Структура и функция пластидов: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты

Пластиды — это органоиды растительных клеток, выполняющие важные функции, связанные с фотосинтезом, запасанием и синтезом органических веществ, а также окраской клеток. Они относятся к двумембранным органоидам и имеют собственную ДНК и рибосомы, что позволяет им частично автономно синтезировать белки и делиться.

Различают три основных типа пластид: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Все они развиваются из общих предшественников — пропластидов, находящихся в молодых делящихся клетках меристемы.

1. Хлоропласты: структура и функции

Хлоропласты — это зелёные пластиды, содержащие пигмент хлорофилл, благодаря которому они играют ключевую роль в фотосинтезе — процессе превращения световой энергии в химическую.

Структура хлоропласта

Хлоропласт окружён двумя мембранами и имеет сложную внутреннюю организацию:

• Внешняя мембрана — гладкая, пропускает небольшие молекулы.

• Внутренняя мембрана — образует замкнутую систему, отделяющую внутреннюю среду.

• Строма — жидкое содержимое, содержащее ферменты, ДНК, РНК, рибосомы. Здесь происходит синтез сахаров (темновая фаза фотосинтеза).

• Тилакоиды — мембранные мешочки, в которых располагаются пигменты и ферменты световой фазы фотосинтеза.

• Граны — стопки тилакоидов, увеличивающие площадь поглощения света.

• Интергранные тилакоиды — соединяют граны между собой.

Важно: В хлоропластах содержатся хлорофиллы a и b, а также каротиноиды, которые участвуют в поглощении света.

Функции хлоропластов

• Фотосинтез: световая фаза (в тилакоидах) и темновая фаза (в строме).

• Синтез крахмала как запасной формы глюкозы.

• Синтез аминокислот и жирных кислот.

• Частичный контроль наследственной информации благодаря собственной ДНК.

2. Хромопласты: структура и функции

Хромопласты — это пластиды, содержащие пигменты каротиноиды (каротины — оранжевые, ксантофиллы — жёлтые, иногда красные). Они формируют окраску лепестков цветов, плодов, корнеплодов (морковь, томаты, тыква).

Структура хромопластов

• Двумембранная оболочка, аналогичная хлоропластам.

• Строма, в которой содержатся пигментные гранулы.

• Тилакоиды у большинства хромопластов редуцированы (почти отсутствуют).

• Иногда встречаются кристаллы пигментов.

Функции хромопластов

• Привлечение насекомых и животных для опыления и распространения семян за счёт яркой окраски.

• Защита клеток от окислительного стресса благодаря антиоксидантным свойствам каротиноидов.

• Превращение хлоропластов в хромопласты при созревании плодов и увядании листьев.

3. Лейкопласты: структура и функции

Лейкопласты — это бесцветные пластиды, не содержащие фотосинтетических пигментов. Они встречаются в тканях, защищённых от света (например, в корнях, семенах, клубнях).

Структура лейкопластов

• Две мембраны, как у других пластидов.

• Строма, в которой формируются крупные включения запасных веществ.

• Отсутствие пигментов и развитой системы тилакоидов.

Функции лейкопластов

• Запасание веществ:

  • Амилопласты — запасают крахмал (картофель, кукуруза).

  • Элайопласты — накапливают жиры и масла (семена подсолнечника).

  • Протеинопласты — запасают белки (семена бобовых).

• Превращение в хлоропласты при прорастании семян и выходе органов на свет.

Взаимопревращения пластид

Пластиды обладают способностью переходить из одного типа в другой в зависимости от условий:

• Пропластиды → хлоропласты (на свету).

• Хлоропласты → хромопласты (созревание плодов, увядание листьев).

• Лейкопласты → хлоропласты (при прорастании семян).

• Хлоропласты ↔ лейкопласты (при изменении условий освещения).

Это объясняет адаптивную роль пластид в жизни растений.

Сравнительная таблица трёх типов пластид

Заключение

Пластиды — уникальные органоиды растительной клетки, обеспечивающие ключевые процессы жизнедеятельности растения: фотосинтез, накопление запасных веществ, формирование окраски и адаптацию к окружающей среде. Понимание их строения и функций важно для успешной подготовки к экзаменам, олимпиадам и дальнейшему изучению ботаники и клеточной биологии.

Тестовые вопросы на закрепление по теме: «Структура и функция пластидов: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты»

1. Основная функция хлоропластов
   A) Синтез белков
   B) Фотосинтез
   C) Накопление жиров
   D) Дыхание
   

   Ответ

   B

2. Пигмент, придающий зелёный цвет хлоропластам
   A) Каротиноид
   B) Хлорофилл
   C) Антоциан
   D) Ксантофилл
   

   Ответ

   B

3. Пластиды, содержащие каротиноиды
   A) Лейкопласты
   B) Хлоропласты
   C) Хромопласты
   D) Амилопласты
   

   Ответ

   C

4. Лейкопласты встречаются преимущественно
   A) В листьях
   B) В семенах и клубнях
   C) В лепестках цветков
   D) В молодых побегах
   

   Ответ

   B

5. Тип лейкопластов, запасающий крахмал
   A) Протеинопласты
   B) Элайопласты
   C) Амилопласты
   D) Хромопласты
   

   Ответ

   C

6. Внутренняя структура хлоропласта, где происходит световая фаза фотосинтеза
   A) Строма
   B) Тилакоиды
   C) Грана
   D) Цитоплазма
   

   Ответ

   B

7. Хромопласты играют важную роль в
   A) Фотосинтезе
   B) Запасании белков
   C) Привлечении опылителей
   D) Делении клетки
   

   Ответ

   C

8. Органоиды, имеющие собственную ДНК и рибосомы
   A) Пластиды и митохондрии
   B) Лизосомы и рибосомы
   C) Аппарат Гольджи и ЭПС
   D) Центриоли и вакуоли
   

   Ответ

   A

9. Процесс превращения хлоропластов в хромопласты наблюдается
   A) При прорастании семян
   B) При созревании плодов
   C) При фотосинтезе
   D) В зимний период покоя
   

   Ответ

   B

10. Хлоропласты отличаются от хромопластов тем, что
    A) Имеют двойную мембрану
    B) Содержат хлорофилл
    C) Накапливают крахмал
    D) Не участвуют в обмене веществ
    

    Ответ

    B

Рекомендуется:

• План подготовки к олимпиадам по биологии в Казахстане (7-8 классы)