Энциклопедия мин и взрывчатых веществ

Функции пластид высших растений и их разнообразие[править | править код]

Пластиды высших растений способны к дифференцировке, дедифференцировке и редифференцировке, набор пластид в клетке зависит от её типа. Пластиды высших растений разнообразны по строению и выполняют широкий спектр функций:

1. фотосинтез;
2. восстановление неорганических ионов (нитрита, сульфата);
3. синтез многих ключевых метаболитов (порфирины, пурины, пиримидины, многие аминокислоты, жирные кислоты, изопреноиды, фенольные соединения и др.), при этом некоторые синтетические пути дублируют уже существующие пути цитозоля;
4. синтез регуляторных молекул (гиббереллины, цитокинины, АБК и др.);
5. запасание железа, липидов, крахмала.

По окраске и выполняемой функции выделяют следующие типы пластид:

Растительные клетки листостебельного мха Plagiomnium affine с видимыми хлоропластами (сильно увеличено)

• Пропластиды — предшественники остальных типов пластид, присутствуют в меристематических клетках. Пропластиды имеют размеры от 0,2 до 1 мкм, что значительно меньше, чем размеры дифференцированных пластид. Внутренняя мембранная система развита слабо, содержат меньше рибосом чем дифференцированные пластиды, могут содержать отложения белка фитоферритина, основная функция которого хранение ионов железа.
• Лейкопласты — неокрашенные пластиды, участвующие в синтезе изопреноидов эфирных масел (как правило моно- и сесквитерпенов). Характерной особенностью лейкопластов является наличие ретикулярного футляра — сети мембран гладкого эндоплазматического ретикулума, окружающей пластиду. Иногда под термином «лейкопласты» понимают любые неокрашенные пластиды, при этом выделяют следующие типы: амилопласты, элайопласты, протеинопласты.
  • Амилопласты — внешне похожи на пропластиды, но в строме содержатся гранулы крахмала. Амилопласты, как правило, присутствуют в запасающих органах растений, в частности в клубнях картофеля. В грависенсорных клетках корня амилопласты играют роль статолитов. Амилопласты высших растений могут превращаться в хлоропласты или хромопласты.
  • Элайопласты — служат для запасания жиров.
  • Протеинопласты — служат для запасания белков.
• Этиопласты, или темновые пластиды, развиваются из пропластид в темноте, при освещении они превращаются в хлоропласты. В этиопластах отсутствует хлорофилл, но содержится большое количество протохлорофиллида. Липиды внутренних мембран стромы хранятся в форме рельефной мембранной структуры, называемой проламеллярным телом. Формирование квазикристаллической структуры проламеллярного тела происходит из-за отсутствия мембранных белков тилакоидов, необходимых для их формирования. Известно, что свет инициирует синтез белков тилакоидных мембран и хлорофилла из накопленного протохлорофиллида.
• Хлоропласты — зелёные пластиды, основной функцией которых является фотосинтез. Хлоропласты как правило имеют элипсовидную форму и длину от 5 до 8 мкм. Количество хлоропластов в клетке различно: в клетке хлоренхимы листа Arabidopsis содержится около 120 хлоропластов, в губчатой хлоренхиме листа клещевины их около 20, клетка нитчатой морской водоросли Spirogyra содержит единственный лентовидный хлоропласт. Хлоропласты имеют хорошо развитую эндомембранную систему, в которой выделяют тилакоиды стромы и стопки тилакоидов — граны. Зелёная окраска хлоропластов обусловлена высоким содержанием основного пигмента фотосинтеза — хлорофилла. Помимо хлорофилла хлоропласты содержат различные каротиноиды. Набор пигментов, участвующих в фотосинтезе (и, соответственно окраска) различен у представителей разных таксонов.
• Хромопласты — пластиды, окрашенные в жёлтый, красный или оранжевый цвет. Хромопласты могут развиваться из пропластид или повторно дифференцироваться из хлоропластов; также хромопласты могут редифференцироваться в хлоропласты. Окраска хромопластов связана с накоплением в них каротиноидов. Хромопласты определяют окраску осенних листьев, лепестков некоторых цветов (лютики, бархатцы), корнеплодов (морковь), созревших плодов (томат).

Размножение и наследование пластид высших растений[править | править код]

Пластиды образуются путём деления уже существующих пластид. Наиболее часто делятся пропластиды, этиопласты и молодые хлоропласты. В меристематических тканях деление пластид коррелирует с делением клеток, поэтому в материнских и дочерних клетках число пластид примерно одинаковое. Механизм деления близок к делению прокариотических клеток. Деление пластид начинается с сжатия в центре, которое, углубляясь, образует перетяжку между двумя дочерними пластидами, после чего происходит полное разделение. На стадии перетяжки на внешней мембране образуется кольцо из белка, близкого по структуре к сократительному белку бактерий FtsZ.

У большей части цветковых растений наследование пластид происходит по материнской линии, поскольку в спермии пластиды либо не попадают, либо деградируют в ходе развития мужского гаметофита или двойного оплодотворения. У некоторых растений (герань, свинчатка, ослинник) было обнаружено двуродительское наследование пластид. Для некоторых голосеменных растений (гинкго, саговники) характерно наследование пластид по отцовской линии.

Происхождение пластид

Согласно симбиогенетической теории пластиды, как и митохондрии, произошли в результате «захвата» древней цианобактерии предшественником эукариотической «хозяйской» клетки. При этом внешняя мембрана пластид соответствует плазматической мембране хозяйской клетки, межмембранное пространство — внешней среде, внутренняя мембрана пластид — мембране цианобактерии, а строма пластид — цитоплазме цианобактерии. Наличие трёх (эвгленовые и динофлагелляты) или четырёх (золотистые, бурые, жёлто-зелёные, диатомовые водоросли) мембран считается результатом двух- и трёхкратного эндосимбиоза соответственно.

Ультраструктура хлоропласта:  1. внешняя мембрана  2. межмембранное пространство  3. внутренняя мембрана (1 + 2 + 3: оболочка)  4. строма (жидкость)  5. тилакоид с просветом (люменом) внутри  6. мембрана тилакоида  7. грана (стопка тилакоидов)  8. тилакоид (ламелла)  9. зерно крахмала 10. рибосома 11. пластидная ДНК 12. пластоглобула (капля жира)

I.2 Фотосинтез, необходимые для него условия

Фотосинтез у зеленых растений – это
процесс преобразования света в химическую энергию органических соединений,
синтезируемых из диоксида углерода и воды. Процесс фотосинтеза представляет
собой цепь окислительно-восстановительных реакций, совокупность которых
подразделяют на две фазы – световую и темновую.

1.  
Световая
фаза. Для
этой фазы характерно то, что энергия солнечной радиации, поглощенная пигментами
системы хлоропластов, преобразуется в электрохимическую.

При действии света на хлоропласт
начинается электронный поток по системе переносчиков – сложных органических
соединений, встроенных в мембраны тилакоидов. С переносом электронов по ЭТЦ
сопряжено активное поступление протонов через тилакоидную мембрану из стромы
внутрь тилакоида. В тилакоидном пространстве происходит увеличение концентрации
протонов за счет расщепления молекул воды и в результате окисления электронного
переносчика пластохинона на внутренней стороне мембраны. Когда протоны идут
обратно по градиенту из тилакоидного пространства в строму, на наружной
поверхности тилакоида с участием фермента АТФ-синтетазы из АДФ и фосфорной
кислоты синтезируется АТФ, т. е. происходит фотосинтетическое фосфореилирование
с запасанием энергии в АТФ, которая затем переходит в строму хлоропласта.

Заканчивается передача электронов
следующим образом. Достигнув внешней поверхности мембраны тилакоида, пара
электронов следует с ионом водорода, находящимся в строме. Оба электрона и ион
водорода присоеденяются к молекуле переносчика водорода – НАДФ+
(никатиномидадениндинуклетидфосфат), который при этом переходит в свою
востановленную форму

НАДФ•Н+Н+:

НАДФ++2Н++2е-→НАДФ•Н+Н+

Следовательно активированные световой
энергией электроны используются на присоедининие атома водорода к его
переносчику, т. е. на восстановление НАДФ+ в НАДФ•Н+Н+,
который с наружной поверхности фотосинтетической мембраны переходит в
строму.

В молекулах хлорофилла,
утративших свои электроны, образовавшиеся электронные «дырки» действуют как
сильный окислитель и отрывают электроны от молекул воды. Через ряд переносчиков
эти электроны передаются на молекулу хлорофилла и заполняют «дырку». Внутри
тилакоида происходит фотоокислние (фотолиз) воды, в результате которого
выделяется свободный кислород, а также накапливаются ионы водорода

2Н₂О→4Н++4е-+О₂

Таким образом, во время световой фазы
фотосинтеза происходят три процесса: образование кислорода вследствие
разложения воды, синтез АТФ и образование атомов водорода в форме НАДФ•Н₂.
Кислород диффундирует в атмосферу, а АТФ и НАДФ•Н₂ транспортируются
в матрикс пластид и участвуют в процессе темновой фазы.

2.Темновая фаза фотосинтеза протекает в
матриксе хлоропласта как на свету, так и в темноте и представляет собой ряд
последовательных преобразований СО₂, поступаещего из воздуха.
Осуществляются реакции темновой фазы за счет энергии АТФ и НАДФ•Н₂ и
использовании имеющихся в пластидах пятиуглеродных сахаров, один из которых –
рибулозодифосфат – является акцептором СО₂. Ферменты связывают
пятиуглеродный сахар с углекислым газом воздуха. При этом образуются соединения
которые последовательно восстанавливаются до шестиуглеродной молекулы глюкозы.

Суммарная реакция фотосинтеза

6СО₂+6Н₂ энергия света С₆Н₁₂О₆+6О₂

                                хлорофилл

В процессе фотосинтеза кроме
моносахаридов (глюкоза и др.), которые превращаются в крахмал и запасаются
растением, синтезируются мономеры других органических соединений – аминокислоты,
глицерин и жирные кислоты. Таким образом, благодоря фотосинтезу растительные, а
точнее – хлорофиллсодержащие, клетки обеспечивают себя и все живое на Земле
необходимыми органическими веществами и кислородом.

II.2 Характеристика бальзамов, эфирных масел, смол, камеди

III.
ПОЧКИ, ТИПЫ ПОЧЕК ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ. ПРИВЕДИТЕ РИСУНОК ВЕГЕТАТИВНОЙ ПОЧКИ В
ПРОДОЛЬНОМ РАЗРЕЗЕ IV. В КРУПНОМ МАСШТАБЕ НАРИСУЙТЕ СЕМЯЗАЧАТОК С
ЗАРОДЫШЕВЫМ МЕШКОМ В ПРОДОЛЬНОМ РАЗРЕЗЕ. ИЗ КАКИХ ЧАСТЕЙ СЕМЯЗАЧАТКА
РАЗВИВАЮТСЯ ТЕ ИЛИ ИНЫЕ ЧАСТИ СЕМЕНИ

V.
СПОСОБЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛОДОВ И СЕМЯН. ПРИВЕДИТЕ ПРИМЕРЫ. БИОЛОГОИЧЕСКАЯ РОЛЬ
РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛОДОВ И СЕМЯН

VI.
ПОНЯТИЕ О ВИДЕ РАСТЕНИЙ. СОСТАВЛЕНИЕ ВИДОВЫХ НАЗВАНИЙ РАСТЕНИЙ СОГЛАСНО
БИНАРНОМУ МЕТОДУ К. ЛИННЕЯ. ВЫПИШЕТЕ ИЗ «СПИСКА ОСНОВНЫХ СЕМЕЙСТВ И ВИДОВ» 6
ВИДОВ (ИЗ НИХ 2 ОДНОГО РОДА) ИЗ РАЗНЫХ СЕМЕЙСТВ

VII.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПЛАУНА БУЛАВОВИДНОГО И СЕЛАГИНЕЛЛЫ НАРИСУЙТЕ КОЛОСКИ И ЗАРОСТКИ
ЭТИХ РАСТЕНИЙ

VIII.
ХАРАКТЕРИСТИКА СЕМ. БОБОВЫЕ (МОТЫЛЬКОВЫЕ). УКАЖИТЕ ВАЖНЕЙШИЕ ДИКОРАСТУЩИЕ И
КУЛЬТУРНЫЕ РАСТЕНИЯ ИЗ ЭТОГО СЕМЕЙСТВА (НЕ МЕНЕЕ 15 ВИДОВ)

IX. ПОНЯТИЕ О ЗОНАЛЬНОЙ И ИНТРАЗОНАЛЬНОЙ
РАСТИТЕЛЬНОСТИ. ПРИВЕДИТЕ ПРИМЕРЫ

ЧТО ПРОИЗОШЛО В 1917 ГОДУ?

Судьба варягов

Государство Рюриковичей к X-XII стало очень богатым, и могло позволить себе просто «купить» нужных для службы варягов. Их оставляли в городских гарнизонах и дружине. Нападения викингов на русские города были бы делом бессмысленным. Легче было получить хорошее жалование за службу.

В городах простой народ с варягами часто не ладил – случались стычки. Вскоре ситуация начала выходить из-под контроля и Ярославу Владимировичу пришлось ввести «понятия» — Русскую правду. Так появился первый в истории России правовой документ.

В XII веке завершается эпоха викингов. На Руси упоминания о варягах исчезают из летописей уже к XIII веку, а русы растворяются в славянском русском народе.

См.Также