Pada artikel ini kita akan melihat lebih dekat apa itu plastida. Semua tumbuhan autotrofik memiliki organel sitoplasma dasar yang disebut plastida. Mereka mendapatkan nama mereka dari bahasa Yunani - plastos, yang diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia berarti "kuno".

Jadi apa itu plastida? Apa fungsinya? Anda dapat menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan tersebut dengan membaca artikel sampai akhir. Untuk memulainya, mari kita soroti fungsi utama organel ini - sintesis zat organik. Semua plastida mengandung pigmennya sendiri, yang menentukan warnanya. Jika kita membaginya menurut kualitas ini, kita dapat menyebutkan tiga kelompok berikut:

• kloroplas;
• kromoplas;
• leukoplas.

Arti

Sekarang mari kita cari tahu apa pentingnya plastida bagi kehidupan tanaman. Pentingnya mereka dalam fotosintesis tidak dapat disangkal, tetapi selain itu, ada aspek penting lainnya. Nah, di antaranya adalah:

• pengurangan nitrit dan sulfat;
• sintesis metabolit (termasuk purin, asam amino, asam lemak, dan sebagainya);
• sintesis ABA, giberelin, dan sebagainya (yaitu molekul pengatur);
• fungsi penyimpanan (zat besi, lipid, pati).

Semua plastida yang ditemukan pada tumbuhan tingkat tinggi beragam dan masing-masing menjalankan fungsi spesifiknya sendiri. Dan kumpulannya secara langsung bergantung pada jenis sel.

Proplastida

Kami menemukan apa itu plastida. Sekarang mari kita beralih ke karakteristik masing-masing spesies. Yang pertama dalam daftar kami adalah proplastida.

Dibandingkan dengan plastida yang berdiferensiasi, proplastida berukuran lebih kecil (hingga 1 m), sistem membrannya kurang berkembang (ribosom lebih sedikit). Mereka memiliki simpanan fitoferritin, yang fungsinya untuk menyimpan zat besi.

Leukoplas

Plastida spesies ini tidak memiliki warna. Leukoplas melakukan satu fungsi yang sangat penting - penyimpanan. Mereka berukuran kecil dan ditemukan di semua sel tumbuhan. Berkat leukoplas, senyawa kompleks berikut direproduksi:

• pati;
• lemak;
• protein.

Semuanya disimpan di berbagai bagian tanaman (umbi, buah, biji). Plastida ini dibagi menjadi tiga jenis berdasarkan akumulasi zatnya:

• amiloplas;
• proteinoplas;
• eleoplas.

Untuk menjelaskan apa itu plastida, kita akan fokus pada jenis leukoplas yang pertama.

Amiloplas

Semua plastida sangat penting dalam biologi. Mereka mampu berubah dari satu spesies ke spesies lainnya. Contoh yang mencolok adalah transformasi leukoplas menjadi kloroplas. Yang terakhir berwarna hijau. Banyak yang memperhatikan bahwa umbi kentang berubah menjadi hijau jika terkena cahaya, hal ini justru disebabkan oleh peralihan leukoplas ke kloroplas. Mengapa daunnya menguning di musim gugur? Sederhana saja, kloroplas berubah menjadi kromoplas karena rusaknya klorofil terlebih dahulu.

Secara eksternal, amiloplas mirip dengan proplastida. Mereka dapat berubah menjadi bentuk-bentuk berikut:

• kloroplas;
• kromoplas.

Mereka dapat ditemukan di organ penyimpanan tumbuhan.

Etioplast

Plastida ini biasa disebut plastida gelap. Mereka adalah kloroplas yang tidak memiliki warna matahari. Banyak orang memperhatikan bahwa bunga yang tumbuh di tempat teduh memiliki warna daun kekuningan. Hal ini menunjukkan bahwa tanaman tersebut memiliki konsentrasi etioplast yang tinggi.

Jika tanaman yang tumbuh di bawah sinar matahari dipindahkan ke tempat teduh, maka lambat laun kloroplas akan mulai berubah menjadi etioplast. Semakin banyak yang terakhir, tanaman akan terlihat semakin keruh dan sakit.

Kloroplas

Plastida ini adalah yang paling populer di dunia tumbuhan. Warnanya hijau dan ukurannya mencapai 10 mikron. Fungsi utama kloroplas adalah fotosintesis. Secara eksternal, plastida jenis ini tampak seperti kantung atau badan bulat. Mereka termasuk:

• protein;
• lemak;
• pigmen;

Penting juga untuk dicatat di sini bahwa pada organisme yang berbeda, jumlah, struktur dan ukuran plastida ini berbeda.

Kromoplas

Warna kromoplas sedikit lebih bervariasi. Mereka bisa berwarna kuning, oranye, merah.

Variasi warna ini disebabkan oleh akumulasi karotenoid. Berkat kehadiran organel ini pada tumbuhan, kita melihat palet warna yang mewah pada pepohonan musim gugur, dan kita dapat membedakan buah matang (apel, tomat) dari buah mentah. Corak kelopak bunga juga bergantung pada organel tersebut.

Kromoplas dapat memiliki berbagai struktur - lingkaran, poligon, atau berbentuk jarum.

Kuliah nomor 6.

Jumlah jam: 2

MITOCHONDRIA DAN PLASTIDA

1.

2. Plastida, struktur, varietas, fungsi

3.

Mitokondria dan plastida adalah organel membran ganda sel eukariotik. Mitokondria ditemukan di semua sel hewan dan tumbuhan. Plastida merupakan ciri sel tumbuhan yang melakukan proses fotosintesis. Organel-organel ini memiliki struktur yang serupa dan beberapa sifat yang sama. Namun, dalam hal proses metabolisme dasar, keduanya berbeda secara signifikan satu sama lain.

