Хлоропласты являются одним из видов пластид. Хлоропласты имеют зеленый цвет за счет преобладающего в них пигмента хлорофилла. Основная их функция — фотосинтез.

Количество данных органоидов в клетке варьирует. У некоторых водорослей в клетках содержится одни большой хлоропласт, часто причудливой формы. У высших растений их множество, особенно в мезофильной ткани листьев, где количество может достигать сотни штук на клетку.

У высших растений размер органоида около 5 мкм, форма округлая слегка вытянутая в одном направлении.

Хлоропласты в клетках развиваются из пропластид или путем деления надвое ранее существующих.

Строение хлоропласта

В строении хлоропластов выделяют внешнюю и внутреннюю мембраны, межмембранное пространство, строму, тилакоиды, граны, ламеллы, люмен.

Тилакоид представляет собой ограниченное мембраной пространство в форме приплюснутого диска. Тилакоиды в хлоропластах объединяются в стопки, которые называют гранами. Граны связаны между собой удлиненными тилакоидами — ламеллами.

Полужидкое содержимое хлоропласта называется стромой. В ней находятся его ДНК и РНК, рибосомы, обеспечивающие полуавтономность органоида (см. Симбиогенез).

Также в строме находятся зерна крахмала. Они образуются при избытке углеводов, образовавшихся при фотосинтетической активности. Жировые капли обычно формируются из мембран разрушающихся тилакоидов.

Функции хлоропластов

Основная функция хлоропластов — это фотосинтез — синтез глюкозы из углекислого газа и воды за счет солнечной энергии, которая улавливается хлорофиллом. В качестве побочного продукта фотосинтеза выделяется кислород. Однако процесс этот сложный и многоступенчатый, при котором синтезируются и побочные продукты, использующиеся как в самом хлоропласте, так и в остальных частях клетки.

Основным фотосинтетическим пигментом является хлорофилл. Он существует в нескольких разных формах. Кроме хлорофилла в фотосинтезе принимают участие пигменты каротиноиды.

Пигменты локализованы в мембранах тилакоидов, здесь протекают световые реакции фотосинтеза. Кроме пигментов здесь присутствуют ферменты и переносчики электронов. Хлоропласты стараются расположиться в клетке так, чтобы их тилакоидные мембраны находились под прямым углом к солнечному свету.

Хлорофилл состоит из длинного углеводного кольца и порфириновой головки. Хвост гидрофобен и погружен в липидный слой мембран тилакоидов. Головка гидрофильна и обращена к строме. Энергия света поглощается именно головкой, что приводит к возбуждению электронов.

Электрон отделяется от молекулы хлорофилла, который после этого становится электроположительным, т. е. оказывается в окисленной форме. Электрон принимается переносчиком, которые передает его на другое вещество.

Разные виды хлорофилла отличаются между собой несколько различным спектром поглощения солнечного света. Больше всего в растениях хлорофилла А.

В строме хлоропласта происходят темновые реакции фотосинтеза. Здесь находятся ферменты цикла Кальвина и другие.

Источник: biology.su

Фотосинтез являє собою процес перетворення світлової енергії в енергію хімічних зв’язків органічних речовин і супроводжується виділенням кисню.
По всій видимості, фотосинтез вперше виник у прокаріотів, що призвело до дуже великих змін в біосфері Землі.
даний час фотосинтез здійснюють еукаріоти – вищі і нижчі рослини, а також прокаріоти – ціанобактерії, зелені та пурпурові бактерії.
У прокаріотів фотосинтез протікає на складках плазматичної мембрани. У еукаріотичних організмів процеси фотосинтезу протікають в спеціалізованих органелах – хлоропластах, кількість яких особливо велике в клітинах асиміляційної тканини, розташованої головним чином в листі.
Хлоропласти двухмембранни. Внутрішня мембрана хлоропластів утворює ламелли – плоскі довгі вирости, і тилакоїди – сплощені мішечки, складені в стопки, звані гранами. Ламелли пов’язують між собою грани. У мембранах тилакоїдів розташовується пігмент хлорофіл, який бере участь у світловий фазі фотосинтезу, і ферменти. Простір між тилакоїди і ламелами заповнене стромой, в якій розташовуються ДНК, рибосоми і ферменти синтезу вуглеводів. У хлоропластах йде процес поглинання і перетворення світлової енергії в енергію хімічних зв’язків, т. Е. Йде процес фотосинтезу. Фотосинтез складається з двох фаз: світлової та темнової. Світлова реакція йде на мембранах, а темновая – в стромі.
Перша полягає в отриманні водню при фотолізі (при розщепленні води під дією енергії, яку дає світло). Під дією кванта світла хлорофіл втрачає електрон, який передається по ланцюгу переносників на звернену до матриксу поверхню мембрани. При цьому усередині тилакоидов йде фотоліз.
Іони гідроксилу віддають свої електрони (вони йдуть на відновлення хлорофілу), а потім об’єднуються з утворенням води і кисню.
отони водню накопичуються в Тилакоїди. Створюється різниця потенціалів на мембрані. По досягненні критичного рівня протони починають проштовхуватися через канали АТФ-синтетази; енергія цього процесу використовується для синтезу АТФ. Протони водню із зовнішнього боку мембрани з’єднуються з електронами і утворюють атоми водню, які зв’язуються з НАДФ + (нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат). Кисень, що утворюється при фотолізі дифундує в атмосферу. Процесам темновой фази світло не потрібне, протікають вони в матриксі хлоропласта і здійснюються за рахунок енергії АТФ і НАДФ * Н2. Акцептором CO2 служить п’ятивуглецевий цукор – рібулозодіфосфат. Результатом приєднання CO2 є молекула фосфогліцеринової кислоти (містить три атоми вуглецю). Цей продукт вступає на різні шляхи метаболізму і утворює різні кінцеві продукти. Це моносахариди, які потім у крохмаль і запасаються рослиною; глицерол і жирні кислоти; амінокислоти.

Источник: moyaosvita.com.ua

Пластиди є основними цитоплазматичними органелами клітин автотрофних рослин. Назва походить від грецького слова «plastos», що в перекладі означає «виліплений». Головна функція пластид — синтез органічних речовин, завдяки наявності власних ДНК і РНК та структур білкового синтезу. У пластидах також містяться пігменти, що зумовлюють їх колір. Всі види даних органел мають складну внутрішню будову. Зовні пластиди покривають дві елементарні мембрани, є система внутрішніх мембран, занурених у строму або матрикс. Класифікація пластид за забарвленням і виконуваною функцією передбачає розподіл цих органоїдів на три типи: хлоропласти, лейкопласти і хромопласти. Пластиди водоростей називаються хроматофорами. Хлоропласти — це зелені пластиди вищих рослин, що містять хлорофіл — фотосинтезуючий пігмент. Являють собою тільця округлої форми розмірами від 4 до 10 мкм. Хімічний склад хлоропласта: приблизно 50% білка, 35% жирів, 7% пігментів, мала кількість ДНК і РНК. У представників різних груп рослин комплекс пігментів, що визначають забарвлення і беруть участь у фотосинтезі, відрізняється. Це підтипи хлорофілу і каротиноїди (ксантофіл і каротин). При розгляданні під світловим мікроскопом видна зерниста структура пластид — це грани. Під електронним мікроскопом спостерігаються невеликі прозорі сплощені мішечки (цистерни, або грани), утворені білково-ліпідною мембраною і розташовані безпосередньо в стромі. Причому деякі з них згруповані в пачки, схожі на стовпчики монет (тилакоїди гран), інші, більш великі знаходяться між тилакоїдами. Завдяки такій будові, збільшується активна синтезуюча поверхня ліпідно-білково-пігментного комплексу гран, в якому на світлі відбувається фотосинтез. Хромопласти — пластиди, забарвлення яких буває жовтого, оранжевого або червоного кольору, що обумовлено накопиченням в них каротиноїдів. Завдяки наявності хромопластів, характерне забарвлення мають пелюстки квітів, осіннє листя, дозрілі плоди (помідори, яблука). Дані органоїди можуть бути різної форми — округлої, багатокутної, іноді голчастої. Лейкопласти являють собою безбарвні пластіди, основна функція яких зазвичай запасу органічних речовин. Розміри цих органел відносно невеликі. Вони округлої або злегка довгастої форми, характерні для всіх живих клітин рослин. У лейкопластах здійснюється синтез із простих сполук більш складних — крохмалю, жирів, білків, які зберігаються про запас в бульбах, коренях, насінні, плодах. Під електронним мікроскопом помітно, що кожен лейкопласт покритий двошаровою мембраною, в стромі є тільки один або невелике число виростів мембрани, основний простір заповнений органічними речовинами. В залежності від того, які речовини накопичуються в стромі, лейкопласти ділять на амілопласти, протеїнопласти та елеопласти. Всі види пластид мають спільне походження і здатні переходити з одного виду в інший. Так, перетворення лейкопластів у хлоропласти спостерігається при позеленінні картопляних бульб на світлі, а в осінній період в хлоропластах зеленого листя руйнується хлорофіл, і вони трансформуються в хромопласти, що проявляється пожовтінням листя. У кожній певній клітині рослини може бути тільки один вид пластид.

 

Источник: beaplanet.ru