Крахмал зерна в хлоропластах

Запасные полисахариды присутствуют в растениях в коллоидном состоянии или в водонерастворимой форме, благодаря чему они могут накапливаться в растительных клетках в большом количестве, не влияя на осмотическое давление. Крахмал — наиболее важный и накапливающийся в наибольшем количестве запасный полисахарид в мире растений. У всех растений — от низших водорослей до некоторых высших растений, главным образом двудольных,— углеводы, образовавшиеся в процессе фотосинтеза в хлоропластах, немедленно превращаются в крахмал (фото 46). Такой крахмал называют ассимиляционным. Согласно Смиту [160], у подсолнечника в крахмал превращается почти весь ассимилированный углерод. Однако ассимиляционный крахмал представляет собой довольно лабильную, переходную форму он либо довольно быстро используется в процессах метаболизма, либо превращается в ряде органов, например в семенах, плодах, стеблях, листовых влагалищах и корнях, в запасный крахмал. Эти общие метаболические особенности присущи так называемому крахмалистому листу. Напротив, в сахаристом листе злаков (однодольные растения) крахмал почти не обнаруживается. Сахара здесь представлены главным образом сахарозой и различными моносахаридами они транспортируются в другие части растения и превращаются в запасный крахмал в специальных органах. Например, энергичный синтез крахмала обычно имеет место в листовых влагалищах и в семенах злаков, начиная от периода цветения и кончая периодом созревания зерна. В ряде работ показано, что образование крахмала в зерне ячменя, риса и ржи в стадии налива специфически связано с ассимиляционной активностью верхних листьев и колоса, но не с ассимиляционной активностью расположенных ниже листьев [8, 144]. [c.140]

Фото 46. Хлоропласт листа табака, содержащий зерна крахмала (в разрезе). [c.657]

Рис. 7.21. Кранц-анатомия , характерная для С -рас-тений. А. Срез листа африканского проса. Хорошо видны различия между хлоропластами клеток обкладки прово-дящих пучков и хлоропластами клеток мезофилла. В клетках обкладки проводяш,их пучков видны отделы1ые рудиментарные граны, тогда как в клетках мезофилла они многочисленны и отчетливо видны. Ив тех, и в других клетках видны зерна крахмала. (Увеличение х4(ХЮ.) Б. Электронная микрофотография листа кукурузы. Видно наличие двух типов хлоропластов в клетках обкладки проводящего пучка и клетках мезофилла (х9900).

Крахмал запасается в клетках в виде так называемых крахмальных зерен. Их можно видеть в первую очередь в хлоропластах листьев (см. рис. 7.6), а также в органах, где запасаются питательные вещества, например в клубнях картофеля или в семенах злаков и бобовых. Крахмальные зерна имеют слоистую структуру и у разных видов растений различаются как по форме, так и по размерам. [c.117]

Рис. 7-39. Электронные микрофотографии хлоропластов. А. Клетка из листа пщеницы, в которой тонкий слой цитоплазмы, содержащей хлоропласты, окружает большую вакуоль. Б. Тонкий срез одного хлоропласта видны зерна крахмала и жировые капельки, накапливающиеся в строме в результате биосинтеза. В. Граны при большом увеличении видна тилакоидная мембрана, образующая стопки (С любезного разрешения К

В лейкопластах образуются крахмал и некоторые другие вещества клетки. В хромопластах, окрашенных в желтый, красный или оранжевый цвет, накапливаются биологически важные вещества— каротиноиды. Хлоропласты являются органами первичного синтеза углеводов — фотосинтеза. Они устроены очень сложно. Это округлые или овальные тельца, ярко-зеленого цвета, размером в несколько микрометров. Внутри них находятся очень мелкие зерна— граны, окрашенные в ярко-зеленый цвет. Хлоропласты состоят из хлорофилла, белков, липидов, каротиноидов и некоторого количества РНК- Из элементов, кроме магния, входящего в молекулу хлорофилла, в них обнаружены калий, кальций, марганец и др. Главная функция хлоропластов — биосинтез глюкозы, который идет при использовании солнечной энергии. [c.26]