1. Mitokondria, struktur, signifikansi fungsional

Ciri-ciri umum mitokondria. Mitokondria (Yunani "mitos" - benang, "chondrion" - butiran, butiran) adalah organel bermembran ganda berbentuk bulat, lonjong atau batang dengan diameter sekitar 0,2-1 mikron dan panjang hingga 7-10 mikron. Organel inidapat dideteksi menggunakan mikroskop cahaya karena ukurannya yang besar dan padat. Ciri-ciri struktur internalnya hanya dapat dipelajari dengan menggunakan mikroskop elektron.Mitokondria ditemukan pada tahun 1894 oleh R. Altman, yang memberinya nama “bioblas”.Istilah "mitokondria" diperkenalkan oleh K. Benda pada tahun 1897. Mitokondria adalah hampir masuk semua sel eukariotik. Organisme anaerobik (amuba usus, dll.) tidak memiliki mitokondria. NomorJumlah mitokondria dalam satu sel berkisar antara 1 hingga 100 ribu.dan tergantung pada jenis, aktivitas fungsional dan umur sel. Jadi, sel tumbuhan mempunyai mitokondria lebih sedikit dibandingkan sel hewan; dan masuklebih banyak pada sel muda dibandingkan pada sel tua.Siklus hidup mitokondria adalah beberapa hari. Di dalam sel, mitokondria biasanya terakumulasi di dekat area sitoplasma di mana terjadi kebutuhan akan ATP. Misalnya, pada otot jantung, mitokondria terletak di dekat miofibril, dan pada sperma, mitokondria membentuk selubung spiral di sekitar sumbu flagel.

Struktur ultramikroskopik mitokondria. Mitokondria dibatasi oleh dua membran, yang masing-masing tebalnya sekitar 7 nm. Membran luar dipisahkan dari membran dalam oleh ruang antar membran dengan lebar sekitar 10-20 nm. Membran luarnya halus, dan bagian dalamnya membentuk lipatan - krista (Latin "crista" - punggungan, hasil pertumbuhan), meningkatkan permukaannya. Jumlah krista bervariasi di mitokondria sel yang berbeda. Jumlahnya bisa dari beberapa lusin hingga beberapa ratus. Ada banyak sekali krista di mitokondria sel yang berfungsi aktif, seperti sel otot. Krista mengandung rantai transfer elektron dan fosforilasi ADP terkait (fosforilasi oksidatif). Ruang internal mitokondria diisi dengan zat homogen yang disebut matriks. Krista mitokondria biasanya tidak menutup rongga mitokondria sepenuhnya. Oleh karena itu, seluruh matriksnya kontinu. Matriksnya mengandung molekul DNA sirkular, ribosom mitokondria, dan endapan garam kalsium dan magnesium. Sintesis berbagai jenis molekul RNA terjadi pada DNA mitokondria, ribosom terlibat dalam sintesis sejumlah protein mitokondria. Ukuran DNA mitokondria yang kecil tidak memungkinkan pengkodean sintesis semua protein mitokondria. Oleh karena itu, sintesis sebagian besar protein mitokondria berada di bawah kendali nuklir dan terjadi di sitoplasma sel. Tanpa protein ini, pertumbuhan dan fungsi mitokondria tidak mungkin terjadi. DNA mitokondria mengkodekan protein struktural yang bertanggung jawab atas integrasi yang benar dari komponen fungsional individu dalam membran mitokondria.

Reproduksi mitokondria. Mitokondria berkembang biak dengan cara membagi dengan cara penyempitan atau fragmentasi mitokondria besar menjadi mitokondria yang lebih kecil. Mitokondria yang terbentuk dengan cara ini dapat tumbuh dan membelah kembali.

Fungsi mitokondria. Fungsi utama mitokondria adalah mensintesis ATP. Proses ini terjadi sebagai akibat dari oksidasi substrat organik dan fosforilasi ADP. Tahap pertama dari proses ini terjadi di sitoplasma dalam kondisi anaerobik. Karena substrat utamanya adalah glukosa, maka prosesnya disebut glikolisis. Pada tahap ini, substrat mengalami pemecahan enzimatik menjadi asam piruvat dengan sintesis simultan sejumlah kecil ATP. Tahap kedua terjadi di mitokondria dan membutuhkan kehadiran oksigen. Pada tahap ini terjadi oksidasi lebih lanjut asam piruvat dengan pelepasan CO2 dan transfer elektron ke akseptor. Reaksi ini dilakukan dengan menggunakan sejumlah enzim siklus asam trikarboksilat, yang terlokalisasi dalam matriks mitokondria. Elektron yang dilepaskan selama proses oksidasi pada siklus Krebs ditransfer ke rantai pernafasan (rantai transpor elektron). Dalam rantai pernapasan, mereka bergabung dengan molekul oksigen untuk membentuk molekul air. Akibatnya energi dilepaskan dalam porsi kecil, yang disimpan dalam bentuk ATP. Oksidasi lengkap satu molekul glukosa dengan pembentukan karbon dioksida dan air menyediakan energi untuk mengisi ulang 38 molekul ATP (2 molekul di sitoplasma dan 36 di mitokondria).

Analog mitokondria pada bakteri. Bakteri tidak memiliki mitokondria. Sebaliknya, mereka memiliki rantai transpor elektron yang terletak di membran sel.

2. Plastida, struktur, varietas, fungsi. Masalah asal usul plastida

Plastida (dari bahasa Yunani. plastida– menciptakan, membentuk) - Ini adalah organel membran ganda yang merupakan karakteristik organisme eukariotik fotosintetik.Ada tiga jenis utama plastida: kloroplas, kromoplas, dan leukoplas. Kumpulan plastida dalam suatu sel disebut plastida. Plastida berhubungan satu sama lain melalui asal usul yang sama dalam entogenesis dari proplastida sel meristematik.Masing-masing jenis ini, dalam kondisi tertentu, dapat berubah menjadi satu sama lain. Seperti mitokondria, plastida mengandung molekul DNA sendiri. Oleh karena itu, mereka juga dapat bereproduksi secara mandiri tanpa pembelahan sel.

Kloroplas(dari bahasa Yunani "kloro" - hijau, "plastik" - kuno)- Ini adalah plastida tempat terjadinya fotosintesis.

