Строение хлоропластов

Один из главных законов биологии гласит, что структура системы тесным образом связана с ее функцией. Знакомясь со структурой хлоропластов, мы убеждаемся в том, что химические соединения, участвующие в фотосинтезе, организованы здесь так, как того требует их функция.

Под микроскопом видно, что зеленую окраску фотосинтезирующей растительной клетке придают зеленые хлоропласты; остальные элементы клетки почти бесцветны. Цвет хлоропластов определяется зеленым пигментом хлорофиллом; хлорофилл кажется нам зеленым, потому что он поглощает в красной и синей областях спектра и отражает зеленые лучи, которые и воспринимаются нашим глазом.
В 1883 г. немецкий ученый Т. Энгельман (T.W. Engelmann) представил косвенные доказательства важной роли хлорофилла в процессе фотосинтеза. Энгельман работал с водорослью спирогирой, имеющей длинные спиральные хлоропласты. Он помещал водоросль на предметное стекло вместе с бактериями, которым требовался кислород, и рассматривал их под микроскопом; при этом луч света, отразившись от зеркала микроскопа, разлагался с помощью призмы на спектр, так что отдельные части хлоропласта освещались светом с разными длинами волн (рис. 11.10). Энгельман полагал, что если из-

Рис. 11.10. Опыты Энгельмана, показавшие, какие части спектра используются для фотосинтеза. Верхняя часть рисунка (заключенная в круг) воспроизводит картину, которую Эн- гельман наблюдал под микроскопом. Призма, укрепленная над зеркалом микроскопа, разлагала луч солнечного света в спектр: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. На столике микроскопа находилось предметное стекло с нитью спирогиры и бактериями, нуждающимися в кислороде. Бактерии скапливались у тех участков хлоропласта спирогиры, которые освещались красным и синим светом. В этих участках, следовательно, имелось больше кислорода, а значит, здесь более интенсивно протекал фотосинтез.
лучение с какой-то определенной длиной волны поддерживает фотосинтез наилучшим образом, то части водоросли, освещаемые этими лучами, будут выделять больше кислорода и на них будут скапливаться бактерии.

Бактерии скапливались в участках, освещавшихся красным и синим светом, свидетельствуя тем самым, что именно эти области спектра особенно эффективны в фотосинтезе. Поскольку красный и синий свет поглощается хлорофиллом, такой результат можно было считать убедительным доводом в пользу того, что главным фотосинтетическим пигментом является хлорофилл.
Хлоропласты содержат помимо хлорофилла желтые, оранжевые или бурые пигменты, называемые каротиноидами. Эти пигменты играют в фотосинтезе вспомогательную роль-поглощают свет с другими длинами волн и передают свою энергию хлорофиллу. Благодаря каротиноидам растения могут использовать для фотосинтеза не только красный и синий свет, поглощаемый самим хлорофиллом, но также и некоторые другие части спектра, в частности его зеленый участок. Обычно каротиноиды маскируются зеленым хлорофиллом, но осенью, когда хлорофилл разрушается, эти яркие пигменты, до того оставав-




шиеся скрытыми, становятся видны. Именно каротиноиды придают осенним листьям желтую и оранжевую окраску; багряный цвет зависит от антоцианов, находящихся в крупных вакуолях растительных клеток (разд. 10.6).
Фотосинтетические пигменты и молекулы, образующие цепь переноса электронов, встроены в фотосинтетические мембраны хлоропласта. Эти мембраны образуют систему трубочек и мешочков, или тилакоидов, заключающих в себе Н + -резервуар (рис. 11.11). АТФазы-ферменты, использующие энергию этого Н+-резервуара для синтеза АТФ,-локализуются на наружной поверхности фотосинтетических мембран.
Фотосинтетические мембраны окружены стромой, или «основным веществом» хлоропласта, содержащим хлоропластную ДНК, рибосомы и ферменты, участвующие в фиксации углерода. Строма в свою очередь окружена двойной мембраной, отделяющей хлоропласт от цитоплазмы клетки. 

Еще по теме Строение хлоропластов:

1. Гистологическое строение сосудов
2. Строение.
3. Внутреннее строение таракана
4. Эфирная модель строения атома
5. Строение пыльников и семяпочек
6. Внутреннее строение млекопитающих
7. Строение Вселенной
8. II. СТРОЕНИЕ
9. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ТОРФЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ
10. Микроскопическое строение пищеварительного тракта
11. 6-3* Блочность строения и множественный параллелизм