2.10: Хлоропласт

Хлоропласт – це місце фотосинтезу. Частина реакцій фотосинтезу відбувається у внутрішній мембрані всередині органели. Хлоропласт містить багато з цих внутрішніх мембран, що робить фотосинтез дуже ефективним. Ці внутрішні мембрани укладають один на одного, точно так само, як стопка млинців.

етапи фотосинтезу

1. I стадія називається світловими реакціями. Цей етап використовує воду і змінює світлову енергію від сонця в хімічну енергію, що зберігається в АТФ і НАДПГ (інша енергонесуча молекула). Цей етап також виділяє кисень як продукт життєдіяльності.
2. II стадія називається циклом Кальвіна. Цей етап поєднує вуглець з вуглекислого газу в повітрі і використовує хімічну енергію в АТФ і NADPH для отримання глюкози.

Перш ніж прочитати про ці два етапи фотосинтезу більш детально, потрібно дізнатися більше про хлоропласті, де проходять два етапи.

хлоропласт

Хлоропласти: театри для фотосинтезу

Фотосинтез, процес перетворення енергії сонячного світла в «їжу», ділиться на два основних набори реакцій, відомих як світлові реакції і цикл Кальвіна, який використовує вуглекислий газ. При вивченні деталей в інших поняттях часто звертайтеся до хімічного рівняння фотосинтезу: 6CO ₂ + 6H ₂ O + Енергія світла → C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂. Фотосинтез відбувається в хлоропласті, органелі, специфічній для рослинних клітин.

Якщо ви оглянете один лист листа зимового жасмину, показаного на малюнку нижче, під мікроскопом, ви побачите всередині кожної клітини десятки маленьких зелених овалів. Це хлоропласти, органели, які проводять фотосинтез у рослин і водоростей. Хлоропласти дуже нагадують деякі види бактерій і навіть містять власну кругову ДНК і рибосоми. Насправді ендосимбіотична теорія стверджує, що хлоропласти колись були самостійно живими бактеріями (прокаріотами). Тому, коли ми говоримо, що фотосинтез відбувається всередині хлоропластів, ми говоримо не тільки про органели в рослині і водоростях, але і про деякі бактерії – іншими словами, практично про всі фотосинтезуючі автотрофи.

Мікроскопічна фотографія високої потужності верхньої частини листя зимового жасмину. Переглядаючи під мікроскопом, видно багато зелених хлоропластів.

Кожен хлоропласт містить акуратні стеки, звані грана (сингулярний, гранум). Грани складаються з мішкоподібних мембран, відомих як тилакоїдні мембрани. Ці мембрани містять фотосистеми, які представляють собою групи молекул, до складу яких входить хлорофіл, зелений пігмент. Світлові реакції фотосинтезу відбуваються в тилакоїдних мембранах. Строма – це простір за межами тилакоїдних мембран, як показано на малюнку нижче. Саме тут і відбуваються реакції циклу Кальвіна. Окрім ферментів, два основні типи молекул – пігменти та носії електронів – є ключовими гравцями цього процесу, а також знаходяться в тилакоїдних мембранах.

Хлоропласт складається з тилакоїдних мембран, оточених стромою. Тилакоїдні мембрани містять молекули зеленого пігменту хлорофілу.

Молекули носія електронів зазвичай розташовані в ланцюгах транспортування електронів (ETC). Вони приймають і проходять уздовж енергонесучих електронів невеликими кроками (рисунок нижче). Таким чином вони виробляють АТФ і НАДПГ, які тимчасово зберігають хімічну енергію. Електрони в транспортних ланцюгах поводяться так само, як куля, що підстрибує вниз по набору сходів – трохи енергії втрачається з кожним відскоком. Однак енергія, «втрачена» на кожному кроці ланцюга транспорту електронів, виконує трохи роботи, що в кінцевому підсумку призводить до синтезу АТФ.

На цьому малюнку показані світлові реакції фотосинтезу. Цей етап фотосинтезу починається з фотосистеми II (так названа тому, що вона була відкрита після фотосистеми I). Знайдіть два електрони (2 е – ) у фотосистемі II, а потім слідуйте за ними через ланцюг транспорту електронів (також званий ланцюгом передачі електронів) до утворення НАДПГ. Звідки беруться іони водню (H + ), які допомагають зробити АТФ?

Що вони собою являють і яку функцію виконують хлоропласти?

Клітини тварин і рослин дещо відрізняються. Головна відмінність полягає в тому, що рослинна клітина має хлоропласти а тварина ні. Хлоропласти – це, як правило, великі органели, які присутні в рослинних клітинах. Як правило, листкова клітина здатна вміщувати від 20 до 100 хлоропластів. Ці органели мають особливу функцію, яку ми побачимо в цій статті.

Ми пояснимо все, що вам потрібно знати про хлоропласти, їх функції та значення, яке вони мають у світі ботаніки.

ключові особливості

Ми збираємося проаналізувати основні характеристики цих органел. Ми знаходимо змінну морфологію. Розрізняють сферичну, еліптичну та інші більш складні форми. Набір хлоропластів у клітині утворює так званий платідій. Усередині платидію знаходиться ДНК з приблизно 250 генами, з яких кодуються рибосомальна РНК, передавальна РНК та передавальна РНК. Останній виробляється в самому хлоропласті, він забезпечить необхідний білок для поділу органели та проведення фотосинтезу.

Я маю на увазі, без хлоропластів рослини не могли фотосинтезувати. В атмосфері не було б обміну СО2 на кисень. Що стосується морфології цих органел, вони складаються з декількох відділень. Найбільш зовнішні відділення складаються з двох мембран, зовнішньої та внутрішньої. На відміну від мітохондрій, мембрана, яка у неї є, не має складок.

Усередині хлоропластів ми бачимо тилакоїди. Це сплющені мішки, які також відокремлюються мембраною і складаються в штабелі. Вони утворюють схожі на монети структури, що називаються гранумом. Ці стеки з боків з’єднані мембранами. У мембранах, що містять тилакоїди, знаходяться білки та молекули, які використовуються для здійснення фотосинтезу.

Поділ і рух хлоропластів

Ці органели повинні постійно ділитися, щоб клітини проліферували і мають адекватну кількість на функціональній стадії фотосинтезу. Це не повинно відбуватися щоразу, але клітина, поділяючись, може бути синхронізована з поділом хлоропластів. Зазвичай синхронність між процесами поділу цих органел та клітини відбувається у рослин, які мають лише один хлоропласт. У клітинах мезофілу листя хлоропласти діляться, щоб збільшити кількість, хоча клітина не буде ділитися далі. Це призводить до збільшення хлоропластів на клітину. Якби клітина продовжувала ділитися, хлоропласти не збільшували б свою кількість на клітину, а розподілялися б іншими.

На поверхні листя, кількість хлоропластів, що утворюються, контролюється або визначається розміром клітини. Хлоропласти зазвичай мають ділитися через дочірні клітини, доки відбувається поділ клітин.

Як ми вже згадували раніше, поділ хлоропластів повністю залежить від білків, які були синтезовані в ядрі. У процесі поділу утворюються два білкових кільця, де вони змішуються, з одного боку, білки самого хлоропласта, а з іншого – білки, пов’язані з генами клітинного ядра.

Коли рослині доводиться пристосовуватися до різних умов сонячного світла, вона просто переміщує всі хлоропласти, що є в її клітині, щоб мати можливість пристосуватися до цих умов. Хоча рух повільний, досить адаптуватися. І це те, що надлишок світла може послабити хлоропласти і зробити фотосинтез менш ефективним.

Функції хлоропласту

Фотосинтез

Основна функція цих органел – здійснювати процес фотосинтезу. Ми збираємося аналізувати функції поетапно. Щоб скористатися енергією сонця, хлоропласти відповідають за перетворення електромагнітної енергії, що надходить від сонячного світла, у хімічні зв’язки. Фотосинтез має дві основні частини, за допомогою яких відбувається весь процес. Перша частина, – світлова фаза, в якому світлова енергія, яка потрапляє на рослину з градієнтом протона, буде використана для синтезу АТФ та виробництва НАДФН.

Крім того, фотосинтез має ще одну темну фазу, в якому світло не потрібно, але продукти, що утворились у світловій фазі, є. У цій темній фазі відбувається фіксація СО2 у вигляді фосфатних цукрів. Перша фаза фотосинтезу відбувається в тилакоїдній мембрані, а друга – в стромі.

Інші функції

Окрім сприяння фотосинтезу в рослинах, хлоропласти виконують і багато інших функцій. Виділяються деякі основні функції, такі як синтез амінокислот, нуклеотидів та жирних кислот. Вони також беруть участь у виробленні гормонів, вітамінів та інших вторинних метаболітів, допомагаючи засвоєнню азоту та сірки в організмі. Як ми коментували в інших статтях, нітрат є основним джерелом азоту для рослин. Отже, багато азотних добрив мають високий вміст цієї сполуки.

Ну, саме завдяки хлоропластам рослини можуть використовувати цей нітрат. Деякі метаболіти, що утворюються в хлоропласті, служать для захисту від різних патогенів або для адаптації рослин до стресу, надлишку води або більше тепла.

Нарешті, ці органели також постійно спілкуються з іншими компонентами клітини і з самим ядром. Це пов’язано з в ядрі знаходиться безліч генів, білки яких мають функцію сприяти фотосинтезу.

Як бачите, хлоропласти – це найважливіші органели в рослинних клітинах. В основному це різниця між клітинами тварин, оскільки вони не мають хлоропластів. З усіма функціями, які він виконує, якби не вони, багатьох умов життя, які ми маємо сьогодні, не існувало б, оскільки фотосинтезу не існувало б.

Повний шлях до статті: Садівництво на » JARDINERÍA » Ботаніка » Що вони собою являють і яку функцію виконують хлоропласти?

Будьте першим, щоб коментувати