Крахмал всегда образуется и запасается в виде крахмальных зерен, находящихся в пластидах - хлоропластах либо амилопластах. Крахмальные зерна - это высокоорганизованные структуры, форма и размер которых очень разнообразны, но часто характерны для данного вида растения. Форма зерен может быть сферической, яйцевидной, чечевицеобразной или неправильной размер может колебаться от 1 до 100 мкм. Наиболее крупные крахмальные зерна у картофеля, а самые мелкие у риса и гречихи. Крахмальные зерна содержат до 20% воды (из которых 10% химически связаны с крахмалом) и ряда концентрических слоев крахмала. Крахмальные зерна образуются путем наслаивания вновь образованных слоев на ранее существующие. Содержание минеральных веществ в крахмале очень невелико 0,2-0,7 %, они представлены в основном фосфорной кислотой, в крахмале найдены некоторые высокомолекулярные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая и др.), содержание которых достигает 0,6 %. [c.21]

Внутренний белковый матрикс хлоропласта известен под названием строма. Наряду с фотосинтетическими мембранами ламелл (см. ниже) с помощью электронной микроскопии в строме обнаружены и другие структуры. К ним относятся рибосомы и тяжи ДНК, которые участвуют в хлоропластной саморегуляции и репликации, зерна запасного полисахарида крахмала, осмиофильные глобулы (иначе, пластоглобулы), [c.330]

Перед извлечением хлоропластов рекомендуетоя в течение определенного времени (12—14 часов) выдержать листья в темноте или при слабом освещении, чтобы гидролизовался крахмал и исчезли крахмальные зерна,. которые содержатся в хлоропластах и разрушают их при центрифугировании. [c.135]

При такой обработке разрушаются не только клеточные стенки, но и ядерные мембраны и происходит освобождение субъядерных компонентов. При такой обработке сильно повреждаются также ядрышки. Профильтрованный гомогенат затем центрифугируют нри таких скоростях, которые недостаточны для осаждения митохондрий (4000 g в течение 30 мин). Полученный осадок содержит крахмальные зерна, на которые наслоены хроматин и фрагменты ядер. Хлоропласты и фрагменты хлоропластов, если они присутствовали в исходной ткани, также обнаруживаются в этом осадке. Студенистый слой отделяют от нижележащего крахмального слоя, ресуспендируют в среде для растирания и вновь центрифугируют несколько раз для удаления крахмала. Неочищенный хроматин затем очищают центрифугированием в градиенте плотности сахарозы (0,0— 1,8 М). Для полного осаждения хроматина необходимо центрифугирование в течение 2 час при 22 ООО об/мин на 8р1псо 8 У 25 [25]. Нехромосомный материал удаляется главным образом на этой последней стадии, которая может быть повторена. Непосредственное выделение хроматина из тканей не требует большой затраты времени и позволяет получить до 95% присутствовавшего в исходной ткани хроматина, причем степень чистоты препарата в данном случае такая же, какая достигается и нри выделении хроматина из изолированных ядер. [c.31]

В строме располагаются крупные гранулы, которые совершенно бесструктурны и кажутся белыми . Это крахмальные зерна] их присутствие можно считать верным признаком того, что хлоропласт перед фиксацией был фотосинтетически активным, так как продукт фотосинтеза, глюкоза, тотчас же переводится в нерастворимый крахмал. [c.245]

Крахмал образуется в клетках растений внутри субклеточных органелл, отделенных от цитоплазмы двойной мембраной. В эндосперме зерна такие органеллы называются амилопластами, но у двудольных растений крахмал образуется в хлоропластах и в хлороамилопластах. У некоторых злаков (например, у пшеницы или ячменя) сначала образуются зерна крахмала типа Л, а через некоторое время образуются более мелкие зерна типа В. Таким образом, в зрелых зернах пшеницы можно обнаружеть зерна крахмала [c.19]

