Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Хлоропласты являются как бы «депо ферментов». Как показали исследования, пластиды (и хлоропласты в частности) являются центрами биохимических реакций в клетке.
Пигменты хлоропластов. В процессе фотосинтеза происходит поглощение света пигментами, сосредоточенными в хлоропластах. Пигменты зеленых растений играют важную роль в превращении лучистой энергии света в химическую. У авто-трофных растений уменьшение количества пигментов приводит
ж снижению интенсивности фотосинтеза. Все пигменты, ветре-чающиеся в растениях, можно разделить на группы: хлорофиллы, каротиноиды, фикобилины, флавоноидные пигменты.
К группе хлорофиллов относятся органические соединения, которые содержат четыре пиррольных кольца, связанных атомами магния, и имеют зеленую окраску: хлорофилл а — 'C55H7205N4Mg (молекулярная масса 893), хлорофилл Ь-— 'C55H7o06N4Mg (молекулярная масса 907).
Кроме хлорофиллов а и Ь, растения содержат хлорофиллы cud.
По спектральным данным хлорофилл d близок к протохлорофиллу C55H7oC>5iN4Mg, а хлорофилл с не имеет остатка спирта фитола С20Н39* Элементарный состав и структурные формулы их окончательно еще не установлены.
Высшие растения и зеленые водоросли содержат хлорофиллы а и Ь, бурые и диатомовые водоросли — хлорофиллы а и с,. :красные водоросли — хлорофиллы and.
В фотосинтезирующих бактериях присутствуют близкие аналоги хлорофилла — бактериохлорофиллы (известно четыре та-:ких соединения),' которые обусловливают их способность к фотосинтезу. Большинство пурпурных бактерий и зеленых серобактерий содержит бактериохлорофилл а —
•(молекулярная масса 911). Другие бактериохлорофиллы отличаются от него некоторыми особенностями. Так, в бактериохло-рофилле d отсутствует циклопентановое кольцо, а хлорофилл с вместо фитольного остатка содержит фарнезильный остаток С15Н26О.
К каротиноидам относится большое количество различных желтых и оранжевых пигментов (около 100). Важнейшими из них являются каротины (углеводороды) и ксантофиллы (кислородсодержащие каротиноиды); а-, [}-, ч-каротины и ли-копин имеют суммарную формулу С40Н56. Каротин содержится во всех зеленых частях растений, корнях моркови, брюквы, батата, плодах абрикоса, персика, шиповника и др., ликодин— в плодах томата, шиповника, паслена и др.
Ксантофиллы — С40Н54(ОН)2, или С40Н56О2, обнаружены в листьях и плодах растений. К ксантофиллам относится и фукоксантин С^НббОб, который встречается в морских водо» рослях и является основным компонентом бурых и диатомовых водорослей.
Фикобилины — общее название пигментов красных и ¦сине-зеленых водорослей, которое они получили вследствие близкого их сродства с пигментами желчи (bile — желчь). К ним относятся: фикоэритрии C34H47N4O8— характерный пигмент красных водорослей из семейства Rhodophyceae; фико-цианин C34H42N4O9 — пигмент сине-зеленых водорослей из семейства Cyanophyceae.
Пигмент Фотосинтез Фотоперио Морфогенез Ростовые Фототаксис Тропнзмы 1 ¦ Прорастание
дизм 1 процессы « семян
<5 &
Я 5
8#
CQ И
Хлорофиллы + X 1 X + X “Ь +
Каротиноиды 4- + н- X
Примечание. Х-~ возможное участие.
Хлорофиллы и каротиноиды участвуют во многих процессах жизнедеятельности растительного организма (табл. 6).
Таким образом, пигментная система хлоропластов выполняет , разнообразные функции. Хлоропласты являются чувствительными органоидами растительной клетки. Они реагируют на действие многих факторов и могут служить индикаторами фи-зиолого-биохимического состояния клетки.
Хромопласты. В отличие от хлоропластов эти пластиды менее исследованы. Установлено, что в их состав входят каротин (20—56%), липиды (58%), белки (22%) и РНК (3,3%). В хромопластах p-каротин превращается в эпоксиды. Хлоропласты могут превращаться в хромопласты, при этом в пластидах образуются окрашенные в желтый цвет капельки или обнаруживаются веретенообразные тела (например, в плодах рябины, шиповника) и другие мелкие образования в форме кристаллов. Строма дегенерирует, ламеллярная структура разрушается, сохраняется оболочка пластиды и образуются носители (глобулы, веретенообразные структуры и т. д.) ярко-желтых пигментов — каротиноидов, которые раньше называли хро-матофорами.
Следовательно, хромопласты—'Это пластиды, которые дегенерировали путем липофанероза (жирового перерождения пластид), Хромопласты — конечный продукт монотропного развития пластид. Тонкая структура хлоропластов распадается, ценные для растения соединения покидают стареющие ткани и используются для различных типов биосинтеза, а липиды и продукты распада хлорофилла — фитол — остаются на месте. Специфических функций, свойственных хромопластам, не обнаружено.
