Kaj so kloroplasti? Kratka definicija. Plastidi: vrste, struktura in funkcije. Kloroplasti, kromoplasti, levkoplasti. Opis celičnih elementov
Plastidi so organeli, specifični za rastlinske celice (prisotni so v celicah vseh rastlin, z izjemo večine bakterij, gliv in nekaterih alg).
Celice višjih rastlin običajno vsebujejo od 10 do 200 plastid velikosti 3-10 µm, ki imajo najpogosteje obliko bikonveksne leče. V algah so zeleni plastidi, imenovani kromatofori, zelo raznoliki po obliki in velikosti. Lahko so zvezdaste, trakaste, mrežaste in druge oblike.
Obstajajo 3 vrste plastidov:
- Brezbarvni plastidi - levkoplasti;
- poslikano - kloroplasti(zelena barva);
- poslikano - kromoplasti(rumena, rdeča in druge barve).
Te vrste plastid so do neke mere sposobne preoblikovanja drug v drugega - levkoplasti se s kopičenjem klorofila spremenijo v kloroplaste, slednji pa s pojavom rdečih, rjavih in drugih pigmentov v kromoplaste.
Zgradba in funkcije kloroplastov
Kloroplasti so zeleni plastidi, ki vsebujejo zeleni pigment - klorofil.
Glavna funkcija kloroplasta je fotosinteza.
Kloroplasti imajo lastne ribosome, DNA, RNA, maščobne vključke in škrobna zrna. Zunanjost kloroplasta je prekrita z dvema beljakovinsko-lipidnima membranama, majhna telesa - grana in membranski kanali - pa so potopljena v njihovo poltekočo stromo (osnovno snov).
Grans(velikost približno 1 µm) - paketi okroglih ploščatih vrečk (tilakoidov), prepognjenih kot stolpec kovancev. Nahajajo se pravokotno na površino kloroplasta. Tilakoidi sosednje grane so med seboj povezani z membranskimi kanali in tvorijo en sam sistem. Število grane v kloroplastih je različno. Na primer, v celicah špinače vsak kloroplast vsebuje 40-60 zrn.
Kloroplasti znotraj celice se lahko premikajo pasivno, odnese jih tok citoplazme, ali se aktivno premikajo iz kraja v kraj.
- Če je svetloba zelo intenzivna, se z robom obrnejo proti svetlim sončnim žarkom in se razporedijo vzdolž sten vzporedno s svetlobo.
- Pri šibki svetlobi se kloroplasti premaknejo na celične stene, obrnjene proti svetlobi, in svojo veliko površino obrnejo proti njej.
- Pri povprečni osvetlitvi zasedajo povprečen položaj.
S tem dosežemo najugodnejše svetlobne pogoje za proces fotosinteze.
klorofil
Grana plastidov rastlinskih celic vsebuje klorofil, pakiran z beljakovinskimi in fosfolipidnimi molekulami, ki zagotavljajo sposobnost zajemanja svetlobne energije.
Molekula klorofila je zelo podobna molekuli hemoglobina in se razlikuje predvsem po tem, da je atom železa, ki se nahaja v središču molekule hemoglobina, v klorofilu nadomeščen z atomom magnezija.
V naravi najdemo štiri vrste klorofila: a, b, c, d.
Klorofila a in b vsebujeta višje rastline in zelene alge, diatomeja vsebujeta a in c, rdeče alge vsebujejo a in d.
Klorofila a in b sta raziskana bolje od ostalih (prvi ju je ločil ruski znanstvenik M. S. Cvet v začetku 20. stoletja). Poleg njih obstajajo še štiri vrste bakterioklorofilov - zeleni pigmenti vijoličnih in zelenih bakterij: a, b, c, d.
Večina fotosintetskih bakterij vsebuje bakterioklorofil a, nekatere vsebujejo bakterioklorofil b, zelene bakterije pa vsebujejo c in d.
