1. Мх и Пл - двухмембранныеорганоиды эукариотических клеток.
Они отделены от цитоплазмы двумя мембранами – внешней и внутренней.
2. У них различают основную полость, ограниченную внутренней мб: матрикс у Мх и стромуу Пл.
3. В матриксе или в строме расположены ДНК и РНК, рибосомы, а также ферменты.
4. Мх и Пл способны к автономному (самостоятельному) синтезу ДНК, РНК, специфичных белков, жиров и углеводов.
5. Главной функцией Пл является фотосинтез, а Мх – дыхание. Эти процессы связаны с синтезом АТФ.
М и т о х о н д р и и (Мх)
Яр. 180
Мх (митос = нить, хондрион =зернышко) – гранулярные или нитевидные органоиды простейших, растений, животных и грибов. В животных клетках митохондрии двигаются, сливаются др. с др. В кл. может быть от 200 до 500 000 мх. Однако многие клетки имеют одну сильно разветвленную мх, к-рая образует митохондриальную сеть.
Мх мало в кл. зеленых растений, так как часть их ф-ций берут на себя Хпл.
Расположение Мх в кл. м. б. различным. В дифференцированных [1] растительных кл. они расположены в периферических участках цпл. В сперматозоидах млекопитающих Мх сливаются, образуя спиральную гигантскую Мх, к-рая расположена в шейке.
Мх в растительной клетке
Спиральная Мх Мх в клетках почечных Мх в миоците
в шейке сперматозоида канальцев
В кл. почечного эпителия Мх расположены вдоль впячиваний цпм. Обычно мх скапливаются вблизи тех участков цпл, где возникает потребность в АТФ. В скелетных мышцах они нах-ся вблизи миофибрилл (мышечных волокон).
Под ЭМС Мх представляют собою чаще овальные тельца, стенка к-рых образована двумя элементарными мб: внешней и внутренней.
У митохондрий 2 мембраны, создающие 2 пространства: межмембранное и матричное. Межмембранное пространство создается между внешней и внутренней мембранами. Внешняя мб отделяет Мх от цитоплазмы и определяет ее форму. Внутренняя мб ограничивает матрикс, образуется матричное пространство. Впячивания внутренней мембраны в матричное пространство называются кристами (= гребнями).
Матрикс митохондрий – гомогенный коллоидный раствор, в к-ром растворены белки, углеводы и соли, а также нах-ся т-РНК, и-РНК, различные ферменты. В коллоидном р-ре матрикса расположены ДНК и рибосомы. Митохондриальные Рс имеют типичное строение и похожи на Рс бактерий (константы седиментации 50S, 30S и Σ 70S).
В матриксе митохондрий осуществляется биологическое окисление АК, ЖК и ПВК (пировиноградной кислоты) до СО2 и [Н], т.е. их диссимиляция. Эти процессы окисления сопровождаются отщеплением [H], т.е. осуществляются без участия кислорода. Реакции расщепления происходят с выделением энергии и сопряжены с эндотермическими реакциями синтеза АТФ, которые связаны с внутренней мембраной.
Внутренняя мембрана митохондрий содержит дыхательную цепь – цепь транспорта электронов (ЦТЭ). Во внутренней мембране происходит разделение зарядов [H] на Н+ и ē. В результате транспорта электронов по дыхательной цепи происходит трансформация энергии в макроэргические связи АТФ.
Во внутренней мембране находятся грибовидные тельца, содержащие фермент АТФ-синтетазу. Грибовидные тельца называют АТФ-сомами, так как они участвуют в синтезе АТФ.
 |
Функции митохондрий:
1. Дыхание – полное расщепление органических веществ до СО2 и Н2О. В матриксе митохондрий происходит расщепление АК, ЖК и пировиноградной кислоты, с образованием СО2 и [H]. Разделение зарядов [H] во внутренней мембране на Н+ и ē сопряжено с транспортом электронов по дыхательной цепи и транспортом Н+ в межмембранное пространство. Пройдя по мембране, ē акцептируются [О] в матриксе. Н+, пройдя через АТФ-синтетазу из межмембранного пространства в матрикс, соединяясь с О2-, образуют Н2О.
2. Синтез АТФ. Энергия транспорта Н+ через АТФ-синтетазу идет на синтез АТФ. Этот фермент катализирует р-цию синтеза АТФ:
10 ккал
АДФ + Фн АТФ + Н2О
3. Автономный синтез Б, Ж и У.
4. Синтез ДНК. ДНК удваивается перед делением Мх.
5. Деление пополам.
Происхождение митохондрий.
Ученые предполагают, что Мх ведут свое начало от древних аэробных бактерий, некогда внедрившихся в предшественники эукариотических клеток. Доказательством тому м. служить следующие факты:
- метаболические процессы связаны с мб
- сходство рибосом: 50S и 30S
- сходство ДНК - двуцепочечная, кольцевая.
- сходный способ деления.
- сходный способ синтеза АТФ.
П л а с т и д ы (Пл)
Встречаются у фотосинтезирующих эукариот:
- высших растений (риниофиты – мхи – папоротники – Гс – Пс)
- низших: водорослей
протисты - простейших (эвглена, вольвокс) Бых, с. 16
У высших растений Пл различны: - лейкопласты (бесцветны)
- хлоропласты (зеленые)
- хромопласты (красные)
- амилопласты (крахмал).
Они способны превращаться др. в др. Лейкопласты – не содержат пигмента, хлоропласты содержат зеленый пигмент хлорофилл, хромопласты содержат пигменты: красный фикоэритрин, оранжевый каротин, желтый ксантофилл, амилопласты – бесцветны, содержат крахмал.
1. Пожелтение и покраснение листьев осенью (Хпл ® Хрпл)
2. Изменение окраски листиков у лилейных (Хпл ® Хрпл или Лпл)
3. Позеленение корнеплода моркови (Хрпл ® Хпл)
сахарная свекла морковь турнепс брюква картофель
4. Позеленение клубней картофеля (Апл ® Хпл)
5.. Разрушение пигментов в темноте (Хпл ® Лпл).
В растительных клетках Хпл имеют овальную форму. Фотосинтезирующие органоиды водорослей имеют различную форму (овальную, чашевидную и др.) и называются хроматофоры (хрома = краска, фор = несу). Кор. § 79-80, 202, 204.
спирогира улотрикс
хламидомонада хлорелла
Под СМС Хпл хорошо видны в неокрашенных клетках. В молодых кл. они расположены по всему объему цпл., в дифференцированных локализуются в пристеночном слое цпл.
циклоз
Хпл в цпл. движутся, увлекаемые током цитоплазмы. Движение цитоплазмы эукариотических клеток называется циклозом.
При изменении солнечного освещения Хпл меняют своё расположение в клетке. При очень интенсивном свете они перемещаются на вертикальные поверхности клеток, экранируя, таким образом, др. др. При недостаточном освещении они перемещаются на горизонтальные поверхности, чтобы улавливать больше лучей.
с в е т о в о й п о т о к
Под ЭМС хорошо различимо, что у Хпл овальная форма. Они покрыты двумя мембранами – наружной и внутренней.
В Хпл различают 3 мембраны:
- наружную
- внутреннюю
- тилакоидную.
Внутренняя мб Хпл в отличии от Мх не образует впячиваний и не содержит в себе цепи переноса ē. ЦТЭ находится в тилакоидной мб.
3 мб делят Хпл на 3 внутренних отсека:
- межмембранный
- стромальный
- тилакоидный.
Межмембранное пространство возникает между внешней и внутренней мембранами. Внутренняя мембрана ограничивает строму, которая представляет собой коллоидный раствор. В стромальном пространстве находятся ДНК, имеющая кольцевидную форму, крахмальные зерна, рибосомы, и-РНК, т-РНК, ферменты и некоторые другие вещества.
В строме расположены тилакоиды – плоские мембранные мешочки, стенки которых образованы третьими мембранами – тилакоидными. Одни тилакоиды расположены друг над другом, наподобие столбика монет, и образуют граны. Мешочки гран соединены друг с другом и образуют тилакоидное пространство. Число гран в Хпл может достигать 40 – 60.
В грану помимо тилакоидных мешочков могут входить тилакоиды стромы. Тилакоиды стромы простираются через всю строму и не связаны друг с другом, они имеют удлиненную форму и не содержат хлорофилла.
Тилакоидная мембрана гран содержит зеленый пигмент – хлорофилл. Поглощенная энергия Солнца трансформируется в мембране тилакоида в энергию АТФ. Энергия Солнца идет на разделение зарядов [H] воды на Н+ и ē.
Перенос ē по цепи транспорта электронов в мембране тилакоида сопряжен с транспортом Н+ через фермент АТФ-синтетазу. Фермент АТФ-синтетаза локализуется в мембране тилакоида и катализирует синтез АТФ из АДФ за счет энергии переноса Н+.
На темновой стадии фотосинтеза энергия АТФ используется в реакциях ассимиляции, протекающих в строме.
Функции хлоропластов:
1. Фотосинтез (FS). Световая стадия FS связана с гранами пластид, а темновая протекает в строме.
2. Синтез АТФ. Во время световой стадии FS происходит синтез АТФ.
3. Автономный синтез Б, Ж и У.
4. Запасная ф-ция. Накопление крахмала в виде зерен.
5. Удвоение ДНК.
6. Деление пополам. Делятся путем перетяжки.
[1] узко специализированных