البلاستيدات الخضراء: التعريف والبنية والوظيفة (مع مخطط)

المحتوى

• ما هو داخل البلاستيدات الخضراء - هيكل البلاستيدات الخضراء
• وظيفة ريبوسوم Chloroplast و Thylkaoids
• الكلوروفيل: مصدر طاقة البلاستيدات الخضراء
• أغشية البلاستيدات الخضراء والفضاء الغشائي
• نظام ثايلاكويد
• ستروما وأصل الحمض النووي للكلوروبلاست
• تثبيت الكربون في الظلام ردود الفعل

البلاستيدات الخضراء هي محطات توليد طاقة صغيرة تعمل على التقاط الطاقة الضوئية لإنتاج النشويات والسكريات التي تعزز نمو النبات.

تم العثور عليها داخل الخلايا النباتية في أوراق النبات وفي الطحالب الخضراء والحمراء وكذلك في البكتيريا الزرقاء. تسمح البلاستيدات الخضراء للنباتات بإنتاج المواد الكيميائية المعقدة الضرورية للحياة من المواد البسيطة غير العضوية مثل ثاني أكسيد الكربون والماء والمعادن.

كما المنتجة للغذاء autotrophsتشكل النباتات أساس السلسلة الغذائية ، حيث تدعم جميع المستهلكين على مستوى عالٍ مثل الحشرات والأسماك والطيور والثدييات التي تصل إلى البشر.

تشبه البلاستيدات الخلوية مثل المصانع الصغيرة التي تنتج الوقود. وبهذه الطريقة ، فإن البلاستيدات الخضراء في خلايا النباتات الخضراء التي تجعل الحياة على الأرض ممكنة.

ما هو داخل البلاستيدات الخضراء - هيكل البلاستيدات الخضراء

على الرغم من أن البلاستيدات الخضراء عبارة عن قرون مجهرية داخل خلايا نباتية صغيرة ، إلا أن لها بنية معقدة تتيح لها التقاط الطاقة الضوئية واستخدامها لتجميع الكربوهيدرات على المستوى الجزيئي.

المكونات الهيكلية الرئيسية هي كما يلي:

وظيفة ريبوسوم Chloroplast و Thylkaoids

الريبوسومات هي مجموعات من البروتينات والنيوكليوتيدات التي تصنع الإنزيمات والجزيئات المعقدة الأخرى التي تتطلبها البلاستيدات الخضراء.

وهي موجودة بأعداد كبيرة في جميع الخلايا الحية وتنتج مواد خلوية معقدة مثل البروتينات وفقًا لتعليمات جزيئات الشفرة الوراثية RNA.

جزءا لا يتجزأ من thylakoids في سدى. في النباتات أنها تشكل أقراص مغلقة يتم ترتيبها في أكوام تسمى جرانا، مع كومة واحدة تسمى جرانوم. وهي مكونة من غشاء ثايلاكويد يحيط بالتجويف ، وهي مادة حمضية مائية تحتوي على بروتينات وتسهل التفاعلات الكيميائية للبلاستيدات الخضراء.

صفاحات قم بتكوين روابط بين أقراص grana ، وربط تجويف الأكوام المختلفة.

الجزء الحساس للضوء من عملية التمثيل الضوئي يحدث على الغشاء الثايلاكيدي حيث الكلوروفيل يمتص الطاقة الضوئية ويحولها إلى طاقة كيميائية يستخدمها النبات.

الكلوروفيل: مصدر طاقة البلاستيدات الخضراء

الكلوروفيل مبصرة الصباغ الموجود في جميع البلاستيدات الخضراء.

عندما يضرب الضوء ورقة نبات أو سطح الطحالب ، فإنه يخترق البلاستيدات الخضراء وينعكس على أغشية الثايلاكويد. عندما يصاب الضوء ، فإن الكلوروفيل الموجود في الغشاء ينتج إلكترونات يستخدمها البلاستيدات الخضراء في التفاعلات الكيميائية الأخرى.

الكلوروفيل في النباتات والطحالب الخضراء هو أساسا الكلوروفيل الأخضر يسمى الكلوروفيل ، وهو النوع الأكثر شيوعا. يمتص الضوء البنفسجي الأزرق والأحمر البرتقالي والأحمر بينما يعكس الضوء الأخضر ، ويعطي النباتات لهم اللون الأخضر المميز.

الأنواع الأخرى من الكلوروفيل هي الأنواع من b إلى e ، التي تمتص وتعكس ألوانًا مختلفة.

يوجد الكلوروفيل نوع ب ، على سبيل المثال ، في الطحالب ويمتص بعض الضوء الأخضر بالإضافة إلى اللون الأحمر. قد يكون امتصاص الضوء الأخضر هذا نتيجة لتطور الكائنات الحية بالقرب من سطح المحيط لأن الضوء الأخضر لا يمكن أن يخترق سوى مسافة قصيرة في الماء.

يمكن أن الضوء الأحمر السفر أبعد من السطح.

أغشية البلاستيدات الخضراء والفضاء الغشائي

تنتج البلاستيدات الخضراء الكربوهيدرات مثل الجلوكوز والبروتينات المعقدة اللازمة في أماكن أخرى من خلايا النباتات.

يجب أن تكون هذه المواد قادرة على الخروج من البلاستيدات الخضراء ودعم استقلاب الخلايا والنباتات العامة. في الوقت نفسه ، تحتاج البلاستيدات الخضراء إلى مواد منتجة في أماكن أخرى من الخلايا.

تنظم أغشية البلاستيدات الخضراء حركة الجزيئات داخل وخارج البلاستيدات الخضراء عن طريق السماح لجزيئات صغيرة بالمرور أثناء استخدام آليات النقل الخاصة لجزيئات كبيرة. كل من الأغشية الداخلية والخارجية شبه نفاذية ، مما يسمح بانتشار الجزيئات والأيونات الصغيرة.

هذه المواد تعبر الفضاء بين الغشاء وتخترق الأغشية شبه نفاذية.

يتم حظر جزيئات كبيرة مثل البروتينات المعقدة من قبل الأغشية اثنين. بدلاً من ذلك ، بالنسبة لمثل هذه المواد المعقدة ، تتوفر آليات نقل خاصة للسماح لمواد محددة بعبور الغشاءين بينما يتم حظر الآخرين.

يحتوي الغشاء الخارجي على مركب بروتين انتقالي لنقل مواد معينة عبر الغشاء ، ويحتوي الغشاء الداخلي على مركب مشابه ومماثل للتحولات الخاصة به.

آليات النقل الانتقائية هذه مهمة بشكل خاص لأن الغشاء الداخلي يجمع الدهون والأحماض الدهنية و الكاروتينات ما هو مطلوب لالبلاستيدات الخضراء الأيض الخاصة.

نظام ثايلاكويد

غشاء ثايلاكويد هو جزء من ثايلاكويد ينشط في المرحلة الأولى من التمثيل الضوئي.

في النباتات ، يكون غشاء الثايلويد بشكل عام عبارة عن أكياس أو أقراص رقيقة مغلقة مكدسة في الجرانيت وتبقى في مكانها ، وتحيط بها سائل السدى.

يسمح ترتيب thylakoids في مداخن حلزونية بحزم محكم لل thylakoids وبنية معقدة عالية المساحة السطحية للغشاء thylakoid.

بالنسبة للكائنات الأبسط ، قد تكون الثايلاكو ذات شكل غير منتظم ويمكن أن تطفو بحرية. في كل حالة ، يبدأ الضوء الذي يصيب غشاء الثايلاكويد في رد فعل الضوء في الكائن الحي.

تُستخدم الطاقة الكيميائية المنبعثة من الكلوروفيل لتقسيم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين. يتم استخدام الأكسجين بواسطة الكائن الحي للتنفس أو يتم إطلاقه في الغلاف الجوي بينما يتم استخدام الهيدروجين في تكوين الكربوهيدرات.

الكربون لهذه العملية يأتي من ثاني أكسيد الكربون في عملية تسمى تثبيت الكربون.

ستروما وأصل الحمض النووي للكلوروبلاست

تتكون عملية التمثيل الضوئي من جزأين: التفاعلات المعتمدة على الضوء والتي تبدأ بالضوء الذي يتفاعل مع الكلوروفيل و ردود الفعل المظلمة (ويعرف أيضًا باسم ردود الفعل المستقلة للضوء) التي تحدد الكربون وتنتج الجلوكوز.

تحدث تفاعلات الضوء فقط خلال اليوم عندما تصطدم الطاقة الضوئية بالمصنع بينما يمكن أن تحدث التفاعلات المظلمة في أي وقت. تبدأ تفاعلات الضوء في غشاء الثايلاكويد بينما يحدث تثبيت الكربون في التفاعلات الداكنة في السدى ، وهو سائل يشبه الهلام يحيط به ثايلاكويد.

بالإضافة إلى استضافة التفاعلات المظلمة والتايلاكويدات ، تحتوي السدّة على الحمض النووي للبلاستيدات الخضراء والريبوسومات في البلاستيدات الخضراء.

ونتيجة لذلك ، فإن البلاستيدات الخضراء لها مصدر طاقة خاص بها ويمكن أن تتكاثر من تلقاء نفسها ، دون الاعتماد على انقسام الخلايا.

تعرف على عضيات الخلايا ذات الصلة في خلايا حقيقية النواة: غشاء الخلية وجدار الخلية.

يمكن إرجاع هذه القدرة إلى تطور الخلايا والبكتيريا البسيطة. يجب أن يكون البكتيريا الزرقاء قد دخلت إلى خلية مبكرة وتم السماح لها بالبقاء لأن الترتيب أصبح ذا منفعة متبادلة.

بمرور الوقت ، تطورت البكتيريا الزرقاء لتصبح عضة البلاستيدات الخضراء.

تثبيت الكربون في الظلام ردود الفعل

يحدث تثبيت الكربون في سدى البلاستيدات الخضراء بعد تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين أثناء التفاعلات الضوئية.

يتم ضخ البروتونات من ذرات الهيدروجين في التجويف داخل الثايلاكويدات ، مما يجعلها حمضية. في التفاعلات المظلمة لعملية التمثيل الضوئي ، تنتشر البروتونات مرة أخرى من التجويف إلى القصبة عن طريق إنزيم يسمى سينسيز اعبي التنس المحترفين.

هذا الانتشار للبروتون من خلال سينسيز ATP ينتج ATP ، وهو مادة كيميائية لتخزين الطاقة للخلايا.

الانزيم RuBisCO تم العثور عليها في سدى ويحدد الكربون من CO2 لإنتاج جزيئات الكربوهيدرات ستة الكربون التي غير مستقرة.

عندما تنهار الجزيئات غير المستقرة ، يتم استخدام ATP لتحويلها إلى جزيئات سكر بسيطة. يمكن دمج الكربوهيدرات السكرية لتشكيل جزيئات أكبر مثل الجلوكوز والفركتوز والسكروز والنشا ، وكلها يمكن استخدامها في استقلاب الخلية.

عندما تتشكل الكربوهيدرات في نهاية عملية التمثيل الضوئي ، فإن النباتات البلاستيدات الخضراء قد أزالت الكربون من الغلاف الجوي واستخدمته لإنشاء طعام للنبات ، وفي النهاية لجميع الكائنات الحية الأخرى.

بالإضافة إلى تشكيل أساس السلسلة الغذائية ، يقلل التمثيل الضوئي في النباتات من كمية غازات الدفيئة الناتجة عن ثاني أكسيد الكربون في الجو. وبهذه الطريقة ، تساعد النباتات والطحالب ، من خلال عملية التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء ، في الحد من آثار تغير المناخ والاحتباس الحراري.