Sự hình thành, Giáo dục trung học và trường học
Lục lạp là gì? Lục lạp: cấu trúc và chức năng
Hệ thực vật - một trong những nguồn lực chính của hành tinh chúng ta. Đó là nhờ vào hệ thực vật trên thế giới có oxy, mà chúng ta hít thở, các thực phẩm có một cơ sở dữ liệu khổng lồ từ đó tất cả cuộc sống phụ thuộc. Cây là duy nhất ở chỗ chúng có thể chuyển đổi các hợp chất hóa học vô cơ thành chất hữu cơ.
Định nghĩa cơ bản của
Cái gọi là cấu trúc cụ thể, trong đó quá trình quang hợp, mà là nhằm mục đích ràng buộc carbon dioxide và sự hình thành của carbohydrates nhất định. Một sản phẩm phụ là oxy. Đây thuôn dài bào quan trong chiều dài, đạt 2-4 mm chiều rộng, chiều dài của họ nói đến 5,10 micron. Ở một số loài của tảo lục đôi khi thấy lạp lục khổng lồ kéo dài 50 mm!
Những tảo cũng có thể là tính năng khác: toàn bộ tế bào họ có chỉ là một bào quan loài này. Trong các tế bào của thực vật bậc cao thường có từ 10-30 lục lạp. Tuy nhiên, trong trường hợp của họ, có thể đáp ứng ngoại lệ tươi sáng. Như vậy, trong mô rào thuốc lá truyền thống có 1.000 lục lạp mỗi tế bào. các lục lạp là gì? Quang hợp - đó là chính, nhưng không phải là vai trò duy nhất của họ. Để hiểu rõ tầm quan trọng của họ trong đời sống của cây, điều quan trọng là phải biết nhiều khía cạnh của nguồn gốc và sự phát triển của họ. Tất cả điều này được mô tả thêm trong bài viết này.
Nguồn gốc của lục lạp
Vì vậy, các lục lạp là gì, chúng ta đã học. Và làm thế nào những cơ quan này xảy ra? Làm thế nào mà các nhà máy xuất hiện như một thiết bị duy nhất có thể chuyển đổi carbon dioxide và nước vào phức tạp các hợp chất hữu cơ?
Hiện nay, trong số các nhà khoa học đang thịnh hành xem về nguồn gốc nội cộng sinh của những cơ quan này, như xảy ra độc lập của họ trong tế bào thực vật là khá nghi ngờ. Nhận thức rõ rằng địa y - một sự cộng sinh của tảo và nấm. tảo đơn bào đồng thời sống trong các tế bào nấm. Bây giờ các nhà khoa học tin rằng trong thời cổ đại cyanobacteria quang hợp xâm nhập vào tế bào thực vật, và sau đó bị mất một số "độc lập", chuyển hầu hết các gen trong nhân.
chứng cớ
Tương đối gần đây, các giả thuyết của một prokaryote nguồn gốc của những yếu tố này đã không được quá phổ biến trong khoa học cộng đồng, nhiều coi nó như là "bịa đặt nghiệp dư." Nhưng sau khi một phân tích sâu của chuỗi nucleotide trong DNA của lục lạp, giả định này là xác nhận rực rỡ đã được tổ chức. Hóa ra là những cấu trúc rất giống nhau, thậm chí liên quan chặt chẽ, DNA của tế bào vi khuẩn. Do đó, một tương tự chuỗi được tìm thấy trong tự do sống cyanobacteria. Đặc biệt, họ đã chứng minh được gen cực kỳ tương tự ATP-tổng hợp phức tạp, cũng như trong "bộ máy" của phiên mã và dịch.
Quảng bá mà xác định khi bắt đầu đọc thông tin di truyền từ trình tự DNA và nucleotide thiết bị đầu cuối mà phải chịu trách nhiệm cho việc chấm dứt của nó, như tổ chức theo hình ảnh của các vi khuẩn. Tất nhiên, hàng tỷ năm của biến đổi tiến hóa đã có thể thực hiện nhiều thay đổi đối với lục lạp, nhưng trình tự gen lục lạp vẫn hoàn toàn không thay đổi. Và nó là - sự không thể chối cãi đầy đủ bằng chứng rằng lục lạp và trong thực tế đã từng có một prokaryote cúng tổ tiên. Có lẽ đó là cơ thể, mà cũng xảy ra cyanobacteria hiện đại.
phát triển lạp lục của proplastids
"Người lớn" hạt cơ quan phát triển từ proplastids. Đây là một nhỏ, bào quan hoàn toàn không màu, chỉ có một vài micron đường kính. Nó được bao quanh bởi một màng hai lớp dày đặc, trong đó có một chiếc nhẫn của DNA cụ thể cho các lục lạp. hệ thống màng bên trong những "tổ tiên" không có bào quan. Do kích thước cực kỳ nhỏ của nghiên cứu của họ là rất khó khăn, nhưng vì các dữ liệu về sự phát triển của họ là rất thấp.
Được biết, có một số protoplastid như vậy trong hạt nhân của động vật và thực vật trong mỗi quả trứng. Trong sự phát triển phôi thai, chúng được phân chia và chuyển giao cho các tế bào khác. Thật dễ dàng để kiểm tra: các gen đặc điểm được bằng cách nào đó kết nối với các plastid được truyền đi chỉ thông qua các mẹ dòng.
Các protoplastidy màng bên trong quá trình phát triển nhô ra thành các bào quan. Của các cấu trúc phát triển màng màng thylakoid đó phải chịu trách nhiệm cho sự hình thành của Grand Prix và lá mỏng của các bào quan stroma. Trong protopastida bóng tối hoàn toàn bắt đầu biến thành một tiền chất của lục lạp (etioplast). organoid chính này khác biệt ở bên trong nó là cấu trúc tinh thể khá phức tạp. Một khi trên lá của một cây được ánh sáng, người ta hoàn toàn bị phá hủy. Sau đó, sự hình thành của "truyền thống" cấu trúc bên trong của lục lạp, mà được hình thành như màng thylakoid thời gian và lá mỏng.
Sự khác biệt thực vật lưu trữ tinh bột
Trong mỗi tế bào chứa một số meristemalnoy proplastids như vậy (số lượng thay đổi tùy thuộc vào các loài thực vật và các yếu tố khác). Khi mô tiểu học này bắt đầu biến thành một tờ, bào quan tiền chất được chuyển thành lục lạp. Vì vậy, đã hoàn thành tăng trưởng của họ, lá lúa mì trẻ có lục lạp trong số tiền từ 100-150 đơn vị. Hơi phức tạp hơn là trường hợp đối với những nhà máy có khả năng tích lũy tinh bột.
Chúng tôi thấy rằng một lục lạp, tình cờ tiết lộ mối liên hệ giữa bào quan này với các cấu trúc của sinh vật prokaryote. Dưới đây tình hình cũng tương tự như: các nhà khoa học từ lâu đã phát hiện ra rằng amyloplasts như lục lạp chứa chính xác cùng DNA, và được tạo thành từ một cách chính xác các protoplastid cùng. Do đó, họ cần được xem xét ở khía cạnh tương tự. Amyloplasts thực tế nên được coi là một loại đặc biệt của lục lạp.
Như hình thành amyloplasts?
Bạn có thể vẽ một tương tự giữa các tế bào protoplastidami và gốc. Đơn giản chỉ cần đặt, amyloplasts tại một số điểm bắt đầu phát triển theo một cách hơi khác. Các nhà khoa học, tuy nhiên, đã học được một cái gì đó thú vị: họ quản lý để đạt được chuyển đổi lẫn nhau của lục lạp của lá khoai tây ở amyloplasts (và ngược lại). Tính kinh điển ví dụ, được biết đến cho mọi schoolchild - khoai củ với ánh sáng màu xanh lá cây.
Các thông tin khác về đường lối của sự khác biệt của những cơ quan này
Chúng ta biết rằng trong quá trình chín của quả cà chua, táo và một số loại cây trồng khác (và trong lá của cây, thảo mộc và cây bụi vào mùa thu) là quá trình "suy thoái" khi lục lạp trong tế bào thực vật được chuyển thành chromoplasts. Những bào quan chứa trong thành phần của họ về sắc tố, carotenoid.
Sự biến đổi là do thực tế rằng trong một số điều kiện có một hoàn hủy diệt của màng thylakoid, sau đó trở thành một bào quan khác nhau internals. Đây là nơi mà chúng ta trở lại với câu hỏi đó bắt đầu để thảo luận ở phần đầu của bài viết: ảnh hưởng của hạt nhân cho sự phát triển của lục lạp. Đó là, bởi protein đặc biệt được tổng hợp trong tế bào chất của tế bào, bào quan khởi quá trình điều chỉnh.
Cấu trúc của lục lạp
Sau khi nói chuyện về nguồn gốc và sự phát triển của lục lạp, nên xây dựng trên cấu trúc của chúng. Càng như vậy bởi vì nó là rất thú vị và xứng đáng là một cuộc thảo luận riêng biệt.
cấu trúc lục lạp cơ bản bao gồm hai màng lipoprotein, nội bộ và bên ngoài. Độ dày của mỗi khoảng 7 nm, khoảng cách giữa chúng - 20-30 nm. Như trong trường hợp của các hình thức lớp bên trong plastid khác một cấu trúc đặc biệt, nhô ra bên trong bào quan. Trong lục lạp trưởng thành chỉ có hai loại màng "xoắn". Các hình thức đầu tiên của lá mỏng của chất nền, thứ hai - màng màng thylakoid.
Lá mỏng và màng thylakoid
Cần lưu ý rằng có một liên kết rõ ràng rằng có một màng của lục lạp với sự hình thành tương tự như bên trong các bào quan. Thực tế là một số nếp gấp của nó có thể kéo dài từ một bức tường để người kia (như trong các ty lạp thể). Vì vậy, lá mỏng có thể tạo thành một loại "túi" hoặc một chuỗi phân nhánh. Tuy nhiên, hầu hết các công trình được bố trí song song với nhau và không liên quan đến nhau.
Tổng số khuôn mặt, được chứa trong lục lạp của thực vật bậc cao, có thể lên đến 40-60. Mỗi màng thylakoid nên chặt chẽ khác rằng họ bên ngoài màng hình thức một đơn máy bay. Độ dày lớp tại doanh có thể lên đến 2 nm. Lưu ý rằng các cấu trúc, mà được hình thành tiếp giáp với mỗi màng thylakoid khác và lá mỏng, rất hiếm.
Ở những nơi tiếp xúc như là một lớp, đôi khi đạt cùng 2 nm. Như vậy, lục lạp (cấu trúc và chức năng của nó là rất khó khăn) không phải là một cấu trúc nguyên khối duy nhất, một loại "nhà nước trong một nhà nước'. Trong một số khía cạnh, cấu trúc của những cơ quan này không phải là ít khó khăn hơn so với cấu trúc tế bào toàn!
Grana liên kết với nhau, với sự giúp đỡ của các phiến kính. Nhưng màng thylakoid khoang, hình thành nên một chồng, luôn luôn đóng cửa và không giao tiếp với không gian intermembrane. Như bạn thấy, cấu trúc lục lạp là khá phức tạp.
Thế nào là các sắc tố có thể có mặt trong lục lạp?
Điều đó có thể được chứa trong các chất nền lục lạp của từng? Có đơn phân tử ADN và nhiều ribosome. Trong amyloplasts được gửi trong stroma của hạt tinh bột. Theo đó, chromoplasts có sắc tố. Tất nhiên, có những sắc tố khác nhau của lục lạp, nhưng phổ biến nhất là chất diệp lục. Ông ngay lập tức chia thành nhiều loại:
- Nhóm A (màu xanh-màu xanh lá cây). Nó xảy ra trong 70% các trường hợp được tìm thấy trong lục lạp của cao thực vật và tảo.
- Nhóm B (màu vàng-xanh). 30% còn lại cũng được tìm thấy trong thực vật bậc cao và các loài tảo.
- Nhóm C, D và E là hiếm hơn nhiều. Nó có sẵn trong lục lạp của một số loài thấp hơn thực vật và tảo.
Trong rong biển đỏ và nâu trong lục lạp không quá hiếm có thể loại rất khác nhau của thuốc nhuộm hữu cơ. Một số tảo cũng thường chứa hầu hết các lục lạp sắc tố hiện có.
Các chức năng của lục lạp
Tất nhiên, chức năng chính của họ là để chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành các thành phần hữu cơ. Sam quang hợp diễn ra trong Grand Prix với sự tham gia trực tiếp của chất diệp lục. Nó hấp thụ năng lượng của ánh sáng mặt trời, chuyển đổi nó thành năng lượng của các electron bị kích thích. Sau đó, có một dư thừa dự trữ của nó, do dư thừa năng lượng được sử dụng để phân hủy nước và tổng hợp ATP. Khi nước được hình thành oxy phân rã và hydro. Thứ nhất, như chúng tôi đã đề cập, nó là một sản phẩm phụ và bài tiết vào không gian xung quanh, và hydro được kết hợp với một loại protein đặc biệt, ferredoxin.
Năng lượng vai trò của ATP
Kết quả là ATP là vô cùng quan trọng, như là chính "pin" năng lượng mà đi với các nhu cầu khác nhau của tế bào. NADP-H2 bao gồm các chất khử, hydro, và hợp chất này có khả năng dễ dàng cho nó nếu cần thiết. Đơn giản chỉ cần đặt, nó là một cách hiệu quả hóa khử là: trong quá trình quang hợp, có là một tập hợp các phản ứng rằng nếu không có nó chỉ đơn giản là không thể xảy ra.
Hơn nữa, trong trường hợp đến enzyme lục lạp hoạt động trong bóng tối và gran là hydro của chất khử và năng lượng lục lạp ATP sử dụng để bắt đầu quá trình tổng hợp một số chất hữu cơ. Kể từ quang hợp diễn ra trong điều kiện ánh sáng tốt, các hợp chất tích lũy sau khi trời tối sử dụng cho các nhu cầu của các nhà máy mình.
Bạn có thể công bằng khi nói rằng quá trình này là ở một số khía cạnh có vẻ nghi ngờ giống như một hơi thở. ông phân biệt gì từ quang hợp? Bảng sẽ giúp bạn hiểu vấn đề này.
cổng chuẩn | sự quang hợp | hơi thở |
khi có | Chỉ trong ngày, khi ánh sáng mặt trời | Bất cứ lúc nào |
nơi tiền | Tế bào có chứa chất diệp lục | Tất cả các tế bào sống |
ôxy | phân bổ | hấp thụ |
CO2 | hấp thụ | phân bổ |
chất hữu cơ | Tổng hợp, phân chia từng phần | chỉ tách |
năng lượng | được hấp thụ | đứng |
Đó là những gì là khác nhau từ thở quang hợp. Bảng này cho thấy rõ sự khác biệt lớn của họ.
Một số trong những "nghịch lý"
Hầu hết các phản ứng tiếp theo diễn ra ngay tại đó trong stroma lục lạp. Con đường tương lai của các hợp chất tổng hợp là khác nhau. Ví dụ, đơn giản đường ngay lập tức vượt bào quan tích lũy trong các bộ phận khác của tế bào dưới dạng các polysaccharides, chủ yếu - tinh bột. Trong lục lạp nó xảy ra như sự lắng đọng của chất béo và tích tụ sơ bộ tiền chất của họ, đó là sau đó sản lượng cho các tế bào khác trong khu vực.
Nên hiểu rõ rằng tất cả các phản ứng tổng hợp đòi hỏi một lượng lớn năng lượng. nguồn duy nhất của cô vẫn là quang hợp tương tự. Đây là một quá trình mà thường đòi hỏi quá nhiều năng lượng mà nó có để có được bằng cách tiêu diệt các chất được hình thành như là kết quả của quá trình tổng hợp trước đó! Do đó, hầu hết các năng lượng mà là thu được trong khóa học của nó, được chi cho việc thực hiện được đa số phản ứng hóa học bên trong tế bào thực vật.
dù lục lạp là tĩnh?
Người ta tin rằng các tế bào bào quan, bao gồm lục lạp (cấu trúc và chức năng của mà chúng tôi chi tiết sơn) đều bị nghiêm ở một nơi. Đây không phải là như vậy. Lục lạp có thể di chuyển xung quanh lồng. Như vậy, trong ánh sáng mờ nhạt họ có xu hướng chiếm một vị trí gần phía được chiếu sáng hầu hết các tế bào, trong điều kiện trung bình đến ánh sáng yếu có thể chọn một số vị trí trung gian, mà tại đó người ta có thể "bắt" ánh sáng mặt trời nhất. Hiện tượng này được gọi là "hướng sáng".
Giống như mitochondria, lục lạp là bào quan khá độc lập. Họ có ribosome riêng của họ, họ tổng hợp một số protein cao cụ thể mà chỉ được sử dụng bởi chúng. Thậm chí còn có một khu phức hợp enzyme cụ thể, được sản xuất tại lipid đặc biệt cần thiết cho việc xây dựng các màng lamellar. Chúng tôi đã nói chuyện về nguồn gốc prokaryote của những cơ quan này, nhưng nó phải được nói thêm rằng một số học giả tin rằng hậu duệ lục lạp lâu năm của một số sinh vật ký sinh, trong đó lần đầu tiên trở thành vật cộng sinh, và sau đó hoàn toàn trở thành một phần không thể thiếu của các tế bào.
Ý nghĩa lục lạp
Đối với thực vật, nó là rõ ràng - một tổng hợp của năng lượng và vật liệu, được sử dụng bởi các tế bào thực vật. Nhưng quang hợp - một quá trình mà cung cấp một sự tích lũy ổn định của vật chất hữu cơ trên quy mô toàn cầu. Carbon dioxide, nước và ánh sáng mặt trời lục lạp có thể tổng hợp một số lượng lớn các hợp chất phân tử phức tạp. Khả năng này là đặc trưng duy nhất cho họ, và người đàn ông còn xa mới lặp lại quá trình này trong ống nghiệm.
Chúng tôi hy vọng bạn đã học được từ bài viết này rằng lục lạp là gì và vai trò của nó trong cơ thể thực vật là gì.
Similar articles
Trending Now