Длинные полимерные цепи крахмала и целлюлозы построены из одних и тех же элементарных звеньев — остатков глюкозы, толькр соединенных по-разному. Это структурное различие обусловливает то, что два рассматриваемых полимера глюкозы [глюканы) существенно различаются по своей природе крахмал, например, легко переваривается в организме человека, а целлюлоза совсем не переваривается. Главное же их различие состоит в том, что 1-й и 4-й углеродные атомы двух соседних остатков глюкозы соединены у крахмала а-связями, а у целлюлозы р-связями (рис. 5.3). Крахмал представлен двумя формами линейным полимером, или амилозой, не содержащим никаких других связей, кроме а-1,4-гликозидных, и разветвленным полимером, или амилопектином, в котором наряду с а-1,4-гли-козидными связями имеются и 1,6-связи. Различие в характере связей определяет и неодинаковое пространственное расположение полимерных цепей. Крахмал — главный запасной полисахарид растения. Он нерастворим в воде и отлагается слой за слоем в крахмальных зернах, содержащихся в хлоропластах (см. рис. 2.20) или в лишенных хлорофилла лейкопластах запасающих тканей стебля, корней и семян. Иногда клетки запасаю щей ткани оказываются буквально забиты крахмальными зернами, которые легко в них выявить, поскольку они способнь окрашиваться иодом в синий цвет. Будучи нерастворим в воде, крахмал в отличие от сахарозы и от гексоз не вызывает в клетках осмотического эффекта (см. гл. 6). Поэтому образование крахмала в клетках листа в периоды интенсивного фотосинтеза [c.145]

Рис. 9-38. Электронная микрофотография тонкого среза типичного хлоропласта. На снимке видны не только разного рода мембраны, но также зерна крахмала и жировые капельки, накапливающиеся в хлоропластах в результате биосинтетических процессов. (С любезного разрешения Kitty Plaskitt.)

Французские химики П. Ж. Пельтье и Ж. Каванту в 1817 г. выделили из листьев зеленый пигмент и назвали его хлорофиллом (от греч. сЬ1ого8 — зеленый и рЬуПоп — лист), который, как выяснилось позднее, целиком локализован в хлоропластах. В 1865 г. немецкий физиолог растений Ю. Сакс продемонстрировал, что на свету в листьях образуется крахмал и что он находится в хлоропластах. Опыты ставили следующим образом. Листья предварительно выдерживали в темноте, затем освещали половинку каждого листа, а другую половинку, закрытую плотным картоном, оставляли в темноте. После экспозиции листья обесцвечивали спиртом и обрабатывали раствором йода. Освещенные части листьев становились темно-фиолетовыми из-за образования комплекса крахмала с йодом, а затемненные участки оставались неокрашенными. Микроскопический анализ показал, что крахмальные зерна образуются именно в хлоропластах. Эта проба Сакса , как ее стали называть, настолько чувствительна, что на листьях удается получить отпечатки с фотонегативов. На прямом солнечном свету для образования крахмала достаточно уже 5 мин. А. С. Фаминцын в 60-е годы прошлого столетия наблюдал образование крахмала в клетках водоросли спирогиры уже через 30 мин освещения слабым светом керосиновой лампы. [c.60]

При перегрузке тканей листа ассимилятами интенсивность фотосинтеза снижается. Переполнение крахмалом пластид вызывает обратимые, а позднее и необратимые изменения структуры хлоропластов, что значительно ослабляет фотосинтез. Отрицательное действие избытка крахмала на фотосинтез в пластидах может быть объяснено 1) механическим воздействием на тилакоиды, 2) ухудшением светового режима в хлоропласте, 3) сорбцией ферментов на зернах крахмала, 4) сорбцией ионов, особенно необходимых для под- [c.105]

Фермент, катализирующий образование амилозы, называется крахмал-синтазой. В растительных тканях содержатся, по крайней мере, два изофермента крахмал-синтазы. Первым был открыт изофермент, тесно связанный с развивающимися крахмальными зернами. Второй изофермент крахмал-синтазы это растворимый фермент, присутствующий в амилопластах созревающих семян, клубней и других запасающих органах и в хлоропластах фотосинтезирующих тканей. Оба изофермента катализируют перенос В-гликопиранозного остатка от НДФ-В-глюкозы к невосстанавливающему концу 1,4-В-глюкана-рецептора или молекулы-затравки и прикрепление его гликозидной (1-4)-связью. [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология