Хлоропласти: будова та функції
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Зміст:
Хлоропласти – двомембрані органели рослинних клітин, саме вони відіграють ключову роль в одному з найважливіших біологічних процесів в природі – фотосинтезі. Зокрема саме хлоропласти в процесі фотосинтезу виділяють зелений пігмент хлорофіл, завдяки якому листя дерев набувають зелений колір (втім, не тільки листя, але і багато інших представників рослинного світу, наприклад водорості). Яка будова хлоропластів, які функції і процеси вони здійснюються в життєдіяльності клітини, про це читайте далі.
Кількість хлоропластів в рослинній клітині може бути різною, у деяких водоростей в клітині міститься лише один великий хлоропласт, часто химерної форми, в той час як в клітинах деяких вищих рослин знаходиться безліч хлоропластів. Особливо їх багато в так званих мезофільних тканинах листя, там одна клітина може мати в собі до сотні хлоропластів.
Будова
Устрій хлоропласта включає в себе внутрішню і зовнішню мембрану, (як і в клітині, вони грають роль захисного бар’єру), міжмембранний простір, строму, тилакоїди, грани, ламели, люмен.
Ось так будова хлоропласту виглядає на зображенні.
Як бачимо з картинки всередині хлоропласту є напіврідкий простір, іменований стромою і плескаті диски – це тилакоїди. Останні об’єднані в стопки, названі гранами, і самі грани з’єднані один з одним за допомогою довгих тілакоїдів, які називають ламелами. Саме в тілакоїдах знаходиться важливий зелений пігмент – хлорофіл.
У напіврідкій стромі хлоропласту знаходяться його молекули ДНК і РНК, а також рибосоми, що забезпечують цій важливій органелі певну автономність всередині клітини. Крім цього в стромі хлоропласту є зерна крохмалю, які утворюються при надлишку вуглеводів, утворених при фотосинтетичній активності.
Функції
Найважливіша функція хлоропласту – це, звичайно ж, здійснення фотосинтезу. Про цей дивовижний процес на нашому сайті є окрема велика стаття. Проте, нагадаємо, що при фотосинтезі хлоропластами рослинних клітин за допомогою сонячного світла здійснюється синтез глюкози з вуглекислого газу і води. При цьому в якості важливого «побічного продукту» виділяється кисень.
Основним фотосинтезуючим пігментом в цьому процесі є хлорофіл, локалізований в мембранах тілакоїдів, саме тут проходять світлові реакції фотосинтезу. Крім хлорофілу тут же присутні ферменти і переносники електронів.
Цікавий факт: хлоропласти намагаються розташуватися в клітині таким чином, щоб їх тилакоїдні мембрани знаходилися під прямим кутом до сонячного світла. Або кажучи простою мовою, хлоропласти в клітині завжди тягнуться на світло.
Будова хлорофілу
Що ж стосується будови самого хлорофілу, то він складається з довгого вуглеводного хвоста і порфіринової головки. Хвіст його гідрофобний, тобто боїться вологи, тому занурений в тилакоїд, головка навпаки любить вологу і знаходиться в рідкій субстанції хлоропласта – стромі. Поглинання сонячного світла здійснюється саме головкою хлорофілу.
До слова біологами розрізняється кілька різних видів хлорофілу: хлорофіл a, хлорофіл b, хлорофіл c1, хлорофіл c2 і так далі, всі вони володіють різним спектром поглинання сонячного світла. Але найбільше в рослинах саме хлорофілу а.
Рекомендована література та корисні посилання
- Белякова Г. А. Водоросли и грибы // Ботаника: в 4 т. / Белякова Г. А., Дьяков Ю. Т., Тарасов К. Л. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — Т. 1. — 320 с. — 3000 экз. — ISBN 5-7695-2731-5.
- Карпов С.А. Строение клетки протистов. — СПб.: ТЕССА, 2001. — 384 с. — 1000 экз. — ISBN 5-94086-010-9.
- Lee, R. E. Phycology, 4th edition. — Cambridge: Cambridge University Press, 2008. — 547 с. — ISBN 9780521682770.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.