ActionTeaser.ru - тизерная реклама

**Хлоропласты

У эукариот  фотосинтез  происходит  в особых  органеллах ,называемых  хлоропластами Хлоропласты рассеяны  в цитоплазме  ,их число  варьирует  от одного(как у Chlamydomonas и Chlorella)примерно до ста (в палисадных  клетках  мезофилла)  У высших растений  хлоропласты  на срезе  обычно  имеют двояковыпуклую  форму, а при взгляде  сверху  выглядят  округлыми  Диаметр  хлоропластов  около 3-10 мкм (в среднем  5 мкм ),так что  они хорошо видны  в световой  микроскоп  У водорослей  форма хлоропластов  более  разнообразна;например ,у Spirogyra они спиралевидные ,у Chlamydomonas чашевидные ,и в них  обычно содержатся  пиреноиды  ,как у Spirogyra

Хлоропласты  образуются  из небольших  недифференцированных  телец ,называемых  пропластидами ;такие  тельца  имеются  в растущих  частях  растения (в клетках  меристемы ) ,они окружены  двойной мембраной -будущей  оболочкой  хлоропласта В хлоропластах  всегда  содержатся  хлорофилл  и другие фотосинтетические  пигменты  ,локализованные  в системе  мембран ,которые погружены  в основное вещество  хлоропласта -строму  Детали  строения хлоропластов  выявляются  с помощью  электронного микроскопа Мембранная  система -это то место ,где протекают световые  реакции фотосинтеза  В мембранах находятся  хлорофилл  и другие  пигменты ,ферменты  и переносчики  электронов  Вся система состоит  из множества  плоских ,заполненных  жидкостью  мешков  ,называемых  тилакоидами Тилакоиды  местами  уложены  в стопки-граны Отдельные граны  соединены  друг с другом  ламеллами (одиночными  слоями )Каждая грана  похожа  на кучку монет, уложенных  столбиком  ,а ламеллы  чаще всего имеют вид пластинок  В световом  микроскопе граны  едва  различимы  в виде  мелких  зернышек


В строме  происходят темновые  реакции фотосинтеза  По своему  строению  строма  напоминает  гель;в ней  находятся  растворимые  ферменты ,в том  числе  все ферменты  цикла  Кальвина  ,а также  другие  химические  соединения  ,в частности сахара и органические  кислоты  Избыток  углеводов ,образовавшихся  в процессе  фотосинтеза ,запасается здесь в виде  зерен крахмала  (главным образом на свету) С мембранами   часто  бывают  связаны  шаровидные  капельки  липидов  Их становится  заметно больше ,когда  мембраны  стареют  и разрушаются По-видимому ,в этих капельках  аккумулируются липиды  мембран  В хромопластах  они часто  бывают  очень  большими  ,и в них накапливаются  каротиноидные  пигменты

Белоксинтезирующий  аппарат и теория  эндосимбиоза

Одной  из интересных  особенностей  хлоропластов  ,помимо  их способности  к фотосинтезу  ,является наличие  белоксинтезирующего  аппарата В 60-е годы было показано ,что и в  хлоропластах  ,и в митохондриях  есть ДНК  и рибосомы  Это привело  к гипотезе о том ,что в тех клетках  ,где имеются  эти органеллы ,они могут быть  частично  или  полностью  независимы  от клеточного  ядра  Было даже высказано  предположение ,что митохондрии  и хлоропласты -это прокариотические  организмы ,которые внедрились  в клетки  эукариот  на ранних  этапах эволюции жизни Согласно теории эндосимбиоза ,эти органеллы  олицетворяют  крайнюю  форму  симбиоза

У фотосинтезирующих  прокариот (сине-зеленых водорослей  и некоторых  бактерий )хлоропластов нет ;фотосинтетические  пигменты  находятся  у них не в хлоропластах ,а в мембранах ,расположенных  внутри  цитоплазмы  Поэтому  такая клетка  напоминает один большой  хлоропласт ,тем более что и по своим  размерам  они почти  не различаются



Хотя  хлоропласты  и митохондрии  могут кодировать  и синтезировать  некоторые  из своих белков ,было установлено ,что в них  недостаточно  ДНК,чтобы  кодировать  все их собственные  белки ,поэтому  эволюционное  происхождение  этих органелл все еще остается  неясным

