какое значение хромопластов в растительных клетках

Что такое хромопласты?

cromoplastos Это растительные клеточные органеллы, которые отвечают за накопление каротиноидных пигментов, через которые красный, оранжевый и желтый будут отдаваться некоторым фруктам, растениям, корням и старым листьям..

Эти хромопласты являются частью семейства пластид или пластид, которые являются элементами растительных клеток, которые выполняют фундаментальные функции для растительных организмов..

Хромопласты могут быть получены из любой из вышеупомянутых пластид, хотя они чаще всего происходят из хлоропластов.

Это происходит потому, что они теряют зеленые пигменты, характерные для хлоропластов, и уступают место желтым, красным и оранжевым пигментам, которые образуют хромопласты..

Функции хромопластов

Основная функция хромопластов заключается в генерации цвета, и некоторые исследования пришли к выводу, что это назначение цвета важно для стимулирования опыления, поскольку оно может привлекать животных, отвечающих за опыление или распределение семян..

Этот тип пласто очень сложен; даже считается, что все его функции еще не известны.

Было установлено, что хромопласты достаточно активны в области метаболизма растительных организмов, поскольку они выполняют действия, связанные с синтезом различных элементов этих организмов..

Точно так же недавние исследования обнаружили, что хромопласт способен производить энергию, задача, ранее приписываемая другим клеточным органам. Этот процесс дыхания был назван хромореспирацией.

Далее мы подробно опишем различные типы хромопластов, которые существуют, и мы поговорим о хромореспирации и последствиях этого недавнего открытия.

Типы хромопластов

Существует классификация хромопластов на основе формы, принятой пигментами. Важно подчеркнуть, что часто встречаются разные типы хромопластов в одном и том же организме..

Основными типами хромопластов являются: глобулярные, кристаллические, трубчатые или фибриллярные и перепончатые..

С другой стороны, также важно отметить, что есть фрукты и растения, состав хромопластов которых может сбивать с толку, вплоть до невозможности с уверенностью определить, какой тип хромопласта содержит.

Примером этого является томат, чьи хромопласты имеют как кристаллические, так и мембранные характеристики.

Далее мы подробно опишем характеристики основных типов хромопластов:

шаровидный

Глобулярные хромопласты образуются в результате накопления пигментов и исчезновения крахмалов.

Это хромопласты, богатые липидными элементами. Внутри хромопластов находятся так называемые пластоглобулины, которые представляют собой несколько капель липида, которые содержат и транспортируют каротиноиды..

Когда они возникают, эти глобулярные хромопласты генерируют глобулы, которые не имеют мембраны, которая покрывает их. Глобулярные хромопласты обычно обнаруживаются, например, в киви или лечозе.

объектив

Кристаллические хромопласты характеризуются наличием длинных, узких игольчатых мембран, в которых накапливаются пигменты.

Затем генерируются разновидности кристаллов каротина, которые расположены внутри участков, окруженных мембранами. Эти хромопласты обычно содержатся в моркови и помидорах.

Трубчатые или фибриллярные

Наиболее характерной особенностью трубчатых или фибриллярных хромопластов является то, что они содержат структуры в форме трубок и пузырьков, в которых накапливаются пигменты. Их можно найти, например, в розах.

перепончатый

В случае мембранных хромопластов пигменты хранятся в обернутых мембранах в виде рулона по спирали. Этот тип хромопласта встречается, например, у нарциссов.

Cromorrespiración

Недавно было обнаружено, что хромопласты выполняют важную функцию, ранее предназначенную только для хлоропластов и органелл митохондриальных клеток..

Научные исследования, опубликованные в 2014 году, показали, что хромопласты способны производить химическую энергию.

Это означает, что они способны синтезировать молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), чтобы регулировать их метаболизм. Таким образом, хромопласты обладают способностью генерировать энергию сами.

Этот процесс производства энергии и синтеза АТФ известен как хромаспирация.

Эти результаты были сделаны исследователями Хоакин Аскон Бието, Марта Ренато, Альберт Боронат и Ирини Патераки из Университета Барселоны, Испания; и они были опубликованы в журнале американского происхождения Физиология растений.

Хромопласты, несмотря на то, что у них нет способности к кислородному фотосинтезу (то есть при котором выделяется кислород), являются очень сложными элементами с активным действием в области обмена веществ, у которых даже функции неизвестны до сих пор..

Хромопласты и цианобактерии

В рамках открытия хромо-дыхания произошла еще одна интересная находка. В структуре хромопластов был обнаружен элемент, который обычно является частью организма, из которого происходят пластиды: цианобактерии.

Эти бактерии могут противостоять экстремальным температурам и живут как в соленой, так и в пресной воде. Эти организмы относятся к первому поколению кислорода на планете, поэтому они имеют большое значение в эволюционном плане.

Таким образом, несмотря на то, что хромопласты считаются неактивными пластидами в отношении процесса фотосинтеза, исследования, проведенные учеными из Университета Барселоны, обнаружили элемент дыхания цианобактерий в дыхательном процессе хромопластов..

То есть, это открытие может указывать на то, что хромопласты могут иметь функции, аналогичные функциям цианобактерий, организмов, определяющих восприятие планеты, как теперь известно.

Изучение хромопластов находится в полном развитии. Это настолько сложные и интересные органеллы, что еще не было возможности полностью определить, каковы их функции и какое значение они имеют для жизни на планете..

Источник

Пластиды: виды, строение и функции. Хлоропласты, хромопласты, лейкопласты

Пластиды — органоиды, специфичные для клеток растений (они имеются в клетках всех растений, за исключением большинства бактерий, грибов и некоторых водорослей).

В клетках высших растений находится обычно от 10 до 200 пластид размером 3-10мкм, чаще всего имеющих форму двояковыпуклой линзы. У водорослей зеленые пластиды, называемые хроматофорами, очень разнообразны по форме и величине. Они могут иметь звездчатую, лентовидную, сетчатую и другие формы.

Различают 3 вида пластид:

Эти виды пластид до известной степени способны превращаться друг в друга — лейкопласты при накоплении хлорофилла переходят в хлоропласты, а последние при появлении красных, бурых и других пигментов — в хромопласты.

Строение и функции хлоропластов

Хлоропласты — зеленые пластиды, содержащие зеленый пигмент — хлорофилл.

Основная функция хлоропласт — фотосинтез.

В хлоропластах есть свои рибосомы, ДНК, РНК, включения жира, зерна крахмала. Снаружи хлоропласта покрыты двумя белково-липидными мембранами, а в их полужидкую строму (основное вещество) погружены мелкие тельца — граны и мембранные каналы.

Строение хлоропласта

Граны (размером около 1мкм) — пакеты круглых плоских мешочков (тилакоидов), сложенных подобно столбику монет. Располагаются они перпендикулярно поверхности хлоропласта. Тилакоиды соседних гран соединены между собой мембранными каналами, образуя единую систему. Число гран в хлоропластах различно. Например, в клетках шпината каждый хлоропласт содержит 40-60 гран.

Хлоропласты внутри клетки могут двигаться пассивно, увлекаемые током цитоплазмы, либо активно перемещаться с места на место.

Этим достигаются наиболее благоприятные для процесса фотосинтеза условия освещения.

Хлорофилл

В гранах пластид растительной клетки содержится хлорофилл, упакованный с белковыми и фосфолипидными молекулами так, чтобы обеспечить способность улавливать световую энергию.

Молекула хлорофилла очень сходна с молекулой гемоглобина и отличается главным образом тем, что расположенный в центре молекулы гемоглобина атом железа заменен в хлорофилле на атом магния.

Сходство молекулы хлорофилла и молекулы гемоглобина

В природе встречается четыре типа хлорофилла: a, b, c, d.

Хлорофиллы a и b содержат высшие растения и зеленые водоросли, диатомовые водоросли содержат a и c, красные — a и d.

Лучше других изучены хлорофиллы a и b (их впервые разделил русский ученый М.С.Цвет в начале XXв.). Кроме них существуют четыре вида бактериохлорофиллов — зеленых пигментов пурпурных и зеленых бактерий: a, b, c, d.

Большинство фотосинтезирующих бактерий содержат бактериохлорофилл a, некоторые — бактериохлорофилл b, зеленые бактерии — c и d.

Хлорофилл обладает способностью очень эффективно поглощать солнечную энергию и передавать ее другим молекулам, что является его главной функцией. Благодаря этой способности хлорофилл — единственная структура на Земле, которая обеспечивает процесс фотосинтеза.

Главная функция хлорофилла в растениях — поглощение энергии света и передача ее другим клеткам.

Пластидам, так же, как и митохондриям, свойственна до некоторой степени автономность внутри клетки. Они размножаются путем деления.

Наряду с фотосинтезом, в пластидах происходит процесс биосинтеза белка. Благодаря содержанию ДНК пластиды играют определенную роль в передаче признаков по наследству (цитоплазматическая наследственность).

Строение и функции хромопластов

Хромопласты относятся к одному из трех видов пластид высших растений. Это небольших размеров, внутриклеточные органеллы.

Хромопласты имеют различный окрас: желтый, красный, коричневый. Они придают характерный цвет созревшим плодам, цветкам, осенней листве. Это необходимо для привлечения насекомых-опылителей и животных, которые питаются плодами и разносят семена на дальние расстояния.

Строение хромопласта

Структура хромопласта похожа на другие пластиды. Их двух оболочек внутренняя развита слабо, иногда вовсе отсутствует. В ограниченном пространстве расположена белковая строма, ДНК и пигментные вещества (каротиноиды).

Каротиноиды – это жирорастворимые пигменты, которые накапливаются в виде кристаллов.

Форма хромопластов очень разнообразна: овальная, многоугольная, игольчатая, серповидная.

Роль хромопластов в жизни растительной клетки до конца не выяснена. Исследователи предполагают, что пигментные вещества играют важную роль в окислительно-восстановительных процессах, необходимы для размножения и физиологичного развития клетки.

Строение и функции лейкопластов

Лейкопласты — это органоиды клетки, в которых накапливаются питательные вещества. Органеллы имеют две оболочки: гладкую наружную и внутреннюю с несколькими выступами.

Лейкопласты на свету превращаются в хлоропласты (к примеру зеленые клубни картофеля), в обычном состоянии они бесцветны.

Форма лейкопластов шаровидная, правильная. Они находятся в запасающей ткани растений, которая заполняет мягкие части: сердцевину стебля, корня, луковиц, листьев.

Строение лейкопласта

Функции лейкопластов зависят от их вида (в зависимости от накапливаемого питательного вещества).

Лейкопласты также служат ферментной субстанцией. Под действием ферментов быстрее протекают химические реакции. А в неблагоприятный жизненный период, когда процессы фотосинтеза не осуществляются, они расщепляют полисахариды до простых углеводов, которые необходимы растениям для выживания.

В лейкопластах не может происходить фотосинтез, потому что они не содержат гран и пигментов.

Луковицы растений, в которых содержится много лейкопластов, могут переносить длительные периоды засухи, низкую температуру, жару. Это связано с большими запасами воды и питательных веществ в органеллах.

Предшественниками всех пластид является пропластиды, небольшие органоиды. Допускают, что лейко — и хлоропласты способны трансформироваться в другие виды. В конечном итоге после выполнения своих функций хлоропласты и лейкопласты становятся хромопластами — это последняя стадия развития пластид.

Важно знать! Одновременно в клетке растения может находиться только один вид пластид.

Сводная таблица строения и функций пластид

Источник

Что такое хромопласты?

Содержание:

Описание

Хромопласты — окрашенные не зеленые пластиды растений. Содержат оранжевые и красноватые пигменты (каротин, каротиноиды) и желтые (ксантофиллы). Образуются из протопластид и бесцветных лейкопластов в результате накопления пигментов. Второй способ — из молодых хлоропластов при замещении хлорофилла каротином (рис. 1).

Происхождение хромопластов в большинстве случаев связано с хлоропластами, которые теряют хлорофилл и крахмал. Этот процесс хорошо заметен при распускании венчиков цветковых растений, созревании плодов, изменении окраски листьев осенью. Чисто-красные, синие, фиолетовые (антоцианы) и желтые пигменты некаротинного характера у высших растений не оформлены в пластиды, а растворены в клеточном соке.

Функции

Хромопласты — пластиды, в которых происходит синтез каротиноидов и ксантофиллов. Они определяют окраску частей растений, в которых встречаются, в желтый, оранжевый или красноватый цвета. Красноватые, оранжевые и желтые пластиды фотосинтетически не активны или мало активны.

Каротиноидные пигменты в лепестках венчика служат для привлечения опылителей. Хромопласты появляются в результате созревания или старения органа (созревшие плоды и корнеплоды, осенние листья). Незеленые пластиды служат для запасания питательных веществ, накопления ненужных продуктов обмена (листья осенью).

Строение

Хромопласты содержат белковую строму с гранулами. Существуют типы пластид, содержащих кристаллы белка и гранулы пигмента. Другие типы хлоропластов образованы кристаллами белка и пигмента или только пигментом (рис. 2). Отсутствуют постоянная форма и тилакоиды, как в хлоропластах.

Промежуточные пластиды содержат и зерна хлорофилла, и каротин. Переходные формы от хлоропластов к хромопластам — хлорохромопласты. В пластидах этого типа сохраняются мелкие граны и межгранные тилакоиды (ограниченные мембраной «мешочки» для протекания реакций фотосинтеза).

Виды хромопластов

Строение

Шаровидные или глобулярные

Содержат липидные глобулы (диаметром 0,2–1 мкм), в которых сосредоточены пигменты

Образования прямоугольной или ромбической формы, на 25–45% состоящие из бета-каротина

Содержат нитевидные жидкие кристаллы в окружении оболочки из липидов и белкового фибриллина

Состоят из мембран, которые образуют многочисленные концентрические полые сферы

Роль хромопластов

Появление хромопластов имеет значение в эволюционном развитии многих групп растений. Яркая окраска привлекает насекомых-опылителей, животных, распространяющих плоды и семена. Пластиды также накапливают продукты обмена веществ растения. Хромопласты бурых водорослей содержат красные пигменты и небольшое количество хлорофилла, следовательно, участвуют в фотосинтезе.

Источник

Пластиды: общая характеристика, строение, виды и функции

Содержание:

Пластиды — специализированные органоиды, встречающиеся в живых эукариотических клетках растений. Для животных и грибов не характерны.

Виды пластидов

Совокупность пластид в клетке называют пластидомом, хотя в зрелой клетке содержатся пластиды только одного вида. В зависимости от окраски выделяют следующие пластиды:

Происхождение и трансформация пластид

Пластиды происходят одинаково – из пропластид. Эволюционными предками ученые считают бактерии, которые были поглощены другой бактерией эндоцитозом. Первая бактерия, скорее всего, могла преобразовывать энергию света.

Могут превращаться друг в друга по ситуации. В условиях слабой освещенности хлоропласты могут преобразовываться в лейкопласты. Хромопласты же могут образовываться из зеленых и бесцветных пластид в случае накопления каротиноидов.

Строение хлоропласта

Размер и число хлоропластов зависит от вида растения и клетки, где они расположены. На величину и очертания влияют условия среды и таксономичекая принадлежность растений. Например, у высших растений хлоропласты линзовидные. Крупные и богатые хлорофиллом, магнийсодержащим пигментом, органоиды у растений теневой зоны. У водорослей хлорофилл назван хроматофором и может принимать следующие формы: шаровидная, спиральная, чашевидная и другие.

Положение органоидов в клетке может меняться, так как они не закреплены, однако, чаще всего хлоропласты расположены близ клеточной стенки. Это нужно для того, чтобы улавливать свет.

Хлоропласты имеют двумембранную оболочку, которая отграничивает содержимое органоида от цитоплазмы. Мембраны не несут другие органоиды. У высших растений сильно развита внутренняя мембранная поверхность, которая образует плоские мешки – тилакоиды или более вытянутые – ламеллы. Несколько плотно собранных в стопки тилакоидов образуют граны. Важно: все тилакоиды расположены параллельно друг другу. На их стенках расположены молекулы хлорофилла. Граны связаны между собой тилакоидами стромы.

Строма – жидкая часть пластидов, где располагаются все части органоида.

Строение хромопласта

Встречаются в клетках лепестков, плодов, корнеплодах. Хромопласты разнообразны по форме и меньше хлоропластов. Система выростов внутренней мембраны не развита. Внутри пластида содержится пигменты желтого, оранжевого и красного цвета.

Строение лейкопласта

Лейкопласты – бесцветные пластиды. Встречаются в частях растениях, спрятанных от света, например в корнях, клубнях, семенах. Эти пластиды имеют шаровидную, чашевидную форму, но она может свободно меняться. Система выростов внутренней мембраны развита слабо. Тилакоиды одиночные, располагаются без особой ориентации в пространстве. Во всем остальной лейкопласты схожи с хлоропластами.

Выделяется несколько видов лейкопластов по запасаемым веществам

Функции пластидов

Пластиды

Функции

Фотосинтез – образование органических веществ из неорганических с использованием энергии света

Связаны с синтезом и накоплением запасных веществ

Окрашивают различные части растений, что важно для привлечения насекомых-опылителей

Пластиды поддерживают жизнедеятельность автотрофных клеток растений. Три вида органоидоидов отвечают за свои процессы, четко «делят обязанности», а в случае неблагоприятных условий трансформируются в необходимый для выживания органоид.

Источник

Особенности основных клеточных элементов: пластиды, клеточный центр и органеллы движения

Особенности основных клеточных элементов

Пластиды

Пластиды — это клеточные элементы, которые встречаются исключительно в растительных клетках. Если говорить о строении пластид, то их основа у высших растений — пропластиды, под которыми понимают мелкие тельца меристематической зоны растений, окруженные двойной мембраной. Из этой мембраны впоследствии формируется оболочка пластиды.

Хлоропласты — это пластиды со способностью к фотосинтезу, в которых содержатся хлорофилл и каротиноиды.

Основное расположение хлоропластов — листья растений. Срезы высших растений имеют хлоропласты, которые внешне напоминают двояковыпуклую линзу. Сверху они округлые.

Диаметр хлоропластов варьируется от 3 до 10 мкм — средний диаметр равен 5 мкм. По этой причине хлоропласты можно легко рассмотреть в световой микроскоп.

В хлоропластах всегда есть хлорофилл и прочие пигменты, участвующие в процессе фотосинтеза. Все они находятся в системе мембран, погруженных в строму — главное вещество хлоропласта.

Мембранная система — место осуществления световой фазы фотосинтеза. В мембранах содержится хлорофилл и прочие пигменты, а также ферменты.

В основе образования всей системы — большое количество заполненных жидкостью плоских мешочков, которые называются тилакоидами. Последние собраны в кучки — граны, соединенные между собой ламелами. Если описывать, на что похожа грана, то наилучшей метафорой будет кучка монет, сложенных столбиком. Ламелы же похожи на разветвленные канальцы или плоские удлиненные складки.

Строма хлоропласта содержит рибосомы, молекулы ДНК, зерна крахмала и капли жира.

Хлоропласты обладают рядом особенностей. Помимо фотосинтеза, хлоропласты имеют систему, синтезирующие белки.

Хромопласты представляют собой окрашенные пластиды: у них нет способности к фотосинтезу. В хромопластах содержатся красные, оранжевые (каротиноиды) и желтые пигменты. Наибольшее количество хромопластов в плодах и цветах.

Оранжевый пигмент, определяющий окраску корня моркови, располагается именно в хромопластах.

Лейкопласты являются бесцветными пластидами — в них не содержатся пигменты. Эти пластиды имеют способность сохранять питательные вещества. Этим объясняется тот факт, что лейкопластов особенно много в запасающих органах растений, таких как семена, корни, молодые листья.

К примеру, амилопласты отвечают за запасание крахмала, липидопласты — липиды в виде масел или жиров, протеинопласты — белки.

В хлоропластах и митохондриях содержатся ДНК и рибосомы — об этом стало известно в 60-е годы 20 века. В результате появилась гипотеза, что клетки, содержащие обозначенные органеллы, не зависят — полностью или частично — от клеточного ядра.

Предполагалось, что митохондрии с хлоропластами являются прокариотическими организмами, вошедшими в клетки эукариот на первых этапах эволюции жизни. Возникла теория эндосимбиоза — по ней органеллы являются воплощением крайней формы симбиоза.

Клеточный центр

Разберемся со строением и функциями клеточного центра.

Клеточный центр — это органелла, которая находится в клетках животных непосредственно около ядра.

Строение клеточного центра простое. Почти весь клеточный центр у растений состоит из двух небольших телец, которые называются центриолями. Они находятся в небольшом участке уплотненной цитоплазмы.

Говоря о строении клеточного центра также стоит отметить, что центриоль представляет собой элемент в форме цилиндра, длина которого не превышает 1 мкм.

Без центриолей невозможно деление клетки, так как клеточный центр участвует в образовании веретена деления. Поэтому основная функция клеточного центра — участие в процессе клеточного деления.

Органеллы движения

Псевдоподии или ложноножки являются амебообразными временными выпячиваниями цитоплазмы отдельных простейших или клеток многоклеточных организмов. К примеру, амеб или радиолярий и лейкоцитов соответственно.

Движение цитоплазмы — источник образования псевдоподий. Основа амебоидного движения — это движение молекул сократительных белков. Псевдоподии обеспечивают не только движения клеток, но и процесс фагоцитоза, который заключается в захвате твердых питательных частиц.

Нитевидные выросты клеточной поверхности — это жгутики и реснички.

По длине реснички уступают жгутикам: максимум 15 мкм против 50-100 мкм соответственно.

Электронный микроскоп позволил установить, что у жгутиков и ресничек есть общая основная структура:

В основании кольца имеется базальное тельце: у жгутиков их два, а у ресничек — одно.

Движение жгутиков можно охарактеризовать как волнообразное или винтообразное. Оно возможно благодаря освобожденной энергии АТФ. Если охарактеризовать движение ресничек, то оно напоминает, как работают весла.

Отдельные мелкие организмы вроде инфузорий благодаря ресничкам могут двигаться в жидкой среде или формировать у поверхности отдельных клеток поток жидкости, который втягивает за собой разнообразные частички.

Клетки эпителия, выстилающие дыхательные пути, имеют реснички, основная функция которых — очищение проходящего по этим путям воздуха от слизи и пыли.

Многие одноклеточные организмы содержат жгутики. К ним относятся хламидомонада, жгутиковые, сперматозоиды.

Источник