Структура и функции хлоропластов из чего состоит клеточный органоид (2 видео)

Хлоропласты – это один из основных клеточных органоидов, на которые особенно обратили внимание фотобиологи из-за их роли в фотосинтезе, самом важном процессе для жизни на Земле. Хлоропласты находятся только в эукариотических организмах, в том числе растениях и некоторых протистах. Они являются субклеточными органоидами, то есть микроскопическими органами, которые выполняют определенные функции внутри клетки.

Структура хлоропластов можно описать следующим образом. Оболочка хлоропласта состоит из двух мембран: внешней и внутренней. Внешняя мембрана хлоропласта служит барьером для различных веществ и соединяется с эндоплазматической сетью, что обеспечивает обмен веществ между хлоропластами и остальной клеткой. Внутренняя мембрана хлоропласта представляет собой перфорированную мембрану, называемую тилакоид, которая играет важную роль в фотосинтезе.

Основной функцией хлоропластов является фотосинтез – процесс, при котором растения используют энергию света для превращения углекислого газа и воды в органические вещества и кислород. Внутри хлоропластов находятся пигменты, такие как хлорофилл, которые преобразуют энергию света в химическую энергию и участвуют в ходе фотосинтеза. Помимо этого, хлоропласты также синтезируют некоторые другие молекулы, например, аминокислоты и липиды, которые необходимы для роста и развития растения.

Содержание

Что такое хлоропласты
Определение и основная функция
Внутренняя структура хлоропластов
Уникальные пигменты и роли хлоропластов
Состав и компоненты хлоропластов
Внешняя оболочка
Тилакоиды и грана
Строма и межгранальное пространство
Процессы, происходящие в хлоропластах
Фотосинтез и продукты
Фотосистема I и II
🔍 Видео

Видео:Строение клетки за 8 минут (даже меньше)Скачать

Что такое хлоропласты

Структура хлоропластов состоит из внешней и внутренней мембраны, стекловидного матрикса и тилакоидов. Внешняя мембрана представляет собой двойной липидный слой, который окружает внутреннюю мембрану. Внутренняя мембрана содержит ряд белков, необходимых для проведения фотосинтеза.

Стекловидный матрикс — это жидкое вещество, заполняющее пространство между мембранами. В нем находятся различные ферменты и молекулы, участвующие в процессе фотосинтеза.

Тилакоиды — это плоские мембранные структуры, которые собираются в стопки. Они содержат фотосинтетические пигменты, включая хлорофилл и каротиноиды. Тилакоиды играют ключевую роль в поглощении света и создании энергии для растительной клетки.

В целом, хлоропласты выполняют важные функции в процессе фотосинтеза, позволяя растениям преобразовывать солнечную энергию в химическую энергию, которая затем используется для роста и развития.

Определение и основная функция

Основная функция хлоропластов – это проведение фотосинтеза, процесса, в результате которого световая энергия превращается в химическую энергию, хранящуюся в органических молекулах.

В процессе фотосинтеза хлоропласты поглощают свет, в частности зеленую часть спектра, и используют его энергию для фиксации углекислого газа и синтеза органических соединений, включая глюкозу. Основным составным элементом хлоропласта является хлорофиль – зеленый пигмент, благодаря которому органоид имеет свою отличительную окраску.

Кроме фотосинтеза, хлоропласты также выполняют другие важные функции, такие как участие в синтезе липидов, аминокислот и нуклеотидов, а также в регуляции баланса гормонов и сигнальных молекул.

Внутренняя структура хлоропластов

Внутренняя структура хлоропластов очень сложная и организована таким образом, чтобы оптимизировать фотосинтетический процесс. Главным компонентом хлоропластов является внутренняя мембрана, заключающая структуру, называемую стр

Уникальные пигменты и роли хлоропластов

Однако, помимо хлорофилла, хлоропласты содержат и другие пигменты, которые придают им разнообразные оттенки. Например, каротиноиды, такие как бета-каротин, придают хлоропластам оранжевый цвет.

Уникальные пигменты в хлоропластах имеют важные функции. Они поглощают световую энергию различной длины волн, что позволяет эффективно использовать солнечный свет для фотосинтеза.

Кроме того, некоторые пигменты, такие как каротиноиды, выполняют защитную функцию. Они защищают хлоропласты от избыточного света и предотвращают повреждение молекул хлорофилла при высоком уровне освещения.

Таким образом, уникальные пигменты в хлоропластах играют важную роль в обеспечении эффективности фотосинтеза и защите хлоропластов от повреждений.

Видео:Особенности строения и функций органоидов в клетке. 10 класс.Скачать

Состав и компоненты хлоропластов

Хлоропласты состоят из следующих компонентов:

Компонент	Функция
Внешняя оболочка	Защищает внутренние структуры хлоропласта
Внутренняя оболочка	Регулирует проницаемость и обеспечивает обмен веществ
Строма	Желатиноподобная матрица, в которой находятся рибосомы и молекулы ДНК
Тилакоиды	Мембранные структуры, внутри которых проходит фотосинтез
Грана	Стопки тилакоидов, содержащие пигмент хлорофилл, необходимый для поглощения света
Хлорофилл	Основной пигмент хлоропластов, который поглощает свет для фотосинтеза
Электрон-транспортные цепи	Проводят электроны, полученные во время фотосинтеза, для превращения солнечной энергии в химическую
Ферменты фотосинтеза	Участвуют в химических реакциях, превращающих воду и углекислый газ в глюкозу и кислород

Вместе эти компоненты позволяют хлоропластам выполнять свою основную функцию — фотосинтез.

Внешняя оболочка

Первая мембрана, ближайшая к цитоплазме, называется внешней мембраной. Она является достаточно проницаемой, поскольку содержит большое количество белковых каналов и транспортных белков.

Вторая мембрана, внутренняя мембрана, находится ближе к внутренней пространственной системе хлоропласта. Она имеет более плотную структуру и содержит ферменты, необходимые для проведения фотосинтеза.

Между внешней и внутренней мембранами существует интермембранное пространство, которое служит для передачи веществ между хлоропластом и цитоплазмой.

Внешняя оболочка хлоропласта играет важную роль в поддержании структуры и функционирования органоида путем регуляции проникновения молекул и ионов через мембраны.

Тилакоиды и грана

Тилакоиды имеют плоскую структуру и обладают способностью поглощать световую энергию. Они содержат пигменты – хлорофиллы и другие пигменты, которые играют ключевую роль в процессе фотосинтеза. Хлорофиллы позволяют поглощать световую энергию и превращать ее в химическую энергию, которая затем используется для синтеза органических веществ.

Тилакоиды групируются в стопки, которые называются гранами. Граны обеспечивают максимальную площадь для реализации процессов фотосинтеза. Каждая грана состоит из тилакоидов, которые прикреплены друг к другу и образуют структуру, напоминающую монеты в банковской стопке.

Тилакоиды	Изображение
Тилакоиды составлены из мембраны, которая образует внутренние мешковидные структуры	Изображение тилакоидов
Тилакоиды содержат пигменты, в том числе хлорофиллы, необходимые для фотосинтеза	Изображение хлорофилла
Граны образуются из группировки тилакоидов	Изображение гранов

Строма и межгранальное пространство

Межгранальное пространство — это пространство между гранами тилакоидов, которые являются плоскими мембранами, расположенными внутри хлоропласта. В этом пространстве находятся энзимы, необходимые для фотосинтеза и образования АТФ. Одной из важных функций межгранального пространства является сохранение протонного градиента, который необходим для синтеза АТФ в фазе световых реакций фотосинтеза.

Строма и межгранальное пространство вместе играют важную роль в процессе фотосинтеза. Они обеспечивают среду для хранения и перемещения веществ, необходимых для процессов фотосинтеза, а также обеспечивают место для проведения химических реакций, связанных с синтезом АТФ и образованием органических соединений.

Видео:Учим органоиды клетки по атаке титанов? | Биология ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать

Процессы, происходящие в хлоропластах

Кроме фотосинтеза, хлоропласты также выполняют процесс дыхания, хотя он не так важен для растений, как для животных. Во время дыхания хлоропласты используют глюкозу и кислород из процесса фотосинтеза для производства энергии, необходимой для различных клеточных функций растения.

Хлоропласты также участвуют в процессе синтеза аминокислот и липидов, которые необходимы для роста и развития растения. Они содержат специализированные структуры, называемые тилакоидами, которые содержат ферменты, ответственные за синтез этих веществ.

И наконец, хлоропласты выполняют роль в обработке и хранении некоторых молекул, таких как стероиды и хлорофиллы. Они также играют роль в регуляции уровня ферментов и других биохимических реакций в клетках растения.

Фотосинтез и продукты

Фотосинтез состоит из двух фаз: световой и темновой. В световой фазе, хлорофилл в хлоропластах поглощает свет и использует его энергию для разрушения молекул воды, выделяя кислород и электроны. В темновой фазе, полученные электроны используются для синтеза органических молекул из углекислого газа.

В результате фотосинтеза, хлоропласты вырабатывают органические продукты, которые являются необходимыми для жизни растений и других организмов. Главным продуктом фотосинтеза является глюкоза, которая может использоваться клеткой для получения энергии или быть превращена в другие органические вещества, такие как крахмал, целлюлоза или жирные кислоты.

Продукты фотосинтеза
Название	Функция
Глюкоза	Используется клеткой для получения энергии
Крахмал	Сохраняется в клеточных органах в качестве запасного вещества
Целлюлоза	Строительный материал для клеточных стенок
Жирные кислоты	Используются в клетке для синтеза липидов и других органических молекул

Таким образом, хлоропласты выполняют важную роль в жизни растений, обеспечивая их энергией и вырабатывая необходимые органические продукты для роста и развития.

Фотосистема I и II

Фотосистема I (PSI) находится внутри реакционного центра хлоропластов и способна поглощать свет с длиной волны около 700 нм. PSI содержит пигменты, называемые хлорофиллами, которые способны поглощать свет в красной области спектра. Здесь происходит передача электронов, которые были поглощены хлорофиллами, на ферроксидазу, что приводит к созданию энергетического заряда.

Фотосистема II (PSII) находится в мембране хлоропластов и способна поглощать свет с длиной волны около 680 нм. PSII также содержит хлорофиллы, но в отличие от PSI, они поглощают свет с более короткой длиной волны. Здесь также происходит передача электронов, которые затем переносятся на феррецентр.

Оба фотосистемы работают синергически и могут передавать электроны друг другу, обеспечивая эффективную фотосинтетическую активность. Фотоактивированная энергия в фотосистемах I и II используется для синтеза АТФ и НАДФГ-редуктазы, необходимых для процессов фиксации углерода и производства органических соединений в хлоропластах.