В клетках каких организмов содержаться хлоропласты
Хлоропла́сты (от греч. χλωρός — «зелёный» и от πλαστός — вылепленный) — зелёные пластиды, которые встречаются в клетках фотосинтезирующих эукариот. С их помощью происходит фотосинтез. Хлоропласты содержат хлорофилл. У зелёных растений являются двумембранными органеллами[Пр. 1]. Под двойной мембраной имеются тилакоиды (мембранные образования, в которых находится электронтранспортная цепь хлоропластов). Тилакоиды высших растений группируются в граны, которые представляют собой стопки сплюснутых и тесно прижатых друг к другу тилакоидов, имеющих форму дисков. Соединяются граны с помощью ламелл. Пространство между оболочкой хлоропласта и тилакоидами называется стромой. В строме содержатся хлоропластные молекулы РНК, пластидная ДНК, рибосомы, крахмальные зёрна, а также ферменты цикла Кальвина[1].
Происхождение[править | править код]
В настоящее время общепризнано[2] происхождение хлоропластов путём симбиогенеза.
Предполагают, что хлоропласты возникли из цианобактерий, так как являются двумембранным органоидом, имеют собственную замкнутую кольцевую ДНК и РНК, полноценный аппарат синтеза белка (причем рибосомы прокариотического типа–70S), размножаются бинарным делением, а мембраны тилакоидов похожи на мембраны прокариот (наличием кислых липидов) и напоминают соответствующие органеллы у цианобактерий. У глаукофитовых водорослей вместо типичных хлоропластов в клетках содержатся цианеллы — цианобактерии, потерявшие в результате эндосимбиоза способность к самостоятельному существованию, но отчасти сохранившие цианобактериальную клеточную стенку[3].
Давность этого события оценивают в 1 — 1,5 млрд лет[4].
Часть групп организмов получала хлоропласты в результате эндосимбиоза не с прокариотными клетками, а с другими эукариотами, уже имеющими хлоропласты[5]. Этим объясняется наличие в оболочке хлоропластов некоторых организмов более чем двух мембран[Пр. 2]. Самая внутренняя из этих мембран трактуется как потерявшая клеточную стенку оболочка цианобактерии, внешняя — как стенка симбионтофорной вакуоли хозяина. Промежуточные мембраны — принадлежат вошедшему в симбиоз редуцированному эукариотному организму. У некоторых[Пр. 3] групп в перипластидном пространстве между второй и третьей мембраной располагается нуклеоморф, сильно редуцированное эукариотное ядро[6].
Строение[править | править код]
1. наружная мембрана
2. межмембранное пространство
3. внутренняя мембрана (1+2+3: оболочка)
4. строма (жидкость)
5. тилакоид с просветом (люменом) внутри
6. мембрана тилакоида
7. грана (стопка тилакоидов)
8. тилакоид (ламела)
9. зерно крахмала
10. рибосома
11. пластидная ДНК
12. пластоглобула (капля жира)
У различных групп организмов хлоропласты значительно различаются по размерам, строению и количеству в клетке. Особенности строения хлоропластов имеют большое таксономическое значение[7]. В основном хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы, размер их около 4-6 мкм.
Оболочка хлоропластов[править | править код]
У различных групп организмов оболочка хлоропластов отличается по строению.
У глаукоцистофитовых, красных, зелёных водорослей[8] и у высших растений оболочка состоит из двух мембран. У других эукариотных водорослей хлоропласт дополнительно окружён одной или двумя мембранами. У водорослей, обладающих четырёхмембранными хлоропластами, наружная мембрана обычно переходит в наружную мембрану ядра.
Перипластидное пространство[править | править код]
Граны[править | править код]
Граны представляют собой стопки дисковидных тилакоидов. Отдельные граны хлоропласта соединятся более длинными ламеллами, которые также называют межграновыми или строматическими тилакоидами. Грановые и межграновые тилакоиды различаются белковым составом.
Пиреноиды[править | править код]
Пиреноиды — центры синтеза полисахаридов в хлоропластах[9]. Строение пиреноидов разнообразно, и не всегда они морфологически выражены. Могут быть внутрипластидными и стебельчатыми, выступающими в цитоплазму. У зелёных водорослей и растений пиреноиды располагаются внутри хлоропласта, что связано с внутрипластидным запасанием крахмала.
Стигма[править | править код]
Стигмы, или глазки, встречаются в хлоропластах подвижных клеток водорослей. Стигмы содержат каротиноиды и состоят из липидных глобул. Располагаются вблизи основания жгутика и вместе с особым вздутием на нём выполняют роль фоторецептора, задействованного в осуществлении клеточного фототаксиса[10].
См. также[править | править код]
- Фотосинтез
- Триозофосфатный транслокатор
- Хромопласты
- Цианеллы
Примечания[править | править код]
Комментарии[править | править код]
- ↑ Хлоропласты организмов, относящихся к группе хромистов, имеют четырёхслойную оболочку. Предполагается, что в истории их возникновения включение одной клетки в состав другой происходило дважды.
- ↑ Например, у динофитовых и эвгленовых имеется 3 мембраны, а у охрофитов — 4.
- ↑ У криптофитовых, хлорарахниофитовых и некоторых динофитовых.
Примечания[править | править код]
- ↑ Тихонов А. Н. Трансформация энергии в хлоропластах — энергопреобразующих органеллах растительной клетки // Соровский Образовательный Журнал. 1996. № 4. С. 24—32
- ↑ Карпов, 2001, с. 246.
- ↑ Карпов, 2001, с. 249,246.
- ↑ Белякова, 2006, с. 35.
- ↑ Карпов, 2001, с. 249.
- ↑ Карпов, 2001, с. 250.
- ↑ Карпов, 2001, с. 235.
- ↑ Белякова, 2006, с. 32—34.
- ↑ Карпов, 2001, с. 239.
- ↑ Карпов, 2001, с. 240.
Литература[править | править код]
- Белякова Г. А. Водоросли и грибы // Ботаника: в 4 т. / Белякова Г. А., Дьяков Ю. Т., Тарасов К. Л. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — Т. 1. — 320 с. — 3000 экз. — ISBN 5-7695-2731-5.
- Карпов С.А. Строение клетки протистов. — СПб.: ТЕССА, 2001. — 384 с. — 1000 экз. — ISBN 5-94086-010-9.
- Lee, R. E. Phycology, 4th edition. — Cambridge: Cambridge University Press, 2008. — 547 с. — ISBN 9780521682770.
- ХЛОРОПЛАСТЫ // Большая российская энциклопедия. Электронная версия (2017); https://bigenc.ru/biology/text/4694635 Дата обращения: 23.06.2018
Макс Савельев · 22 апреля
860
ХЛОРОПЛАСТЫ (от греч. chlorós — зеленоватый и plastós — вылепленный) — специализированные органоиды растительной клетки, зеленые пластиды, в которых осуществляется фотосинтез. Зеленая окраска хлоропластов обусловлена присутствием в них пигмента хлорофилла. Внутреннее пространство пластиды заполнено стромой.
Как происходит процесс фотосинтеза в краснокочанной капусте и других растениях с не зелёными листьями? (ведь хлоропласты вырабатывают хлорофил, который зеленый)
Биолог (биотехнология), преподаватель
Даже если у листьев наземных растений красный цвет, они способны фотосинтезировать точно так же, как и зеленые растения и содержат хлорофилл. Я не имею ввиду желтеющие осенью листья — там аппарат фотосинтеза действительно разрушается, хлорофилл деградирует и в бывших хлоропластах, а теперь уже хромопластах, накапливаются красные и желтые каротиноиды и флавоноиды. Красная окраска «нормальных» листьев обусловлена тем, что в вакуолях клеток накапливаются пигменты антоцианы (они могут быть красного или синего цвета и даже менять цвет при изменении кислотности среды и при взаимодействии с металлами).
