1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Пластиди — характеристика, будова, види і функції

Пластиди — характеристика, будова, види і функції

До постійних компонентів (органоїдів, органел) клітин вищих рослин і водоростей відносяться пластиди. Зараз є кілька гіпотез походження цих елементів, як і мітохондрій.

Відповідно до теорії симбіогенезу, з’явилися вони в результаті об’єднання гетеротрофних і автотрофних бактерій, за іншою версією — за підсумком поглинання великими організмами дрібніших.

Опис органоїдів

Пластиди утворюються з молодих зародкових клітин, які називаються пропластидами. Вони мають округлу форму і володіють двома мембранами, які заповнені однорідною речовиною (матриксом). У матриксі знаходяться:

  • кільцева дезоксирибонуклеїнова кислота;
  • прокаріотичні дрібні рибосоми;
  • геном органоїдів.

Пропластиди потрапляють в новий органоїд через яйцеклітину, і вони можуть ділитися, утворюючи всі типи органел. Кожен вид пластид відрізняється від іншого формою, будовою і розмірами. Звичайні органели вищих рослин оточені зовнішньою і внутрішньою оболонками, в яких число галактоліпідів переважає над кількістю фосфоліпідів.

Зовнішня мембрана має гладку форму, і вона ніколи не з’єднується з внутрішньою. У будові пластид її функцією вважається транспортування води, іонів і метаболітів. Цей процес здійснюється завдяки наявності порового білка.

Між мембранами є точки тісної взаємодії, і біологи припускають, що в цих місцях відбувається перехід білків з цитоплазми. Внутрішня мембрана здатна пропускати маленькі незаряджені молекули і Монокарбонові кислоти.

Великі і заряджені продукти метаболізму переміщаються білками переносниками. Пластиди розвиваються за рахунок везикул, які від’єднуються від внутрішньої мембрани і впорядковуються. Рівень розвитку залежить від видів органоїдів.

Розмноження і різновиди органел

Розмноження пластид відбувається поділом розвинених органоїдів. В освітніх тканинах поділ органел і клітин взаємопов’язано, тому кількість пластид в материнських і дочірніх клітинах практично однакове.

Сам же процес розмноження схожий з поділом прокаріотичних клітин, тобто в її центральній частині відбувається стиснення, потім утворюється перетяжка між новими утвореннями і потім повний поділ. Найчастіше діляться:

  • пропластиди;
  • етіопласти;
  • молоді хлоропласти.

Більшість видів квітів під час розмноження набуває характеристики материнської рослини, оскільки чоловічі клітини часто деградують в період розвитку гаметофита або подвійного запліднення. У деяких рослин були помічені ознаки успадкування від обох батьків, а іноді зустрічаються екземпляри з батьківськими характерними рисами. Пластиди наземних рослин здійснюють ряд функцій:

  • фотосинтез;
  • відновлення неорганічних іонів;
  • синтез основних метаболітів і регулярних молекул;
  • накопичення заліза, ліпідів і крохмалю.

Зведена таблиця основних видів пластид:

ВластивостіХлоропластиХромопластиЛейкопласти
БудоваДвомембранний органоїд з гранами і каналамиОрганела з нерозвиненою внутрішньомембранною системоюОрганели, що знаходяться в частинах рослин, захованих від світла
КолірЗеленіРізнокольоровіБезбарвні
ПігментХлорофілКаротиноїдВідсутні
ФормаОвальнаБагатокутнаШаровидна
ФункціїФотосинтезНакопичення каротиноїдівНакопичення поживних речовин
ПеретворенняПереходять в хромопластиНе перетворюютьсяСтають хролопластами і хромопластами

Роль хлоропластів

Цей клас пластидів вважається найбільш вивченим і важливим в рослинному світі. Органоїд містить пігмент хлорофіл, який забарвлює представників рослинного світу в зелений колір, крім деяких сапрофітів, паразитів і рослин, що містяться в темному місці.

Пояснюється це тим, що синтез може протікати тільки на світлі, а на неосвітлених ділянках рослини мають блідо-жовтим забарвленням. Тому на малюнках рослинних клітин ці органели завжди зображуються зеленим кольором. У структуру хлоропласту входять:

  • білки – близько 50%;
  • хлорофіли – від 5 до 10%;
  • каротиноїди – від 1 до 2%;
  • рибонуклеїнові кислоти — РНК) – від 0,5 до 3%.

