Хлоропласт в растениях типа

В тилакоидных мембранах хлоропластов высших растений содержатся фотосистемы двух типов, каждая со своим набором светособирающих молекул хлорофиллов и каротиноидов и со своим фотохимическим реакционным центром. Фотосистема I, которая максимально активируется более длинноволновой частью спектра, характеризуется высоким отношением хлорофилла а к хлоро- [c.692]

Мембраны, в которых локализованы ферменты дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования, называют сопрягающими мембранами. Примерами таких мембран являются внутренняя мембрана митохондрий, клеточная мембрана аэробных бактерий с дыхательным типом энергетики, хроматофоры фотосинтезирующих бактерий и мембраны тилакоидов хлоропластов зеленых растений. Отличительным признаком сопрягающих мембран является их способность образовывать АТФ за счет энергии внешних ресурсов. [c.398]

Биоэнергетические процессы, приводящие к синтезу АТФ, к зарядке биологических аккумуляторов , протекают в мембранах митохондрий. В них локализованы и пространственно организованы молекулярные системы, ответственные за энергетику живых организмов. Синтез АТФ в митохондриях сопряжен с электронным и ионным транспортом и с механохимическими явлениями. Функции митохондриальных мембран весьма сложны и многообразны. Другой тип биоэнергетических сопрягающих мембран — мембраны хлоропластов растений, ответственные за фотосинтез,— рассматривается в гл. 14. У бактерий сопряжение реализуется в плазматических мембранах. [c.423]

Репликация, транскрипция и трансляция геномов органелл. В хлоропластах и митохондриях ДНК представлена небольшими двухцепочечными молекулами, обычно кольцевыми, и не связана с гистонами. Таким образом, генетическая информация органелл содержится в структурах, весьма сходных с хромосомами прокариот, хотя и значительно меньших по размерам. В каждой органелле имеется множество копий ДНК (до 40—50 в некоторых хлоропластах). Кроме того, хлоропласты и митохондрии содержат аппарат транскрипции и трансляции, включая специфические для органелл рибосомы, которые меньше цитоплазматических 808-рибосом и близки по величине к 708-рибосо-мам прокариот. Синтез белка в органеллах ингибируется хлорам нико-лом и некоторыми другими антибиотиками, подавляющими этот процесс и у прокариот, но не влияющими на синтез белка в цитоплазме эукариотической клетки. Таким образом, хлоропласты и митохондрии обнаруживают ряд важных черт фундаментального сходства с прокариотическими клетками. Митохондрии обладают еще одной особенностью, характерной для клеток, но не для других компонентов клетки они образуются путем деления предсуществующих органелл. Это продемонстрировано также в отношении многих типов хлоропластов у водорослей. У высших растений зрелые хлоропласты развиваются из более простых структур — пропластид на стадии пропластид и происходит воспроизводство этих органелл. [c.49]

РНК содержится в митохондриях животных и растительных клеток и в хлоропластах растений. Функции всех этих типов РНК связаны с той или иной фазой белкового синтеза (см. гл. XXI). [c.154]

Все цитохромы состоят из железопорфирина, связанного с белком. Цитохромы различаются между собой характером замещений в ядре порфирина, белковой частью и типом связи между белком и железосодержащим порфирином. Цитохромы связаны с субклеточными частицами (митохондриями, микросомами и хлоропластами). Наибольшее число данных получено в отношении свойств цитохрома с, который выделяется относительно легко из животных и растений. Остальные цитохромы связаны с субклеточными частицами более прочно, что затрудняет их получение в чистом виде. Кроме упомянутых цитохромов, существует еще ряд других цитохромов, найденных пока только у бактерий. [c.213]

Сюда же примыкает и проблема фотохимических реакций с высоким коэффициентом полезного действии под влиянием солнечной энергии. II здесь поучительный пример дает нам природа. В растениях роль соответствующих катализаторов играют хлоропласты, запасающие. энергию в несколько квант, а затем использующие ее на процесс разложения воды и фотосинтез. Если бы нам удалось создать искусственные системы подобного тина, мы могли бы обеспечить высокий кпд процесса разложения углекислоты па СО и О2 или воды па Н2 и О2. Газы эти мы могли бы вновь соединить и воду и углекислоту в топливном элементе и таким образом превратить солнечную энергию в электрическую. Это очень интересная проблема будущего. Глубокие исследования в этом же направлении не исключают возможности путем изучения механизма работы мышц или нервов прийти к созданию соответствующих новых типов машин и счетно-решающих устройств. [c.20]