Ciri-ciri umum kloroplas. Kloroplas adalah organel hijau dengan panjang 5-10 µm dan lebar 2-4 µm. Alga hijau memiliki kloroplas raksasa (kromatofor) yang panjangnya mencapai 50 mikron. Pada tumbuhan tingkat tinggi, kloroplas memiliki bentuk bikonveks atau ellipsoidal. Jumlah kloroplas dalam sel dapat bervariasi dari satu (beberapa ganggang hijau) hingga seribu (bercinta). DI DALAMRata-rata, satu sel tumbuhan tingkat tinggi mengandung 15-50 kloroplas.Biasanya kloroplas tersebar merata di seluruh sitoplasma sel, namun terkadang berkelompok di dekat inti atau membran sel. Ternyata, hal ini tergantung pengaruh luar (intensitas cahaya).

Struktur ultramikroskopik kloroplas. Kloroplas dipisahkan dari sitoplasma oleh dua membran, yang masing-masing tebalnya sekitar 7 nm. Di antara membran terdapat ruang antar membran dengan diameter sekitar 20-30 nm. Membran luarnya halus, sedangkan membran bagian dalam memiliki struktur terlipat. Di antara lipatan-lipatan itu terdapat tilakoid berbentuk seperti disk. Tilakoid membentuk tumpukan seperti uang logam yang disebut biji-bijian. Mgrana dihubungkan satu sama lain oleh tilakoid lain ( lamela, resah). Jumlah tilakoid dalam satu grana bervariasi dari beberapa hingga 50 atau lebih. Pada gilirannya, kloroplas tumbuhan tingkat tinggi mengandung sekitar 50 butir (40-60), tersusun dalam pola kotak-kotak. Pengaturan ini memastikan pencahayaan maksimal pada setiap wajah. Di tengah grana terdapat klorofil, dikelilingi oleh lapisan protein; lalu ada lapisan lipoid, lagi protein dan klorofil. Klorofil memiliki struktur kimia yang kompleks dan terdapat dalam beberapa modifikasi ( a, b, c, d ). Tumbuhan tingkat tinggi dan alga mengandung x sebagai pigmen utamaklorofil a dengan rumus C 55 H 72 O 5 N 4 Mg . Mengandung klorofil sebagai tambahan B (tumbuhan tingkat tinggi, alga hijau), klorofil c (coklat dan diatom), klorofil D (alga merah).Pembentukan klorofil hanya terjadi dengan adanya cahaya dan besi, yang berperan sebagai katalis.Matriks kloroplas merupakan zat homogen tidak berwarna yang mengisi ruang antar tilakoid.Matriks berisienzim "fase gelap" fotosintesis, DNA, RNA, ribosom.Selain itu, pengendapan primer pati berupa butiran pati terjadi di dalam matriks.

Sifat-sifat kloroplas:

· semi-otonomi (mereka memiliki alat sintesis protein sendiri, tetapi sebagian besar informasi genetik terletak di dalam nukleus);

· kemampuan bergerak mandiri (menjauhi sinar matahari langsung);

· kemampuan untuk bereproduksi secara mandiri.

Reproduksi kloroplas. Kloroplas berkembang dari proplastida, yang mampu bereplikasi melalui fisi. Pada tumbuhan tingkat tinggi, pembelahan kloroplas dewasa juga terjadi, tetapi sangat jarang. Seiring bertambahnya usia daun dan batang serta buah matang, kloroplas kehilangan warna hijaunya, berubah menjadi kromoplas.

Fungsi kloroplas. Fungsi utama kloroplas adalah fotosintesis. Selain fotosintesis, kloroplas melakukan sintesis ATP dari ADP (fosforilasi), sintesis lipid, pati, dan protein. Kloroplas juga mensintesis enzim yang menyediakan fase cahaya fotosintesis.

Kromoplas(dari bahasa Yunani kromatos – warna, cat dan “ plastik " – kuno)Ini adalah plastida berwarna. Warnanya disebabkan oleh adanya pigmen berikut: karoten (oranye-kuning), likopen (merah) dan xantofil (kuning). Kromoplas banyak terdapat pada sel kelopak bunga dan kulit buah. Kebanyakan kromoplas ditemukan pada buah-buahan dan bunga serta daun yang layu. Kromoplas dapat berkembang dari kloroplas, yang kehilangan klorofil dan menumpuk karotenoid. Ini terjadi ketika banyak buah matang: ketika diisi dengan jus matang, warnanya menjadi kuning, merah muda atau merah.Fungsi utama kromoplas adalah memberi warna pada bunga, buah, dan biji.

Berbeda dengan leukoplas dan khususnya kloroplas, membran dalam kloroplas tidak membentuk tilakoid (atau membentuk tilakoid tunggal). Kromoplas merupakan hasil akhir perkembangan plastida (kloroplas dan plastida berubah menjadi kromoplas).

Leukoplas(dari bahasa Yunani leucos – putih, plastos – kuno, dibuat). Ini adalah plastida yang tidak berwarnabulat, bulat telur, berbentuk gelendong. Ditemukan di bagian bawah tanah tanaman, biji, epidermis, dan inti batang. Terutama kaya leukoplas umbi kentang.Cangkang bagian dalam membentuk beberapa tilakoid. Dalam cahaya, kloroplas terbentuk dari kloroplas.Leukoplas tempat pati sekunder disintesis dan terakumulasi disebut amiloplas, minyak – eylaloplast, protein – proteoplas. Fungsi utama leukoplas adalah akumulasi nutrisi.

3. Masalah asal usul mitokondria dan plastida. Otonomi relatif

Ada dua teori utama tentang asal usul mitokondria dan plastida. Ini adalah teori filiasi langsung dan endosimbiosis berurutan. Menurut teori filiasi langsung, mitokondria dan plastida terbentuk melalui kompartementalisasi sel itu sendiri. Eukariota fotosintetik berevolusi dari prokariota fotosintetik. Dalam sel eukariotik autotrofik yang dihasilkan, mitokondria dibentuk melalui diferensiasi intraseluler. Akibat hilangnya plastida, hewan dan jamur berevolusi dari autotrof.

Teori yang paling dibuktikan adalah teori endosimbiosis sekuensial. Menurut teori ini, kemunculan sel eukariotik melalui beberapa tahap simbiosis dengan sel lain. Pada tahap pertama, sel-sel seperti bakteri heterotrofik anaerobik termasuk bakteri aerobik yang hidup bebas, yang berubah menjadi mitokondria. Sejalan dengan ini, dalam sel inang prokariotik, genofor dibentuk menjadi nukleus yang diisolasi dari sitoplasma. Dengan cara ini, sel eukariotik pertama, yang bersifat heterotrofik, muncul. Sel eukariotik yang muncul, melalui simbiosis berulang, termasuk ganggang biru-hijau, yang menyebabkan munculnya struktur tipe kloroplas di dalamnya. Jadi, sel eukariotik heterotrofik sudah memiliki mitokondria ketika sel eukariotik memperoleh plastida sebagai hasil simbiosis. Selanjutnya, akibat seleksi alam, mitokondria dan kloroplas kehilangan sebagian materi genetiknya dan berubah menjadi struktur dengan otonomi terbatas.

Bukti teori endosimbiotik:

1. Kesamaan struktur dan proses energi pada bakteri dan mitokondria, di satu sisi, dan pada ganggang biru-hijau dan kloroplas, di sisi lain.

2. Mitokondria dan plastida punya sendiri-sendirisistem sintesis protein tertentu (DNA, RNA, ribosom). Kekhususan sistem ini terletak pada otonominya dan perbedaan tajam dengan yang ada di sel.

3. DNA mitokondria dan plastida adalahmolekul siklik atau linier kecil,yang berbeda dengan DNA nukleus dan karakteristiknya mendekati DNA sel prokariotik.Sintesis DNA mitokondria dan plastida tidakbergantung pada sintesis DNA inti.

4. Mitokondria dan kloroplas mengandung i-RNA, t-RNA, dan r-RNA. Ribosom dan rRNA organel ini sangat berbeda dengan yang ada di sitoplasma. Secara khusus, ribosom mitokondria dan kloroplas, tidak seperti ribosom sitoplasma, sensitif terhadap antibiotik kloramfenikol, yang menghambat sintesis protein dalam sel prokariotik.

5. Peningkatan jumlah mitokondria terjadi melalui pertumbuhan dan pembelahan mitokondria asli. Peningkatan jumlah kloroplas terjadi melalui perubahan proplastida, yang selanjutnya berkembang biak dengan pembelahan.

Teori ini menjelaskan dengan baik pelestarian sisa-sisa sistem replikasi di mitokondria dan plastida dan memungkinkan kita membangun filogeni yang konsisten dari prokariota hingga eukariota.

Otonomi relatif kloroplas dan plastida. Dalam beberapa hal, mitokondria dan kloroplas berperilaku seperti organisme otonom. Misalnya, struktur ini hanya terbentuk dari mitokondria dan kloroplas asli. Hal ini ditunjukkan dalam percobaan pada sel tumbuhan, di mana pembentukan kloroplas ditekan oleh antibiotik streptomisin, dan pada sel ragi, di mana pembentukan mitokondria ditekan oleh obat lain. Setelah dampak seperti itu, sel tidak pernah memulihkan organel yang hilang. Alasannya adalah mitokondria dan kloroplas mengandung sejumlah materi genetik (DNA) sendiri yang mengkode sebagian strukturnya. Jika DNA ini hilang, yang terjadi ketika pembentukan organel ditekan, maka struktur tersebut tidak dapat diciptakan kembali. Kedua jenis organel ini memiliki sistem sintesis proteinnya sendiri (ribosom dan RNA transfer), yang agak berbeda dari sistem sintesis protein utama sel; misalnya diketahui bahwa sistem organel yang mensintesis protein dapat ditekan dengan bantuan antibiotik, namun tidak berpengaruh pada sistem utama. Organel DNA bertanggung jawab atas sebagian besar pewarisan ekstrachromosomal, atau sitoplasma. Keturunan ekstrachromosomal tidak mematuhi hukum Mendel, karena ketika sel membelah, DNA organel ditransmisikan ke sel anak dengan cara yang berbeda dari kromosom. Studi tentang mutasi yang terjadi pada DNA organel dan DNA kromosom menunjukkan bahwa DNA organel hanya bertanggung jawab atas sebagian kecil struktur organel; sebagian besar protein mereka dikodekan dalam gen yang terletak pada kromosom. Otonomi relatif mitokondria dan plastida dianggap sebagai salah satu bukti asal muasal simbiosisnya.

Struktur plastida: 1 - membran luar; 2 - membran bagian dalam; 3 - stroma; 4 - tilakoid; 5 - biji-bijian; 6 - lamela; 7 - butiran pati; 8 - tetes lipid.

Plastida hanya merupakan ciri khas sel tumbuhan. Membedakan tiga jenis utama plastida: leukoplas adalah plastida tidak berwarna pada sel bagian tumbuhan yang tidak berwarna, kromoplas adalah plastida yang berwarna biasanya kuning, merah dan jingga, kloroplas adalah plastida berwarna hijau.

Kloroplas. Pada sel tumbuhan tingkat tinggi, kloroplas berbentuk lensa bikonveks. Panjang kloroplas berkisar antara 5 hingga 10 mikron, diameter - dari 2 hingga 4 mikron. Kloroplas dibatasi oleh dua membran. Membran luar (1) halus, bagian dalam (2) memiliki struktur lipatan yang kompleks. Lipatan terkecil disebut tilakoid(4). Kumpulan tilakoid yang tersusun seperti tumpukan uang logam disebut segi(5). Kloroplas mengandung rata-rata 40–60 butir, tersusun dalam pola kotak-kotak. Grana terhubung satu sama lain melalui saluran pipih - lamela(6). Membran tilakoid mengandung pigmen fotosintetik dan enzim yang menyediakan sintesis ATP. Pigmen fotosintesis utama adalah klorofil, yang menentukan warna hijau kloroplas.

Ruang interior kloroplas terisi stroma(3). Stroma mengandung DNA “telanjang” melingkar, ribosom tipe 70S, enzim siklus Calvin, dan butiran pati (7). Di dalam setiap tilakoid terdapat reservoir proton, dan H+ terakumulasi. Kloroplas, seperti mitokondria, mampu bereproduksi secara otonom dengan membelah menjadi dua. Mereka ditemukan di sel-sel bagian hijau tumbuhan tingkat tinggi, terutama banyak kloroplas di daun dan buah-buahan hijau. Kloroplas tumbuhan tingkat rendah disebut kromatofor.

Fungsi kloroplas: fotosintesis. Kloroplas diyakini berasal dari cyanobacteria endosimbiotik purba (teori simbiogenesis). Asumsi ini didasarkan pada kesamaan kloroplas dan bakteri modern dalam sejumlah karakteristik (DNA melingkar, “telanjang”, ribosom tipe 70S, metode reproduksi).

Leukoplas. Bentuknya bermacam-macam (bulat, bulat, menangkup, dll). Leukoplas dibatasi oleh dua membran. Membran luar halus, membran dalam membentuk sedikit tilakoid. Stroma mengandung DNA “telanjang” melingkar, ribosom tipe 70S, enzim untuk sintesis dan hidrolisis nutrisi cadangan. Tidak ada pigmen. Sel-sel organ bawah tanah tumbuhan (akar, umbi, rimpang, dll.) memiliki banyak leukoplas. Fungsi leukoplas: sintesis, akumulasi dan penyimpanan nutrisi cadangan. Amiloplas- leukoplas yang mensintesis dan mengakumulasi pati, elaioplas- minyak, proteinoplas- protein. Zat yang berbeda dapat terakumulasi dalam leukoplas yang sama.

Kromoplas. Dibatasi oleh dua membran. Membran luar halus, membran dalam halus atau membentuk tilakoid tunggal. Stroma mengandung DNA melingkar dan pigmen - karotenoid, yang memberi warna kuning, merah atau oranye pada kromoplas. Bentuk akumulasi pigmen berbeda-beda: dalam bentuk kristal, dilarutkan dalam tetesan lipid (8), dll. Terkandung dalam sel buah matang, kelopak bunga, daun musim gugur, dan jarang pada tanaman umbi-umbian. Kromoplas dianggap sebagai tahap akhir perkembangan plastida.

Fungsi kromoplas: mewarnai bunga dan buah sehingga menarik penyerbuk dan penyebar benih.

Semua jenis plastida dapat dibentuk dari proplastida. Proplastida- organel kecil yang terdapat pada jaringan meristematik. Karena plastida memiliki asal usul yang sama, interkonversi di antara keduanya dimungkinkan. Leukoplas dapat berubah menjadi kloroplas (umbi kentang menjadi hijau jika terkena cahaya), kloroplas - menjadi kromoplas (daun menguning dan buah memerah). Transformasi kromoplas menjadi leukoplas atau kloroplas dianggap mustahil.

Kloroplas adalah plastida hijau tumbuhan tingkat tinggi yang mengandung klorofil, pigmen fotosintesis. Mereka adalah benda bulat berukuran 4 hingga 10 mikron. Komposisi kimia kloroplas: sekitar 50% protein, 35% lemak, 7% pigmen, sejumlah kecil DNA dan RNA. Perwakilan dari berbagai kelompok tumbuhan memiliki kompleks pigmen berbeda yang menentukan warna dan berperan dalam fotosintesis. Ini adalah subtipe klorofil dan karotenoid (xantofil dan karoten). Jika dilihat di bawah mikroskop cahaya, terlihat struktur granular plastida - ini adalah grana. Di bawah mikroskop elektron, kantung pipih kecil transparan (tangki, atau grana) diamati, dibentuk oleh membran protein-lipid dan terletak langsung di stroma. Selain itu, ada yang dikelompokkan dalam bungkusan mirip kolom uang logam (gran tilakoid), ada pula yang lebih besar, terletak di antara tilakoid. Berkat struktur ini, permukaan sintesis aktif kompleks gran lipid-protein-pigmen, tempat fotosintesis terjadi dalam cahaya, meningkat.
Kromoplas
Leukoplas Mereka adalah plastida tidak berwarna yang fungsi utamanya biasanya sebagai penyimpanan. Ukuran organel ini relatif kecil. Bentuknya bulat atau agak lonjong dan merupakan ciri khas semua sel tumbuhan hidup. Dalam leukoplas, sintesis senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks dilakukan - pati, lemak, protein, yang disimpan sebagai cadangan di umbi, akar, biji, buah. Di bawah mikroskop elektron terlihat bahwa setiap leukoplas ditutupi dengan membran dua lapis, pada stroma hanya terdapat satu atau sejumlah kecil hasil membran, ruang utama diisi dengan zat organik. Tergantung pada zat apa yang terakumulasi di stroma, leukoplas dibagi menjadi amiloplas, proteinoplas, dan eleoplas.

74. Bagaimana struktur inti dan perannya dalam sel? Struktur inti manakah yang menentukan fungsinya? Apa itu kromatin?

Inti sel merupakan komponen utama sel yang membawa informasi genetik, inti sel terletak di bagian tengah. Bentuknya bermacam-macam, namun selalu bulat atau lonjong. Ukurannya bervariasi. Isi kernelnya cair konsistensinya. Ada membran, kromatin, kariolimfe (sari inti), dan nukleolus. Selubung inti terdiri dari 2 membran yang dipisahkan oleh ruang perinuklear. Cangkangnya dilengkapi dengan pori-pori tempat pertukaran molekul besar berbagai zat. Bisa dalam 2 keadaan: istirahat - interfase dan pembelahan - mitosis atau meiosis.

Nukleus menjalankan dua kelompok fungsi umum: satu terkait dengan penyimpanan informasi genetik itu sendiri, yang lain dengan implementasinya, memastikan sintesis protein.

Kelompok pertama mencakup proses yang terkait dengan pemeliharaan informasi herediter dalam bentuk struktur DNA yang tidak berubah. Proses-proses ini dikaitkan dengan adanya apa yang disebut enzim perbaikan yang menghilangkan kerusakan spontan pada molekul DNA (putusnya salah satu rantai DNA, bagian dari kerusakan radiasi), yang menjaga struktur molekul DNA praktis tidak berubah dari generasi ke generasi. atau organisme. Selanjutnya, reproduksi atau reduplikasi molekul DNA terjadi di dalam nukleus, yang memungkinkan dua sel menerima jumlah informasi genetik yang sama persis, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Proses perubahan dan rekombinasi materi genetik terjadi di dalam inti, yang diamati selama meiosis (pindah silang). Akhirnya, inti terlibat langsung dalam distribusi molekul DNA selama pembelahan sel.

Kelompok proses seluler lain yang disediakan oleh aktivitas nukleus adalah penciptaan alat sintesis protein itu sendiri. Ini bukan hanya sintesis, transkripsi pada molekul DNA dari berbagai RNA pembawa pesan dan RNA ribosom. Pada inti eukariota, pembentukan subunit ribosom juga terjadi melalui pengompleksan RNA ribosom yang disintesis di nukleolus dengan protein ribosom, yang disintesis di sitoplasma dan ditransfer ke nukleus.

Dengan demikian, nukleus tidak hanya merupakan tempat penyimpanan materi genetik, tetapi juga tempat materi tersebut berfungsi dan berkembang biak. Oleh karena itu, kerontokan rambut dan terganggunya salah satu fungsi di atas akan merugikan sel secara keseluruhan. Dengan demikian, terganggunya proses perbaikan akan menyebabkan perubahan struktur primer DNA dan otomatis terjadi perubahan struktur protein, yang tentunya akan mempengaruhi aktivitas spesifiknya, yang mungkin hilang begitu saja atau berubah sedemikian rupa sehingga tidak akan terjadi lagi. menyediakan fungsi seluler, akibatnya sel mati. Gangguan pada replikasi DNA akan mengakibatkan terhentinya reproduksi sel atau munculnya sel dengan informasi genetik yang tidak lengkap, yang juga merugikan sel. Gangguan distribusi materi genetik (molekul DNA) selama pembelahan sel akan menimbulkan akibat yang sama. Kerugian akibat kerusakan nukleus atau jika terjadi pelanggaran terhadap proses pengaturan sintesis segala bentuk RNA secara otomatis akan menyebabkan terhentinya sintesis protein di dalam sel atau gangguan beratnya.
Kromatin(Yunani χρώματα - warna, cat) - ini adalah substansi kromosom - kompleks DNA, RNA dan protein. Kromatin ditemukan di dalam inti sel eukariotik dan merupakan bagian dari nukleoid pada prokariota. Dalam komposisi kromatin informasi genetik diwujudkan, serta replikasi dan perbaikan DNA.

75. Bagaimana struktur dan jenis kromosom? Apa yang dimaksud dengan kariotipe, autosom, heterosom, set kromosom diploid dan haploid?

Kromosom adalah organel inti sel, yang totalitasnya menentukan sifat dasar keturunan sel dan organisme. Kumpulan lengkap kromosom dalam sel, karakteristik suatu organisme tertentu, disebut kariotipe. Dalam setiap sel tubuh sebagian besar hewan dan tumbuhan, setiap kromosom diwakili dua kali: salah satunya diterima dari ayah, yang lain dari ibu selama peleburan inti sel germinal selama proses pembuahan. Kromosom seperti itu disebut homolog, dan sekumpulan kromosom homolog disebut diploid. Dalam kumpulan kromosom sel organisme dioecious terdapat sepasang (atau beberapa pasang) kromosom seks, yang, pada umumnya, berbeda dalam karakteristik morfologi jenis kelamin yang berbeda; kromosom yang tersisa disebut autosom. Pada mamalia, gen yang menentukan jenis kelamin suatu organisme terletak pada kromosom seks.
Pentingnya kromosom sebagai organel seluler yang bertanggung jawab atas penyimpanan, reproduksi, dan implementasi informasi herediter ditentukan oleh sifat biopolimer yang menyusunnya.
Autosom Pada organisme hidup dengan penentuan jenis kelamin kromosom, kromosom berpasangan disebut identik pada organisme jantan dan betina. Dengan kata lain, kecuali kromosom seks, semua kromosom lain pada organisme dioecious akan menjadi autosom.
Autosom ditandai dengan nomor seri. Jadi, seseorang memiliki 46 kromosom dalam set diploid, dimana 44 autosom (22 pasang, ditandai dengan angka 1 sampai 22) dan satu pasang kromosom seks (XX pada wanita dan XY pada pria).
Himpunan Kromosom Haploid Mari kita mulai dengan himpunan haploid. Ini adalah kumpulan kromosom yang sama sekali berbeda, mis. dalam organisme haploid terdapat beberapa struktur nukleoprotein ini, berbeda satu sama lain (foto). Kumpulan kromosom haploid merupakan ciri khas tumbuhan, alga, dan jamur. Himpunan Kromosom Diploid Himpunan ini merupakan kumpulan kromosom yang masing-masing mempunyai rangkap, yaitu. struktur nukleoprotein ini tersusun berpasangan (foto). Seperangkat kromosom diploid merupakan ciri khas semua hewan, termasuk manusia. Ngomong-ngomong, tentang yang terakhir. Orang yang sehat memiliki 46 di antaranya, yaitu. 23 pasang. Namun, jenis kelaminnya hanya ditentukan oleh dua, yang disebut seksual - X dan Y. Baca lebih lanjut di SYL.ru:

76. Mendefinisikan siklus sel dan mengkarakterisasi fase-fasenya. Apa fungsi kehidupan yang disediakan oleh pembelahan sel?

Siklus sel- ini adalah periode keberadaan sel dari saat pembentukannya dengan pembelahan sel induk hingga pembelahan atau kematiannya sendiri.

Siklus sel eukariotik terdiri dari dua periode:
1Periode pertumbuhan sel, disebut “interfase”, di mana DNA dan protein disintesis dan terjadi persiapan untuk pembelahan sel.

2Masa pembelahan sel disebut “fase M” (dari kata mitosis – mitosis).

Pembelahan sel. Pertumbuhan suatu organisme terjadi melalui pembelahan sel-selnya. Kemampuan untuk membelah adalah sifat terpenting dalam kehidupan seluler. Ketika sel membelah, seluruh komponen strukturalnya berlipat ganda, menghasilkan dua sel baru. Cara pembelahan sel yang paling umum adalah mitosis - pembelahan sel tidak langsung.

Sebelumnya24252627282930313233343536373839Berikutnya

Plastida

Plastida adalah organel sitoplasma utama sel tumbuhan autotrofik. Nama ini berasal dari kata Yunani “plastos”, yang berarti “kuno”.

Fungsi utama plastida adalah sintesis zat organik, karena adanya struktur sintesis DNA dan RNA serta proteinnya sendiri. Plastida juga mengandung pigmen yang memberi warna. Semua jenis organel ini memiliki struktur internal yang kompleks. Bagian luar plastida ditutupi oleh dua membran dasar, ada sistem membran internal yang terbenam dalam stroma atau matriks.

Klasifikasi plastida berdasarkan warna dan fungsinya melibatkan pembagian organel menjadi tiga jenis: kloroplas, leukoplas, dan kromoplas. Plastida alga disebut kromatofor.

Kloroplas adalah plastida hijau tumbuhan tingkat tinggi yang mengandung klorofil, pigmen fotosintesis. Mereka adalah benda bulat berukuran 4 hingga 10 mikron. Komposisi kimia kloroplas: sekitar 50% protein, 35% lemak, 7% pigmen, sejumlah kecil DNA dan RNA. Perwakilan dari berbagai kelompok tumbuhan memiliki kompleks pigmen berbeda yang menentukan warna dan berperan dalam fotosintesis. Ini adalah subtipe klorofil dan karotenoid (xantofil dan karoten). Jika dilihat di bawah mikroskop cahaya, terlihat struktur granular plastida - ini adalah grana. Di bawah mikroskop elektron, kantung pipih kecil transparan (tangki, atau grana) diamati, dibentuk oleh membran protein-lipid dan terletak langsung di stroma.

Selain itu, ada yang dikelompokkan dalam bungkusan mirip kolom uang logam (gran tilakoid), ada pula yang lebih besar, terletak di antara tilakoid. Berkat struktur ini, permukaan sintesis aktif kompleks gran lipid-protein-pigmen, tempat fotosintesis terjadi dalam cahaya, meningkat.

Kromoplas- plastida yang warnanya kuning, jingga atau merah karena penumpukan karotenoid di dalamnya. Karena adanya kromoplas, daun musim gugur, kelopak bunga, dan buah matang (tomat, apel) memiliki warna yang khas. Organel ini bisa bermacam-macam bentuknya - bulat, poligonal, terkadang berbentuk jarum.

Leukoplas Mereka adalah plastida tidak berwarna yang fungsi utamanya biasanya sebagai penyimpanan. Ukuran organel ini relatif kecil.

Bentuknya bulat atau agak lonjong dan merupakan ciri khas semua sel tumbuhan hidup. Dalam leukoplas, sintesis senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks dilakukan - pati, lemak, protein, yang disimpan sebagai cadangan di umbi, akar, biji, buah. Di bawah mikroskop elektron terlihat bahwa setiap leukoplas ditutupi dengan membran dua lapis, pada stroma hanya terdapat satu atau sejumlah kecil hasil membran, ruang utama diisi dengan zat organik. Tergantung pada zat apa yang terakumulasi di stroma, leukoplas dibagi menjadi amiloplas, proteinoplas, dan eleoplas.

Semua jenis plastida mempunyai asal usul yang sama dan mampu berubah dari satu jenis ke jenis lainnya. Jadi, transformasi leukoplas menjadi kloroplas diamati ketika umbi kentang berubah menjadi hijau saat terkena cahaya, dan pada musim gugur, klorofil dihancurkan di kloroplas daun hijau, dan diubah menjadi kromoplas, yang dimanifestasikan dengan menguningnya daun. Setiap sel tumbuhan tertentu hanya dapat mengandung satu jenis plastida.

Plastida adalah organel sel tumbuhan dan beberapa protozoa fotosintesis. Hewan dan jamur tidak memiliki plastida.

Plastida terbagi menjadi beberapa jenis. Yang paling penting dan terkenal adalah kloroplas, yang mengandung pigmen hijau klorofil, yang menjamin proses fotosintesis.

Jenis plastida lainnya adalah kromoplas beraneka warna dan leukoplas tidak berwarna. Amiloplas, lipidoplas, dan proteinoplas juga dibedakan, yang sering dianggap sebagai jenis leukoplas.

Semua jenis plastida terkait satu sama lain melalui asal usul yang sama atau kemungkinan interkonversi. Plastida berkembang dari proplastida - organel sel meristematik yang lebih kecil.

Struktur plastida

Kebanyakan plastida adalah organel bermembran ganda; mereka memiliki membran luar dan dalam.

Namun, ada organisme yang plastidanya memiliki empat membran, hal ini disebabkan oleh karakteristik asal usulnya.

Di banyak plastida, terutama di kloroplas, sistem membran internal berkembang dengan baik, membentuk struktur seperti tilakoid, grana (tumpukan tilakoid), lamela - tilakoid memanjang yang menghubungkan grana yang berdekatan. Isi bagian dalam plastida biasanya disebut stroma. Antara lain mengandung butiran pati.

Dipercaya bahwa dalam proses evolusi, plastida muncul dengan cara yang mirip dengan mitokondria - dengan memasukkan sel prokariotik lain ke dalam sel inang, yang dalam hal ini mampu melakukan fotosintesis. Oleh karena itu, plastida dianggap sebagai organel semi-otonom. Mereka dapat membelah terlepas dari pembelahan sel; mereka memiliki DNA, RNA, ribosom tipe prokariotik sendiri, yaitu alat sintesis proteinnya sendiri. Ini tidak berarti bahwa plastida tidak menerima protein dan RNA dari sitoplasma. Beberapa gen yang mengontrol fungsinya terletak di dalam nukleus.

Fungsi plastida

Fungsi plastida bergantung pada jenisnya. Kloroplas melakukan fungsi fotosintesis. Leukoplas mengakumulasi nutrisi cadangan: pati di amiloplas, lemak di elaioplast (lipidoplas), protein di proteinoplas.

Kromoplas, karena pigmen karotenoid yang dikandungnya, mewarnai berbagai bagian tumbuhan - bunga, buah, akar, daun musim gugur, dll. Warna cerah sering kali menjadi semacam sinyal untuk hewan penyerbuk dan penyalur buah dan biji.

Di bagian hijau tanaman yang mengalami degenerasi, kloroplas berubah menjadi kromoplas. Pigmen klorofil dihancurkan, sehingga pigmen yang tersisa, meskipun jumlahnya sedikit, terlihat jelas di plastida dan mewarnai dedaunan dengan warna kuning-merah.

Plastida adalah organel sel tumbuhan. Salah satu jenis plastida adalah kloroplas fotosintetik. Varietas umum lainnya adalah kromoplas dan leukoplas. Semuanya disatukan oleh kesatuan asal usul dan rencana umum struktur. Membedakan dominasi pigmen tertentu dan fungsi yang dilakukan.

Plastida berkembang dari proplastida, yang terdapat dalam sel-sel jaringan pendidikan dan ukurannya jauh lebih kecil daripada organel dewasa. Selain itu, plastida mampu membelah menjadi dua melalui penyempitan, mirip dengan pembelahan bakteri.

Pada struktur plastida terdapat membran luar dan dalam, isi bagian dalam adalah stroma, sistem membran bagian dalam yang terutama berkembang pada kloroplas yang membentuk tilakoid, grana dan lamela.

Stroma mengandung DNA, ribosom, dan berbagai jenis RNA. Jadi, seperti mitokondria, plastida mampu mensintesis sendiri beberapa molekul protein yang diperlukan. Dipercaya bahwa dalam proses evolusi, plastida dan mitokondria muncul sebagai hasil simbiosis berbagai organisme prokariotik, salah satunya menjadi sel inang, dan yang lain menjadi organelnya.

Fungsi plastida bergantung pada jenisnya:

• kloroplas→ fotosintesis,
• kromoplas→ pewarnaan bagian tumbuhan,
• leukoplas→ pasokan nutrisi.

Sel tumbuhan sebagian besar mengandung satu jenis plastida. Kloroplas didominasi oleh pigmen klorofil, itulah sebabnya sel-sel yang mengandungnya berwarna hijau. Kromoplas mengandung pigmen karotenoid yang memberi warna mulai dari kuning, oranye, hingga merah.

Leukoplas tidak berwarna.

Warna-warna cerah pada bunga dan buah tanaman dengan kromoplas menarik serangga penyerbuk dan hewan penyebar biji. Pada daun musim gugur, klorofil dihancurkan, sehingga warnanya ditentukan oleh karotenoid. Karena itu, dedaunan memperoleh warna yang sesuai. Dalam hal ini, kloroplas berubah menjadi kromoplas, yang sering dianggap sebagai tahap akhir perkembangan plastida.

Saat terkena cahaya, leukoplas dapat berubah menjadi kloroplas. Hal ini dapat diamati pada umbi kentang ketika umbi kentang mulai berubah warna menjadi hijau jika terkena cahaya.

Ada beberapa jenis leukoplas tergantung pada jenis zat yang terakumulasi di dalamnya:

• proteinoplas→ protein,
• elaioplas, atau lipidoplas, → lemak,
• amiloplas→ karbohidrat, biasanya dalam bentuk pati.

Plastida adalah organel sitoplasma utama sel tumbuhan autotrofik. Nama ini berasal dari kata Yunani “plastos”, yang berarti “kuno”.

Fungsi utama plastida adalah sintesis zat organik, karena adanya struktur sintesis DNA dan RNA serta proteinnya sendiri. Plastida juga mengandung pigmen yang memberi warna. Semua jenis organel ini memiliki struktur internal yang kompleks. Bagian luar plastida ditutupi oleh dua membran dasar, ada sistem membran internal yang terbenam dalam stroma atau matriks.

Klasifikasi plastida berdasarkan warna dan fungsinya melibatkan pembagian organel menjadi tiga jenis: kloroplas, leukoplas, dan kromoplas. Plastida alga disebut kromatofor.

Ini adalah plastida hijau tumbuhan tingkat tinggi yang mengandung klorofil, pigmen fotosintesis. Mereka adalah benda bulat berukuran 4 hingga 10 mikron. Komposisi kimia kloroplas: sekitar 50% protein, 35% lemak, 7% pigmen, sejumlah kecil DNA dan RNA. Perwakilan dari berbagai kelompok tumbuhan memiliki kompleks pigmen berbeda yang menentukan warna dan berperan dalam fotosintesis. Ini adalah subtipe klorofil dan karotenoid (xantofil dan karoten).

Jika dilihat di bawah mikroskop cahaya, terlihat struktur granular plastida - ini adalah grana. Di bawah mikroskop elektron, kantung pipih kecil transparan (tangki, atau grana) diamati, dibentuk oleh membran protein-lipid dan terletak langsung di stroma. Selain itu, ada yang dikelompokkan dalam bungkusan mirip kolom uang logam (gran tilakoid), ada pula yang lebih besar, terletak di antara tilakoid. Berkat struktur ini, permukaan sintesis aktif kompleks gran lipid-protein-pigmen, tempat fotosintesis terjadi dalam cahaya, meningkat.

Ini adalah plastida yang warnanya kuning, oranye atau merah, karena akumulasi karotenoid di dalamnya. Karena adanya kromoplas, daun musim gugur, kelopak bunga, dan buah matang (tomat, apel) memiliki warna yang khas. Organel ini bisa bermacam-macam bentuknya - bulat, poligonal, terkadang berbentuk jarum.

Leukoplas

Mereka adalah plastida tidak berwarna, yang fungsi utamanya biasanya adalah penyimpanan. Ukuran organel ini relatif kecil. Bentuknya bulat atau agak lonjong dan merupakan ciri khas semua sel tumbuhan hidup. Dalam leukoplas, sintesis senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks dilakukan - pati, lemak, protein, yang disimpan sebagai cadangan di umbi, akar, biji, buah. Di bawah mikroskop elektron terlihat bahwa setiap leukoplas ditutupi dengan membran dua lapis, pada stroma hanya terdapat satu atau sejumlah kecil hasil membran, ruang utama diisi dengan zat organik. Tergantung pada zat apa yang terakumulasi di stroma, leukoplas dibagi menjadi amiloplas, proteinoplas, dan eleoplas.