Klorofil ima sposobnost, da zelo učinkovito absorbira sončno energijo in jo prenaša na druge molekule, kar je njegova glavna funkcija. Zahvaljujoč tej sposobnosti je klorofil edina struktura na Zemlji, ki zagotavlja proces fotosinteze.
Glavna naloga klorofila v rastlinah je absorbirati svetlobno energijo in jo prenašati v druge celice.
Za plastide je tako kot za mitohondrije do neke mere značilna avtonomija znotraj celice. Razmnožujejo se s cepitvijo.
Skupaj s fotosintezo se v plastidih pojavi proces biosinteze beljakovin. Plastidi imajo zaradi vsebnosti DNK vlogo pri prenosu lastnosti z dedovanjem (citoplazmatsko dedovanje).
Zgradba in funkcije kromoplastov
Kromoplasti spadajo v eno od treh vrst plastid višjih rastlin. To so majhni, znotrajcelični organeli.
Kromoplasti so različnih barv: rumena, rdeča, rjava. Dajo značilno barvo zrelim plodovom, cvetovom in jesenskemu listju. To je potrebno za privabljanje žuželk opraševalcev in živali, ki se hranijo s plodovi in raznašajo semena na velike razdalje.
Struktura kromoplasta je podobna drugim plastidom. Notranje lupine obeh so slabo razvite, včasih popolnoma odsotne. Proteinska stroma, DNA in pigmentne snovi (karotenoidi) se nahajajo v omejenem prostoru.
Karotenoidi so v maščobi topni pigmenti, ki se kopičijo v obliki kristalov.
Oblika kromoplastov je zelo raznolika: ovalna, poligonalna, igličasta, v obliki polmeseca.
Vloga kromoplastov v življenju rastlinske celice ni popolnoma razumljena. Raziskovalci domnevajo, da imajo pigmentne snovi pomembno vlogo v redoks procesih in so potrebne za razmnoževanje in fiziološki razvoj celic.
Zgradba in funkcije levkoplastov
Levkoplasti so celični organeli, v katerih se kopičijo hranila. Organele imajo dve lupini: gladko zunanjo lupino in notranjo z več izboklinami.
Levkoplasti se na svetlobi spremenijo v kloroplaste (na primer gomolji zelenega krompirja), v normalnem stanju so brezbarvni.
Oblika levkoplastov je sferična in pravilna. Nahajajo se v skladiščnem tkivu rastlin, ki zapolnjuje mehke dele: sredico stebla, korenino, čebulice, liste.
Funkcije levkoplastov so odvisne od njihove vrste (odvisno od akumuliranega hranila).
Vrste levkoplastov:
- amiloplasti kopičijo škrob in jih najdemo v vseh rastlinah, saj so ogljikovi hidrati glavni prehrambeni proizvod rastlinske celice. Nekateri levkoplasti so popolnoma napolnjeni s škrobom, imenujemo jih škrobna zrna.
- Elaioplasti proizvajajo in shranjujejo maščobe.
- Proteinoplasti vsebujejo beljakovine.
Leukoplasti služijo tudi kot encimska snov. Pod vplivom encimov kemične reakcije potekajo hitreje. In v neugodnem življenjskem obdobju, ko se procesi fotosinteze ne izvajajo, razgradijo polisaharide v enostavne ogljikove hidrate, ki jih rastline potrebujejo za preživetje.
V levkoplastih se fotosinteza ne more zgoditi, ker ne vsebujejo zrn ali pigmentov.
Rastlinske čebulice, ki vsebujejo veliko levkoplastov, lahko prenašajo dolga sušna obdobja, nizke temperature in vročino. To je posledica velikih zalog vode in hranil v organelih.
Predhodniki vseh plastidov so proplastidi, majhni organeli. Domneva se, da so levko- in kloroplasti sposobni preobrazbe v druge vrste. Konec koncev, ko izpolnijo svoje funkcije, kloroplasti in levkoplasti postanejo kromoplasti - to je zadnja stopnja razvoja plastida.
Pomembno je vedeti! V rastlinski celici je lahko hkrati prisotna le ena vrsta plastida.
Zbirna tabela strukture in funkcij plastidov
| Lastnosti | kloroplasti | Kromoplasti | levkoplasti |
|---|---|---|---|
| Struktura | Organel z dvojno membrano, z grano in membranskimi cevkami | Organela z nerazvitim notranjim membranskim sistemom | Majhni organeli, ki jih najdemo v delih rastline, skritih pred svetlobo |
| barva | Zeleni | Večbarvno | Brezbarven |
| Pigment | klorofil | karotenoid | Odsoten |
| Oblika | Okrogla | Poligonalno | Kroglasta |
| Funkcije | fotosinteza | Privabljanje potencialnih distributerjev rastlin | Oskrba s hranili |
| Zamenljivost | Pretvorijo se v kromoplaste | Ne spreminjajte se, to je zadnja stopnja razvoja plastida | Pretvorijo se v kloroplaste in kromoplaste |
KLOROPLASTI KLOROPLASTI
(iz grščine kloros - zelen in plastos - oblikovan), znotrajcelični organeli (plastidi) rastlin, v katerih poteka fotosinteza; Zahvaljujoč klorofilu so obarvane zeleno. Najdemo ga v različnih celicah. tkiva nadzemnih rastlinskih organov, še posebej obilno in dobro razvito v listih in zelenih plodovih. Dl. 5-10 mikronov, širina. 2-4 mikronov. V celicah višjih rastlin imajo X. (običajno jih je 15-50) lečasto, okroglo ali elipsoidno obliko. Veliko bolj raznolika kot X., imenovana. kromatoforjev v algah, vendar je njihovo število običajno majhno (od enega do več). X. so ločeni od citoplazme z dvojno membrano s selektivnostjo. prepustnost; notranji njen del, ki raste v matriks (stromo), tvori osnovni sistem. X. strukturne enote v obliki sploščenih vrečk - tilakoidov, v katerih so lokalizirani pigmenti: glavni so klorofili, pomožni pa karotenoidi. Skupine diskastih tilakoidov, med seboj povezanih tako, da so njihove votline neprekinjene, tvorijo (kot kup kovancev) grano. Število zrn v X. višjih rastlinah lahko doseže 40-60 (včasih do 150). Tilakoidi strome (tako imenovane prečke) povezujejo grano med seboj. X. vsebujejo ribosome, DNA, encime in poleg fotosinteze izvajajo sintezo ATP iz ADP (fosforilacija), sintezo in hidrolizo lipidov, asimilacijskega škroba in beljakovin, odloženih v stromi. X. sintetizira tudi encime, ki izvajajo svetlobno reakcijo in proteine tilakoidne membrane. Lastna genetika aparati in specifični Sistem za sintezo beljakovin določa avtonomijo X. od drugih celičnih struktur. Vsak X. se domneva, da se razvije iz proplastida, ki se lahko razmnožuje z delitvijo (tako se povečuje njihovo število v celici); zreli X. so včasih sposobni tudi replikacije. S staranjem listov in stebel ter zorenjem plodov X. zaradi uničenja klorofila izgubijo zeleno barvo in se spremenijo v kromoplaste. Domneva se, da je do X. prišlo s simbiogenezo cianobakterij s starodavnimi jedrnimi heterotrofnimi algami ali praživali.
.(Vir: “Biološki enciklopedični slovar.” Glavni urednik M. S. Gilyarov; Uredniški odbor: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin in drugi - 2. izd., popravljeno - M.: Sov. Enciklopedija, 1986.)
kloroplastiOrganeli rastlinskih celic, ki vsebujejo zeleni pigment klorofil; pogled plastid. Imajo svoj genetski aparat in sistem za sintezo beljakovin, kar jim zagotavlja relativno »neodvisnost« od celičnega jedra in drugih organelov. Glavni fiziološki proces zelenih rastlin se izvaja v kloroplastih - fotosinteza. Poleg tega sintetizirajo energijsko bogato spojino ATP, beljakovine in škrob. Kloroplaste najdemo predvsem v listih in zelenih plodovih. Ko se listi starajo in plodovi zorijo, se klorofil uniči in kloroplasti se spremenijo v kromoplasti.
.(Vir: "Biologija. Sodobna ilustrirana enciklopedija." Glavni urednik A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)
Poglejte, kaj so "KLOROPLASTI" v drugih slovarjih:
V celicah mahu Plagiomnium affine Chloroplasts (iz grške ... Wikipedia
- (iz grškega kloros zelen in plastos izklesan oblikovan), znotrajcelični organeli rastlinske celice, v katerih poteka fotosinteza; obarvana zeleno (vsebujejo klorofil). Lasten genetski aparat in... ... Veliki enciklopedični slovar
Telesa, ki jih vsebujejo rastlinske celice, so obarvana zeleno in vsebujejo klorofil. V višjih rastlinah imajo klorofili zelo določeno obliko in se imenujejo klorofilna zrna; Alge imajo raznoliko obliko in se imenujejo kromatofori ali... Enciklopedija Brockhausa in Efrona
kloroplasti- (iz grškega kloros zelen in plastos oblikovan, oblikovan), znotrajcelične strukture rastlinske celice, v katerih poteka fotosinteza. Vsebujejo pigment klorofil, ki jih obarva zeleno. V celici višjih rastlin je od 10 do ... Ilustrirani enciklopedični slovar
- (gr. chloros zelen + lastes tvorjenje) zeleni plastidi rastlinske celice, ki vsebujejo klorofil, karoten, ksantofil in sodelujejo v procesu fotosinteze prim. kromoplasti). Nov slovar tujih besed. avtor EdwART, 2009. kloroplasti [gr.... ... Slovar tujih besed ruskega jezika
- (iz grškega chlorós zelen in plastós oblikovan, oblikovan) znotrajcelični organeli rastlinske celice Plastidi, v katerih poteka fotosinteza. Obarvane so zeleno zaradi prisotnosti glavnega pigmenta fotosinteze... Velika sovjetska enciklopedija
Ov; pl. (enota kloroplast, a; m.). [iz grščine chlōros bledo zelen in plastos izklesan] Botan. Telesca v protoplazmi rastlinskih celic, ki vsebujejo klorofil in sodelujejo v procesu fotosinteze. Koncentracija klorofila v kloroplastih. * * *… … enciklopedični slovar
Telesa, ki jih vsebujejo rastlinske celice, so obarvana zeleno in vsebujejo klorofil. V višjih rastlinah imajo X. zelo natančno obliko in se imenujejo klorofilna zrna (glej); Alge so različnih oblik in se imenujejo ... ... Enciklopedični slovar F.A. Brockhaus in I.A. Ephron
Mn. Zeleni plastidi rastlinske celice, ki vsebujejo klorofil, karoten in sodelujejo v procesu fotosinteze. Efraimov razlagalni slovar. T. F. Efremova. 2000 ... Sodobni razlagalni slovar ruskega jezika Efremove
- (iz grškega kloros zelen in plastоs izklesan, oblikovan), raste znotrajcelične organele. celice, v katerih poteka fotosinteza; obarvana zeleno (vsebujejo klorofil). Lasten genetski aparati in sinteza beljakovin ... ... Naravoslovje. enciklopedični slovar
Kloroplasti so plastidi višjih rastlin, v katerih poteka proces fotosinteze, to je uporaba energije svetlobnih žarkov za tvorbo organskih snovi iz anorganskih snovi (ogljikovega dioksida in vode) ob hkratnem sproščanju kisika v ozračje. Kloroplasti imajo obliko bikonveksne leče, njihova velikost je približno 4-6 mikronov. Najdemo jih v celicah parenhima listov in drugih zelenih delov višjih rastlin. Njihovo število v celici se giblje med 25-50.
Zgradba kloroplasta, opazovana z elektronskim mikroskopom, je zelo zapletena. Tako kot jedro in mitohondrije je tudi kloroplast obdan z lupino, sestavljeno iz dveh lipoproteinskih membran. Notranje okolje predstavlja razmeroma homogena snov - matriks ali stroma, ki je prepredena z membranami - lamelami. Med seboj povezane lamele tvorijo vezikle – tilakoide. Tilakoidi, ki so tesno drug ob drugem, tvorijo grano, ki jo je mogoče razlikovati tudi pod svetlobnim mikroskopom. Po drugi strani pa so grane na enem ali več mestih združene med seboj z intergranalnimi prameni - stromalnimi tilakoidi. Pigmenti kloroplastov, ki sodelujejo pri zajemanju svetlobne energije, kot tudi encimi, potrebni za svetlobno fazo fotosinteze, so vgrajeni v tilakoidne membrane.
Kemična sestava kloroplastov: voda - 75%; 75-80 % celotne količine suhe snovi je organske. spojine, 20-25% mineral.
Strukturna osnova kloroplastov so beljakovine (50-55% suhe teže), polovica jih je vodotopnih beljakovin. Tako visoko vsebnost beljakovin je razloženo z njihovimi različnimi funkcijami v kloroplastih (strukturni membranski proteini, encimski proteini, transportni proteini, kontraktilni proteini, receptorski proteini). Najpomembnejša sestavina kloroplastov so lipidi (30-40% suhe teže).
Kloroplasti vsebujejo različne pigmente. Glede na vrsto rastline je:
klorofil:
- klorofil A (modro-zelen) - 70% (v višjih rastlinah in zelenih algah);
- klorofil B (rumeno-zelen) - 30% (ibid.);
- klorofil C, D in E so manj pogosti - v drugih skupinah alg;
karotenoidi:
- oranžno-rdeči karoteni (ogljikovodiki);
- rumeni (redkeje rdeči) ksantofili (oksidirani karoteni). Zahvaljujoč ksantofilu fikoksantinu so kloroplasti rjavih alg (feoplasti) obarvani rjavo;
· fikobiliproteini, ki jih vsebujejo rodoplasti (kloroplasti rdečih in modrozelenih alg):
- modri fikocianin;
- rdeči fikoeritrin.
Kloroplast ima svojo DNK, torej svoj genom in svoj aparat za realizacijo genetske informacije s sintezo RNK in beljakovin.
Glavna funkcija kloroplastov je zajemanje in pretvorba svetlobne energije.
Membrane, ki tvorijo grano, vsebujejo zeleni pigment – klorofil. Tu potekajo svetlobne reakcije fotosinteze - absorpcija svetlobnih žarkov s klorofilom in pretvorba svetlobne energije v energijo vzbujenih elektronov. Elektroni, ki jih vzbuja svetloba, t.j. imajo presežek energije, predajo svojo energijo razgradnji vode in sintezi ATP. Pri razgradnji vode nastaneta kisik in vodik. Kisik se sprosti v ozračje, vodik pa veže protein feredoksin.
Ferredoksin nato ponovno oksidira in ta vodik odda reducentu, imenovanemu NADP. NADP preide v reducirano obliko - NADP-H2. Tako je rezultat svetlobnih reakcij fotosinteze nastanek ATP, NADP-H2 in kisika, porabljata pa se voda in svetlobna energija.
V ATP se kopiči veliko energije - ta se nato porabi za sintezo, pa tudi za druge potrebe celice. NADP-H2 je vodikov akumulator in ga nato zlahka sprosti. Zato je NADP-H2 kemični reducent. Veliko biosintez je povezanih ravno z redukcijo, NADP-H2 pa v teh reakcijah deluje kot dobavitelj vodika.
Nadalje s pomočjo encimov v stromi kloroplastov, tj. zunaj grane, potekajo temne reakcije: vodik in energija, ki jo vsebuje ATP, se porabita za zmanjšanje atmosferskega ogljikovega dioksida (CO2) in ga vključita v sestavo organskih snovi. Prva organska snov, ki nastane kot posledica fotosinteze, je podvržena številnim prerazporeditvam in povzroči celotno raznolikost organskih snovi, ki se sintetizirajo v rastlini in sestavljajo njeno telo. Številne te transformacije se zgodijo prav tam, v stromi kloroplasta, kjer so encimi za tvorbo sladkorjev, maščob, pa tudi vsega, kar je potrebno za sintezo beljakovin. Sladkorji se lahko nato premaknejo iz kloroplasta v druge celične strukture in od tam v druge rastlinske celice ali tvorijo škrob, katerega zrna so pogosto vidna v kloroplastih. V kloroplastih se odlagajo tudi maščobe, bodisi v obliki kapljic, bodisi v obliki enostavnejših snovi, predhodnikov maščob, in izstopajo iz kloroplasta.
Kloroplasti imajo določeno avtonomijo v celičnem sistemu. Imajo lastne ribosome in nabor snovi, ki določajo sintezo številnih lastnih proteinov kloroplasta. Obstajajo tudi encimi, katerih delo vodi do tvorbe lipidov, ki sestavljajo lamele in klorofil. Kot smo videli, ima kloroplast tudi avtonomen sistem za proizvodnjo energije. Zahvaljujoč vsemu temu lahko kloroplasti samostojno gradijo lastne strukture. Obstaja celo mnenje, da so kloroplasti (kot mitohondriji) nastali iz nekih nižjih organizmov, ki so se naselili v rastlinsko celico in z njo najprej vstopili v simbiozo, nato pa postali njen sestavni del, organel.
Njena lupina je sestavljena iz dveh membran - zunanje in notranje, med katerimi je medmembranski prostor. Znotraj kloroplasta z ločitvijo od notranje membrane nastane kompleksna tilakoidna struktura. Želatasto vsebino kloroplasta imenujemo stroma.
Vsak tilakoid je od strome ločen z eno samo membrano. Notranji prostor tilakoida se imenuje lumen. Tilakoidi v kloroplastu so združeni v nize - zrna. Število zrn je različno. Med seboj so povezani s posebnimi podolgovatimi tilakoidi - lamele. Navaden tilakoid izgleda kot zaobljen disk.
Stroma vsebuje lastno DNK kloroplasta v obliki krožne molekule, RNK in ribosome prokariontskega tipa. Tako je polavtonomna organela, ki je sposobna samostojno sintetizirati nekatere svoje beljakovine. Menijo, da so kloroplasti v procesu evolucije nastali iz cianobakterij, ki so začele živeti znotraj druge celice.
Struktura kloroplasta je določena s funkcijo fotosinteze. Reakcije, povezane z njim, se pojavijo v stromi in na tilakoidnih membranah. V stromi - reakcije temne faze fotosinteze, na membranah - svetla faza. Zato vsebujejo različne encimske sisteme. Stroma vsebuje topne encime, ki sodelujejo v Calvinovem ciklu.
Tilakoidne membrane vsebujejo pigmente klorofilov in karotenoidi. Vsi ti sodelujejo pri zajemanju sončnega sevanja. Vendar lovijo različne spektre. Prevlada ene ali druge vrste klorofila v določeni skupini rastlin določa njihov odtenek - od zelene do rjave in rdeče (v številnih algah). Večina rastlin vsebuje klorofil a.
Struktura molekule klorofila je sestavljena iz glave in repa. Ogljikovi hidratni rep je potopljen v tilakoidno membrano, glava pa je obrnjena proti stromi in se nahaja v njej. Energijo sončne svetlobe absorbira glava, kar povzroči vzbujanje elektrona, ki ga poberejo nosilci. Začne se veriga redoks reakcij, ki končno vodijo do sinteze molekule glukoze. Tako se energija svetlobnega sevanja pretvori v energijo kemičnih vezi organskih spojin.
Sintetizirane organske snovi se lahko kopičijo v kloroplastih v obliki škrobnih zrn in se iz njih tudi odstranijo skozi membrano. V stromi so tudi maščobne kapljice. Nastanejo pa iz lipidov uničenih tilakoidnih membran.
V celicah jesenskih listov kloroplasti izgubijo svojo značilno strukturo in se spremenijo v kromoplaste, v katerih je notranji membranski sistem preprostejši. Poleg tega se uniči klorofil, zaradi česar postanejo opazni karotenoidi, ki dajejo listju rumeno-rdeče odtenke.
Zelene celice večine rastlin običajno vsebujejo veliko kloroplastov, ki imajo obliko krogle, rahlo podolgovate v eno smer (volumenska elipsa). Vendar pa lahko številne celice alg vsebujejo en ogromen kloroplast bizarne oblike: v obliki traku, v obliki zvezde itd.
/. kloroplasti
2. Tilakoidi
3. Tilakoidne membrane
4. Proteinski kompleksi
5. Biokemijska sinteza v stromi kloroplastov
1. Embrionalne celice vsebujejo brezbarven proplastidi. Odvisno od vrste blaga se razvijajo: v zelene kloroplaste;
druge oblike plastidov - derivatov kloroplastov (filogenetsko pozneje):
Rumeni ali rdeči kromoplasti;
Brezbarvni levkoplasti.
Zgradba in sestava kloroplasti. IN Celice višjih rastlin, tako kot nekatere alge, imajo približno 10-200 lečastih kloroplastov, velikih le 3-10 mikronov.
kloroplasti- plastide celic organov višjih rastlin, izpostavljeni svetlobi, kot npr:
Neolesenelo steblo (zunanja tkiva);
Mlado sadje;
Manj pogosto v povrhnjici in vencu cveta.
Lupina kloroplasta, sestavljena iz dveh membran, obdaja brezbarvno stromo, ki jo predrejo številni ploski zaprti membranski žepi (cisterne) - tilakoidi, obarvani zeleno. Zato so celice s kloroplasti zelene.
Včasih zeleno barvo prekrijejo drugi pigmenti kloroplastov (pri rdečih in rjavih algah) ali celični sok (pri bukvi). Celice alg vsebujejo eno ali več različnih oblik kloroplastov.
Kloroplasti vsebujejo po različnih pigmentih(odvisno od vrste rastline):
klorofil:
Klorofil A (modro-zelen) - 70% (v višjih rastlinah in
zelene alge); . klorofil B (rumeno-zelen) - 30% (ibid.);
Klorofil C, D in E so manj pogosti v drugih skupinah alg;
karotenoidi:
Oranžno-rdeči karoteni (ogljikovodiki);
Rumeni (redkeje rdeči) ksantofili (oksidirani karoteni). Zahvaljujoč ksantofilu fikoksantinu so kloroplasti rjavih alg (feoplasti) obarvani rjavo;
Fikobiliproteini, ki jih vsebujejo rodoplasti (kloroplasti rdečih in modrozelenih alg):
modri fikocianin;
Rdeči fikoeritrin.
Delovanje kloroplastov: kloroplastni pigment absorbira svetlobo izvajati fotosinteza - proces pretvorbe svetlobne energije v kemično energijo organskih snovi, predvsem ogljikovi hidrati, ki se sintetizirajo v kloroplastih iz energijsko revnih snovi - CO2 in H2O.
2. Prokarioti nimajo kloroplastov, imajo pa obstajajo številni tilakoidi,omejena s plazemsko membrano:
Pri fotosintetskih bakterijah:
Tubular ali plošča;
Bodisi v obliki mehurčkov ali režnjev;
V modrozelenih algah so tilakoidi sploščeni rezervoarji:
Oblikovanje sferičnega sistema;
Ali vzporedno drug z drugim;
Ali razporejeni naključno.
V evkariontskih rastlinah Tilakoidne celice nastanejo iz gub notranje membrane kloroplasta. Kloroplasti so od roba do roba prežeti z dolgimi stromalni tilakoidi, okoli katere gosto zložene in kratke tilakoid gran. Skladi takih grana tilakoidov so vidni v svetlobnem mikroskopu kot zelena grana velikosti 0,3-0,5 µm.
3. Med grano je mrežasto prepletena stroma tilakoida. Grana tilakoidi nastanejo iz prekrivajočih se procesov stromalnih tilakoidov. Hkrati notranji (intracisternalno) prostori mnogih ali vseh tilakoidov ostanejo povezani med seboj.
Tilakoidne membrane Debel 7-12 nm, zelo bogat z beljakovinami (vsebnost beljakovin - približno 50 %, skupaj preko 40 različnih beljakovin).
V membranah tilacoddov se izvaja tisti del reakcij fotosinteze, ki je povezan s pretvorbo energije - tako imenovane svetlobne reakcije. Ti procesi vključujejo dva fotosistema, ki vsebujeta klorofil I in II, povezana s transportno verigo elektronov in ATP-azo, ki proizvaja ATP. Uporaba metode zamrzovanje-odrezki, Tilakoidne membrane je mogoče razdeliti na dve plasti vzdolž meje, ki poteka med dvema lipidnima plastema. V tem primeru lahko vidite z uporabo elektronskega mikroskopa štiri površine:
Membrana s strani strome;
Membrana s strani notranjega prostora tilakoida;
Sosednja notranja stran lipidnega monosloja Za stroma;
Notranja stran monosloja, ki meji na notranji prostor.
V vseh štirih primerih je vidna gosta zgostitev beljakovinskih delcev, ki običajno prodrejo skozi membrano, ko pa se membrana razsloji, se izločijo iz ene ali druge lipidne plasti.
4. Z detergenti(npr. digitonin) lahko izoliramo iz tilakoidnih membran šest različnih beljakovinskih kompleksov:
Veliki delci FSN-SSK, ki so hidrofobni integralni membranski protein. Kompleks FSN-SSK se nahaja predvsem na tistih mestih, kjer so membrane v stiku s sosednjim tilakoidom. Lahko se razdeli:
na delec FSP;
In več identičnih delcev CCK, bogatih s klorofilom. To je kompleks delcev, ki »zbirajo« kvante svetlobe in prenašajo svojo energijo na delec FSP;
delci PS1, hidrofobni integralni membranski proteini;
Delci s komponentami transportne verige elektronov (citokromi), optično neločljivi od PS1. hidrofobni integralni membranski proteini;
CF0 - del membranske ATPaze, fiksiran v membrani z velikostjo 2-8 nm; je hidrofobni integralni membranski protein;
CF1 je periferna in zlahka ločljiva hidrofilna "glava" membranske ATPaze. Kompleks CF0-CF1 deluje na enak način kot F0-F1 v mitohondrijih. Kompleks CF0-CF1 se nahaja predvsem na tistih mestih, kjer se membrane ne dotikajo;
Periferna naprava, hidrofilna, zelo ohlapno vezan encim ribuloza bifosfat karboksilaza, ki funkcionalno pripada stromi.
Molekule klorofila vsebujejo delci PS1, FSP in SSC. So amfipati in vsebujejo:
Hidrofilni porfirinski obroč v obliki diska, ki leži na površini membrane (v stromi, v notranjem prostoru tilakoida ali na obeh straneh);
Hidrofobni fitolni ostanek. Ostanki fitola ležijo v hidrofobnih beljakovinskih delcih.
5. V stromi kloroplastov se izvajajo procesov biokemična sinteza(fotosinteza), zaradi česar so odloženi:
Škrobna zrna (produkt fotosinteze);
Plastoglobuli, ki so sestavljeni iz lipidov (predvsem glikolipidov) in kopičijo kinone:
plastokinon;
filokinon (vitamin K1);
tokoferilkinon (vitamin E);
Kristali proteina fitoferitina, ki vsebuje železo (kopičenje železa).