Виняткова особливість цих органоїдів в тому, що в них протікає фотосинтез, що утворює крохмаль, який являє собою дрібні зерна. У процесі синтезу хлорофіл поглинає світлову енергію і перенаправляє її на фотосинтетичні реакції. З органоїдів хролофіл витягується за допомогою органічних розчинників (спирт, ацетон).

Значення каротиноїдів в хлоропластах ще не зовсім доведено, але фахівці припускають, що ними також поглинається і накопичується світлова енергія, а потім передається хролофіллам. Хлоропласти відрізняються від інших органел постійністю форм і розмірів, незалежно від виду рослин.

Виняток становлять деякі тіньолюбиві рослини, у яких кількість і форма пластид трохи більше. Цей вид органоїдів вважається дуже слабким, тому при взаємодії з дистильованою водою або розчином солі вони швидко розбухають і розпливаються. Такі зміни зазвичай відбуваються при малій кількості мінеральних елементів в грунті.

Але в природі зустрічаються і більш стійкі хлоропласти, які можуть тривалий період переносити низькі температури. Наприклад, кора осики починає зеленіти ранньою весною, коли ночами бувають сильні заморозки. Міцні органели входять в структуру клітин більшості хвойних порід дерев, тому голки у них постійно зелені.

Безбарвні лейкопласти

Такі пластиди в біології являють собою безбарвні органели, тому їх дуже складно виявити навіть в мікроскоп. Зазвичай вони стають видні, якщо всередині є великі включення. Це дуже ніжні пластиди і руйнуються швидше, ніж хлоропласти. Найчастіше безбарвні органели зустрічаються в частинах рослин, що знаходяться в темряві:

  • у кореневій системі;
  • у бульбах картоплі;
  • у насінні;
  • в середині стебел.

Крім того, лейкопласти можуть зустрічатися в сильно освітлених клітинах рослин, наприклад, в шкірці. У схемі клітини органели зазвичай розташовуються поруч з ядром, нерідко оточуючи його з усіх боків. На відміну від хролопластов, форма цих органоїдів мінлива, і вона може бути кулястої, овальної або веретеновидной. До складу лейкопластів входять три види органел, які виконують певні функції. У безбарвні органели входять:

  • амілопласти;
  • протеопласти;
  • олеопласти.

Серед усіх видів лейкопластів переважають амілопласти, які призначені для накопичення крохмалю. З’ясувати їх будова дуже складно, оскільки навіть використання мікроскопа не дозволяє вивчити структуру цих органел. Освіта крохмальних зерен відбувається посередині пластиди, і ця ділянка називається освітнім центром.

При особливих умовах відбувається взаємоперетворення амілопласт з іншими видами пластид. Олеопласти, які утворюють в клітинах масла, зустрічаються набагато рідше, ніж амілопласти. За визначенням ці пластиди являють собою застарілі хлоропласти, які втратили хлорофіл.

При цьому всередині матриксу відбувається утворення масла, яке після розриву оболонки випливає і зливається з маслами інших пластид, утворюючи великі жирові краплі. У протеопластах відбувається синтез додаткового білка (протеїну), який утворюється в насінні різних рослин.

Призначення хромопластів

Різнокольорові хромопласти знаходяться в клітинах багатьох пелюсток, стиглих плодів, фруктів і коренеплодів. Забарвлення цих органів обумовлена наявністю в пластидах жовтих і помаранчевих пігментів.

Їх також можна зустріти в хлоропластах, але там вони перекриваються хлорофілом. Форма різнокольорових органоїдів непостійна і залежить від стану пігментів. Залежно від будови каротиноїдів існує три види хромопластів:

  • Пластиди, у яких каротиноїди мають форму кристалів.
  • Органели з розчиненими в ліпоїдних глобулах пігментами.
  • Органели, де каротиноїди знаходяться в дрібних пучках ниток і пов’язані з фібрилами білка.

Хромопласти зазвичай утворюються зі старих хлоропластів, за винятком моркви, де вони розвиваються з пропластид. Тому частина його плоду, що підпадає під сонячні промені, починає зеленіти. Органели в моркві утворюються з крахмалоносних лейкопластів, а потім з’являються каротиноїди, які поступово кристалізуються.

З ростом в клітинах каротину крохмаль зникає, а пластидна маса зменшується. Кристалізований пігмент займає більшу частину хромопласта, тому форма органоїда безпосередньо залежить від пігменту.

Роль хромопластів в обміні речовин ще мало вивчена. Вони не мають здатності до фотосинтезу, так як в них немає хролофілла. Побічне значення цього органоида полягає в тому, що вони забезпечують забарвлення квітів і плодів, які залучають різних комах для запилення.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Будова генів