Виды, строение и функции пластид

Пластиды – это органоиды, входящие в структуру растительной клетки. Они хорошо видны под микроскопом, содержатся в растениях. Исключение составляют одноклеточные водоросли, бактерии и грибы.

В органеллах содержится генетический код, они способны воспроизводить себе подобных путем синтеза ДНК, РНК, белков. Роль и функции пластид в клетке определяется их строением. Они способны накапливать питательные вещества, выступать в роли депо. Отдельные виды пластид выполняют функцию фотосинтеза под воздействием энергии света.

Виды

В зависимости от погодных условий, фазы роста в клетках растений находится до трех типов пластид. Они представлены в таблице.

Среди этих видов пластид нет четких разделений. Они схожи по строению, способны к трансформации:

• лейкопласты под воздействием света перерождаются в хлоропласты;
• хлоропласты становятся хромопластами под воздействием погодных факторов (длины светового дня, температуры);
• в лабораторных условиях хромопласты вновь зеленеют, становятся хлоропластами;
• хлоропласты преобразуются в лейкопласты (листья отпускают корни в воде).

Строение пластид

Размер органоидов небольшой, от 3 до 10 микрон. Обычно они имеют круглую или овальную форму, выпуклые сверху, снизу.

Большинство имеют две мембраны:

• внешняя (оболочная):
• внутренняя (погруженная в стромы).

У некоторых высокоорганизованных растений в строении пластид до четырех мембранных перегородок. За счет мембран формируются:

• тилакоиды – своеобразные отсеки различного строения;
• граны – столбчатые или цепочные скопления тилакоидов;
• ламелы – тилакоиды удлиненной формы.

Строма – вязкое содержимое, схожее в строении пластид.

Хлоропласты

Зеленые органоиды по строению встречаются различной формы, выделяют:

• овальные;
• спиралевидные;
• лопастные;
• эллипсоидные.

Важный компонент стромы – хлорофилл, необходимый для фотосинтеза.

В сложных пластидах элементы строения: белки, жиры, пигменты, ДНК, РНК.

Хромопласты

Двояковыпуклые, имеют различное строение:

• трубчатое;
• сферическое;
• кубическую;
• кристаллообразную.

Хромопласты в структуре содержат зерна крахмала. В них полностью разрушен зеленый пигмент, сохраняются другие питательные компоненты хлоропласта.

Лейкопласты

По строению и составу стромы подразделяются на:

• амилопласты – запасники крахмала, при необходимости они трансформируются в моносахара;
• элайопласты (липидопласты) они содержат жиры;
• протеинопласты – кладовые белка.

По форме бывают в виде овала или эллипса.

Функции пластид

Первоначально формируются хлоропласты и лейкопласты. Роль этих пластид – фотосинтез, производство веществ, входящих в состав растительных клеток. Под воздействием света происходит четкое деление по виду органоидов и их функции.

В клетках высокоорганизованных видов растений содержится разное число органоидов. Их бывает 10, иногда количество достигает 200 единиц. В период похолоданий в листьях начинается синтез определенных пигментов. За счет этого строение органоида меняется.

Концентрация, состав красителя в плодах растений зависит от ДНК-кода. Цветные пигменты становятся видны после разрушения хлорофилла. Он боится низких температур. Растение готовится к зимнему периоду. Роль хромопластов – привлекающая и накопительная. Жиры, ферменты, белки, изначально содержащиеся в лейкопластах, накапливаются в процессе роста и спелости.

Значение хлоропластов

Эти органоиды отвечают функцию фотосинтеза, развитие клеток. Они ступенчато синтезируют глюкозу из двуокиси азота и воды. Реакция протекает с выделением кислорода. Процесс происходит за счет хлорофилла – по компонентному составу это углеводород. Высвобождая электрон под воздействием света, он меняет функцию, становится восстановителем.

Функции хромопластов

В процессе пучкования структура органоидов меняется. В хромопластах образуются пластоглобулы – скопления питательных веществ. Изменяются, разрушаются мембраны, клетка уплотняется. Внутреннее строение влияет на функции пласта: окраска становится более привлекательной, яркой за счет роста концентрации пигмента из-за разрушения мембранного строения органоида.

Роль лейкопластов

Функции подземной части растения зависят от разновидности лейкопласта. В зависимости от ДНК-кода, структура пластов изменяется. Функции клетки меняются, это зависит от компонентного состава – количества жиров, белков, сахаров, крахмала формирующего плода. По форме в основном круглые, реже овальные. Это обусловлено строением клетки эукариотического вида.

Пигменты пластид

В структуру клеточных органоидов входят три группы пигментов:

• хролофилл – магний-порфириновые белковые комплексы хромопротеидов, придающие листьям, стволу зеленую окраску;
• каротиноид – красящий пигмент, схожий с ретинолом (витамин А), в зависимости от концентрации обретают оранжевую или красноватую окраску;
• ксантофилл по сути – окисленный каротин, содержится вместе с р-каротином, имеет такие же функции;
• фикобилинпротеиды по компонентной структуре схожи с желчными пигметно-белковыми соединениями. К ним относятся: синие фикоцианины, придающие окраску плодам; красно-бордовые фикоэритрины.

Происхождение пластид

По одной гипотезе они возникли из цианобактерий. Позже возникла теория природного симбиогенеза бактерий, в состав которых входит хлорофилл, и пластидообразных микроорганизмов. Так объясняли появление митохондрий от эукариот.

Внимание ученые уделяли пигментному строению растительных клеток, позже ушли от этой версии. Появилась гипотеза возникновения пластид Archaeplastidae от зеленой водоросли и цианобактерии. Позже, благодаря симбиозу, зародились цветные простейшие водоросли. Они схожи по строению пластидами клеток:

• содержится хлорофилл;
• обнаружены пигментные включения;
• мембранная структура.

Какого цвета могут быть пластиды?

Если рассматривать растение целиком, выделяется три цветовых гаммы:

• желтые, оранжевые, красные пластиды расположены в цветках, плодах, корнеплодах, реже – листьях, стволе;
• интенсивность окраски зависит от концентрации пигмента каратиноида;
• зеленые органоиды – хлоропласты, они участвуют в процессе фотосинтеза; способны трансформироваться в хромопласты различной окраски или бесцветные лейкопласты.

Цвет пластид взаимосвязан с их функциональностью. Какого цвета будет органоид цветка, плода, корнеплода, зависит от модели ДНК. Информация воспроизводится в период роста растения.

Пигментация цветка привлекает внимание насекомых, участвующих в медосборе, происходит опыление. Яркий окрас плодов служит сигналом созревания семян, косточек для животных. Они распространяют семенной материал по обширной территории.