Фотосинтетические  пигменты

Фотосинтетические  пигменты  высших  растений  делятся  на две группы -хлорофиллы  и каротиноиды Роль этих пигментов  состоит  в том ,чтобы  поглощать  свет  и превращать  его в энергию  в химическую энергию  Пигменты  локализованы  в мембранах хлоропластов ,и хлоропласты  обычно  располагаются  в клетке так ,чтобы  их мембраны  находились  под прямым  углом  к источнику  света ,что гарантирует  максимальное  поглощение  света

Хлорофиллы

Хлорофиллы  поглощают  главным образом  красный  и сине-фиолетовый  свет  Зеленый свет  они отражают и потому  придают  растениям  характерную  зеленую окраску ,если  только  ее не маскируют  другие пигменты

Для хлорофиллов  характерно  наличие  порфиринового кольца  Такая же структура  имеется  и в других  важных  биологических  соединениях -в геме  гемоглобина ,миоглобина  и цитохромов Порфириновое  кольцо -это плоская  квадратная  структура ,состоящая  из четырех  меньших  колец (1-4) каждое  из которых  содержит  по одному атому  азота ,способному  взаимодействовать  с атомами  металлов ;в хлорофиллах  это магний  ,в геме-железо  К такой «голове» присоединен  длинный  углеводородный  «хвост»-сложноэфирная  связь образуется  между спиртовой группой (-ОН) на конце фитола  и карбоксильной  группой (-СООН)на самой  голове  У разных  хлорофиллов  разные боковые  цепи  ,и это  несколько  изменяет  их спектры поглощения

Связь  такой структуры  с функцией  можно описать следующим образом :

а)длинный  хвост  растворим  в липидах (то есть  он гидрофобный )и таким образом  удерживает  молекулу  в мембране  тилакоида ;

б)голова  гидрофильная (то есть  обладает  сродством к воде ),и поэтому  она обычно  лежит  на той поверхности  мембраны ,которая  обращена к водной  среде  стромы;

в)для лучшего  поглощения  света  плоскость  головы  расположена  параллельно  плоскости  мембраны ;

г)модификация  боковых  групп  на голове  приводит  к изменениям  в спектре  поглощения  ,в результате  чего меняется  и количество  поглощаемой энергии  света ;

д) поглощение  световой  энергии  головой  приводит  к эмиссии  электронов

Хлорофилл альфа-фотосинтетический  пигмент ,представленный в наибольшем  количестве ;это единственный  пигмент ,который  имеется  у всех фотосинтезирующих  растений  и играет  у них  центральную роль в фотосинтезе  Существует  несколько форм этого пигмента  ,которые  различаются  своим расположением  в мембране  Каждая форма  слегка отличается  от других  и по положению  максимума поглощения  в красной  области; например ,.это максимум  может быть при 670 ,680 ,690 или 700 нм

Каротиноиды

Каротиноиды -это желтые  ,оранжевые  ,красные  или коричневые  пигменты ,которые сильно  поглощают в сине-фиолетовой  области  Обычно они  замаскированы  зелеными  хлорофиллами ,но хорошо выявляются  перед листопадом  ,так как хлорофиллы  в листьях   распадаются  первыми  Каротиноиды  содержатся  также  в хромопластах  некоторых  цветков  и плодов ,яркая  окраска  которых служит  для привлечения насекомых ,птиц  и других  животных ,участвующих  в опылении   цветков  или распространении  семян ;например ,красный свет  кожицы  помидоров обусловлен   присутствием одного из каротинов -ликопина

Каратиноиды  имеют  три максимума  поглощения в сине-фиолетовой  области  спектра  ;они не только  функционируют  как дополнительные  пигменты ,но и защищают  хлорофилл  от избытка  света и от окисления  кислородом  ,выделяющимся  при фотосинтезе

Каротиноиды  бывают  двух типов -каротины и ксантофиллы Каротины--это углеводороды ,большую часть которых  составляют  тетратерпены Самым распространенным  и самым  важным  из них  является бета-каротин ,который  знаком  как оранжевый  пигмент  моркови  Позвоночные  животные способны  в процессе пищеварения  расщеплять  молекулу  каротина  надвое с образованием  двух молекул  витамина А Ксантофиллы по химическому  строению очень сходны с каротинами  и отличаются  от них только тем ,что содержит кислород

 

Other Posts

Комментарии

No Комментарии

Leave a reply

Тизерная сеть GlobalTeaser