в какой части клетки располагаются хлоропласты
Хлоропласты: определение, строение, функции
Хлоропласты – это уникальные структуры, обнаруженные в растительных клетках, которые специализируются на преобразовании солнечного света в энергию, которую растения могут использовать. Этот процесс называется фотосинтезом.
Хлоропласты считаются органеллами в клетках растений. Органеллы – это специальные структуры в клетках, которые выполняют конкретные функции. Основная функция хлоропласта – фотосинтез. Другие функции хлоропластов включают борьбу с болезнями, накопление энергии для клетки и изготовление аминокислот. А подробнее о фотосинтезе читайте в учебнике по биологии за 9 класс В.И. Соболя.
Большинство хлоропластов овальной формы, но они могут быть и в форме звезды, чашки и ленты. Некоторые хлоропласты небольшие по сравнению с клеткой, тогда как другие могут занять большинство пространства внутри клетки.
Структура хлоропластов достаточно сложная. Внешняя часть хлоропласта защищена гладкой внешней мембраной, которая имеет избирательную проницаемость. Непосредственно во внешней мембране находится внутренняя мембрана, которая контролирует, какие молекулы могут проходить в хлоропласт и наружу. Внешняя мембрана, внутренняя мембрана и жидкость между ними составляют оболочку хлоропласта.
Тело хлоропласта состоит из гидрофильной белковой массы – стромы или матрикса. Это жидкость внутри хлоропласта, где плавают другие структуры, такие как тилакоиды. Строма пронизана системой двохмембранних пластин – ламелей, которые располагаются параллельными рядами. Парные ламели сливаются концами и образуют замкнутое кольцо – мешочек, который называется диском.
Пигменты придают хлоропласту и растению свою окраску. Самый распространенный пигмент – хлорофилл, который придает растениям зеленый цвет. Хлорофилл помогает поглощать энергию от солнечного света. Хлоропласты также имеют собственную ДНК и рибосомы для изготовления белков с РНК.
Хлоропласты используют фотосинтез для преобразования солнечного света в пищу. Хлорофилл захватывает энергию от света и накапливает ее в специальной молекуле под названием АТФ (аденозинтрифосфат). Позже АТФ сочетается с углекислым газом и водой для получения сахаров, таких как глюкоза, которую растение может использовать как пищу.
Интересные факты о хлоропластах:
В простых клетках, как у водорослей, может быть только один-два хлоропласты. Однако сложные растительные клетки могут содержать сотни.
Хлоропласты иногда могут передвигаться внутри клетки, чтобы расположиться там, где они лучше могут поглощать солнечный свет.
«Хлоро» в хлоропласте произошло от греческого слова chloros (означает зеленый).
Наиболее обильным белком в хлоропластах является белок Рубиско. Рубиско, пожалуй, самый распространенный белок в мире.
Клетки человека и животных не нуждаются в хлоропластах, поскольку мы получаем свою энергию от пищи и ее переваривания, а не через фотосинтез.
Ученые подсчитали, что в одном квадратном миллиметре листа есть около 500 000 хлоропластов.
На самом деле есть разные цвета хлорофилла. Хлорофилл А – зеленый, это самый распространенный тип. Хлорофилл С – золотистого или коричневого цвета.
Нужно выполнить домашнее задание по биологии? Ищите все готово в разделе «ГДЗ и решебники по биологии за 9 класс».
§ 9. Жизнедеятельность клетки, её деление и рост — Пасечник. 5 класс. Учебник
Вопросы в начале параграфа
1. Что такое хлоропласты?
Хлоропласты — это пластиды, которые способны осуществлять фотосинтез. Цвет хлоропластов — зелёный.
2. В какой части клетки они располагаются?
Обычно хлоропласты располагаются в цитоплазме клетки.
Лабораторные работы
Лабораторная работа: «Наблюдение движения цитоплазмы»
Наблюдать движение цитоплазмы вы сможете, приготовив микропрепараты листьев элодеи, валлиснерии, корневых волосков водокраса, волосков тычиночных нитей традесканции виргинской.
1. Используя знания и умения, полученные на предыдущих уроках, приготовьте микропрепараты.
Действуйте в следующей последовательности:
2. Рассмотрите их под микроскопом, отметьте движение цитоплазмы.
Цитоплазма разных растений может двигаться по-разному:
3. Зарисуйте клетки, стрелками покажите направление движения цитоплазмы.
Вопросы в конце параграфа
1. Как можно наблюдать движение цитоплазмы?
Движение цитоплазмы можно наблюдать в микроскоп. Определить направление и скорость движения цитоплазмы удобнее всего наблюдая за цветными пластидами. Например, при рассматривании клеток листа элодеи отлично видно как перемещаются хлоропласты (зелёные пластиды). Цитоплазма всегда перемещается в одном направлении вдоль клеточной оболочки.
2. Какое значение для растения имеет движение цитоплазмы в клетках?
Движение цитоплазмы позволяет перемещать внутри клетки воздух и питательные вещества. Чем активнее жизнедеятельность растения, тем быстрее идет перемещение цитоплазмы.
3. Из чего состоят все органы растения?
Все органы растений состоят из живых клеток.
4. Почему не разъединяются клетки, из которых состоит растение?
Клетки не разъединяются благодаря наличию между ними специального межклеточного вещества. При разрушении межклеточного вещества клетки разъединяются.
5. Как поступают вещества в живую клетку?
Различные необходимые вещества поступают в клетку сквозь клеточную оболочку в виде растворов. Поступают они либо из межклеточного вещества, либо из других клеток.
6. Как происходит деление клеток?
7. Чем объясняется рост органов растения?
Растения и их органы растут благодаря способности клеток к делению и росту (увеличению размеров самой клетки).
8. В какой части клетки находятся хромосомы?
Хромосомы находятся в ядре клетки.
9. Какую роль играют хромосомы?
Хромосомы несут наследственную информацию клетки.
10. Чем отличается молодая клетка от старой?
Можно выделить несколько главных отличий молодых и старых живых клеток:
Подумайте
Почему клетки имеют постоянное число хромосом?
В процессе деления клетки каждая хромосома как бы копирует себя. Одна копия достаётся первой новой клетке, а другая — второй новой клетке. В результате получается два совершенно одинаковых набора хромосом, причем каждый «дочерний» набор содержит точно такое же количество хромосом, что и «материнский».
Задания для любознательных
Изучите влияние температуры на интенсивность движения цитоплазмы. Наиболее интенсивным оно, как правило, бывает при температуре 37 °С, но уже при температуре выше 40—42 °С оно прекращается.
Цитоплазма — это вязкое вещество внутри клетки. При сильном замораживании или нагревании цитоплазма разрушается. Поэтому при охлаждении до низких температур либо при нагревании свыше 40—42 °С движение цитоплазмы останавливается.
При нормальной для живой клетки температуре в 36-37 °С скорость движения цитоплазмы составляет 1-2 мм/сек. Если начать аккуратно повышать температуру, то скорость увеличивается. После достижения 40 °С начинается обратный процесс — движение цитоплазмы резко замедляется. Подобная картина наблюдается и при снижении температуры ниже 36 °С — постепенное замедление движения.
Кроме того на скорость движения цитоплазмы влияют и другие фактор: уровень освещения растения и достаток кислорода. Попадание же на растение ядовитых веществ останавливают движение цитоплазмы.
Словарик
Межклетники — это пространства, возникающие между клетками растений при разрушении отмирании или разъединении соседних клеток.
Межклеточное вещество — это специальная соединительная ткань, которая находится между клетками растений и отвечает за их соединение. При разрушении межклеточного вещества клетки разъединяются.
Движение цитоплазмы — свойство цитоплазмы, позволяющее перемещать по клетке питательные вещества и воздух.
Хромосомы — тельца, передающие от материнской клетке к дочерней наследственные признаки.
Вопросы к параграфу 9 — ГДЗ по Биологии 5 класс Учебник Пасечник
§9. Жизнедеятельность клетки, её деление и рост
Вопросы в начале параграфа
1. Что такое хлоропласты?
Хлоропла́сты — зелёные пластиды, которые встречаются в клетках растений. С их помощью происходит фотосинтез. В хлоропластах находится зелёный пигмент хлорофилл (от греческих слов «хлорос» — зеленоватый и «филлон» — лист).
2. В какой части клетки они располагаются?
Хлоропласты располагаются в цитоплазме клетки.
Вопросы в конце параграфа
1. Как можно наблюдать движение цитоплазмы?
Движение цитоплазмы можно наблюдать с помощью микроскопа по перемещению пластид. Зеленые пластиды (хлоропласты) плавно перемещаются вместе с цитоплазмой в одном направлении вдоль клеточной оболочки.
2. Какое значение для растения имеет движение цитоплазмы в клетках?
Движение цитоплазмы способствует перемещению в клетках питательных веществ и воздуха. Чем активнее жизнедеятельность клетки, тем больше скорость движения цитоплазмы.
3. Из чего состоят все органы растения?
Все органы растения состоят из клеток.
4. Почему не разъединяются клетки, из которых состоит растение?
Между оболочками соседних клеток находится особое межклеточное вещество, которое “держит” клетки. К тому же нити цитоплазмы соединяют соседние клетки, проходя через поры в клеточных оболочках
5. Как поступают вещества в живую клетку?
Вещества, необходимые для жизнедеятельности клеток, поступают в них сквозь клеточную оболочку в виде растворов из других клеток и их межклетников.
6. Как происходит деление клеток?
Делению клетки начинается с деления её ядра. Ядро увеличивается, и в нём становятся хорошо заметны тельца (хромосомы). В результате сложного процесса каждая хромосома как бы копирует себя. Образуются две одинаковые части. Затем части хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. В ядрах каждой из двух новых клеток их оказывается столько же, сколько было в материнской клетке. Всё содержимое клетки также равномерно распределяется между двумя новыми клетками, образуется перегородка, а затем 2 новые клетки.
7. Чем объясняется рост органов растения?
Рост органов растения объясняется способностью клеток расти и размножаться. Количество клеток увеличивается, размеры самих клеток увеличиваются, и за счет этого происходит рост органов растений.
8. В какой части клетки находятся хромосомы?
Хромосомы находятся в ядре клетки.
9. Какую роль играют хромосомы?
Хромосомы передают наследственные признаки от клетки к клетке.
10. Чем отличается молодая клетка от старой?
Ядро молодой клетки располагается в центре, а ядро старой клетки — прилегает к клеточной оболочке вместе с цитоплазмой. В старой клетке обычно имеется одна большая вакуоль, а молодые содержат много мелких вакуолей. Молодые клетки способны делиться, в отличие от старых.
Подумайте
Почему клетки имеют постоянное число хромосом?
Во время деления клетки хромосомы копируют себя, и получается такой же набор хромосом. Один набор достается одной клетке, другой — другой клетке. Появляются две клетки с совершенно одинаковым набором хромосом.
Задания для любознательных
Изучите влияние температуры на интенсивность движения цитоплазмы. Наиболее интенсивным оно, как правило, бывает при температуре 37 °С, но уже при температуре выше 40—42 °С оно прекращается.
Нормальная температура для живой клетки 36-37 °С, скорость движения цитоплазмы составляет 1-2 мм/сек. Если аккуратно повышать температуру, то скорость движения цитоплазмы увеличивается. После достижения 40 °С начинается обратный процесс — движение цитоплазмы резко замедляется. При снижении температуры ниже 36 °С происходит постепенное замедление движения цитоплазмы.
При сильном замораживании или нагревании цитоплазма разрушается. Поэтому при охлаждении до низких температур либо при нагревании свыше 40—42 °С движение цитоплазмы останавливается.
Органоиды клетки
Клеточная мембрана (оболочка)
Запомните, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную, жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! Этот важный момент объясню еще раз 🙂 У клеток животных имеется только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана.
Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее. «Заякоренные» молекулы олигосахаридов на поверхности клетки образуют гликокаликс, который выполняет рецепторную функцию, участвует в избирательном транспорте веществ через мембрану.
Вирусы и бактерии не являются исключением: они взаимодействуют только с теми клетками, на которых есть подходящие к ним рецепторы. Так, вирус гриппа поражает преимущественно клетки слизистой верхних дыхательных путей. Однако, если рецепторов нет, то вирус не может проникнуть в клетку, и организм приобретает невосприимчивость к инфекции. Вспомните врожденный иммунитет: именно по причине отсутствия рецепторов человек не восприимчив ко многим болезням животных.
Итак, вернемся к клеточной мембране. Ее можно сравнить со стенами помещения, в котором, вероятно, вы находитесь. Стены дома защищают его от ветра, дождя, снега и прочих факторов внешней среды. Рискну предположить, что в вашем доме есть окна и двери, которые по мере необходимости открываются и закрываются 🙂 Так и клеточная мембрана может сообщать внутреннюю среду клетки с внешней средой: через мембрану вещества поступают в клетку и удаляются из нее.
Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O2, H2O, CO2, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот.
Активный транспорт чаще происходит против градиента концентрации, в ходе него используются белки-переносчики и энергия АТФ. Ярким примером является натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы натрия выводит наружу. Это происходит против градиента концентрации, поэтому без затрат энергии (АТФ) не обойтись.
Фагоцитоз был открыт И.И. Мечниковым, который создал фагоцитарную теорию иммунитета. Это теория гласит, что в основе иммунной системы нашего организма лежит явление фагоцитоза: попавшие в организм бактерии уничтожаются фагоцитами (T-лимфоцитами), которые переваривают их.
В ходе эндоцитоза мембрана сильно прогибается внутрь клетки, ее края смыкаются, захватывая бактерию, пищевые частицы или жидкость внутрь клетки. Образуется везикула (пузырек), который движется к пищеварительной вакуоли или лизосоме, где происходит внутриклеточное пищеварение.
Клеточная стенка
Цитоплазма
Постоянное движение цитоплазмы поддерживает связь между органоидами клетки и обеспечивает ее целостность.
Прокариоты и эукариоты
Немембранные органоиды
Очень мелкая органелла (около 20 нм), которая была открыта после появления электронного микроскопа. Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК), синтезируемая в ядрышке.
Это органоиды движения, которые выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек. Реснички встречаются только в клетках животных, жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.
Одномембранные органоиды
ЭПС представляет собой систему мембран, пронизывающих всю клетку и разделяющих ее на отдельные изолированные части (компартменты). Это крайне важно, так как в разных частях клетки идут реакции, которые могут помешать друг другу, что нарушит процессы жизнедеятельности.
Выделяют гладкую ЭПС и шероховатую ЭПС. Обе они выполняют функцию внутриклеточного транспорта веществ, однако между ними имеются различия. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов, обезвреживаются вредные вещества. Шероховатая ЭПС синтезирует белок, так как имеет на мембранах многочисленные рибосомы (потому и называется шероховатой).
Модифицированные вещества упаковываются в пузырьки и могут перемещаться к мембране клетки, соединяясь с ней, они изливают свое содержимое во внешнюю среду. Можно догадаться, что комплекс Гольджи хорошо развит в клетках эндокринных желез, которые в большом количестве синтезируют и выделяют в кровь гормоны.
В комплексе Гольджи появляются первичные лизосомы, которые содержат ферменты в неактивном состоянии.
В ходе апоптоза ферменты лизосомы изливаются внутрь клетки, ее содержимое переваривается. Предполагают, что нарушение апоптоза в раковых клетках ведет к бесконтрольному росту опухоли.
Пероксисомы (микротельца) содержат окислительно-восстановительные ферменты, которые разлагают H2O2 (пероксид водорода) на воду и кислород. Если бы пероксид водорода оставался неразрушенными, это приводило бы к серьезным повреждениям клетки.
Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки. Вакуоли создают осмотическое давление, придают клетке форму.
Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные органоиды на периферию.
Двумембранные органоиды
Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала дочерним клеткам.
Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы ДНК, связанные с белками.
Хромосомы отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом называется кариотип. Кариотип может быть представлен по-разному: существует кариотип вида, особи, клетки.
В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки.
Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК (находится в нуклеоиде), рибосомы.
Пластиды, которые содержат пигменты каратиноиды в различных сочетаниях. Сочетание пигментов обуславливает красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков.
Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал, в них активируется биосинтез каротиноидов.
Не содержат пигментов, образуются в запасающих частях растения (клубни, корневища). В лейкопластах накапливается крахмал, липиды (жиры), пептиды (белки). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать процесс фотосинтеза.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Хлоропласты: строение и функции
Содержание:
Хлоропласты – двухмембранные органоиды растительных клеток, именно они играют ключевую роль в одном из самых важных биологических процессов в природе – фотосинтезе. В частности именно хлоропласты в процессе фотосинтеза выделяют зеленый пигмент хлорофилл, благодаря которому листья деревьев приобретают зеленый цвет (впрочем, не только листья, но и многие другие представители растительного мира, например водоросли). Какое строение хлоропластов, какие функции и процессы они осуществляются в жизнедеятельности клетки, об этом читайте далее.
Количество хлоропластов в растительной клетке может быть разным, у некоторых водорослей в клетке содержится лишь один большой хлоропласт, часто причудливой формы, в то время как в клетках некоторых высших растений находится множество хлоропластов. Особенно их много в так званных мезофильных тканях листьев, там одна клетка может иметь в себе до сотни хлоропластов.
Строение
Устройство хлоропласта включает в себя внутреннюю и внешнюю мембрану, (как и в клетке, они играют роль защитного барьера), межмембранное пространство, строму, тилакоиды, граны, ламеллы, люмен.
Вот так строение хлоропласта выглядит на картинке.
Как видим с картинки внутри хлоропласта имеется полужидкое пространство, именуемое стромой и приплюснутые диски – это тилакоиды. Последние объединены в стопки, названные гранамы, и сами граны соединены друг с другом при помощи длинных тилакоид, которые называют ламеллами. Именно в тилакоидах находится важный зеленый пигмент – хлорофилл.
В полужидкой строме хлоропласта находятся его молекулы ДНК и РНК, а также рибосомы, обеспечивающие этому важному органоиду некую автономность внутри клетки. Помимо этого в строме хлоропласта есть зерна крахмала, которые образуются при избытке углеводов, образованных при фотосинтетической активности.
Функции
Самая важная функция хлоропласта – это, конечно же, осуществление фотосинтеза. Об этом удивительном процессе на нашем сайте есть отдельная большая статья. Тем не менее, напомним, что при фотосинтезе хлоропластами растительных клеток при помощи солнечного света осуществляется синтез глюкозы из углекислого газа и воды. При этом в качестве важного «побочного продукта» выделяется кислород.
Основным фотосинтезирующим пигментом в этом процессе является хлорофилл, локализированный в мембранах тилакоидов, именно здесь проходят световые реакции фотосинтеза. Кроме хлорофилла тут же присутствуют ферменты и переносчики электронов.
Интересный факт: хлоропласты стараются расположиться в клетке таким образом, чтобы их тилакоидные мембраны находились под прямым углом к солнечному свету. Или говоря простым языком, хлоропласты в клетке всегда тянутся на свет.
Строение хлорофилла
Что же касается строения самого хлорофилла, то он состоит из длинного углеводного хвоста и порфириновой головки. Хвост его гидрофобен, то есть боится влаги, поэтому погружен в тилакоид, головка наоборот любит влагу и находится в жидкой субстанции хлоропласта – строме. Поглощение солнечного света осуществляется именно головкой хлорофилла.
К слову биологами различается несколько разных видов хлорофилла: хлорофилл a, хлорофилл b, хлорофилл c1, хлорофилл c2 и так далее, все они обладают разным спектром поглощения солнечного света. Но больше всего в растениях именно хлорофилла а.
Рекомендованная литература и полезные ссылки
Видео
И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.