Хлоропласты высших растений, а также зеленых водорослей, кроме цитохрома /, содержат цитохром типа Ь (примерно вчетверо большее количество). Хилл [44] установил, что нормальный потенциал компонента хлоропластов составляет —0,06 в. [c.564]

В настоящее время мы знаем, что зеленый цвет растений определяется хлоропластами, содержащими фотосинтетический пигмент хлорофилл. Зеленые хлоропласты развиваются из самостоятельно делящихся органелл, называемых пластидами, и находящихся в цитоплазме клеток растений. Пластиды клеток из желтых участков пестролистных растений не способны развиться в нормальные зеленые хлоропласты. Растения, выросшие из семян, завязавшихся в цветках на желтых побегах (табл. 5.2), не способны к фотосинтезу и скоро погибают. Пестро-листность растения является следствием присутствия в цитоплазме зародыша обоих типов самореплицирующихся пластид. В каждой клетке растения содержится сравнительно небольшое число пластид. По мере роста растения посредством клеточных делений некоторые дочерние клетки получают случайно лишь нормальные пластиды, другие-лишь неспособные к фотосинтезу, третьи-смесь и тех и других. Эти клетки дают начало соответственно зеленым, желтым и пестролистным побегам. Представленные в табл. 5.2 результаты показывают, что пластиды семян наследуются от материнской цитоплазмы, а не от пыльцы. Этот вывод впоследствии был подтвержден микроскопическими наблюдениями. [c.151]

Эти обобщенные данные о растворимых белках хлоропластов не относятся ни к хлоропластам растений так называемого Сз-типа, ни к хлоропластам растений, называемым МТТ (метаболизм толстянкового типа), метаболитические пути фиксации СОо которых отличаются от таковых у растений так называемого С4-типа. [c.244]

Вторая отличительная особенность этих растений — морфологическая все растения типа С-4 обладают так называемым кгап2 -типом анатомии листьев (рис. 34). Сосудистые пучки в листьях окружены 1) внутренним пучковым слоем клетек (обкладкой), который очень богат специализированными хлоро-пластами, и 2) наружным слоем из клеток мезофилла, менее богатых хлоропластами. Недавно было установлено, что это характерное анатомическое строение листа служит для пространственного разделения (компартментализации) биохимических событий. [c.107]

Хлоропласты относятся к весьма распространенному в растениях типу внутриклеточных образований, получивших название пластид. Пластида в зависимости от внешних условий и внутренних физиологических процессов в клетке может принимать или окрашенную хроматофорную группу, и тогда она называется хлоропластом (в случае зеленого цвета) или хромопластом (в случае желтого или красного цвета), или же оставаться в форме бесцветного лейкопласта. [c.300]

Хотя и существует определенная корреляция между структурой и функцией хлоропластов данного типа у С4-растений,, тенденцию к появлению в фотосинтезирующей ткани аграналь-ных хлоропластов ие всегда можио рассматривать -как доказательство отсутствия ФС II (так, иапример, в хлоропластах красных водорослей встречаются только единичные ламеллы). [c.339]

Хлоропласты и митохондрии эукариотич. клеток содержат Р., отличные от типа 80S. Р. хлоропластов высших растений принадлежат к истинному 70S типу. Митохондриальные Р. более разнообразны их строение находится в зависимости от таксономич. принадлежности организма (т.е. от принадлежности к определенному виду, роду шш семейству). Напр., митохондриальные Р. млекопитающих существенно мельче типичных 70S Р. коэф. седиментации этих Р. составляет ок. 55S (т. наз. минирибосомы). [c.264]

Однако хлоропласты и митохондрии эукариотических клеток содержат рибосомы, отличные от 80S типа. Рибосомы хлоропластов высших растений принадлежат к истинному 70S типу и практически не отличимы от рибосом эубактерий и синезеленых водорослей по вышеприведенным показателям и по более детальным молекулярным характеристикам. Митохондриальные рибосомы более разнообразны в зависимости от принадлежности организма к тому или иному царству эукариот. Наиболее изучены рибосомы митохондрий грибов и млекопитающих. Митохондриальные рибосомы грибов (Sa haromy es, Neurospora) похожи на прокариотические 70S рибосомы, но, может быть, лишь слегка крупнее (около 75S) и содержат относительно больше белка абсолютное содержание рибосомной РНК в них, повидимому, почти такое же, как в типичных 70S рибосомах. Митохондриальные рибосомы млекопитающих, однако, существенно мельче типичных 70S рибосом, имея также и существенно меньшее абсолютное количество рибосомной РНК на частицу их иногда называют мини-рибосомами . Действительно, коэффициент седиментации рибосом из митохондрий млекопитающих составляет всего около 55S, а тотальная масса рибосомной РНК на частицу более чем на 1/3 меньше, чем в типичных 70S рибосомах. В то же время, митохондриальные рибосомы млекопитающих содержат довольно много белка, так что общие размеры их как будто бы не сильно отличаются от таковых прокариотических рибосом. В целом, несмотря на ряд необычных черт, по ряду своих признаков, и в том числе по функциональному поведению, митохондриальные рибосомы млекопитающих все же близки к прокариотическим 70S рибосомам. [c.54]

Количество синтезируемого в растениях протоксина попытались увеличить, осуществив экспрессию полностью измененного гена протоксина под контролем промотора гена малой субъединицы рибулозобисфосфат-карбоксила-зы, помещенного после хлоропластной сигнальной последовательности этого фермента, таким образом, чтобы сверхпродуцируемый протоксин был локализован в хлоропластах. Эта стратегия привела к радикальному повышению уровня экспрессии гена протоксина, так что на долю протоксина стало приходиться до 1% всех белков листа. В другом эксперименте ген протоксина вводили непосредственно в хлоропластную ДНК растения-хозяина. Это дает следующие преимущества. Во-первых, вводимый ген не нужно модифицировать, поскольку транскрипционный и трансляционный аппараты хлоропластов относятся к прокариотическому типу. Во-вторых, на одну клетку приходится много хлоропластов, а на один хлоропласт - много копий хлоропластной ДНК, поэтому ген протоксина присутствует в больщом числе копий, и эффективность его экспрессии повышается. В-третьих, хлоропласты передаются только через [c.392]

Проведя оценку существующих сортов культур как потенциальных продуцентов биомассы, мы можем улучшать их путем применения новых способов разведения, изучения их фотосин-тетических возможностей и размножения растений нетрадиционными способами. Реализовать эти возможности в будущем поможет использование технологии рекомбинантных ДНК. Для продвижения вперед в этой области нам необходимо 1) разработать методы выявления положительных изменений в фотосинтезе и приспособить сложные лабораторТные тесты для работы в полевых условиях 2) предложить методы усиления генетической изменчивости 3) понять, как организован геном растений и хромосома хлоропласта и как регулируется их работа 4) выявить типы изменений, которые могут быть в них вызваны S) разработать новые способы селекции, направленные на ускорение размножения и генетическую стабилизацию сортов. [c.50]

Эндосимбиотическая гипотеза. Клеточные органеллы эукариот имеют много фундаментальных общих черт с прокариотическими клетками. Они содержат кольцевые молекулы ДНК, их рибосомы относятся к типу 70S, а мембраны содержат компоненты электрон-транспортной цепи (флавины, хиноны, Fe-S-содержащие белки, цитохромы) и выполняют функцию дыхательного или фотосинтетического преобразования энергии. Согласно симбиотической гипотезе, митохондрии происходят от бесцветных аэробных бактерий, а хлоропласты-от цианобактерий, сделавшихся эндосимбионтами каких-то примитивных эукариотических клеток. В дальнейшем должна была произойти очень большая специализация функция регенерации АТР была передана клеточным органел-лам. Наружная мембрана эукариотической клетки не содержит компонентов электрон-транспортной цепи, С другой стороны, клеточные органеллы тоже не самостоятельны они, правда, обладают собственными молекулами ДНК, однако значительная часть информации, необходимой для синтеза их белков, находится в клеточном ядре. Примером может служить рибулозобисфосфат-карбоксилаза-ключевоп фермент ав-тотрофной фиксации Oj у зеленых растений. Она состоит из 8 боль- [c.26]

Исследуя водные экстракты различных растений, Любименко в больщинстве случаев обнаруживал устойчивый белково-хлорофилльный характер этих растворов. Об этом свидетельствовали качественные реакции с растворами, аналогичные реакциям на белок (осаждение танином, спиртом, ацетоном и т. д.). Обработка раствора хлорофилла кислотами и веществами, вызывающими коагуляцию белков, также вела к потере их стойкости. От кипячения же раствор становился мутным, хотя осадок и не выпадал, а раствор приобретал еще более ярко-зеленый оттенок. Все это привело Любименко к убеждению, что в полученном из листьев водном коллоидальном растворе существует тесная связь между зеленым пигментом и белком и это соединение хлорофилла с белком в живых хлоропластах представляет собой цветной (зеленый) белок типа гемоглобина. Таким образом,— писал он,— связь пигмента с белками пластид более тесного характера, и потому мысль о химическом соединении в данном случае напрашивается сама собой. Если вспомнить, что и сходное с хлорофиллом красящее вещество крови также связано хи1 ически с белками, то мысль, что хлорофилл живых пластид есть цветное белковое соединение, не покажется невероятной 9 . Предполагаемому хлорофилл-белковому комплексу Любименко дал название натур ального, или естественного, хлорофилла в отличие от хлорофилла в молекулярном растворе. [c.183]

Уменьшение квантового выхода Ohlorella на синем и фиолетовом свету вряд ли вызывается присутствием какого-нибудь желтого пигмента, отличного от каротиноидов (сравнение спектров поглощения живых клеток и экстрагированных пигментов на фиг. 92 не дает указаний на присутствие такого пигмента). С другой стороны, у некоторых высших растений в клеточном соке или клеточных стенках часто присутствуют пигменты типа флавонов или антоцианинов, которые конкурируют с фотосинтетически активными пигментами в поглощении сине-фиолетовых квантов или даже служат в качестве цветных экранов , особенно если они располагаются в эпидермисе или в клеточных стенках между хлоропластами и внешним источником света. Присутствие этих пигментов не должно влиять на выход фотосинтеза при световом насыщении, но будет понижать квантовый выход в линейном участке и в области частичного насыщения. Бернс [54, 55, 100] сообщил, что квантовый выход фотосинтеза сеянцев сосны и ели в сине-фиолетовом свете (390—470 j/ji) был в 2 раза меньше, чем в красном (630—720 м ) или в красном плюс оранжевый (560—720 а). Это явление можно отнести за счет присутствия в этих хвойных деревьях какого-то неактивного желтого пигмента (в предыдущем разделе упоминалось, что фотосинтез в этих растениях снижается до нуля при к < 450 или 465 м ). [c.606]

Такие переходные формы, способные осуществлять различные типы углеродного питания, представляют большой интерес для исследователей механизма фотосинтеза. В связи с этим нельзя не упомянуть об эвглене, обладающей свойствами и животных и растений. В темноте эта жгутиковая водоросль не образует хлоропластов с хлорофиллом и использует для своего развития органические субстраты (глюкозу), то есть является гетеро-трофом. При освещении у эвглены образуется хлорофилл, формируются хлоропласты и начинается фотосинтез, то есть эвглена переходит к автотрофному типу питания. [c.20]

Способы образования хроматофоров фотосинтезирующих бактерий и сине-зеленых водорослей, хроматофоров большинства остальных типов водорослей и, наконец, хлоропластов высших растений различны (ФрейчВисс-линг и Мюлеталер, 1968). Все эти мембранные фотосинтезирующие структуры, по-видимому, не возникают из безмембранного вещества цитоплазмы. Имеющиеся в настоящее время факты заставляют считать, что биомембраны образуются исключительно из мембран, причем одни виды мембранных систем могут давать начало развитию других. [c.82]

У различных типов водоросл,ей наблюдается деление полностью сформировавщихся хроматофоров, происходящее при делении клеток. Процесс деления можно наблюдать и у хлоропластов высших растений. Поперек направления ламелл возникает перемычка, образовавшаяся из внутреннего слоя оболочки. Она разделяет хлоропласт на две части, образуя две дочерних пластиды. Внешняя мембрана оболочки удерживает делящееся содержимое хлоропласта до тех пор, пока процесс не закончится. [c.83]

Интересно, что фотосистема 2 менее термоустойчива, чем фотосистема 1, что может приводить к замене электронтранспортной цепи, характерной для высших растений, на бактериальный тип электронного транспорта (Сан-Пьетро, 1967). Этот вывод можно сделать, если проанализировать влияние температуры на фотовосстановление НАДФ хлоропластами, когда в одном случае донором электронов является вода, а в другом — аскорбат и ДХФИФ.Нг. Интенсивность восстановления НАДФ в последнем варианте снижалась при гораздо более высоких температурах, чем в первом (фиг. 91). Незави- [c.200]

Несмотря на такие существенные различия между фотосинтезом бактерий и зеленых растений, ряд данных свидетельствует об общности (идентичности) первичного ( отохимического акта у этих разных организшв. Так, при замене воды другим донором электрона например индофенолами, изолированные хлоропласты приобретают способность осуществлять нециклический перенос электрона по типу нециклического бактериального - без выделения кислорода [c.201]

Вначале предполагали, что ДНК и РНК в клетке разобщены, причем ДНК находится исключительно в ядре, а РНК всегда вне его, т. е. в цитоплазме (что уже свидетельствует о неточности первоначального понятия нуклеиновые , т. е. ядерные , кислоты). Сейчас ясно, что хотя основная масса ДНК действительно сосредоточена в клеточном ядре, точнее в его хромосомах (см. гл. 2), но наряду с этим некоторое количество ДНК содержится также в других клеточных компонентах, в частности в хлоропластах зеленых растений (см. гл. 3). Что же касается РНК, то она встречается не только в цитоплазме, но и в так называемых ядрышках (nu leolus, уменьшительная форма от латинского nu leus — ядро), имеющихся во всех клеточных ядрах (в количестве одного или нескольких экземпляров). Наконец, теперь известно, что существуют молекулы смешанного типа, нечто вроде гибридов , в которых цепь ДНК, пусть даже временно, лишь на короткий срок, соединена с цепью РНК. Прежде чем приступить к более детальному выяснению того, зачем и для чего нужны все эти разъединения и соединения, нам нужно ознакомиться с третьим компонентом нуклеотидов — с органическими основаниями. [c.46]

Столь же велика роль железа в процессах фотосинтеза и дыхания растений. В ферредоксинах, белках хлоропластов, содержащих кубические кластеры типа Ге484 (см. рис 20.7), железо, благодаря легкости превращения Ге + в Ге + служит электрическим мостом, по которому электрон переходит от возбужденного светом хлорофилла к окислителям. [c.556]

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]

В ЭТИХ работах были также сделаны попытки выяснить природу первичного продукта присоединения СО , но они могли дать лищь очень приблизительные представления, так как применение короткоживущего с полупериодом 20,5 минуты исключало возможность детального изучения процессов. Было установлено, что одной из первых стадий ассимиляции СОг является энзиматическое карбоксилирование каких-то фосфоросодержащих молекул, присутствующих в клетках растений. Из химического поведения, скорости осаждения при центрифугировании и диффузии радиоактивных продуктов ассимиляции СОг было показано, что они принадлежат к типу кислот, имеют молекулярный вес до 1500 и образуются, вероятно, вне хлорогшастов клеток. В согласии с этим изолированные хлоропласты ме давали темновой ассимиляции СО2. Было также установлено, что формальдегид не является промежуточным продуктом ассимиляции СОа, так как при его добавлении в качестве носителя, а затем — выделении е виде гидразона, последний не был радиоактивным. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология