Пластиды
Пластиды – это двумембранные органоиды общего значения, встречаются только в растительных клетках, животныеорганизмы их не имеют. Пластиды представляют собой небольшие вязкие белковые тельца, которые включены вцитоплазму клетки. Они могут быть рассеяны по всей клеткеили скапливаться вокруг ядра. Пластиды хорошо заметны под микроскопом, даже когда они бесцветные. Пластиды могут передвигаться вместе с током цитоплазмы, а такжедвигаться самостоятельно. Эти живые тельца бывают различной формы и окраски. Различают три типа пластид: хлоропласты (зеленого цвета), хромопласты (желтого, оранжевого и красного цвета), лейкопласты (бесцветные).
Хлоропластывстречаются в клетках высших растений, которым придают зеленую окраску. Зеленая окраска окружающей нас растительности зависит от пластид хлоропластов. Количество хлоропластов в клетке бывает от 1 до 36. Хлоропласт содержит до 75% воды, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты и красящие вещества – пигменты. Хлоропласты имеют четыре пигмента, из них два зеленые: хлорофиллы a и b.
Зеленые пигменты в хлоропластах являются преобладающими. Кроме двух зеленых пигментов, в хлоропластах имеются еще два пигмента – каротин (оранжевого цвета) и ксантофилл (желтого цвета). Эти пигменты составляют группу каротиноидов. Они являются высокомолекулярными углеводородами. Наиболее активный пигмент хлорофилл.
Для образования пигмента хлорофилла необходимы соответствующие условия. Этот пигмент образуется только на свету. Растения, выросшие в темноте, не имеют зеленой окраски. Это можно наблюдать на листьях петрушки, моркови и других растениях, проросших в темном погребе или в другом затемненном месте. Для образования хлорофилла необходимы в почве соли железа и магния.
Форма хлоропластов бывает округлойили дисковидной.
Хлоропласт имеет двойную мембранную оболочку, которая отделяет его от цитоплазмы. Тело хлоропласта состоит из бесцветной мелкозернистой стромы – матрикса, внутри которого имеется сложная мембранная система. Строма пронизана параллельно расположенными пластинками – ламеллами, дисками (тилакоидами). Диски (тилакоиды) собраны в стопки – граны. Отдельные граны соединены ламеллами в единую систему. Основная масса пигментов (хлорофилл и каротиноиды) расположена в мембранах гран.
Роль хлоропластов в природе очень велика. В листьях зеленых растений происходит фотосинтез, в процессе которого хлорофилл способен поглощать красную часть спектра. Каротиноиды поглощают сине-зеленую и зеленую части спектра. Поглощенную энергию каротиноиды передают хлорофиллу. Таким образом, вся поглощенная энергия используется для процесса фотосинтеза. В хлоропластах на свету из воды, которая поступает по корням и стеблям в лист, и из углекислого газа, который поступает из атмосферы, образуется первичный, или ассимиляционный, крахмал. Ассимиляционный крахмал в листьях не накапливается. В ночные часы он превращается в сахар, который используется для питания растений.
Хромопласты. Встречаются в корнях моркови, плодах (шиповник, рябина, перец) и цветках (календула, настурция) многих растений. Окраска хромопластов зависит от наличия в них двух пигментов – каротина (оранжево-красного цвета) и ксантофилла (желтого цвета).
По форме хромопласты бывают в виде треугольников, шариков, палочек. Разнообразие формы хромопластов связано с каротиноидами, которые по мере их накопления легко кристаллизуются. Образовавшиеся кристаллы разрывают строму пластиды и принимают определенную форму. Таким образом, от формы кристаллов зависит форма пластид хромопластов. Хромопласты играют большую биологическую роль в природе. Ярко окрашенные плоды привлекают птиц и животных. Птицы, поедая плоды, уносят семена на большие расстояния, что способствует распространению семян и плодов. Яркая окраска лепестков в цветках привлекает насекомых, которые опыляют эти цветки. Желтая и красная осенняя окраска листьев также зависит от пигментов каротина и ксантофилла, которые сопутствуют хлорофиллу. Осенью под влиянием низких температур хлорофилл в листьях разрушается, становятся заметными пигменты каротин и ксантофилл, которые придают листьям характерную яркую осеннюю окраску.
Каротин в организме человека расщепляется и образует витамин А, поэтому его называют провитамином (предшественником) А. Каротин содержится в корнях моркови, плодах рябины, красного перца и др.
Лейкопласты. Представляют собой бесцветные пластиды и пигментов не содержат. Они состоят из белкового вещества, составляющего их основу. Белковая строма придает лейкопластам форму шаровидных, веретенообразных зернышек, концентрирующихся вокруг ядра. Лейкопласты, как и другие пластиды, находятся в цитоплазме, а также имеются в эпидерме, молодых волосках, подземных органах растений и в тканях зародыша семени. Лейкопласты способны удлиняться, растягиваться и в силу своего положения в запасающих тканях становятся запасающими пластидами – амилопластами. В них откладывается вторичный крахмал, который накапливается в клубнях, корнях, корневищах.
Пластиды одного вида могут переходить в другой вид, что говорит об их большом сходстве. Этим объясняется изменение окраски плодов помидора, рябины при созревании. Созревая, они из зеленых становятся красными, при этом хлоропласты незрелых плодов переходят в хромопласты. Хромопласты могут в свою очередь переходить в хлоропласты. Этот взаимопереход можно наблюдать на верхних частях корнеплодов моркови, которые оказались на поверхности земли и были освещены солнцем. Когда клубни картофеля попадают в такие же условия, т. е. бывают не покрыты землей и освещены солнцем, они становятся зелеными. В клубнях картофеля лейкопласты превращаются в хлоропласты. Если позеленевшие клубни картофеля засыпать землей, то через некоторое время хлоропласты снова превратятся в лейкопласты.