Хлоропласт фотосинтез митохондрия

Содержание
  1. Симбиотическая гипотеза происхождения митохондрий и хлоропластов
  2. Митохондрии
  3. Рибосомы
  4. Полисомы
  5. Лизосомы
  6. Микротела
  7. Липидные капли
  8. Микротрубочки
  9. Микрофиламенты
  10. Основное вещество — гиалоплазма
  11. Эргастические вещества или включения
  12. Атф и митохондрии
  13. Роль АТФ в энергетическом балансе
  14. Синтез АТФ в организме
  15. Использование АТФ в клетке
  16. Рибосомы. Хлоропласты. Митохондрии
  17. Пластиды: хлоропласты
  18. Митохондрии – энергетические центры клетки
  19. Разница между хлоропластом и митохондриями
  20. Что такое хлоропласт
  21. Состав
  22. Наружная хлоропластная мембрана
  23. Внутренняя хлоропластная мембрана
  24. тилакоидов
  25. функция
  26. Свет реакции
  27. Темная реакция
  28. Что такое Митохондрия
  29. Наружная митохондриальная мембрана
  30. Внутренняя митохондриальная мембрана
  31. Функции митохондриальной внутренней мембраны
  32. Другие функции митохондрий
  33. Тип ячейки
  34. цвет
  35. форма
  36. Внутренняя мембрана
  37. Грана
  38. Отсеки
  39. Пигменты
  40. Преобразование энергии
  41. Сырье и конечные продукты
  42. кислород
  43. Процессы
  44. Заключение

Симбиотическая гипотеза происхождения митохондрий и хлоропластов

Хлоропласт фотосинтез митохондрия

На основании сходства бактерий с митохондриями и хлоропластами эукариотических клеток можно предположить, что митохондрии и хлоропласты произошли от бактерий, которые нашли себе «убежище» в более крупных гетеротрофных клетках эукариот.

Бактерии имели возможность использовать молекулярный кислород для окисления питательных веществ и использовать энергию света. Более крупные клетки ? хозяева использовали эти полезные свойства и имели с такими помощниками явное преимущество перед своими современниками.

Все ныне живущие эукариоты, за малым исключением, содержат митохондрии, а все автотрофные эукариоты содержат также хлоропласты. По-видимому, они были приобретены в результате независимых случаев симбиоза.

Более крупные клетки эукариот защищали свои симбиотические органеллы от неблагоприятных воздействий.

Этиопласты образуются у растений, выращиваемых в темноте, они имеются, например, у проростков, расположенных в почве, до их выхода на дневную поверхность.

Этиопласты занимают промежуточное положение между пропластидами и настоящими хлоропластами. Для них характерно хорошо развитое проламеллярное тело с кристаллической структурой. На свету этиопласты тут же превращаются в зрелые хлоропласты.

[attention type=yellow]

Хромопласты — это пигментированные окрашенные пластиды, но в отличие от хлоропластов, они не содержат хлорофиллов, а синтезируют и накапливают каротиноиды. Каротиноиды придают этим пластидам желтую, оранжевую и красную окраску.

[/attention]

При этом каротиноиды синтезируются не на поверхности внутренних мембран, а в строме хромопластов. Как правило, каротиноиды растворены в жирных маслах пластоглобул. Внутренняя мембранная система у хромопластов либо не развита, либо деградировала.

Форма хромопластов весьма разнообразна. Они придают яркую окраску лепесткам цветов, зрелым плодам. Это имеет явное приспособительное значение.

Хромопласты обычно возникают из хлоропластов, реже из лейкопластов. По целому ряду признаков их можно назвать стареющими пластидами. Старение хлоропластов происходит, например, при созревании фруктов.

Массовое старение хлоропластов наблюдается при пожелтении листьев осенью.

Митохондрии

Как и хлоропласты, митохондрии окружены двумя элементарными мембранами, каждая толщиной 5 — 6 нм. Внутренняя мембрана образует множество складок и выступов, называемых кристами. Кристы значительно увеличивают внутреннюю поверхность митохондрии.

Внутреннее содержимое митохондрий называется матриксом.
Митохондрии обычно мельче, чем пластиды, имеют около половины (0,5 мкм) в диаметре и очень разнообразны по форме и величине.

Они могут быть округлыми, вытянутыми, гантелевидными, неправильной формы.

В митохондриях осуществляется процесс дыхания, в результате которого органические молекулы расщепляются с высвобождением энергии. Энергия идет на восстановление АТФ (АДФ — АТФ). АТФ ? основной резерв энергии всех эукариотических клеток.
Поскольку в митохондриях накапливается энергия, их называют энергетическими станциями клетки.

