ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่างเซลล์พืชและเซลล์สัตว์คือการมีอยู่ของไซโตพลาสซึมของออร์แกเนลล์แรก เช่น พลาสมิด โครงสร้าง คุณลักษณะของกระบวนการที่สำคัญ เช่นเดียวกับความสำคัญของคลอโรพลาสต์ โครโมพลาสต์ และเม็ดเลือดขาวจะกล่าวถึงในบทความนี้
โครงสร้างคลอโรพลาสต์
พลาสติดสีเขียว ซึ่งเป็นโครงสร้างที่เราจะศึกษาตอนนี้ อยู่ในออร์แกเนลล์บังคับของเซลล์ของสปอร์และเมล็ดพืชที่สูงขึ้น พวกมันเป็นออร์แกเนลล์เซลล์เมมเบรนสองชั้นและมีรูปร่างเป็นวงรี จำนวนของพวกเขาในไซโตพลาสซึมอาจแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เซลล์ของเนื้อเยื่อแถวของใบยาสูบมีคลอโรพลาสต์มากถึงพันตัว ในลำต้นของพืชในตระกูลซีเรียลตั้งแต่ 30 ถึง 50
เยื่อหุ้มทั้งสองที่ประกอบเป็นออร์กานอยด์มีโครงสร้างต่างกัน เยื่อหุ้มชั้นนอกเรียบ มีสามชั้นคล้ายกับเยื่อหุ้มเซลล์พืชนั่นเอง แผ่นชั้นในมีแผ่นพับหลายชั้นเรียกว่าแผ่นลามิเล ติดกับพวกเขาคือถุงแบน - ไทลาคอยด์ ลามิเลเป็นเครือข่ายของท่อคู่ขนาน ระหว่างแผ่นมีร่างกายไทลาคอยด์ พวกมันถูกรวบรวมเป็นกอง - เมล็ดพืชที่สามารถเชื่อมต่อกันได้ จำนวนของพวกเขาในหนึ่งคลอโรพลาสต์คือ 60–150 โพรงภายในทั้งหมดของคลอโรพลาสเต็มไปด้วยเมทริกซ์
Organella มีสัญญาณของเอกราช: สารพันธุกรรมของตัวเอง - DNA วงกลมขอบคุณที่คลอโรพลาสต์สามารถคูณได้ นอกจากนี้ยังมีเยื่อหุ้มชั้นนอกแบบปิดที่จำกัดออร์แกเนลล์จากกระบวนการที่เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์ คลอโรพลาสต์มีไรโบโซม โมเลกุล i-RNA และ t-RNA ของตัวเอง ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถสังเคราะห์โปรตีนได้
ฟังก์ชันไทลาคอยด์
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ พลาสติดเซลล์พืช - คลอโรพลาสต์ - มีถุงแบนพิเศษที่เรียกว่าไทลาคอยด์ พบรงควัตถุในพวกมัน - คลอโรฟิลล์ (มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ด้วยแสง) และแคโรทีนอยด์ (ทำหน้าที่สนับสนุนและโภชนาการ) นอกจากนี้ยังมีระบบเอนไซม์ที่ให้ปฏิกิริยาของระยะแสงและความมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง ไทลาคอยด์ทำหน้าที่เป็นเสาอากาศ: พวกมันโฟกัสควอนตัมแสงและนำไปยังโมเลกุลของคลอโรฟิลล์
การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการหลักของคลอโรพลาสต์
เซลล์ autotrophic สามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์ได้อย่างอิสระ โดยเฉพาะกลูโคส โดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์และพลังงานแสง พลาสติดสีเขียว ซึ่งเรากำลังศึกษาหน้าที่นั้น เป็นส่วนสำคัญของโฟโตโทรฟ - สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เช่น:
- พืชที่มีสปอร์สูง (มอส หางม้า ตะไคร่น้ำเฟิร์น);
- เมล็ดพืช (gymnosperms - ginga, conifers, ephedra และ angiosperms หรือไม้ดอก)
การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นระบบของปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งขึ้นอยู่กับกระบวนการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากสารผู้ให้ไปยังสารประกอบที่ "รับ" พวกมัน ซึ่งเรียกว่าตัวรับ
ปฏิกิริยาเหล่านี้นำไปสู่การสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะกลูโคส และการปล่อยโมเลกุลออกซิเจน เฟสแสงของการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นบนเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ภายใต้การกระทำของพลังงานแสง ควอนตาแสงที่ดูดกลืนจะกระตุ้นอิเล็กตรอนของอะตอมแมกนีเซียมที่ประกอบเป็นเม็ดสีเขียว - คลอโรฟิลล์
พลังงานของอิเล็กตรอนใช้สำหรับการสังเคราะห์สารที่ใช้พลังงานมาก: ATP และ NADP-H2 พวกมันถูกเซลล์แยกออกจากกันเพื่อปฏิกิริยาเฟสมืดที่เกิดขึ้นในเมทริกซ์คลอโรพลาสต์ ปฏิกิริยาสังเคราะห์เหล่านี้รวมกันทำให้เกิดโมเลกุลของกลูโคส กรดอะมิโน กลีเซอรอล และกรดไขมัน ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวสร้างและวัสดุทางโภชนาการของเซลล์
แบบพลาสติก
พลาสติดสีเขียว โครงสร้างและหน้าที่ที่เราพูดถึงก่อนหน้านี้ พบในใบ ก้านสีเขียว และไม่ใช่เพียงสายพันธุ์เดียว ดังนั้นในผิวของผลไม้ในกลีบของไม้ดอกในเปลือกนอกของยอดใต้ดิน - หัวและหัวมี plastids อื่น ๆ พวกมันถูกเรียกว่าโครโมพลาสต์หรือลิวโคพลาสต์
ออร์แกเนลล์ไร้สี (เม็ดเลือดขาว) มีรูปร่างที่แตกต่างและแตกต่างจากคลอโรพลาสต์ตรงที่ช่องด้านในไม่มีแผ่นบาง ๆ - lamellae และจำนวนของ thylakoids ที่แช่อยู่ในเมทริกซ์มีน้อย เมทริกซ์นั้นประกอบด้วยกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก ออร์แกเนลล์ที่สังเคราะห์โปรตีน - ไรโบโซมและเอ็นไซม์สลายโปรตีนที่สลายโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต
ลิวโคพลาสต์ยังมีเอ็นไซม์ - สังเคราะห์ที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของโมเลกุลแป้งจากกลูโคส เป็นผลให้เซลล์พืชที่ไม่มีสีสะสมสารอาหารสำรอง: เม็ดโปรตีนและเมล็ดแป้ง พลาสติดเหล่านี้มีหน้าที่สะสมสารอินทรีย์ สามารถเปลี่ยนเป็นโครโมพลาสต์ได้ เช่น มะเขือเทศสุกในระยะสุก
ภายใต้กล้องจุลทรรศน์สแกนความละเอียดสูง จะมองเห็นความแตกต่างในโครงสร้างของพลาสติดทั้งสามประเภทได้อย่างชัดเจน ประการแรก เกี่ยวข้องกับคลอโรพลาสต์ซึ่งมีโครงสร้างที่ซับซ้อนที่สุดที่เกี่ยวข้องกับหน้าที่ของการสังเคราะห์ด้วยแสง
โครโมพลาสต์ - พลาสติดสี
นอกจากเซลล์พืชสีเขียวและไม่มีสี ยังมีออร์แกเนลล์ประเภทที่สามที่เรียกว่าโครโมพลาสต์ พวกเขามีหลากหลายสี: เหลือง, ม่วง, แดง โครงสร้างของมันคล้ายกับ leukoplasts: เยื่อหุ้มชั้นในมี lamellae จำนวนน้อยและ thylakoids จำนวนเล็กน้อย โครโมพลาสต์ประกอบด้วยเม็ดสีต่างๆ ได้แก่ แซนโทฟิลล์ แคโรทีน แคโรทีนอยด์ ซึ่งเป็นสารสังเคราะห์แสงเสริม เป็นพลาสติดที่ให้สีของรากหัวบีท แครอท ผลไม้ของไม้ผลและผลเบอร์รี่
เกิดขึ้นได้อย่างไรและร่วมกันแปลงพลาสมิด
เม็ดเลือดขาว, โครโมพลาสต์, คลอโรพลาสต์เป็นพลาสติด (โครงสร้างและหน้าที่ที่เรากำลังศึกษาอยู่) ที่มีต้นกำเนิดร่วมกัน พวกมันเป็นอนุพันธ์ของเนื้อเยื่อ Meristematic (การศึกษา) ซึ่งมีการสร้างโปรโตพลาสติด - ออร์แกเนลล์ที่มีลักษณะคล้ายถุงเมมเบรนสองใบที่มีขนาดไม่เกิน 1 ไมครอน ในแง่ของแสง พวกมันทำให้โครงสร้างซับซ้อนขึ้น: เยื่อหุ้มชั้นในที่ประกอบด้วยแผ่นลาเมลลาถูกสร้างขึ้น และคลอโรฟิลล์เม็ดสีเขียวถูกสังเคราะห์ โปรโตพลาสติดกลายเป็นคลอโรพลาสต์ เม็ดโลหิตขาวสามารถเปลี่ยนได้ด้วยพลังงานแสงเป็นพลาสติดสีเขียวแล้วเปลี่ยนเป็นโครโมพลาสต์ การดัดแปลงพลาสติดเป็นปรากฏการณ์ที่แพร่หลายในโลกของพืช
Chromatophores เป็นสารตั้งต้นของคลอโรพลาสต์
โปรคาริโอต phototrophic สิ่งมีชีวิต - แบคทีเรียสีเขียวและสีม่วง ดำเนินกระบวนการสังเคราะห์แสงด้วยความช่วยเหลือของแบคทีเรียคลอโรฟิลล์ A ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ตั้งอยู่บนผลพลอยได้ภายในของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม นักจุลชีววิทยาพิจารณาว่าโครมาโตฟอร์ของแบคทีเรียเป็นสารตั้งต้นของพลาสติด
สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันกับคลอโรพลาสต์ กล่าวคือ การมีอยู่ของศูนย์ปฏิกิริยาและระบบดักแสง เช่นเดียวกับผลทั่วไปของการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสารประกอบอินทรีย์ ควรสังเกตว่าพืชที่ต่ำกว่า - สาหร่ายสีเขียวเช่นโปรคาริโอตไม่มีพลาสติด นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการก่อตัวที่ประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ - โครมาโตฟอร์ ได้เข้ามาแทนที่การทำงานของพวกมัน - การสังเคราะห์ด้วยแสง
คลอโรพลาสกำเนิดอย่างไร
ท่ามกลางสมมติฐานมากมายต้นกำเนิดของ plastids ให้เราอาศัยอยู่บน symbiogenesis ตามความคิดของเขา plastids คือเซลล์ (คลอโรพลาส) ที่เกิดขึ้นในยุค Archean อันเป็นผลมาจากการแทรกซึมของแบคทีเรีย phototrophic เข้าไปในเซลล์ heterotrophic หลัก พวกเขาเองที่นำไปสู่การก่อตัวของพลาสมิดสีเขียวในเวลาต่อมา
ในบทความนี้ เราศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของออร์แกเนลล์สองเมมเบรนของเซลล์พืช ได้แก่ เม็ดเลือดขาว คลอโรพลาสต์ และโครโมพลาสต์ และยังค้นพบความสำคัญในชีวิตเซลล์
