Пластиды, их функции, типы и местонахождения включений в растениях

Пластиды

По окраске и выполняемой функции выделяют следующие типы пластид:
Пропластиды
Лейкопласты
Амилопласты
Элайопласты
Протеинопласты
Этиопласты
Хлоропласты
Хромопласты

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.

Строение пропластида

Лейкопласты
неокрашенные пластиды. Они не содержат пигментов, но приспособлены для хранения запасов питательных веществ, например, крахмала. Их особенно много в корнях, семенах, корневищах и клубнях. Характерной особенностью лейкопластов является наличие ретикулярного футляра — сети мембран гладкого эндоплазматического ретикулума, окружающей пластиду. Содержат мало ламелл, но под влиянием света способны образовывать тилакоидные структуры и приобретать зеленую окраску. 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.

Строение амилопласта

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 отсутвует хлорофилл, но содержится большое количество протохлофиллида. Липиды внутренних мембран стромы хранятся в форме рельефной мембранной структуры, называемой проламеллярным телом. Формирование 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 эллипсовидную форму и длину от 5 до 8 мкм. Количество хлоропластов в клетке различно. Хлоропласты имеют хорошо развитую эндомембранную систему. Зелёная окраска хлоропластов обусловлена высоким содержанием основного пигмента фотосинтеза — хлорофилла. Помимо хлорофилла хлоропласты содержат различные каротиноиды.
В строме хлоропластов находятся плоские мембранные структуры, называемые ламеллами. Они лежат параллельно друг другу и связаны между собой.
Две соседние мембраны, соединяясь концами, формируют замкнутые плоские мембранные структуры в форме диска — тилакоиды, - содержащие внутри жидкость. Тилакоиды, уложенные в стопки, образуют граны.
В строме хлоропластов находятся кольцевые молекулы ДНК, РНК, рибосомы и различные ферменты; размножаются делением.

Строение хлоропласта

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). Способствуют привлечению насекомых — опылителей цветов и животных, распространителей плодов.

Функции пластидов
фотосинтез;
восстановление неорганических ионов (нитрита, сульфата);
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;
синтез регуляторных молекул (цитокинины);
запасание железа, липидов, крахмала;
придание окраски различным органам растений. способствование их распространению.

Фотосинтез
- это реакция преобразования световой энергии в химическую в хлоропластах, в результате которого связывается углекислый газ, выделяется кислород и образуются органические вещества.
В процессе фотосинтеза выделяют две стадии: световую и темновую.
Световая фаза происходит на свету при участии хлорофилла. В ходе этой фазы происходит превращение энергии света в химическую энергию фотолиза воды. Эта фаза завершается образованием АТФ и НАДФ · Н (фотофосфорилирование). Процесс происходит в тилакоидах, где локализуются фотосистемы, поглощающие энергию солнечных лучей, а также ферменты, осуществляющие процесс переноса электронов и фосфорилирование.

Фотосинтез
Темновая фаза протекает в строме без участия света, полученная энергия используется в реакциях восстановления углекислого газа и с помощью ферментов осуществляется синтез углеводов. Процесс протекает благодаря АТФ и НАДФ · Н, синтезированных в предыдущей фазе. Образующаяся глюкоза поступает в цитоплазму, а при необходимости может временно сохраняться в виде полимера(крахмала).

Включения растительной клетки
Включения - это компоненты клетки, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена, или конечные его продукты. К первой категории включений относятся крахмальные зерна, липидные капли и отложения белков; ко второй – кристаллы некоторых веществ.
Большинство включений видимы в световой микроскоп и располагаются либо в гиалоплазме и органоидах, либо в вакуолях. Существуют жидкие и твердые включения. К образованию включений ведет избыточное накопление веществ.

Вкючения в растительной клетке

Крахмальные зерна

Липидные капли

Белковые включения

Кристаллы оксалата кальция