В каких клетках содержатся лейкопласты
Клетки являются кирпичиками живых организмов. Строение их может отличаться, у растений они содержат мелкие органоиды – пластиды, которые различаются окраской. Хлоропласты – пластиды зелёного цвета, хромопласты встречаются жёлтые, красные, оранжевые. Бесцветные пластиды в клетке называют лейкопластами. Название произошло от греческого слова «plastos» – «вылепленный».
В каких клетках содержатся лейкопласты?
Пластиды выполняют функцию накопления и хранения веществ, поэтому их можно обнаружить в тканях, где происходит запасание питательных веществ, в органах, имеющих утолщения.
- Клубни
Ярким примером могут быть клубни картофеля. Всем школьникам известен эксперимент на выявление крахмала, содержащегося в лейкопластах картофеля. В результате проведения качественной реакции на это вещество, капля йода синеет, попав на бесцветный срез клубня. Под микроскопом видно, что такую окраску придают окрасившиеся пластиды.
- Корневища
Корневища представляют собой утолщённые видоизменённые подземные побеги. Они способны сохранить жизнеспособность даже после сильной продолжительной засухи, чтобы, пережив её, дать новые ростки. Именно благодаря содержащемуся в строении корневищ лейкопластам, эта функция удаётся.
- Луковицы
Лейкопласты луковиц насыщены водой и углеводами, что помогает пережить под землёй жару, мороз и засуху. В неблагоприятные периоды надземные органы погибают, а луковица сохраняется и образует новые листья и цветоносы снова, когда условия становятся для этого подходящими. Вновь появившиеся зелёные органы синтезируют органические вещества и снова отправляют на хранение в луковицу.
- Эндосперм в семенах, спорах, яйцеклетках. В строении клеток лейкопласты необходимы, из них зародыш на начальном этапе развития черпает строительный материал и питательные вещества для роста и развития.
Происхождение лейкопластов
Лейкопласты в клетках появляются уже на стадии эмбрионального развития, формируясь из пропластид – телец размером около 1 мкм. Место зарождения – образовательная ткань.
В эволюционном происхождении пластиды имели возможность зародиться двумя способами.
- Путём симбиоза, когда бактерии с гетеротрофным и автотрофным типами питания объединились в один организм для взаимовыгодного существования.
- В результате поглощения крупным организмом мелкого. Но переваривания последнего не произошло, потому что ему удалось встроиться в систему клетки, выполняя там подходящую функцию.
Строение лейкопластов
Строение и функции лейкопластов взаимосвязаны. Устройство этой органеллы направлено на накопление и хранение запасов органических молекул. Встречаются продолговатые, гантелевидные, в виде эллипса или похожие на амебу. В клетках распространён вариант – круглые лейкопласты.
У них слабо развитые 2 мембраны, отсутствие складок на которых помогает вместить внутрь больше веществ. Если зёрна крахмала не помещаются внутри пластиды, то они растягивают стенки лейкопласта, изменяя форму на продолговатую, как бы растянутую. Способность растягиваться тоже помогает увеличить запас крахмала. Ещё одна существенная особенность в строении лейкопластов –присутствие собственной молекулы ДНК, рибосом и ферментов.
Запасы крахмала встречаются внутри органоидов в виде зёрен, белок обычно кристаллообразный, а липиды в виде пластоглобул. В одном лейкопласте встречаются как один вид запасенных органических веществ, так и три.
Функции лейкопластов
Бесцветные пластиды выполняют ряд функций, направленных на помощь организму выжить в неблагоприятные периоды жизни. У них несколько специализаций по типу синтезируемых и запасаемых веществ. Различают три типа.
Таблица. Разновидности лейкопластов в зависимости от функции и строения.
| Название | Особенности строения | Функции |
| Амилопласты | Содержит 1 или много крахмальных зерен, форма их может быть разной, срастаются из нескольких в один, это зависит от вида растения | Запасают крахмал |
| Олеопласты | Образуют липидные капли | Синтезируют и хранят жиры |
| Протеинопласты | Простые белки в виде круглых и овальных зерен, богаты такими белками клетки, находящиеся под семенной кожурой | Накапливают белковые молекулы |
Кроме перечисленных функций, бесцветные пластиды включают в себя ферменты для расщепления веществ, это важно, если нужен дополнительный источник энергии. В такой ситуации запас жиров и углеводов распадается до мономеров с освобождением энергии.
Ферменты играют немаловажную роль, они могут ускорять химические процессы. Если растение нуждается в углеводах, а фотосинтез невозможен, то внутри лейкопластов ферменты расщепляют полисахариды до необходимых веществ. Это свойство помогает перенести организму неблагоприятный период.
Какого цвета лейкопласты?
Лейкопласты бесцветны, но при необходимости способны превратиться в зелёные хлоропласты. Такая метаморфоза происходит при позеленении клубней картофеля на свету. В свою очередь хлоропласты осенью превращаются в другой вид пластид – хромопласты. Превращения в живых клетках происходят в зависимости от потребностей, но каждая из них содержит только один вид пластид. Описанные виды этих органоидов – это поочерёдные стадии одного пластида. Все типы пластид встречаются только у высших зелёных растений.
У одного и того же растения вырастают листья зелёные и бесцветные, в зависимости от условий освещённости. В темноте лейкопласты не окрашены, а если растение вынести на свет, то они превращаются в хлоропласты, и листья приобретают зелёную окраску. И наоборот, при помещении зелёного растения в темноту, листья светлеют, становятся бледными. Этот же процесс происходит и в клубнях картофеля, что доказывает способность пластид превращаться из одной формы в другую и возвращаться в начальное состояние.
Во время приготовления препаратов лейкопласты повреждаются и расплываются, у них показатель преломления света как у цитоплазмы, из-за этого увидеть их в световой микроскоп не всегда удаётся, если не применять подкрашивание.
Пластиды характерны только для растительных клеток, функции и строение которой изучены подробно. Работы ведутся по изучению генетики пластид, где учёных ждёт много интересного.
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
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:
- Бесцветные пластиды — лейкопласты;
- окрашенные — хлоропласты (зеленого цвета);
- окрашенные — хромопласты (желтого, красного и других цветов).
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.
- Если свет очень интенсивен, они поворачиваются ребром к ярким лучам солнца и выстраиваются вдоль стенок, параллельных свету.
- При слабом освещении, хлоропласты перемещаются на стенки клетки, обращенные к свету, и поворачиваются к нему своей большой поверхностью.
- При средней освещенности они занимают среднее положение.
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).
Разновидности лейкопластов:
- Амилопласты накапливают крахмал, встречаются во всех растениях, так как углеводы основной продукт питания растительной клетки. Некоторые лейкопласты полностью наполнены крахмалом, их называют крахмальными зернами.
- Элайопласты продуцируют и запасают жиры.
- Протеинопласты содержат белковые 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
| Свойства | Хлоропласты | Хромопласты | Лейкопласты |
|---|---|---|---|
| Строение | Двухмембранная органелла, с гранами и мембранными канальцами | Органелла с не развитой внутренней мембранной системой | Мелкие органеллы, находятся в частях растения, скрытых от света |
| Окрас | Зеленые | Разноцветные | Бесцветные |
| Пигмент | Хлорофилл | Каротиноид | Отсутствует |
| Форма | Округлая | Многоугольная | Шаровидная |
| Функции | Фотосинтез | Привлечение потенциальных распространителей растений | Запас питательных веществ |
| Заменимость | Переходят в хромопласты | Не изменяются, это последняя стадия развития пластид | Превращаются в хлоропласты и хромопласты |
Одной из отличительных черт представителей растительного царства является наличие в их клетках особых структур — пластид. К ним относятся хлоропласты, хромопласты и лейкопласты, строение и функции которых будут рассмотрены в нашей статье.
Что такое пластиды
Пластидами называют органеллы клеток растений, грибов и некоторых простейших животных. Это тельца округлой формы, которые имеют полуавтономное строение. Они способны взаимопревращаться друг в друга. Например, лейкопласты, строение и функции которых меняются под воздействием прямых солнечных лучей, преобразуются в хлоропласты. Многие наблюдали, что клубни картофеля зеленееют. Это и есть результат такого удивительного превращения. Но употреблять такой продукт в пищу не стоит. Вместе с хлоропластами в клубнях накапливается яд — алкалоид соланин. Он способен вызвать сильное пищевое отравление и особенно опасен для детей.
При созревании фруктов и овощей также происходит взаимопревращение пластид. Только в этом случае из лейкопластов образуются хромопласты, определяющие цвет различных частей растения: желтый, красный, розовый, фиолетовый и т. п.
Виды пластид
Лейкопласты, пластиды хромопласты, хлоропласты отличаются как строением, так и выполняемыми функциями. Но все они играют важную и незаменимую роль. Способность придавать окраску различным частям растения связана с тем, что хромопласты содержат различные пигменты — красящие вещества.
Яркие лепестки венчиков большинства растений — типичное тому доказательство. Такой цвет вместе с ароматом цветков привлекает насекомых для опыления, которое предшествует оплодотворению и образованию плодов.
Зеленые пластиды содержат пигмент хлорофилл, определяющий их цвет. Наличие этого вещества (наряду с углекислым газом, водой и солнечным излучением) является обязательным условием протекания процесса фотосинтеза. В его ходе растения образуют углеводы и кислород. Первые являются для них источником питания, роста и развития. А газ кислород все живые существа, от бактерий до человека, используют для дыхания.
Строение лейкопластов
Лейкопласты являются бесцветными органеллами. Они имеют правильную сферическую форму. Система мембран внутри развита достаточно слабо. Форма может меняться на неправильную только в том случае, когда в их цитоплазме начинают формироваться достаточно крупные крахмальные зерна. Пластиды лейкопласты содержатся в запасающей основной ткани растений. Она образует основу видоизменений побега — клубней, луковиц, корневищ. Функция лейкопластов и определена такими особенностями их строения. В полости данных органелл способны накапливаться многие ценные питательные вещества. Лейкопласты, как и все пластиды, являются двухмембранными органеллами. Однако внутренняя оболочка не образует ярко выраженных выростов внутрь структуры.
Лейкопласты — эукариотические клетки. Это значит, что в их цитоплазме молекулы ДНК, несущие генетическую информацию, содержатся в оформленном ядре.
Функция лейкопластов
Данные пластиды являются специализированными. В зависимости от вида они способны накапливать и синтезировать различные виды органических веществ. Например, углевод крахмал содержат амилопласты. Это вещество является характерным для всех растений, поскольку образуется из глюкозы, полученной в процессе фотосинтеза. Олеопласты производят и запасают жиры. Жидкие жиры также содержатся в клетках некоторых растений и называются маслами. Протеинопласты содержат белки. Обуславливает такие функции именно строение лейкопластов. Кроме полости, необходимой для запаса и хранения различных веществ, они содержат ферменты. Эти биологические природные катализаторы способны ускорять химические реакции, но не входят в состав их продуктов. Под воздействием, например, простого углевода глюкозы образуется полисахарид крахмал. Когда возникают условия, неблагоприятные для протекания фотосинтеза, он снова расщепляется до мономеров и используется растением для осуществления процессов жизнедеятельности.
Где находятся лейкопласты
Поскольку основная функция лейкопластов — это накопление веществ, данные органеллы содержатся в утолщенных и мясистых частях растений. Особенно богаты ими клубни картофеля. Каждый школьник способен провести качественную реакцию на крахмал, который содержится в его лейкопластах. Для этого просто необходимо нанести на свежий срез несколько капель раствора йода. Под его влиянием бесцветные до этого пластиды приобретут насыщенную фиолетовую окраску. Их можно рассмотреть под микроскопом даже при малом увеличении.
В луковицах растений также много лейкопластов. Благодаря большому запасу воды и углеводов такие корни способны переносить под землей неблагоприятные периоды засухи, заморозков и жары. При этом надземная небольшая часть растения отмирает, а видоизмененный побег остается жизнеспособным. Например, тюльпаны за пару недель успевают вырасти и отцвести. А дальше в их луковице накапливаются углеводы, образованные в процессе фотосинтеза зелеными частями этого весеннего растения.
Не являются исключением и корневища. Всем известно, как трудно избавиться от сорняков. Им не страшна даже сильнейшая засуха, и листья появляются вновь над поверхностью грунта. Все дело в том, что само растение развивается под землей в виде утолщенного видоизмененного побега с удлиненными междоузлиями. Оно содержит значительное количество лейкопластов, а значит, и запас веществ.
Эндосперм семян, споры грибов, яйцеклетки высших растений выполняют свои функции именно благодаря наличию данных пластид.
Происхождение лейкопластов
Факт наличия лейкопластов еще в эмбриональной ткани растительных организмов доказан. А формируются они из так называемых пропластид. Эти структуры являются предшественниками всех видов подобных органелл. Изначально они расположены в меристеме — образовательной ткани растений. Пропластиды представляют собой микроскопические тельца размером до 1 мкм. Именно с них начинается вся цепочка взаимопревращений этих органел растительных клеток.
Таким образом, главная функция лейкопластов заключается в синтезе, накоплении и хранении различных видов органических веществ, необходимых для существования живых организмов.