Эти пигменты, наряду с каротиноидами и прочими флавоноидами, очень часто отвечают и за окраску желтеющих листьев, и за цвет лепестков цветка, за окраску плода. Обычно антоцианы синтезируются, когда хлорофилл начинает разрушаться, но у некоторых растений они присутствуют в вакуолях при работающих хлоропластах. Причиной этому может быть произошедшая ранее генетическая перестройка, мутация, которая «испортила» регуляцию работы ферментов синтеза антоцианов, что могло принести растению. Богаты антоцианами такие растения, как, например, черника, клюква, малина, ежевика, чёрная смородина, вишня, баклажаны, свёкла, чёрный рис, виноград Конкорд и мускатный виноград, красная капуста, и некоторые виды перцев, как жгучих, так и т. н. сладких. А теперь я процитирую хорошую книжку Г.-В. Хелдта «биохимия растений» издательства Бином, стр. 359: «Антоцианы … также выполняют функции защитных пигментов, которые при необходимости экранируют клетки мезофилла (то есть основной фотосинтезирующей ткани — прим. моё) листа от воздействия солнечного света. Характерно, что у растений в условиях стресса (дефицит фосфора, засоление почвы, переохлаждение) часто наблюдается красная окраска листьев вследствие повышенного содержания антоцианов.»
Прочитать ещё 1 ответ
Что такое хлорофилл?
Хлорофилл — зелёное красящее вещество листьев и др. органов растений, обусловливающее усвоение растениями углекислоты воздуха.
Хлорофилл придает растениям зеленую окраску, а по своей структуре он похож на молекулы гемоглобина крови, поэтому его также называют «кровью растений». Большинство растений может жить лишь там, где есть свет, и большинство растений на планете содержат хлорофилл, даже краснолистные разновидности орешника. Однако есть исключения, например, растение петров крест, в котором хлорофилл полностью отсутствует. Красные и бурые водоросли содержат другие пигменты для обеспечения фотосинтеза.
Количество хлорофилла на единицу площади растения на суше или в водоемах неодинаковое. Меньше всего его в глубинах океана, пустынях, высоко в горах, больше всего – в массовой культуре одноклеточной водоросли хлореллы
Верно ли утверждение, что хлоропласты преобразуют солнечную энергию в энергию углеводов?
В хлоропластах, как органеллах растительной клетки, действительно солнечная энергия преобразуется, в энергию углеводов по формуле 6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2, то есть путём связывания углекислоты и освобождения кислорода. Процесс фотосинтеза внутри хлоропласта проходит в два этапа. Сначала в хлоропласте образуются НАДФ и АТФ (аденозинтрифосфат). Затем энергия фосфатидов преобразуется энергетически ёмкие углеводы: глюкозу — для оперативного хранения энергии, крахмал — для длительного хранения энергии, целлюлозу — для построения органоидов клетки.
Фотосинтез у животных?
Человек широкого круга интересов. Сосиске в тарелке предпочитаю алмазы в небе.
Ну, вообще, есть такой моллюск Elysia chlorotica — восточная изумрудная элизия. Правда, она сопосбность к фотосинтезу приобретает, когда начинает питаться водорослью Vaucheria litorea. Хлоропласты «оседают» в клетках животного.
А есть еще небезызвестные оксифотобактерии — это целое подцарство доядерных микроорганизмов.
Так что, как видите, природа-матушка экспериментировала в этом направлении. Но в эволюции побеждает та линия развития, которая в существующих условиях наиболее продуктивна. Значит, было продуктивней развивать организмы, потребляющие, а не производящие кислород.
Хлоропласты – двухмембранные органоиды растительных клеток, именно они играют ключевую роль в одном из самых важных биологических процессов в природе – фотосинтезе. В частности именно хлоропласты в процессе фотосинтеза выделяют зеленый пигмент хлорофилл, благодаря которому листья деревьев приобретают зеленый цвет (впрочем, не только листья, но и многие другие представители растительного мира, например водоросли). Какое строение хлоропластов, какие функции и процессы они осуществляются в жизнедеятельности клетки, об этом читайте далее.
Количество хлоропластов в растительной клетке может быть разным, у некоторых водорослей в клетке содержится лишь один большой хлоропласт, часто причудливой формы, в то время как в клетках некоторых высших растений находится множество хлоропластов. Особенно их много в так званных мезофильных тканях листьев, там одна клетка может иметь в себе до сотни хлоропластов.
Строение хлоропластов
Устройство хлоропласта включает в себя внутреннюю и внешнюю мембрану, (как и в клетке, они играют роль защитного барьера), межмембранное пространство, строму, тилакоиды, граны, ламеллы, люмен.
Вот так строение хлоропласта выглядит на картинке.
Как видим с картинки внутри хлоропласта имеется полужидкое пространство, именуемое стромой и приплюснутые диски – это тилакоиды. Последние объединены в стопки, названные гранамы, и сами граны соединены друг с другом при помощи длинных тилакоид, которые называют ламеллами. Именно в тилакоидах находится важный зеленый пигмент – хлорофилл.
В полужидкой строме хлоропласта находятся его молекулы ДНК и РНК, а также рибосомы, обеспечивающие этому важному органоиду некую автономность внутри клетки. Помимо этого в строме хлоропласта есть зерна крахмала, которые образуются при избытке углеводов, образованных при фотосинтетической активности.
Функции хлоропластов
Самая важная функция хлоропласта – это, конечно же, осуществление фотосинтеза. Об этом удивительном процессе на нашем сайте есть отдельная большая статья. Тем не менее, напомним, что при фотосинтезе хлоропластами растительных клеток при помощи солнечного света осуществляется синтез глюкозы из углекислого газа и воды. При этом в качестве важного «побочного продукта» выделяется кислород.
Основным фотосинтезирующим пигментом в этом процессе является хлорофилл, локализированный в мембранах тилакоидов, именно здесь проходят световые реакции фотосинтеза. Кроме хлорофилла тут же присутствуют ферменты и переносчики электронов.
Интересный факт: хлоропласты стараются расположиться в клетке таким образом, чтобы их тилакоидные мембраны находились под прямым углом к солнечному свету. Или говоря простым языком, хлоропласты в клетке всегда тянутся на свет.
Строение хлорофилла
Что же касается строения самого хлорофилла, то он состоит из длинного углеводного хвоста и порфириновой головки. Хвост его гидрофобен, то есть боится влаги, поэтому погружен в тилакоид, головка наоборот любит влагу и находится в жидкой субстанции хлоропласта – строме. Поглощение солнечного света осуществляется именно головкой хлорофилла.
К слову биологами различается несколько разных видов хлорофилла: хлорофилл a, хлорофилл b, хлорофилл c1, хлорофилл c2 и так далее, все они обладают разным спектром поглощения солнечного света. Но больше всего в растениях именно хлорофилла а.
Рекомендованная литература и полезные ссылки
- Белякова Г. А. Водоросли и грибы // Ботаника: в 4 т. / Белякова Г. А., Дьяков Ю. Т., Тарасов К. Л. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — Т. 1. — 320 с. — 3000 экз. — ISBN 5-7695-2731-5.
- Карпов С.А. Строение клетки протистов. — СПб.: ТЕССА, 2001. — 384 с. — 1000 экз. — ISBN 5-94086-010-9.
- Lee, R. E. Phycology, 4th edition. — Cambridge: Cambridge University Press, 2008. — 547 с. — ISBN 9780521682770.
Хлоропласты, видео
И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.
Анонимный вопрос · 29 октября 2018
116,3 K
Мои интересы: разнообразны, но можно выделить следующие: литература, история…
В растительных клетках есть пластиды, например, хлоропласты, в животных клетках пластид не бывает. По-разному происходит питание клеток: растительная клетка питается автотрофным путем, животная — гетеротрофным. У всех животных клеток есть клеточный центр, среди растений клеточный центр имеют только низшие виды. Вакуоль растительной клетки это единая полость с соком, у животной клетки вакуолей несколько видов: сократительные, пищеварительные и выделительные.
В растительной клетке есть:
1) Хлоропласты, протопласты и хромоплатсты
2) Плотная оболочка клетки из клетчатки
3) Тип питания автотрофный
4) Синтез АТФ происходит в хлоропластах и митохондриях
И др.
В то время как у животной:
1) Пластиды отсутствуют
2) Гетерортрофный тип питания
3) Синтез АТФ происходит в митохондриях
4) Клеточный центр есть у всех клеток
И др.
Это… Читать далее
Мне интересны множество тем: от психологии до космоса…)
Отличий достаточно много:
— в растительных клетках в отличии от животных есть пластиды и целлюлозная клеточная стенка;
— синтез АТФ в животных клетках производится в митохондриях, в растительных — в хлоропластах и митохондриях;
— расщепление АТФ в животных клетках проходит во всех частях клетки, в растительных — дополнительно в хлоропластах;
— растительные клетки… Читать далее
Какого размера клетки организма? Какого размера бактерии? Как это можно представить?
Рамеры клеток организма человека колеблются от 3-4 мкм (некоторые клетки лейкоцитов) до 150 см (нервная клетка вместе с отростками). Чаще встречаются клетки размером 10-100 мкм, реже – 1-10 мкм (клетки мякоти арбуза, цитрусовых, железистые клетки некоторых моллюсков) и очень редко – до 10-20 см (гигантские яйцеклетки птиц – гусей, гаг, пингвинов, страусов). Размер бактейрий в среднем 0,5-5 мкм, на 3 вопрос не могу ответить, так как не совсем понял его суть
Что содержится в клетках зелёной эвглены?
Эвглена зеленая это организм который относится к эукариотам (то есть у нее есть ядро) , а именно к простейшим, так как состоит всего из одной клетки.
Для нее характерно наличие:
- Жгутика для передвижения
- Светочувствительного глазка или стигмы для перемещение к свету
- Сократительная вакуоль для удаления лишней воды из клетки и жидких продуктов обмена веществ, то есть поддержания осмотического давления
- Хлоропласты для фотосинтеза, так как эвглена может питаться автотрофно при наличии света и гетеротрофно при отсутствии
- Ядро (хранение и реализация генетической информации)
- Запасные питательные вещества
В чем заключаются особенности живой клетки?
Клетка — это элементарная живая система. Вся жизнь на Земле организована в клеточной форме. Существует множество типов клеток. Они имеют разную форму, размер и внутреннее строение. Различаются и их функции: нервная клетка проводит нервный импульс, мышечная способна сокращаться, а эритроцит переносит кислород. В многоклеточном организме у каждой клетки есть специализация.
Клетка инфузории-туфельки или кишечной палочки — это отдельный самодостаточный организм. Но любая клетка, кому бы она ни принадлежала, имеет несколько ключевых компонентов в своем строении.
Внешняя оболочка клетки называется плазматической мембраной. Это тонкий слой липидов, именно он отделяет живое от неживого. Мембрана регулирует взаимодействие клетки с окружающей средой. Специальные каналы определяют, что может попасть в клетку, а что — нет.
Все реакции в клетке происходят в цитоплазме. Она состоит в основном из воды, в ней растворены белки и соли. Согласно некоторым гипотезам, химический состав цитоплазмы похож на среду, где зарождалась жизнь. В цитоплазме находятся и органеллы. Они выполняют разные функции и жизненно необходимы для существования клетки. Важнейшие органеллы — митохондрии и хлоропласты — когда-то были бактериями. Их попыталась поглотить другая клетка, но вместо этого они вступили в симбиоз. Сейчас митохондрии производят энергию, а хлоропласты обеспечивают фотосинтез.
В размотанном виде длина нити ДНК человека составляла бы почти два метра. Но в клетке они плотно упакованы и помещаются в крошечном ядре. У бактерий ДНК гораздо короче. Она свернута в кольцо и просто плавает в цитоплазме. Своя ДНК есть в митохондриях и хлоропластах.
Еще больше узнать о клетке можно из этого короткого мультфильма: https://postnauka.ru/animate/88765
Прочитать ещё 1 ответ
Какую роль клетка играет в жизни растений?
Пластиды наиболее характерны для растительных клеток. Различают три вида пластид: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты.
Хлоропласты — пластиды, которые содержат хлорофилл, который участвует в фотосинтезе. То есть хлоропласты нужны для фотосинтеза и для придания зелёной окраски частям растения.
Хромопласты — цветные пластиды, они придают окраску (например цветки или плоды).
Лейкопласты — это бесцветные пластиды. Их функция заключается в запасании питательных веществ. Ещё они могут превращаться на свету в хлоропласты.