Большинство растительных клеток содержит сотни и тысячи митохондрий, хотя их количество заметно варьирует и определяется потребностью клетки в АТФ.
С помощью прерывистой съемки можно увидеть, что митохондрии находятся в постоянном движении. Они поворачиваются, изгибаются, перемещаются из одной части клетки в другую, а, кроме того, сливаются друг с другом и делятся простым делением.

Митохондрии обычно собираются и накапливаются там, где нужна энергия.
Митохондрии, подобно пластидам, являются полуавтономными органеллами. Они содержат компоненты, необходимые для синтеза собственных белков.

Рибосомы

Основной функцией рибосом является трансляция, то есть синтез белков. На фотографиях, полученных с помощью электронного микроскопа, они выглядят округлыми тельцами диаметром 20 — 30 нм.

Рибосомы содержат примерно равные количества РНК и белка.
Каждая рибосома состоит из 2-х субъединиц неравных размеров, формы и строения. Субъединицы рибосом обозначают по величине коэффициентов седиментации (то есть осаждения при центрифугировании).

В цитоплазме локализованы 80 S рибосомы, состоящие из 40 S и 60 S субъединиц.
В хлоропластах содержатся 70 S рибосомы, в митохондриях 80 S, но отличающиеся от цитоплазматических.

По-видимому, малая субъединица располагается поверх большой так, что между частицами сохраняется пространство («туннель»). Туннель используется для размещения м — РНК во время белкового синтеза.

Полисомы

Во время синтеза белка одну молекулу м — РНК могут транспортировать несколько рибосом. Рибосомы, связанные с одной молекулой м — РНК, образуют полирибосому или полисому.

Полисомы могут находиться в свободном состоянии в цитоплазме, либо могут быть связаны с мембранами эндоплазматической сети, или с наружной мембраной ядерной оболочки. Размер полисом определяется длиной молекул м — РНК.

Лизосомы

Лизосомы были открыты в клетках печени животных и затем обнаружены у растений.
Эти органоиды диаметром около 1 мкм ограничены одинарной мембраной и содержат набор гидролитических ферментов.

Мембрана лизосом полностью предотвращает выход ферментов из органоидов. Мембраны способствуют также поддержанию оптимальных условий для действия ферментов в лизосоме ? формируют кислую среду.

Лизосомы формируются в специализированных участках гладкого эндоплазматического ретикулума.

Лизосомы осуществляют:

  • деградацию (разрушение) участков цитоплазмы собственной клетки
  • гидролиз запасных веществ.

В растительных клетках определение лизосом затруднено, поскольку лизосомные функции выполняет вакуолярная система. Многие исследователи склонны даже не различать эти органоиды и считают, что специализированные вакуоли по переваривающей активности сравнимы с лизосомами животных.

Микротела

Микротела у растений были выявлены совсем недавно в 1958 г с помощью электронного микроскопа. Это тельца округлой формы 0,2 — 1,5 мкм в поперечнике, ограниченные элементарной мембраной.

В некоторых микротелах обнаруживается белковый кристаллоид, представляющий собой гексагонально расположенные трубочки диаметром около 6 нм.

Число микротел в различных клетках неодинаково, но чаще чуть меньше или равно количеству митохондрий. Предполагается, что микротела являются производными эндоплазматического ретикулума.

[attention type=red]

В клетках растений выявлены 2 основных типа микротел с идентичной структурой, но выполняющие различные физиологические функции:

[/attention]

Пероксисомы многочисленны в клетках листьев, где они тесно связаны с хлоропластами. В них происходят реакции светового дыхания ? поглощение О2 и выделение СО2 на свету, то есть процесс, противоположный световым реакциям фотосинтеза.

Глиоксисомы возникают при прорастании семян и участвуют в превращении жирных масел эндосперма в сахара.

Липидные капли

Липидные капли — это структуры сферической формы, содержащие липиды, размером около 0,5 мкм.

Похожие, но более мелкие капли пластоглобулы встречаются в пластидах.
Липидные капли первоначально принимали за органеллы и называли сферосомами (за идеально округлую форму). Считалось, что они окружены двуслойной или однослойной мембраной. Однако последние данные показывают, что у липидных капель нет мембраны, но они могут быть покрыты белком.

Микротрубочки

Микротрубочки обнаружены практически во всех эукариотических клетках, это тонкие цилиндрические структуры диаметром около 24 нм. Длина их варьируется. Каждая микротрубочка состоит из субъединиц белка ? тубулина. Субъединицы образуют 13 продольных нитей, окружающих центральную полость.

Микротрубочки представляют собой динамические структуры, они регулярно разрушаются и образуются вновь на определенных стадиях клеточного цикла.

У микротрубочек много функций. Одна из наиболее важных — это участие в формировании клеточной оболочки.

По-видимому, микротрубочки контролируют и ориентируют упаковку целлюлозных микрофибрилл.

