε ότι κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης των καρπών τομάτας, τα μήλα και ορισμένα άλλα φυτά (και στα φύλλα των δέντρων, βότανα και θάμνους το φθινόπωρο) είναι η διαδικασία της «υποβάθμισης», όταν οι χλωροπλάστες στα φυτικά κύτταρα μετατρέπεται σε χρωμοπλαστών. Αυτά τα οργανίδια περιέχουν στη σύνθεσή τους των χρωστικών, καροτενοειδή.
Η μετατροπή σχετίζεται με το γεγονός ότι υπό ορισμένες συνθήκες υπάρχει μια πλήρης καταστροφή των θυλακοειδών, και στη συνέχεια αποκτά ένα διαφορετικό οργανίδιο εσωτερική οργάνωση. Είναι εδώ ότι θα επανέλθουμε στο ερώτημα που άρχισε να συζητήσουμε στην αρχή του άρθρου: η επίδραση του πυρήνα για την ανάπτυξη της χλωροπλάστες. Δηλαδή, από ειδικές πρωτεΐνες οι οποίες συντίθενται στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων, οργανιδίων κινεί διαδικασία προσαρμογής.
Η δομή του χλωροπλάστη
Αφού μίλησε για την προέλευση και την ανάπτυξη των χλωροπλαστών, θα πρέπει να επεξεργαστεί τη δομή τους. Το περισσότερο επειδή είναι πολύ ενδιαφέρουσα και αξίζει μια ξεχωριστή συζήτηση.
Βασική δομή χλωροπλάστη αποτελείται από δύο μεμβράνες λιποπρωτεΐνης, εσωτερικές και εξωτερικές. Πάχος του καθενός είναι περίπου 7 nm, η απόσταση μεταξύ τους - 20-30 nm. Όπως και στην περίπτωση άλλων πλαστιδίων μορφών εσωτερικό στρώμα μια ειδική δομή, προεξέχουν προς τα έσω οργανίδιο. Στις ώριμες χλωροπλάστες υπάρχουν μόνο δύο τύποι μεμβρανών «συστροφή». Η πρώτη μορφή των ελασμάτων του στρώματος, το δεύτερο - ο μεμβράνης των θυλακοειδών.
Ελάσματα και θυλακοειδή
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχει μια σαφής σύνδεση που έχει μια μεμβράνη χλωροπλάστη με παρόμοια σχηματισμούς μέσα στο οργανίδιο. Το γεγονός ότι ορισμένες από πτυχές του μπορεί να εκτείνεται από το ένα τοίχωμα προς το άλλο (όπως στα μιτοχόνδρια). Έτσι πετάλια μπορούν να σχηματίσουν ένα είδος «σάκου» ή μια διακλαδισμένη αλυσίδα. Ωστόσο, οι περισσότερες από αυτές τις δομές είναι διατεταγμένα παράλληλα μεταξύ τους και δεν έχουν σχέση μεταξύ τους.
Ο συνολικός αριθμός των όψεων, οι οποίες περιέχονται στους χλωροπλάστες των ανώτερων φυτών, μπορεί να είναι μέχρι 40-60. Κάθε θυλακοειδών τόσο σφιχτά στο άλλο που εξωτερικές μεμβράνες τους σχηματίζουν ένα μονό επίπεδο. Το πάχος στρώματος στην άρθρωση μπορεί να είναι έως 2 nm. Σημειώστε ότι παρόμοιες δομές, οι οποίες σχηματίζονται δίπλα στο άλλο και lamellae θυλακοειδών, αρκετά ασυνήθιστο.
Σε χώρους επαφής ως ένα στρώμα, μερικές φορές φτάνοντας το ίδιο 2 nm. Έτσι, χλωροπλάστες (η δομή και η λειτουργία του οποίου είναι πολύ δύσκολη) δεν είναι μια ενιαία μονολιθική δομή, ένα είδος «κράτος εν κράτει». Σε ορισμένες απόψεις, η δομή αυτών των οργανιδίων δεν είναι λιγότερο δύσκολη από ό, τι το σύνολο της δομής των κυττάρων!
Grana συνδέονται μεταξύ τους, με τη βοήθεια της μεμβράνης. Αλλά θυλακοειδή κοιλότητα, τα οποία αποτελούν μια στοίβα, πάντα κλειστή και δεν επικοινωνεί με το intermembrane χώρο. Όπως μπορείτε να δείτε, η χλωροπλάστες δομή είναι αρκετά περίπλοκη.
Ποιες είναι οι χρωστικές ουσίες μπορεί να υπάρχουν σε χλωροπλάστες;
Αυτό μπορεί να περιέχονται στους χλωροπλάστες στρώμα του καθενός; Υπάρχουν ξεχωριστά μόρια DNA και πολλά ριβοσώματα. Σε αμυλοπλάστες εναποτίθεται στο στρώμα των κόκκων αμύλου. Κατά συνέπεια, χρωμοπλάστες υπάρχουν χρωστικές. Φυσικά, υπάρχουν και διάφορες χρωστικές ουσίες των χλωροπλάστες, αλλά η πιο κοινή είναι η χλωροφύλλη. Αμέσως χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες:
- Ομάδα Α (μπλε-πράσινο). Εμφανίζεται σε 70% των περιπτώσεων που βρέθηκαν στους χλωροπλάστες των ανώτερων φυτών και φυκών.
- Ομάδα Β (κίτρινο-πράσινο). Το υπόλοιπο 30% βρίσκονται επίσης στα ανώτερα φυτά και είδη φυκών.
- Ομάδες C, D και Ε είναι πολύ πιο σπάνια. Είναι διαθέσιμο σε χλωροπλάστες ορισμένων ειδών κατώτερα φυτά και φύκια.
Σε κόκκινο και καφέ φύκια σε χλωροπλάστες δεν είναι τόσο σπάνιες μπορεί να είναι πολύ διαφορετικά είδη οργανικών βαφών. Μερικά φύκια επίσης γενικά περιέχει σχεδόν όλες τις υπάρχουσες χρωστικές ουσίες χλωροπλάστες.
Οι λειτουργίες των χλωροπλαστών
Φυσικά, η κύρια λειτουργία τους είναι να μετατρέπουν τη φωτεινή ενέργεια σε οργανικά συστατικά. Sam φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στο Grand Prix με την άμεση συμμετοχή της χλωροφύλλης. Απορροφά την ενέργεια το φως του ήλιου, τη διαβίβασή τους στην ενέργεια των ηλεκτρονίων ενθουσιασμένος. Ο τελευταίος, έχοντας περίσσεια απόθεμα του, δίνουν ενέργεια πλεόνασμα που χρησιμοποιείται για την αποσύνθεση και τη σύνθεση του ΑΤΡ νερού. Όταν το νερό σχηματίζεται αποσύνθεση οξυγόνο και υδρογόνο. Πρώτον, όπως έχουμε ήδη αναφέρει, είναι ένα υποπροϊόν και εκκρίνεται στον περιβάλλοντα χώρο, και το υδρογόνο συνδέεται με μία συγκεκριμένη πρωτεΐνη, φερρεδοξίνη.
Ενέργεια ρόλο της ΑΤΡ
Το προκύπτον ΑΤΡ είναι εξαιρετικά σημαντική, όπως και η κύρια «μπαταρία» της ενέργειας που πηγαίνει στις διαφορετικές ανάγκες του κυττάρου. NADP-H2 περιλαμβάνει το αναγωγικό, υδρογόνο, και αυτή η ένωση είναι ικανή να εύκολα να βρει αν είναι απαραίτητο. Με απλά λόγια, είναι ένας αποτελεσματικός χημικός παράγοντας αναγωγής είναι: στην διαδικασία της φωτοσύνθεσης, υπάρχει ένα σύνολο αντιδράσεων ότι χωρίς αυτό απλά δεν μπορεί να συμβεί.
Περαιτέρω, στην περίπτωση έρχονται χλωροπλάστη ένζυμα που λειτουργούν στο σκοτάδι και κοκκοκυττάρων είναι υδρογόνο αναγωγικού και της ενέργειας χλωροπλάστη ΑΤΡ χρησιμοποιείται για να ξεκινήσει την σύνθεση ενός αριθμού οργανικών ουσιών. Δεδομένου ότι η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα υπό καλές συνθήκες φωτισμού, οι συσσωρευμένες ενώσεις που χρησιμοποιούνται για τις ανάγκες των ιδίων των φυτών στο σκοτάδι.
Μπορείτε να δίκαιο να πούμε ότι αυτή η διαδικασία είναι σε ορισμένα σημεία μοιάζει ύποπτα σαν μια ανάσα. Αυτό που τον διακρίνει από τη φωτοσύνθεση; Ο πίνακας θα σας βοηθήσει να καταλάβετε αυτή την ερώτηση.
τυπική θύρα | φωτοσύνθεση | αναπνοή |
όταν υπάρχει | Μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν το φως του ήλιου | Ανά πάσα στιγμή |
όπου τα έσοδα | Κύτταρα που περιέχουν χλωροφύλλη | Όλα τα ζωντανά κύτταρα |
οξυγόνο | κατανομή | πρόσληψη |
CO2 | πρόσληψη | κατανομή |
οργανικές ουσίες | Synthesis, μερική διάσπαση | μόνο διάσπαση |
ενέργεια | απορροφάται | περίπτερα |
Αυτό είναι διαφορετικό από την αναπνοή φωτοσύνθεση. Ο πίνακας δείχνει σαφώς μεγάλες διαφορές τους.
Μερικά από τα «παράδοξα»
Το μεγαλύτερο μέρος της μετέπειτα αντίδραση λαμβάνει χώρα εκεί στο στρώμα χλωροπλάστη. Η μελλοντική πορεία των συντιθέμενων ενώσεων είναι διαφορετική. Για παράδειγμα, απλά σάκχαρα αμέσως πέρα οργανίδια συσσωρεύονται σε άλλα μέρη του κυττάρου με τη μορφή πολυσακχαριτών, κυρίως - άμυλο. Σε χλωροπλάστες εμφανίζεται ως η απόθεση λιπών και προκαταρκτική συσσώρευση προδρόμων τους, οι οποίες στη συνέχεια εξόδου σε άλλα κύτταρα στην περιοχή.
Θα πρέπει να καταστεί σαφές ότι όλες οι αντιδράσεις σύνθεσης απαιτούν τεράστιες ποσότητες ενέργειας. μόνη πηγή της είναι ακόμα η ίδια η φωτοσύνθεση. Αυτή είναι μια διαδικασία που συχνά απαιτεί τόση ενέργεια που έχει να πάρει από την καταστροφή των ουσιών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της προηγούμενης σύνθεσης! Έτσι, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που λαμβάνεται στην πορεία του, δαπανάται για τη διεξαγωγή ενός πλήθους χημικών αντιδράσεων εντός του φυτικού κυττάρου.
αν χλωροπλάστες είναι στατική;
Πιστεύεται ότι οι κυτταρικά οργανίδια, συμπεριλαμβανομένων χλωροπλάστες (τη δομή και λειτουργία της οποίας λεπτομέρεια βαμμένα) είναι αυστηρά σε ένα μέρος. Αυτό δεν είναι έτσι. Οι χλωροπλάστες μπορεί να κινηθεί γύρω από το κλουβί. Έτσι, το αχνό φως τείνουν να καταλαμβάνουν μια θέση κοντά στο πιο φωτισμένη πλευρά του κυττάρου, υπό συνθήκες μέτριας έως χαμηλού φωτισμού μπορεί να επιλέξει κάποια ενδιάμεση θέση, στην οποία είναι δυνατόν να «πιάσει» το πιο φως του ήλιου. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται «phototaxis».
Όπως μιτοχόνδρια, οι χλωροπλάστες είναι αρκετά αυτόνομοι οργανίδια. Έχουν το δικό τους ριβοσώματα, που συντίθεται μια σειρά από πολύ συγκεκριμένες πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται μόνο από αυτούς. Υπάρχει ακόμη και ένα ειδικά σύμπλοκα ενζύμου, τα οποία παράγονται στις ειδικές λιπίδια που απαιτούνται για την κατασκευή των ελασματωδών μεμβρανών. Έχουμε ήδη μιλήσει για την προκαρυωτικά προέλευση αυτών των οργανιδίων, αλλά θα πρέπει να προστεθεί ότι ορισμένοι μελετητές πιστεύουν ότι οι απόγονοι χλωροπλάστες πολύχρονη ορισμένων παρασιτικών οργανισμών, η οποία έγινε η πρώτη συμβιωτικών οργανισμών, και στη συνέχεια να γίνει εντελώς αναπόσπαστο μέρος του κυττάρου.
Σημασία χλωροπλάστες
Για τα φυτά, είναι προφανές - μια σύνθεση της ενέργειας και υλικών, τα οποία χρησιμοποιούνται από φυτικά κύτταρα. Αλλά φωτοσύνθεση - μια διαδικασία που παρέχει μια σταθερή συσσώρευση οργανικής ύλης σε παγκόσμια κλίμακα. Του διοξειδίου του άνθρακα, το νερό και το ηλιακό φως χλωροπλάστες μπορεί να συνθέσει ένα μεγάλο αριθμό σύνθετων μακρομοριακών ενώσεων. Αυτή η ικανότητα είναι χαρακτηριστική μόνο για αυτούς, και ο άνθρωπος είναι μακριά από επανάληψη αυτής της διαδικασίας in vitro.
Ελπίζουμε ότι έχετε μάθει από αυτό το άρθρο ότι η χλωροπλάστες είναι και ποιος είναι ο ρόλος του στο σώμα των φυτών.
Similar articles
Trending Now