Биология пасечник учебник §2

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:

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

Сводная таблица строения и функций пластид

Свойства	Хлоропласты	Хромопласты	Лейкопласты
Строение	Двухмембранная органелла, с гранами и мембранными канальцами	Органелла с не развитой внутренней мембранной системой	Мелкие органеллы, находятся в частях растения, скрытых от света
Окрас	Зеленые	Разноцветные	Бесцветные
Пигмент	Хлорофилл	Каротиноид	Отсутствует
Форма	Округлая	Многоугольная	Шаровидная
Функции	Фотосинтез	Привлечение потенциальных распространителей растений	Запас питательных веществ
Заменимость	Переходят в хромопласты	Не изменяются, это последняя стадия развития пластид	Превращаются в хлоропласты и 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.

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.

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.

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).

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

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.

Виды пластид

В клетках высших растений находится от 10 до 200 пластид, имеющих собственные мембраны. Наличие таких органелл отличает растительную клетку от животной. Размеры каждой пластиды составляют от 3 до 10 микрометров. Как выглядят пластиды в растительных клетках, какие функции выполняют, зависит от входящих в их состав красящих веществ (пигментов) и других особенностей.

Основные виды пластид:

лейкопласты;
хлоропласты;
хромопласты.

Рис. 1. Клетки растений с пластидами.

Пластиды зеленого цвета — хлоропласты. Они содержат пигмент хлорофилл, название которого образовано от греческих слов «хлорос» («зеленоватый») и «филлум» («лист»). В зелёных пластидах происходит фотосинтез. Определение этого процесса необходимо запомнить: фотосинтез — это образование органических веществ с использованием энергии света, воды и углекислого газа.

Строение и функции пластид можно представить в виде таблицы, которая пригодится при подготовке к уроку биологии в 5 классе.

Название	Где находятся	Строение	Функции (кратко)
Лейкопласты	Часто встречаются в молодых органах растений, корнях и семенах	Бесцветные пластиды («лейкос» в переводе означает «белый»). Имеют округлую форму	Обычно выполняет в клетках функцию хранения запасных веществ (углеводов, белков, жиров)
Хлоропласты	Вегетативные органы растений (зелёные листья, молодые стебли)	Чаще всего имеют форму дискообразных зёрнышек. Покрыты плотной мембраной и содержат вязкую плазму, поэтому хорошо видны в микроскоп. Внутри стопкой расположены маленькие тельца, напоминающие по форме монеты	Выполняют функцию питания растения
Хромопласты	Цветки, спелые плоды, зрелые корнеплоды моркови, осенние листья	В них содержатся два пигмента: каротин (оранжевого цвета) и ксантофилл (золотисто-жёлтого цвета). Имеют форму треугольных пластинок или палочек	Придают яркую окраску цветкам, делая их более заметными для насекомых-опылителей. Красные и оранжевые плоды привлекают птиц, распространяющих семена

Зелёные пластиды у водорослей (хроматофоры) имеют разнообразные формы и размеры, могут быть в виде лент, пластинок, чаш, сеточек.

Рис. 2. Клетки водорослей под микроскопом.

Велика роль хлоропластов для растительного организма и всего живого на нашей планете. Благодаря хлорофиллу растения сами себя обеспечивают питанием. Органические вещества, созданные зелёными клетками, используют в пищу животные и человек.

Взаимопревращения пластид

Часто можно наблюдать у растений переход одного вида пластид в другие. Плоды помидоров, яблонь, облепихи, рябины сначала зелёные. По мере созревания они окрашиваются в красный, оранжевый или жёлтый цвета из-за появления хромопластов. При наличии света лейкопласты накапливают хлорофилл и превращаются в хлоропласты. Осенью зелёные листья теряют хлорофилл, в них больше становится хромопластов.

Пластиды способны менять цвет за счет протекания химических реакций.

Рис. 3. Позеленение клубней картофеля на свету.

Лейкопласты содержатся в клубнях картофеля. На свету клубни зеленеют, потому что лейкопласты превращаются в хлоропласты (зелёные пластиды). Позеленевшие клубни нельзя употреблять в пищу, они накапливают ядовитое вещество соланин.

Что мы узнали?

В биологии различают три основных вида пластид, отличающихся по окраске и функциям (хлоропласты, хромопласты и лейкопласты). Хлоропласты, содержащие пигмент хлорофилл, характерны для всех зелёных растений. С участием хлорофилла в растениях происходит важный процесс фотосинтеза.