Микрофиламенты

Микрофиламенты, подобно микротрубочкам, найдены практически во всех эукариотических клетках. Они представляют собой длинные нити толщиной 5 — 7 нм, состоящие из сократительного белка актина. Пучки микрофиламентов играют ведущую роль в токах цитоплазмы.

Микрофиламенты вместе с микротрубочками образуют гибкую сеть, называемую цитоскелетом.

Основное вещество — гиалоплазма

Еще недавно основное вещество клетки считали гомогенным и бесструктурным гелем. Однако последние исследования показали, что основное вещество обладает сложной структурой.

Под электронным микроскопом было обнаружено, что основное вещество представляет собой трехмерную решетку, построенную из тонких (диаметром 3 — 6 нм) тяжей, заполняющих всю клетку.

Другие компоненты цитоплазмы, в том числе микротрубочки и микрофиламенты, подвешены на этой микротрабекулярной решетке.

Микротрабекулярная решетка делит клетку на 2 фазы:

  • богатые белком тяжи решетки
  • богатое водой пространство между тяжами.

Вместе с водой решетка имеет консистенцию геля.

Микротрабекулярная решетка осуществляет связь между отдельными частями клетки и направляет внутриклеточный транспорт.

Эргастические вещества или включения

Эргастические вещества — это пассивные продукты метаболизма: запасные вещества или отходы. Обычно они представлены в форме разнообразных кристаллоподобных включений.

К образованию включений приводит избыточное накопление некоторых веществ, по тем или иным причинам выключаемых из обмена и выпадающих в осадок.

К эргастическим веществам относятся крахмальные зерна, кристаллы, зерна белка, липидные капли, смолы и др.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://www.AgroJour.ru/nauka/botanika/simbioticheskaya-gipoteza-proiskhozhdeniya-mitokhondrijj-i-khloroplastov.html

Атф и митохондрии

Хлоропласт фотосинтез митохондрия

Каждое живое существо должно получать энергию из окружающей среды (например, в форме солнечного излучения или органических продуктов питания).

Эта энергия требует для биосинтеза (анаболизма) огромного числа химических соединений и биополимеров в соответствии с определенной генетической программой.

Сама энергия нужна для активной передачи молекул и ионов через мембраны, для движения и для передачи нервных импульсов. Наука, которая изучает поток и использование энергии в живых существах, называется «биоэнергетика» (био- + энергия).

Роль АТФ в энергетическом балансе

АТФ является основной молекулой энергии в живых системах. Он участвует в различных химических процессах, от химического биосинтеза до движения ресничек, сокращения мышц, активного транспорта молекул через клеточную мембрану или распространения электрического импульса через нервные волокна.

Производство и потребление энергии происходит через сеть ферментативных реакций (метаболизм).

Центральным химическим соединением в метаболизме является аденозинтрифосфат (АТФ), который образуется в результате метаболических реакций (катаболизм) путем фосфорилирования аденозиндифосфата (АДФ) с образованием энергии около 30 кДж / моль (термодинамика).

Большая часть АТФ производится в результате процессов в митохондриях (окислительного фосфорилирования). При использовании этой энергии в биологических процессах АТФ обычно гидролизуется до фосфата и АДФ (аденозинДИфосфата).

Вся биосинтетическая деятельность, как и многие другие клеточные действия, требует энергии. В основном для клеточных активностей источником энергии является именно АТФ.

Молекула АТФ состоит из аденина, рибозы и трех фосфатных групп (ФГ).

Последние с сильным отрицательным зарядом связаны двумя ковалентными высокоэнергетическими связями, которые при гидролизе выделяют относительно много энергии. Это демонстрирует важное свойство АТФ.

Поэтому без преувеличения можно сказать, что наиболее важным энергетическим соединением в клетке является трифосфат аденозина (АТФ), который по своему химическому составу является нуклеотидом.

Молекула АТФ состоит из:

  • – азотно-аденинового основания пурина;
  • – пентозы, рибозы и моносахариды;
  • – трех фосфатных групп, обозначенных как альфа, бета и гамма (начиная с рибозы).

Синтез АТФ в организме

АТФ чаще всего производится в митохондрии, в основном в результате расщепления глюкозы и жирных кислот в процессе, называемом окислительным фосфорилированием; разложение 1 молекулы глюкозы в митохондрии высвобождает 36 молекул АТФ. Также АТФ синтезируется в хлоропластах, при фотосинтезе в процессе фотосинтетического фосфорилирования.

Использование АТФ в клетке

АТФ не может храниться в качестве резерва, поэтому он расходуется после его синтеза путем дефосфорилирования с помощью фермента АТФазы. Две конечные фосфорные группы связаны богатыми энергией ковалентными связями.

Когда эти связи разрушаются, высвобождается относительно большое количество энергии.

Если от АТФ освободить один конец ФГ, то образуется аденозин дифосфат (АДФ), освободить другой – получится аденозинмонофосфат (АМФ).

[attention type=green]

Фосфорная группа, высвобождаемая из АТФ или АДФ, богата энергией и, связываясь с соединением, обогащает ее энергией (процесс, называемый фосфорилированием). Таким образом, энергия от АТФ используется в процессах анаболизма.

[/attention]

АТФ создается в качестве основного энергетического продукта процесса разложения пищевых ингредиентов в процессе окисления. Часть энергии, выделяемой в этих процессах, сохраняется в форме АТФ, а остальная часть используется в форме тепла.

Полученный таким образом АТФ используется для взаимодействия со всеми типами клеток. Только около 1/3 АТФ расходуется на реакции анаболизма.

Остальная энергия расходуется на движение, сокращение мышц, транспортировку вещества через клеточную мембрану и т. д.

Фосфорилирование, регенерация АТФ.

Восстановление (синтез) АТФ реализуется путем связывания ФГ сначала с АМФ, что приводит к АДФ, а затем из АТФ под контролем фермента АТФ-синтазы.

Это возможно благодаря тепловым реакциям, в которых энергоемкие (анаболические) реакции связаны с энерговыделительными (катаболическими) реакциями. Энергия, выделяемая при катаболизме, используется для повторного синтеза АТФ из АДФ.

Следовательно, система АТФ / АДФ служит универсальным способом обмена энергией, который балансирует между выделяемыми и потребляющими энергию реакциями.

Функциональные характеристики АТФ.

Химическая связь, представляющая собой сумму сил, которые удерживают вместе атомы в молекуле, является стабильной конфигурацией, и для разрыва старой связи и образования новой требуется энергия.

[attention type=yellow]

Ферменты значительно снижают потребность в активации большого количества энергии, но для того, чтобы химические реакции происходили в живых организмах, необходимо, чтобы энергия связи в продуктах реакции всегда была меньше энергии связи реагентов.

[/attention]

Молекула, наиболее часто участвующая в тепловых реакциях, – АТФ. Внутренняя структура молекул АТФ отлично подходит для этой роли в живых системах. В лабораторных условиях при удалении третьей фосфатной группы образуются АДФ и фосфат, и выделяется около 7 ккал (30 кДж) на моль АТФ. Удаление второй фосфатной группы дает AMФ и фосфат, высвобождая такое же количество энергии.

Энергия, выделяемая при удалении фосфатных групп, не только возникает из высокоэнергетических связей, но также является результатом перераспределения орбит в молекулах АТФ или АДФ.

Каждая фосфатная группа несет отрицательный заряд и поэтому имеет тенденцию отталкиваться от другой такой группы.

Когда фосфатная группа удаляется, происходит изменение конфигурации электронов, в результате чего получается структура с меньшей энергией.

В живых системах АТФ также гидролизуется до АДФ. Гидролиз АТФ является, например, быстрым способом выработки тепла у животных, которые просыпаются от зимней спячки.

Однако обычно конечный продукт не просто удаляется, а переносится через фермент (киназу) в другую молекулу (фосфорилирование).

[attention type=red]

Эта реакция также передает часть энергии от высокоэнергетической связи фосфорилированному соединению, которое, таким образом, обогащается энергией при реакции.

[/attention]

Энергия, выделяемая в реакциях клеточного метаболизма, таких как расщепление глюкозы, используется для повторного синтеза АТФ из молекул АДФ. Основными механизмами синтеза АТФ в клетке являются окислительное фосфорилирование в процессе клеточного дыхания (на внутренней стороне митохондриальной мембраны) и фосфорилирование в процессе фотосинтеза.

Рибосомы. Хлоропласты. Митохондрии

Хлоропласт фотосинтез митохондрия

Определение 1

Это небольшие гранулообразные сферические тельца, имеющие маленькие размеры – от 15 до 35 нм. В период функционирования состоят из двух субъединиц. Рибосомы расположены в цитоплазме или связаны с мембранами эндоплазматической сети.

Замечание 1

Основной функцией рибосом является синтез белка.

Субъединицы рибосом образуются в ядрышке и потом сквозь ядерные поры отдельно друг от друга поступают в цитоплазму.

Их количество в цитоплазме зависит от синтетической активности клетки и может составлять от сотни до тысяч на одну клетку. Наибольшее количество рибосом может быть в клетках, которые синтезируют протеины. Есть они также в митохондриальном матриксе и хлоропластах.

Рибосомы различных организмов – от бактерий до млекопитающих – характеризуются подобной структурой и составом, хотя клетки прокариот имеют рибосомы меньшего размера и в большем количестве.

Каждая субъединица состоит из нескольких разновидностей молекул рРНК и десятков разновидностей белков приблизительно в одинаковой пропорции.

  • Курсовая работа 470 руб.
  • Реферат 260 руб.
  • Контрольная работа 230 руб.

Маленькая и большая субъединицы находятся в цитоплазме одиночно до тех пор, пока не будут задействованы в процессе биосинтеза белка. Они объединяются друг с другом и молекулой иРНК в случае необходимости синтеза и снова распадаются, когда процесс окончен.

Молекулы иРНК, которые были синтезированы в ядре, попадают в цитоплазму к рибосомам. Из цитозоля молекулы тРНК поставляют аминокислоты к рибосомам, где с участием ферментов и АТФ синтезируются белки.

Если с молекулой иРНК соединяются несколько рибосом, то образуются полисомы, которые содержат от 5 до 70 рибосом.

Пластиды: хлоропласты

Пластиды – характерные только для растительных клеток органоиды, отсутствующие в клетках животных, грибов, бактерий и цианобактерий.

Клетки высших растений содержат 10-200 пластид. Их размер от 3 до 10 мкм. Большинство из них имеют форму двояковыпуклой линзы, но иногда могут быть в форме пластинок, палочек, зёрен и чешуек.

В зависимости от присутствующего в пластиде пигмента пигмента эти органоиды делят на группы:

  • хлоропласты (гр. сhloros – зелёный) – зелёного цвета,
  • хромопласты – жёлтого, оранжевого и красноватого цвета,
  • лейкопласты – бесцветные пластиды.

Замечание 2

По мере развития растения пластиды одного типа способны преобразоваться в пластиды другого типа. Такое явление широко распространено в природе: изменение окраски листьев, меняется окраска плодов в процессе созревания.

Большинство водорослей вместо пластид имеют хроматофоры (обычно в клетке он один, имеет значительные размеры, имеет форму спиральной ленты, чаши, сетки или звёздчатой пластинки).

Пластиды имеют достаточно сложное внутреннее строение.

Хлоропласты имеют свои ДНК, РНК, рибосомы, включения: зёрна крахмала, капли жира.Снаружи хлоропласты ограничены двойной мембраной, внутреннее пространство заполнено стромой – полужидким веществом), которое содержит граны – особенные, свойственные лишь хлоропластам структуры.

Граны представлены пакетами плоских круглых мешочков (тилакоидов), которые сложены как столбик монет перпендикулярно широкой поверхности хлоропласта. Тилакоиды соседних гран между собой соединяются в единую взаимосвязанную систему мембранными каналами (межмембранными ламелами).

В толще и на поверхности гран в определённом порядке расположен хлорофилл.

Хлоропласты имеют разное количество гран.

Пример 1

В хлоропластах клеток шпината содержится по 40-60 гран.

Хлоропласты не прикреплены в определённых местах цитоплазмы, а могут изменять своё положение или пассивно, или активно перемещаются ориентировано к свету (фототаксис).

Особенно чётко активное движение хлоропластов наблюдается при значительном повышении одностороннего освещения. В таком случае хлоропласты скопляются у боковых стенок клетки, а к источнику света ориентируются ребром.

При слабом освещении хлоропласты ориентируются к свету более широкой стороной и располагаются вдоль стенки клетки, обращённой к свету. При средней силе освещения хлоропласты занимают срединное положение.

[attention type=green]

Таким образом достигаются наиболее благоприятные условия для процесса фотосинтеза.

[/attention]

Благодаря сложной внутренней пространственной организации структурных элементов хлоропласты способны эффективно поглощать и использовать лучистую энергию, а также происходит разграничение во времени и пространстве многочисленных и разнообразных реакций, составляющих процесс фотосинтеза. Реакции этого процесса, зависимые от света, происходят лишь в тилакоидах, а биохимические (темновые) реакции – в строме хлоропласта.

Замечание 3

Молекула хлорофилла очень подобна молекуле гемоглобина и отличается в основном тем, что в центре молекулы гемоглобина расположен атом железа, а не атом магния, как у хлорофилла.

В природе существует четыре типа хлорофилла: a, b, c, d.

Хлорофиллы a и b содержатся в хлоропластах высших растений и зелёных водорослей, диатомовые водоросли содержат хлорофиллы a и c, красные – a и d. Хлорофиллы a и b изучены лучше других (впервые их выделил в начале ХХ столетия российский учёный М.С. Цвет).

Кроме них существует четыре вида бактериохлорофиллов – зелёных пигментов зелёных и пурпурных бактерий: a, b, c, d.

Большинство бактерий, способных к фотосинтезу, содержат бактериохлорофилл а, некоторые – бактериохлорофилл b, зелёные бактерии – c и d.

Хлорофилл достаточно эффективно поглощает лучистую энергию и передаёт её другим молекулам. Благодаря этому хлорофилл – единственное вещество на Земле, способное обеспечивать процесс фотосинтеза.

Пластидам, как и митохондриям, свойственна в определённой степени автономность внутри клетки. Они способны размножаться в основном путём деления.

[attention type=yellow]

Наряду с фотосинтезом в хлоропластах происходит синтез других веществ, таких как белки, липиды, некоторые витамины.

[/attention]

Благодаря наличию в пластидах ДНК, они играют определённую роль в передаче признаков по наследству (цитоплазматическая наследственность).

Митохондрии – энергетические центры клетки

В цитоплазме большинства животных и растительных клеток содержатся достаточно большие овальные органеллы (0,2 – 7 мкм), покрытые двумя мембранами.

Митохондрии называют силовыми станциями клеток, потому что их основная функция – синтез АТФ.

Митохондрии превращают энергию химических связей органических веществ на энергию фосфатных связей молекулы АТФ, которая является универсальным источником энергии осуществления для всех процессов жизнедеятельности клетки и целого организма.

АТФ, синтезированная в митохондриях, свободно выходит в цитоплазму и дальше идёт к ядру и органеллам клетки, где используется её химическая энергия.

Митохондрии содержатся почти во всех эукариотических клетках, за исключением анаэробных простейших и эритроцитов. Они расположены в цитоплазме хаотично, но чаще их можно определить возле ядра или в местах с высокой потребностью в энергии.

Пример 2

В мышечных волокнах митохондрии расположены между миофибриллами.

Эти органеллы могут изменять свою структуру и форму, а также двигаться внутри клетки.

Количество органелл может изменяться от десятков до нескольких тысяч в зависимости от активности клетки.

Пример 3

В одной клетке печени млекопитающих содержится более 1000 митохондрий.

Структура митохондрий в некоторой мере отличается у различных типов клеток и тканей, но все митохондрии имеют принципиально одинаковое строение.

Образуются митохондрии путём деления. Во время деления клетки они более-менее равномерно распределяются между дочерними клетками.

[attention type=red]

Внешняя мембрана гладкая, не образует никаких складок и выростов, легко проницаема для многих органических молекул. Содержит ферменты, которые превращают вещества на реакционно способные субстраты. Участвует в образовании межмембранного пространства.

[/attention]

Внутренняя мембрана плохо проницаема для большинства веществ. Образует много выпячиваний внутрь матрикса – крист. Количество крист в митохондриях разных клеток неодинакова. Их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен, причём особенно много их в митохондриях клеток, которые активно функционируют (мышечные). Содержит белки, которые участвуют в трёх важнейших процессах:

  • ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции дыхательной цепи и транспорта электронов;
  • специфические транспортные белки, участвующие в образовании катионов водорода в межмембранном пространстве;
  • ферментативный комплекс АТФ-синтетазы, который синтезирует АТФ.

Матрикс – внутреннее пространство митохондрии, ограниченное внутренней мембраной. Он содержит сотни различных ферментов, которые участвуют в разрушении органических веществ вплоть до углекислого газа и воды.

При этом освобождается энергия химических связей между атомами молекул, которая в дальнейшем превращается на энергию макроэргических связей в молекуле АТФ.

В матриксе также есть рибосомы и молекулы митохондриальной ДНК.

Замечание 4

Благодаря ДНК и рибосомам самих митохондрий обеспечивается синтез белков, необходимых самой органелле, и которые в цитоплазме не образуются.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/citologiya_-_nauka_o_stroenii_i_funkcii_kletok/ribosomy_hloroplasty_mitohondrii/

Разница между хлоропластом и митохондриями

Хлоропласт фотосинтез митохондрия

Хлоропласт и митохондрии – две органеллы, найденные в клетке. Хлоропласт является мембраносвязанной органеллой, встречающейся только в клетках водорослей и растений. Митохондрии встречаются в грибах,

Хлоропласт и митохондрии – две органеллы, найденные в клетке. Хлоропласт является мембраносвязанной органеллой, встречающейся только в клетках водорослей и растений. Митохондрии встречаются в грибах, растениях и животных, как эукариотические клетки.

главное отличие между хлоропластами и митохондриями есть их функции; хлоропласты ответственны за производство сахаров с помощью солнечного света в процессе, называемом фотосинтезом, в то время как митохондрии являются движущей силой клетки, которая расщепляет сахар для захвата энергии в процессе, называемом клеточным дыханием.

Эта статья смотрит на,

1. Что такое хлоропласт
      – структура и функции
2. Что такое Митохондрия
      – структура и функции
3. В чем разница между хлоропластом и митохондриями


Что такое хлоропласт

Хлоропласты представляют собой тип пластид, встречающихся в клетках водорослей и растений. Они содержат хлорофилловые пигменты для проведения фотосинтеза. Хлоропласт состоит из собственной ДНК. Основная функция хлоропласта – производство органических молекул глюкозы из СО.2 и H2О с помощью солнечного света.

Состав

Хлоропласты идентифицируются как пигменты в форме линз зеленого цвета у растений. Они имеют диаметр 3-10 мкм и толщину около 1-3 мкм. Растительные клетки обрабатывают 10-100 хлоропластов на клетку. Различные формы хлоропластов можно найти в водорослях. Водорослевая клетка содержит один хлоропласт, который может иметь форму сетки, чашки или ленточной спирали.

Рисунок 1: Структура хлоропласта в растениях

Три мембранные системы могут быть идентифицированы в хлоропласте. Это наружная хлоропластовая мембрана, внутренняя хлоропластная мембрана и тилакоиды.

Наружная хлоропластная мембрана

Внешняя мембрана хлоропласта является полупористой, что позволяет небольшим молекулам легко диффундировать. Но большие белки не могут диффундировать. Следовательно, белки, необходимые для хлоропласта, транспортируются из цитоплазмы комплексом ТОС во внешней мембране.

Внутренняя хлоропластная мембрана

Внутренняя хлоропластная мембрана поддерживает постоянную среду в строме, регулируя прохождение веществ. После прохождения белков через комплекс TOC они транспортируются через комплекс TIC во внутренней мембране. Стромы – это выпячивания мембран хлоропластов в цитоплазму.

Строма хлоропласта – это жидкость, окруженная двумя мембранами хлоропласта. Тилакоиды, хлоропластная ДНК, рибосомы, крахмальные гранулы и многие белки плавают в строме.

Рибосомы в хлоропластах имеют вид 70S и отвечают за трансляцию белков, кодируемых ДНК хлоропластов. ДНК хлоропласта называется ктДНК или кПДНК. Это единственная кольцевая ДНК, расположенная в нуклеоиде в хлоропласте.

Размер ДНК хлоропласта составляет около 120-170 кб, содержит 4-150 генов и инвертированные повторы. ДНК хлоропласта реплицируется через блок двойного смещения (D-петля).

Большая часть ДНК хлоропластов переносится в геном хозяина путем эндосимбиотического переноса генов. Расщепляемый транзитный пептид добавляется к N-концу к белкам, транслированным в цитоплазме, в качестве системы нацеливания для хлоропласта.

тилакоидов

Тилакоидная система состоит из тилакоидов, представляющих собой совокупность высокодинамичных мембранных мешков. Тилакоиды состоят из хлорофилла сине-зеленый пигмент, который отвечает за световую реакцию при фотосинтезе.

Помимо хлорофиллов в растениях могут присутствовать два типа фотосинтетических пигментов: каротиноиды желто-оранжевого цвета и фикобилины красного цвета. Грана – это стеки, образованные расположением тилакоидов вместе. Различные граны связаны между собой стромальными тилакоидами.

Хлоропласты С4 растения и некоторые водоросли состоят из свободно плавающих хлоропластов.

функция

Хлоропласты можно найти в листьях, кактусах и стеблях растений. Растительная клетка, состоящая из хлорофилла, упоминается как хлоренхима.

Хлоропласты могут менять свою ориентацию в зависимости от наличия солнечного света. Хлоропласты способны продуцировать глюкозу, используя СО2 и H2O с помощью энергии света в процессе, называемом фотосинтезом.

Фотосинтез протекает в два этапа: светлая реакция и темная реакция.

Свет реакции

Световая реакция происходит в тилакоидной мембране. Во время легкой реакции кислород образуется при расщеплении воды. Энергия света также сохраняется в NADPH и ATP от NADP.+ восстановление и фотофосфорилирование соответственно. Таким образом, двумя энергоносителями для темной реакции являются АТФ и НАДФН. Подробная диаграмма световой реакции показана на фигура 2.

Рисунок 2: Легкая реакция

Темная реакция

Темная реакция также называется циклом Кальвина. Встречается в строме хлоропласта. Цикл Кальвина проходит три фазы: фиксация углерода, восстановление и регенерация рибулозы. Конечным продуктом цикла Кальвина является глицеральдегид-3-фосфат, который может быть удвоен с образованием глюкозы или фруктозы.

Рисунок 3: Цикл Кальвина

Хлоропласты также способны самостоятельно продуцировать все аминокислоты и азотистые основания клетки. Это исключает необходимость их экспорта из цитозоля. Хлоропласты также участвуют в иммунном ответе растения для защиты от патогенов.

Что такое Митохондрия

Митохондрия представляет собой мембраносвязанную органеллу, обнаруженную во всех эукариотических клетках. Химический источник энергии клетки, который является АТФ, генерируется в митохондриях. Митохондрии также содержат собственную ДНК внутри органеллы.

Наружная митохондриальная мембрана

Наружная митохондриальная мембрана содержит большое количество интегральных мембранных белков, называемых поринами. Транслоказа – это белок наружной мембраны.

Связанная с транслоказой N-концевая сигнальная последовательность крупных белков позволяет белку проникать в митохондрии.

Ассоциация митохондриальной наружной мембраны с эндоплазматическим ретикулумом образует структуру, называемую MAM (митохондриально-ассоциированная ER-мембрана). MAM позволяет транспорт липидов между митохондриями и ER через передачу сигналов кальция.

Внутренняя митохондриальная мембрана

Внутренняя митохондриальная мембрана состоит из более чем 151 различных типов белков, функционирующих во многих отношениях. Не хватает поринов; тип транслоказы во внутренней мембране называется комплексом TIC. Межмембранное пространство расположено между внутренней и наружной митохондриальными мембранами.

Пространство, окруженное двумя митохондриальными мембранами, называется матрицей. Митохондриальная ДНК и рибосомы с многочисленными ферментами суспендированы в матрице. Митохондриальная ДНК представляет собой круговую молекулу.

Размер ДНК составляет около 16 кб, кодирующих 37 генов. Митохондрия может содержать 2-10 копий своей ДНК в органелле. Внутренняя митохондриальная мембрана образует складки в матрице, которые называются кристами.

Кристы увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны.

Функции митохондриальной внутренней мембраны

  • Выполнение окислительного фосфорилирования
  • Синтез АТФ
  • Проведение транспортных белков для регулирования прохождения веществ
  • Холдинг ТИЦ комплекс для перевозки
  • Вовлечение в деление и слияние митохондрий

Другие функции митохондрий

  • Регуляция обмена веществ в клетке
  • Синтез стероидов
  • Хранение кальция для передачи сигнала в клетке
  • Регулирование мембранного потенциала
  • Активные виды кислорода, используемые в сигнализации
  • Синтез порфирина в пути синтеза гема
  • Гормональная передача сигналов
  • Регуляция апоптоза

Тип ячейки

хлоропласты: Хлоропласты обнаружены в растительных и водорослевых клетках.

Митохондрии: Митохондрии обнаруживаются во всех аэробных эукариотических клетках.

цвет

хлоропласты: Хлоропласты зеленого цвета.

Митохондрии: Митохондрии обычно бесцветные.

форма

хлоропласты: Хлоропласты имеют форму диска.

Митохондрии: Митохондрии имеют бобовидную форму.

Внутренняя мембрана

хлоропласты: Складки во внутренней мембране образуют стромулы.

Митохондрии: Складки во внутренней мембране образуют кристы.

Грана

хлоропластовТилакоиды образуют стопки дисков, которые называются гранами.

Митохондрии: Кристы не образуют граны.

Отсеки

хлоропласты: Можно выделить два отсека: тилакоиды и строма.

Митохондрии: Можно найти два отсека: кристы и матрицу.

Пигменты

хлоропласты: Хлорофилл и каротиноиды присутствуют в виде фотосинтетических пигментов в тилакоидной мембране.

Митохондрии: В митохондриях нет пигментов.

Преобразование энергии

хлоропласты: Хлоропласт накапливает солнечную энергию в химических связях глюкозы.

Митохондрии: Митохондрии превращают сахар в химическую энергию, которая является АТФ.

Сырье и конечные продукты

хлоропласты: Хлоропласты используют СО2 и H2О, чтобы накапливать глюкозу.

Митохондрии: Митохондрии расщепляют глюкозу на СО2 и H2О.

кислород

хлоропласты: Хлоропласты выделяют кислород.

Митохондрии: Митохондрии потребляют кислород.

Процессы

хлоропласты: Фотосинтез и фотодыхание происходят в хлоропласте.

Митохондрии: Митохондрии являются участком цепи переноса электронов, окислительного фосфорилирования, бета-окисления и фотодыхания.

Заключение

Хлоропласты и митохондрии являются мембраносвязанными органеллами, которые участвуют в преобразовании энергии. Хлоропласт накапливает энергию света в химических связях глюкозы в процессе, называемом фотосинтезом.

Митохондрии преобразуют энергию света, запасенную в глюкозе, в химическую энергию в форме АТФ, которая может использоваться в клеточных процессах. Этот процесс называется клеточным дыханием. Обе органеллы используют CO2 и O2 в своих процессах.

И хлоропласты, и митохондрии участвуют в клеточной дифференцировке, передаче сигналов и гибели клеток, помимо их основной функции. Кроме того, они контролируют рост клеток и клеточный цикл. Обе органеллы считаются возникшими в результате эндосимбиоза.

[attention type=green]

Они содержат свою собственную ДНК. Но основное различие между хлоропластами и митохондриями заключается в их функции в клетке.

[/attention]

Ссылка:
1.

Источник: https://ru.strephonsays.com/difference-between-chloroplast-and-mitochondria

Сам себе врач
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: