Пластиды в клетках томата

Двумембранные органоиды клетки

Пластиды в клетках томата

Митохондрия (от греч. mitos – нить и chondrion – зернышко, крупинка) является неотъемлемым компонентом всех эукариотических клеток, за исключением клеток некоторых анаэробных организмов.

Количество митохондрий сильно варьирует в зависимости от типа клеток, а также от фазы их развития и функционального состояния – от 1 до 100 тыс. По форме они могут быть сферическими, гранулярными, нитевидными, палочковидными и др.

Например, у дрожжей и некоторых других грибов имеется одна гигантская разветвленная митохондрия, в нервных клетках мозга содержатся нитевидные митохондрии, в клетках мышечной ткани их немного, но они сильно разветвлены и представляют собой митохондриальную сеть.

Митохондрии – очень динамичные структуры, они могут изменять свою форму в клетке: сливаться друг с другом, образуя гигантские тельца, и вновь разделяться, ветвиться и пр.

Располагаются митохондрии, как правило, в тех участках клетки, где расходуется энергия, например там, где происходит синтез, вблизи двигательных органоидов, около ионных насосов и пр.

Строение митохондрий

Митохондрия состоит из двух мембран – наружной и внутренней, которые разграничивают два изолированных друг от друга пространства – между мембранами (межмембранное пространство) и внутри митохондрии (матрикс).

В некоторых местах наружная и внутренняя мембраны соединяются между собой, эти точки контакта называются зонами слипания. Они разделяют все межмембранное пространство митохондрии на отдельные отсеки (компартменты).

Внутренняя мембрана намного длиннее наружной, поэтому она образует множество складок (гребней) или трубчатых (пластинчатых) выростов, которые называют кристами. Кристы значительно увеличивают поверхность внутренней мембраны, ее рабочую площадь.

[attention type=yellow]

Строение митохондрии (объемная схема): 1 – наружная мембрана; 2 – внутренняя мембрана; 3 – криста; 4 – межмембранное пространство; 5 – матрикс

[/attention]

Наружная мембрана обладает высокой проницаемостью, и многие соединения легко проходят через нее. Она бедна ферментами.

В межмембранном пространстве (между наружной и внутренней мембранами) находится содержимое, по составу ионов и малых молекул сходное с гиалоплазмой.

Здесь же присутствуют несколько ферментов, которые используют АТФ, выходящую из матрикса, для фосфорилирования (включения остатков фосфорной кислоты) других нуклеотидов.

Внутренняя мембрана значительно отличается от наружной. Она менее проницаема, и ее проницаемость строго специфична. Это обусловлено присутствием в ней фосфолипида кардиолипина, препятствующего проникновению ионов сквозь нее.

Внутренняя мембрана содержит около 75 % белка, что свидетельствует о ее функциональной активности. Причем, кроме транспортных белков, в ней находятся белки-ферменты, катализирующие окислительные реакции в дыхательной цепи.

Там же, на поверхности мембраны, обращенной в сторону матрикса, расположен ферментативный комплекс, называемый АТФ-синтетазой, синтезирующий молекулы АТФ.

Матрикс (от лат. mater – основа, мать) – это внутреннее пространство митохондрии (между кристами). Он представлен гомогенной средой. В матриксе содержится смесь из сотен различных ферментов, в том числе ферменты, обеспечивающие кислородную (аэробную) стадию клеточного дыхания.

[attention type=red]

Кроме того, в матриксе имеется несколько одинаковых копий кольцевых молекул митохондриальных ДНК (митДНК), напоминающих ДНК прокариот, специфические митохондриальные рибосомы, тРНК и различные ферменты, участвующие в проявлениях генома митохондрий. Имеются также включения (гранулы) в виде отдельных кристаллов солей кальция и магния.

[/attention]

Каждая митохондрия живет недолго. Рост и деление митохондрий контролируется геномом самого органоида и ядерным геномом клетки. После репликации митохондриальной ДНК происходит деление органоида путем перетяжки, что обеспечивает образование новых митохондрий. Этот процесс происходит независимо от деления клетки.

Митохондрия является одним из основных органоидов клетки эукариот. Ее главной функцией является обеспечение клетки энергией в виде АТФ.

Пластиды

Пластиды свойственны только фототрофным клеткам, поэтому они относятся к группе специальных клеточных структур. Они имеются в клетках всех представителей царства растений, а также у ряда других эукариот.

Пластиды были впервые обнаружены в 1678 году А. Левенгуком, но их активное изучение началось с периода исследования фотосинтеза, то есть с конца XIX века.

Однако строение (ультраструктура) и функционирование разных типов пластид были установлены только во второй половине XX века.

Термином «пластиды» называют разные органоиды, способные к взаимопревращениям. Это хлоропласты, хромопласты, лейкопласты, этиопласты, аминопласты, липидопласты и др. Между собой пластиды различаются главным образом по присутствующим в них пигментам и по выполняемым функциям.

Все типы пластид связаны между собой единым происхождением – от пропластид, имеющихся в молодых клетках образовательной ткани (меристемы), до зрелых хлоропластов. Все они окружены оболочкой из двух мембран. Внутри пластид находятся мембранная система и однородное вещество – матрикс, или строма (от греч. stroma – подстилка, ковер).

Внутренняя мембрана способна образовывать впячивания (врастания) в строму, образуя более или менее сложную мембранную систему внутри органоида.

Развитие пластид

Пропластиды, у которых внутренняя мембрана имеет лишь небольшие впячивания, слегка входящие в строму, называют лейкопластами, формирующие скопления трубчатых мембран – этиопластами.

[attention type=green]

На свету в результате ряда химических перестроек этиопласты достаточно быстро превращаются в хлоропласты.

[/attention]

Однако с изменением условий окружающей среды у хлоропласта может разрушиться его тилакоидная система, в итоге образуется хромопласт.

Мембранная система внутри органоида хорошо развита только у хлоропластов. Такой процесс взаимопревращений разных пластид можно представить как однонаправленный ряд изменений от пропластид до хромопластов. Хромопласты рассматриваются как конечная форма пластид.

Хлоропласты

Хлоропласты (от греч. chloros – зеленый и plastos – вылепленный) – зеленые пластиды, содержащие пигмент хлорофилл и другие, близкие к нему зеленые и бурые пигменты, с помощью которых на свету осуществляется фотосинтез.

Хлоропласты обычно имеют дисковидную, реже овальную, чашевидную или ленточную форму. Хорошо различимы под световым микроскопом. В одной растительной клетке может находиться один хлоропласт (например, у хламидомонады) или несколько десятков хлоропластов (в клетках листа высших растений).

Как интересный факт следует отметить большое сходство организации внутренних структур митохондрии и хлоропласта. При этом у обоих органоидов имеются очень мелкие рибосомы и кольцевая молекула ДНК.

Содержимое хлоропластов отделено от цитоплазмы двойной мембраной, обладающей избирательной проницаемостью. Часть внутренней мембраны, врастая в строму (матрикс), образует сложную систему структурных единиц хлоропласта в виде уплощенных мешков – тилакоидов. Несколько тилакоидов, лежащих друг над другом, формируют стопку – грану.

Между гранами располагаются одиночные вытянутые тилакоиды, их называют ламеллами стромы. Тилакоиды отделены от стромы мембраной, которую называют тилакоидной, а внутри них имеется особое межмембранное пространство – тилакоидное.

Таким образом, в хлоропластах имеются три различные мембраны: наружная, внутренняя и тилакоидная, поэтому они являются трехмембранными органоидами.

[attention type=yellow]

Подчеркнем, что хлоропласты, в отличие от всех других пластид, имеют три типа мембран, которые делят органоид на три разных внутренних компартмента (отсека): межмембранное пространство, строму и тилакоидное пространство.

[/attention]

Строение хлоропласта: 1 – наружная мембрана; 2 – внутренняя мембрана; 3 – ламелла; 4 – грана тилакоидов; 5 – строма; 6 – крахмальное зерно; 7 – кольцевая ДНК; 8 – рибосомы; 9 – тилакоидное пространство

Количество гран в хлоропласте клеток высших растений может достигать 40–60 (иногда до 150). Все они играют важную роль в осуществлении процессов фотосинтеза.

При росте клетки количество хлоропластов в ней увеличивается путем их деления. Затем дочерние хлоропласты увеличиваются в размере. Деление хлоропластов происходит через каждые 6–20 часов и может не совпадать с делением ядра клетки.

Основные функции хлоропластов: синтез углеводов, веществ – предшественников других групп органических соединений, включая аминокислоты и жирные кислоты; синтез макроэргических соединений, в том числе АТФ; образование свободного кислорода как побочного продукта.

Хромопласты

Хромопласты (от греч. chromatos – цвет, окраска и plastos – вылепленный) – пластиды, в строме которых в пузырьках содержатся каротиноиды – желтые, оранжевые и красные пигменты.

Эти пластиды часто встречаются в клетках плодов (томат, тыква, рябина и др.), лепестков цветковых растений (лютики, фиалки, марьянники и др.), в осенних листьях.

В значительных количествах каротиноиды накапливаются в клетках старых листьев и корней растений, например моркови, брюквы, крапивы и др.

Хромопласты имеют двойную мембрану, но внутри органоида находятся лишь отдельные тилакоиды, гранулярной системы нет. Хромопласты могут развиваться из хлоропластов, которые теряют хлорофиллы и тилакоиды внутренних мембран. Хромопласты считаются конечным этапом развития пластид.

Лейкопласты

Лейкопласты (от греч. leukos – белый и plastos – вылепленный)– это непигментированные органоиды растительных клеток (бесцветны или имеют бледно-зеленую окраску). В них синтезируются и накапливаются запасные питательные вещества.

На свету лейкопласты легко могут переходить в хлоропласты, создавая при этом сложную внутреннюю мембранную систему. Они могут также, хотя и редко, превращаться в хромопласты.

Источник: https://blgy.ru/twomembranous-organelles/

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

Пластиды в клетках томата

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.

[attention type=red]

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.

[/attention]

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.

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.

[attention type=green]

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

[/attention]

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:

  1. Амилопласты накапливают крахмал, встречаются во всех растениях, так как углеводы основной продукт питания растительной клетки. Некоторые лейкопласты полностью наполнены крахмалом, их называют крахмальными зернами.
  2. Элайопласты продуцируют и запасают жиры.
  3. 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

СвойстваХлоропластыХромопластыЛейкопласты
СтроениеДвухмембранная органелла, с гранами и мембранными канальцамиОрганелла с не развитой внутренней мембранной системойМелкие органеллы, находятся в частях растения, скрытых от света
ОкрасЗеленыеРазноцветныеБесцветные
ПигментХлорофиллКаротиноидОтсутствует
ФормаОкруглаяМногоугольнаяШаровидная
ФункцииФотосинтезПривлечение потенциальных распространителей растенийЗапас питательных веществ
ЗаменимостьПереходят в хромопластыНе изменяются, это последняя стадия развития пластидПревращаются в хлоропласты и хромопласты

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (19 4,84 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/plastidy-stroenie-kletki/

§ 7. Строение клетки

Пластиды в клетках томата

1. Почему микроскоп, с которым вы работаете, называют световым?

Микроскоп называется световым благодаря тому, что главный принцип его работы заключён в улавливании луча света зеркалом и направлении его на исследуемый объект. Без правильно направленного луча света световой микроскоп не работает.

2. Как называют мельчайшие крупинки, из которых состоят плоды и другие органы растений?

Мельчайшие крупинки, которые можно увидеть при рассматривании мякоти плодов и других частей растений, называются клетками. Это элементарные единицы строения всех живых организмов (кроме вирусов).

Лабораторные работы

Лабораторная работа: «Приготовление и рассматривание препарата кожицы чешуи лука под микроскопом»

1. Рассмотрите на рисунке 18 последовательность приготовления препарата кожицы чешуи лука.

2. Подготовьте предметное стекло, тщательно протерев его марлей.

3. Пипеткой нанесите 1—2 капли воды на предметное стекло.

4. При помощи препаровальной иглы осторожно снимите маленький кусочек прозрачной кожицы с внутренней поверхности чешуи лука. Положите кусочек кожицы в каплю воды и расправьте кончиком иглы.

5. Накройте кожицу покровным стеклом, как показано на рисунке.

6. Рассмотрите приготовленный препарат при малом увеличении. Отметьте, какие части клетки вы видите.

При малом увеличении можно увидеть оболочку клетки, ядро клетки и цитоплазму клетки лука. Если же внимательно присмотреться, то можно также разглядеть вакуоли клетки.

7. Окрасьте препарат раствором йода. Для этого нанесите на предметное стекло каплю раствора йода. Фильтровальной бумагой с другой стороны оттяните лишний раствор.

8. Рассмотрите окрашенный препарат. Какие изменения произошли?

Препарат лука изменил цвет и стал фиолетовым. Стали более заметно видны части отдельных клеток: ядро, оболочка, вакуоли и цитоплазма. Стали виды поры оболочки клеток (маленькие фиолетовые точки).

9. Рассмотрите препарат при большом увеличении. Найдите на нём тёмную полосу, окружающую клетку, — оболочку; под ней золотистое вещество — цитоплазму (она может занимать всю клетку или находиться около стенок). В цитоплазме хорошо видно ядро. Найдите вакуоль с клеточным соком (она отличается от цитоплазмы по цвету).

10. Зарисуйте 2—3 клетки кожицы лука. Обозначьте оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком.

Лабораторная работа: «Пластиды в клетках листа элодеи»

1. Приготовьте препарат клеток листа элодеи. Для этого отделите лист от стебля, положите его в каплю воды на предметное стекло и накройте покровным стеклом.

2. Рассмотрите препарат под микроскопом. Найдите в клетках хлоропласты.

3. Зарисуйте строение клетки листа элодеи.

Вопросы в конце параграфа

1. Как приготовить препарат кожицы чешуи лука?

  1. Подготовить предметное стекло — очистить его салфеткой.
  2. Нанести на предметное стекло пипеткой 1-2 капли воды.
  3. При помощи препаровальной иглы осторожно снять небольшой кусочек прозрачной луковой кожицы и положить его в каплю воды. Аккуратно расправить кожицу лука на предметном стекле препаровальной иглой и пинцетом.
  4. Накрыть подготовленный микропрепарат покровным стеклом.

2. Какое строение имеет клетка?

Клетка состоит из:

  • оболочки — плотного покрытия с порами (у растительных клеток оболочки плотные, так как содержат много целлюлозы);
  • мембраны — тонкой плёнки, находящейся под оболочкой;
  • цитоплазмы — бесцветного вязкого вещества внутри клетки;
  • ядра с ядрышком — небольшого плотного шара, который регулирует процессы жизнедеятельности клетки и несет в себе наследственную информацию;
  • вакуолей — полостей внутри клетки, заполненных клеточным соком (в соке могут содержаться пластиды и красящие пигменты).

3. Где находится клеточный сок и что в нём содержится?

Клеточный сок находится в вакуолях клетки. Клеточный сок — это вода с растворёнными в ней веществами: сахаридами, органическими и неорганическими веществами. В соке также могут содержаться пластиды и пигменты — красящие вещества.

4. В какой цвет красящие вещества, находящиеся в клеточном соке и в пластидах, могут окрашивать различные части растений?

Пигменты, находящиеся в клеточном соке и в пластидах, могут окрашивать части растений в самые разные цвета: зелёный, жёлтый, красный, оранжевый, синий, фиолетовый, чёрный и т.д.

Задания

Приготовьте препараты клеток плодов томатов, рябины, шиповника. Для этого в каплю воды на предметном стекле иглой перенесите частицу мякоти. Кончиком иглы разделите мякоть на клетки и накройте покровным стеклом. Сравните клетки мякоти плодов с клетками кожицы чешуи лука. Отметьте окраску пластид.

Зарисуйте увиденное. В чём сходство и различие клеток кожицы лука и плодов?

Сходство клеток кожицы лука и плодов в том, что они все состоят из оболочки, ядра, цитоплазмы и вакуолей.

Отличия клеток лука и плодов в том, что у плодов пластиды окрашены в красный цвет, а у клеток кожицы лука пластиды бесцветные. Также клетки отличаются по форме, расположению вакуолей и цитоплазмы.

Задания для любознательных

Вы можете сами приготовить «исторический» препарат. Для этого положите тонкий срез светлой пробки в спирт. Через несколько минут начните добавлять воду по каплям, чтобы удалить из ячеек — «клеток» воздух, затемняющий препарат. Затем рассмотрите срез под микроскопом. Вы увидите то же, что Р. Гук в XVII в.

Если проделать описанный опыт, то, как и Р. Гук, можно увидеть, что пробка состоит из ячеек. Именно эти ячейки Р. Гук и назвал клетками.

Словарик

Оболочка — это внешняя плотная часть клетки, которая её защищает от внешнего воздействия. У растительных клеток в состав оболочки входит большое количество целлюлозы, что делает оболочки растительных клеток особенно прочными.

Цитоплазма клетки — это бесцветное вязкое вещество внутри клетки, которое разрушается при сильном замораживании или нагревании.

Ядро клетки — это небольшой плотный шар, который регулирует процессы жизнедеятельности клетки и в котором находится вся наследственная информация об организме.

Ядрышко клетки — это составная часть ядра клетки.

Вакуоли — это полости внутри клетки, заполненные клеточным соком.

Пластиды — это мелкие тельца, расположенные в цитоплазме клетки. Пластиды растительных клеток могут быть бесцветными или окрашенными в разные цвета: желтый, зелёный, оранжевый и т.д.

Хлоропласты — это вид пластиды, окрашенные в зелёный цвет.

Пигменты — это красящие вещества, придающие различную окраску лепесткам, плодам и другим частям растений.

Хлорофилл — это зелёный пигмент, находящийся внутри хлоропластов.

Источник: https://bio-geo.ru/uc-pasechnik-5-7/

Лечимся дома
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: