Строение и функция фотосинтеза тилакоидов хлоропластов

Фотосинтез – процесс, при котором клетками растений поглощается углекислый газ и вырабатывается кислород. Данный процесс происходит в хлоропластах – органеллах, расположенных внутри растительных эукариотных клеток. Структурным компонентом хлоропластов являются тилакоиды.

Где располагаются тилакоиды?

Совокупность тилакоидов представляет собой дискообразную мембранную структуру. Скопление таких дисков называются граной.

Они расположены возле хлоропластов, клеток высших растений. Кроме этого, они содержатся в цитоплазматических мембранах цианобактерий, не имеющих самостоятельные хлоропласты. Пространство между хлоропластом и тилакоидом называется стромой. Она содержит молекулы РНК, ДНК, дополнительные компоненты.

Строение

В 1 хлоропласте содержится от 10 до 100 гран. Они соединены межграновыми органеллами, которые называются ламеллами. Они представляют собой мембранные выросты. Отличительная особенность органелл определяется белковым составом.

Представленные структуры состоят из следующих отделов:

  • Мембрана.
    За счет мембраны образование имеет четкие границы, и отделяется от других аналогичных структур. В мембране происходит светозависимая реакция фотосинтеза. В ней участвует ряд пигментных веществ, содержащихся непосредственно в мембране. Они состоят из неравномерно распределенных липидных веществ.
  • Люмен.
    Представляет собой содержимое хлоропластов, которое ограничивается оболочкой. В нем происходит процесс выработки АТФ за счет световой энергии. Сквозь мембрану в люмен проникают световые частицы. Это главный этап фотосинтеза, при котором происходит обменный процесс.

Тилакоиды формируются при достаточном освещении из пропластид растительных клеток. В процессе участвуют белковые соединения, формирующие органеллы.

Читать:   Цвета, состав, функции и содержание каротиноидов в продуктах

Функции

Выделяют 2 вида тилакоидов, которые различаются функциями. Первый вид – тилакоиды с люменом. Главная функция заключается в выработке энергии за счет воздействия солнечного ультрафиолета.

Светозависимые реакции протекают в виде нескольких этапов:

  1. Расщепление молекул воды под воздействием солнечного света
  2. Транспортировка световых частиц сквозь мембрану
  3. Выработка АТФ и его распределение по хролопластам

Другой вид – ламеллярные тилакоиды. Они представляют собой широкие пластины, в которых отсутствует люмен. Эти органеллы практически не участвуют в фотосинтезе. Главная задача заключается в создании прочной основы для тилакоидов с люменом и формирования целостных гран.

Световая стадия фотосинтеза в тилакоидах

Фотосинтез – это цикличный процесс, который протекает в 2 фазы: световую и темновую. Световой этап протекает в хлоропластах. Процесс сопровождается образованием АТФ и формированием молекул, которые его переносят. Побочным продуктом распада становится кислород, который в дальнейшем покидает клетки и попадает в окружающее пространство.

Эффективность фотосинтеза напрямую влияет не только от количества поглощаемого света, но и температурного показателя. Поэтому скорость протекающего процесса может меняться в темновую стадию.

Содержащийся в хлоропластах хлорофилл выполняет одновременно функцию поглощения и передачи световой энергии. Содержимое хлоропластов выполняет функцию светособирающего комплекса.

Внутри люмен происходит расщепление световой энергии, в результате чего также разрушаются транспортные молекулы хлорофилла. Для их восполнения в процессе фотосинтеза расщепляются молекулы воды, которые в дальнейшем выполняют транспортную функцию, а также участвуют в формировании электрохимического потенциала клетки.

Читать:   Строение и функции комплекса Гольджи в клетке

После фотолиза воды мембраны перезаряжаются. Тилакоиды способны при переносе протонов иметь кислый рН, в то время как строма хлоропласта характеризуется слабощелочным рН. В результате разницы генерируется электрохимический потенциал, провоцирующий синтез АТФ.

Для выработки 1 молекулы глюкозы – органического вещества для питания клетки, требуется 18 молекул АТФ, 6 – углекислого газа, а также 24 протона водорода. Для утилизации 6 молекул газа требуется 24 молекулы воды, в результате чего высвобождается кислород. В дальнейшем он используется другими живыми организмами для восполнения собственных потребностей.

Тилакоиды – структурные элементы хлоропластов, внутри которых происходят основные этапы фотосинтеза. Помимо этого, такие образования выполняют опорные функции, образуя совокупность в виде гран. Тилакоиды содержатся внутри всех растительных клеток, способных к фотосинтезу, а также внутри цианобактерий, которые не имеют отдельных ядра и других органелл, ввиду чего относятся к числу прокариотов.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 3 из 5 )
Загрузка ...
Adblock
detector