Строение растительной клетки. Митохондрия (рис. 1.2) - двумембранный органоид
ДВУМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ
Митохондрия (рис. 1.2) - двумембранный органоид. Внутренняя мембрана образует выросты - кристы. При аэробном дыхании на кристах происходят окислительное фосфорилирование и перенос электронов. Внутреннее содержимое митохондрий - матрикс - включает рибосомы, кольцевую молекулу ДНК и фосфатные гранулы. В матриксе находятся ферменты, участвующие в цикле Кребса и окислении жирных кислот.
Рис. 1.2. Схемы строения митохондрии в трехмерном изображении (А) и на срезе (Б):
1 - наружная мембрана митохондрии; 2 - внутренняя мембрана; 3 - криста; 4 - рибосома; 5 - матрикс;
6 - кольцевая нить ДНК
Хлоропласт (рис. 1.3) - крупная двумембранная пластида, в которой протекает фотосинтез за счет наличия пигментов: хлорофиллов, каротиноидов и ксантофиллов. Внутренняя среда хлоропласта - студенистообразный матрикс - строма. Строма содержит рибосомы, кольцевую молекулу ДНК и капельки масла. В строме протекает темновая фаза фотосинтеза, в которой непосредственно происходит синтез органических соединений с использованием энергии, синте- зированной в световую фазу. В строме на ламеллах находится система мембран-тилакоидов, собранных в стопки-граны, в которых может откладываться крахмал. В тилакоидах протекает световая фаза фотосинтеза, в ходе которой осуществляются процессы циклического и нециклического фосфорилирования и фотолиза воды под действием квантов света. Хлоропласты могут превратиться в хромопласты (пожелтение листьев) или в лейкопласты (если поместить растение в темноту).
Рис. 1.3. Строение хлоропласта:
А - объемная схема строения хлоропласта; Б - схема среза через хлоропласт:
1 - наружная мембрана; 2 - внутренняя мембрана; 3 - строма; 4 - грана; 5 - тилакоид граны; 6 - ламелла; 7 - ДНК;
8 - рибосомы хлоропласта (отличаются от цитоплазматических рибосом); 9 - крахмальные зерна
Хромопласт - окрашенная пластида, содержащая пигменты: каротиноиды (оранжевые) и ксантофиллы (желтые). Хромопласты являются конечным этапом в развитии пластид, поэтому у них, как правило, отсутствует внутренняя мембранная система. От хлоропластов они отличаются меньшими размерами и разнообразной формой (см. рис. 1.4).
Больше всего хромопластов в плодах томата, красного перца, в цветках, где их яркая окраска служит для привлечения насекомых и птиц, участвующих в опылении растений и распространении семян.
Рис. 1.4. Строение хромопласта:
А. Внешний вид: 1 - наружная мембрана; 2 - внутренняя мембрана; 3 - жировые капли; 4 - ламеллы;
Б, В: хромопласты в клетках мякоти зрелых плодов рябины (Sorbus aucuparia) и боярышника (Crataegus sangunea) соответственно: 1 - хромопласты; 2 - ядро; 3 - стенка клетки
Лейкопласт - бесцветная пластида, не содержащая пигментов. В отличие от хлоропластов у лейкопластов слабо развитая мембранная система и редко расположенные одиночные тилакоиды. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и хромопласты.
Лейкопласты приспособлены для хранения запасных питательных веществ, поэтому их особенно много в запасающих органах: корнях, семенах, молодых листьях (см. рис. 1.5). В амилопластах откладывается запасной крахмал; в олеопластах - липиды; в протеинопластах - белки.
Рис. 1.5. Строение лейкопласта: А. Внешний вид лейкопласта:
1 - наружная мембрана; 2 - внутренняя мембрана; 3 - ламелла; 4 - строма.
Б. Лейкопласты (1) в клетках листа традесканции
ОДНОМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ
ЭПС - система уплощенных одномембранных мешочков (ци- стерн) в виде трубочек и пластинок, образующих единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки (см. рис. 1.6). Различают 2 типа ЭПС: при наличии на поверхности ЭПС рибосом - она называется шероховатой, или гранулярной, а если рибосом нет - гладкой. На мембранах шероховатой ЭПС происходит синтез белков, а на мембранах гладкой ЭПС - синтез веществ небелковой природы (углеводы, липиды).
Рис. 1.6. Строение эндоплазматической сети:
А - цистерны гранулярной ЭПС; Б - система цистерн гранулярной ЭПС и трубок агранулярной ЭПС; 1 - цистерна гранулярной ЭПС; 2 - рибосома; 3 - пузырек Гольджи; 4 - цистерны диктиосомы; 5 - вакуоль; 6 - трубка агранулярной ЭПС; 7 - окна в ретикулярной цистерне; 8 - прикрепленная полисома
Диктиосома (аппарат Гольджи) - стопка уплощенных одномембранных мешочков (цистерн; рис. 1.7). На одном конце стопки мешочки образуются непрерывно, а на другом - отшнуровываются в виде пузырьков Гольджи. Стопки могут существовать и в виде дискретных (отдельных) диктиосом. Диктиосомы участвуют в процессе секреции и синтеза углеводов (растительная клеточная стенка); в них образуются первичные лизосомы. Многие ферменты, синтезируемые на ЭПС, претерпевают модификацию в цистернах и траспортируются пузырьками Гольджи.
Рис. 1.7. Строение диктиосомы (аппарат Гольджи):
1 - пузырек Гольджи; 2 - цистерна диктиосомы в плане
Микротельца - органеллы, не совсем правильной сферической формы с зернистой структурой, но иногда в них попадаются кристаллоиды или скопление нитей.
Пероксисомы содержат фермент каталазу, ускоряющую разложение перекиси водорода на воду и кислород. Перекись водорода является побочным продуктом некоторых окислительных процессов, протекающих в клетке. Она очень токсична и должна немедленно удаляться из клетки. Пероксисомы листьев тесно связаны с процессом фотодыхания при участии хлоропластов и митохондрий.