Содержание
- Основы хлоропласта
- Происхождение хлоропласта
- Определение тилакоидов
- Тилакоид Пространство и структура
- Тилакоиды и фотосинтез
- хемиосмос
Хлоропласты представляют собой мембраносвязанные органеллы, присутствующие в зеленых растениях и водорослях. Они содержат хлорофилл, биохимическое вещество, используемое растениями для фотосинтеза, которое преобразует энергию света в химическую энергию, которая приводит растения в действие.
Кроме того, хлоропласты содержат ДНК и помогают организму синтезировать белки и жирные кислоты. Они содержат дискообразные структуры, представляющие собой мембраны, называемые тилакоидами.
Основы хлоропласта
Хлоропласты имеют длину от 4 до 6 микрон. Хлорофилл в хлоропластах делает растения и водоросли зелеными. В дополнение к тилакоидным мембранам, каждый хлоропласт имеет внешнюю и внутреннюю мембрану, а некоторые виды имеют хлоропласты с дополнительными мембранами.
Гелеобразная жидкость внутри хлоропласта называется стромой. У некоторых видов водорослей клеточная стенка между внутренней и внешней мембранами состоит из молекул, содержащих сахара и аминокислоты. Внутренняя часть хлоропласта содержит различные структуры, включая плазмиды ДНК, тилакоидное пространство и рибосомы, которые представляют собой крошечные белковые фабрики.
Происхождение хлоропласта
Считается, что хлоропласты и несколько родственные митохондрии когда-то были, так сказать, их собственными "организмами". Ученые полагали, что когда-то в ранней истории жизни бактерии, подобные организмам, поглощали то, что мы знаем как хлоропласты, и включали их в клетку как органеллу.
Это называется «эндосимбиотическая теория». Эта теория подтверждается тем фактом, что хлоропласты и митохондрии содержат свою собственную ДНК. Это, вероятно, "пережиток" со времени, когда они были их собственными "организмами" вне клетки.
В настоящее время большая часть этой ДНК не используется, но некоторая хлоропластная ДНК необходима для тилакоидных белков и функций. По оценкам, в хлоропластах 28 генов, которые позволяют ему нормально функционировать.
Определение тилакоидов
Тилакоиды представляют собой плоские дискообразные образования, обнаруженные в хлоропласте. Они похожи на сложенные монеты. Они отвечают за синтез АТФ, фотолиз воды и являются компонентом цепи переноса электронов.
Они также могут быть найдены в цианобактериях, а также в хлоропластах растений и водорослей.
Тилакоид Пространство и структура
Тилакоиды свободно плавают в строме хлоропласта в месте, называемом тилакоидным пространством. У высших растений они образуют структуру, называемую гранум, которая напоминает стопку монет высотой от 10 до 20. Мембраны соединяют разные граны друг с другом по спиральной схеме, хотя некоторые виды имеют свободно плавающие граны.
Тилакоидная мембрана состоит из двух слоев липидов, которые могут содержать молекулы фосфора и сахара. Хлорофилл внедряется непосредственно в тилакоидную мембрану, которая заключает в себе водный материал, известный как тилакоидный просвет.
Тилакоиды и фотосинтез
Хлорофилловый компонент тилакоида - это то, что делает возможным фотосинтез. Этот хлорофилл дает растениям и зеленым водорослям зеленый оттенок. Процесс начинается с расщепления воды, чтобы создать источник атомов водорода для производства энергии, в то время как кислород выделяется в виде отходов. Это источник атмосферного кислорода, которым мы дышим.
Последующие шаги используют освобожденные ионы водорода, или протоны, наряду с атмосферным углекислым газом, чтобы синтезировать сахар. Процесс, называемый электронным транспортом, превращает молекулы накопления энергии, такие как АТФ и НАДФН. Эти молекулы приводят в действие многие биохимические реакции организма.
хемиосмос
Другой тилакоидной функцией является хемиосмос, который помогает поддерживать кислотный рН в просвете тилакоидов. При хемиосмосе тилакоид использует часть энергии, обеспечиваемой электронным транспортом, для перемещения протонов от мембраны к просвету. Этот процесс концентрирует количество протонов в просвете примерно в 10000 раз.
Эти протоны содержат энергию, которая используется для преобразования АДФ в АТФ. Фермент АТФ-синтаза помогает этому преобразованию. Комбинация положительных зарядов и концентрации протонов в просвете тилакоидов создает электрохимический градиент, который обеспечивает физическую энергию, необходимую для производства АТФ.