Хромопласты в паренхимных клетках корнеплода моркови

Хромопласты в паренхимных клетках корнеплода моркови

Корень моркови (Daucus carota)

Для клеток корня моркови, особенно для паренхимных клеток мощно развитой коры, характерно накопление растворимой формы углеводов — сахаров. Сахара растворены в клеточном соке, и их присутствие можно обнаружить микроскопически, лишь проделав соответствующие гистохимические реакции (стр. 87).

На запасающих клетках корня моркови можно познакомиться с хромопластами — пластидами, содержащими пигменты из группы каротиноидов (каротин, ксантофилл). Эти пигменты придают пластиде желтый, оранжевый или красный цвет. Пигменты могут быть растворены в липоидной строме пластиды, а также выпадать в ее теле в виде зернышек или кристаллов В последнем случае пластида может растягиваться и принимать угловатую кристаллообразную форму.

Тонкий срез корня моркови помещают в каплю воды и накрывают покровным стеклом. Под микроскопом видны овальные тонкостенные клетки, содержащие ядро, клеточный сок, цитоплазму и многочисленные окрашенные хромопласты. Они имеют вид иголочек, пластинок, изогнутых лент, шариков и т. д. (рис. 12).


Рис. 12. Клетка корня моркови: 1 — хромопласты; 2 — ядро (увеличение 20 X 40)

Сходное строение имеют хромопласты в плодах томатов. Удобными объектами для ознакомления со строением хромопластов являются также зрелые плоды шиповника, ландыша, рябины, красного перца и др. Незрелые плоды этих растений содержат хлоропласты, в которых при созревании плодов исчезает хлорофилл и увеличивается содержание каротиноидов.

Таким образом, на примере клеток клубней картофеля, семян фасоли и клещевины мы познакомились со строением крахмалоносных запасающих клеток, белково-крахмалистых и белковожировых. Запасные вещества в этих клетках имеют вид оформленных тел, хорошо видимых под микроскопом. В клетках корнеплода моркови запасные вещества (сахара) растворены в клеточном соке и обнаруживаются с помощью гистохимических реакций. Кроме этих веществ, клетка может накапливать полисахарид инулин, соли органических кислот и другие вещества.

Инулин, который накапливается вместо крахмала в клубнях георгинов, стеблях и корнях одуванчика, цикория и других растений, также находится в растворенном состоянии. Однако его можно с помощью спирта перевести в кристаллическое состояние, и тогда он хорошо виден под микроскопом (стр. 93, табл. 5, А).

Часто во многих клетках растений образуются кристаллы щавелевокислого кальция и некоторых других солей. В большинстве случаев они являются отбросами, не участвующими в дальнейшем обмене веществ, но иногда наблюдается их прижизненное растворение. Обычно кристаллы возникают в вакуолях. Различают одиночные кристаллы, друзы (сростки), рафиды (игольчатые кристаллы) и кристаллический песок. Кристаллы щавелевокислого кальция мы уже видели в эпидермисе листа традесканции.(см. рис. 6).

Удобными объектами для изучения кристаллов являются чешуя лука (одиночные кристаллы), черешок листа бегонии или щавеля (друзы), стебель ряски, корневище купены, лист агавы, стебли или черешки винограда (рафиды) (табл. 5, Г, Д, Е).

Читайте также:  Когда лучше копать колодец в подмосковье

Кроме щавелевокислого кальция, в клетках растений встречаются отложения солей углекислого кальция, например, в листе фикуса.

Хромопла́сты — жёлтые, оранжевые, красные, иногда коричневые пластиды высших растений [1] [2] .

Описание [ править | править код ]

Окраска хромопластов обусловлена наличием комбинации липофильных (жирорастворимых) пигментов — каротиноидов. Синие и фиолетовые (антоцианы) и жёлтые (антохлор) пигменты высших растений водорастворимы и накапливаются в клеточном соке вакуолей.

Хромопласты могут развиваться из хлоропластов, которые теряют хлорофилл и крахмал, что заметно при созревании плодов. Развитие хромопластов связано с активацией ферментов биосинтеза каротиноидов. Неактивные формы этих ферментов как правило присутствуют в строме, а активные формы локализуются в мембранах пластид, где также накапливаются липофильные предшественники каротиноидов.

Пожелтение листьев перед листопадом связано с разрушением хлорофилла и демаскированием уже накопленных в хлоропластах каротиноидов. При этом синтез каротиноидов de novo незначителен. Таким образом, изменение пластид при старении листьев отличается от активного перехода хлоропластов в хромопласты при созревании плодов или формировании окрашенных лепестков. В связи с этим хромопласты, образующиеся при стрессе или старении листьев в результате разрушения хлорофилла, называют геронтопласты.

Хромопласты могут дифференцировать непосредственно из пропластид.

Хромопласты могут редифференцироваться в хлоропласты, что часто наблюдается при освещении базальной части корнеплода моркови.

Хромопласты придают яркий цвет созревшим цветкам и плодам, что необходимо для привлечения насекомых-опылителей и животных, которые разносят их семена [1] .

Пластиды — органоиды, специфичные для клеток растений (они имеются в клетках всех растений, за исключением большинства бактерий, грибов и некоторых водорослей).

В клетках высших растений находится обычно от 10 до 200 пластид размером 3-10мкм, чаще всего имеющих форму двояковыпуклой линзы. У водорослей зеленые пластиды, называемые хроматофорами, очень разнообразны по форме и величине. Они могут иметь звездчатую, лентовидную, сетчатую и другие формы.

Различают 3 вида пластид:

  • Бесцветные пластиды — лейкопласты;
  • окрашенные — хлоропласты (зеленого цвета);
  • окрашенные — хромопласты (желтого, красного и других цветов).

Эти виды пластид до известной степени способны превращаться друг в друга — лейкопласты при накоплении хлорофилла переходят в хлоропласты, а последние при появлении красных, бурых и других пигментов — в хромопласты.

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.

Главная функция хлорофилла в растениях — поглощение энергии света и передача ее другим клеткам.

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.

Читайте также:  Что приготовить на закуску к коньяку

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).

Каротиноиды – это жирорастворимые пигменты, которые накапливаются в виде кристаллов.

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.

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).

  1. Амилопласты накапливают крахмал, встречаются во всех растениях, так как углеводы основной продукт питания растительной клетки. Некоторые лейкопласты полностью наполнены крахмалом, их называют крахмальными зернами.
  2. Элайопласты продуцируют и запасают жиры.
  3. 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.

Важно знать! Одновременно в клетке растения может находиться только один вид 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

«>

Ссылка на основную публикацию
Хризантемы легенды и поверья
Об этом цветке существует множество легенд. Хризантему считают «царицей осени» потому, что она сочетает в себе легкий холодок зимней и...
Хвощ полевой голосеменное растение
Хвощ полевой Весенние побеги хвоща полевого (самый левый побег — со стробилом) Научная классификация Домен: Эукариоты Царство: Растения Подцарство :...
Хвощ полевой лечебные свойства и противопоказания отзывы
Хвощ полевой – травянистое растение, которое можно встретить практически в любой точки нашей Родины. Растение вырастает до 70 см в...
Хризантемы многолетние размножение черенками
Размножение хризантем организуют несколькими способами. Черенкование считается наиболее эффективным методом получить новые кусты. Об особенностях размножения хризантем и пойдет речь...
Adblock detector