Хлоропластың құрылысы мен қызметі. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.

  Хлоропластардың кұрылысы

 Хлоропластардың кұрылысы митохондриялардың құрылысына ұқсас болғанымен де көптеген ерекшеліктері де бар. Хлоропластардың пішіні көбіне сопақша болып келеді, оның ұзындығы 5—10 мкм, ені 2—4 мкм. Хлоропластардың саны әр өсімдікте әр түрлі, жоғары сатыдағы өсімдіктерде 10—30 шамасында. Хлоропластарды ішкі және сыртқы мембраналар қоршап жатады, олардың, қалыңдьғы 7 нм. Хлоропластардың ішіне орналаскан стромалардың ламеллаларын құрайтын және тилакоидтардың құрамына кіретін мембраналарды байқауға болады Строманың ламеллаларын құрайтын мембраналар Жалпақ қапшықтар тәрізді: олар хлоропластардың ішкі мембранасымен тығыз байланысып, бір- біріне параллель орналасады. 16-сурет. Пластидтердің кұрылысы. Жалпақ, жабық мембраналы қапшықтар — тилакоидтер бірінің үстіне бірі орналасып, граналар түзеді. Бір гранада 50-ге дейін тилакоидтер бар. Хлоропластың барлық граналары өзара мембраналар арқылы байланыскан. Хлорофилл осы граналарда шоғырланғандықтан, мүнда фотосинтез процесі жүреді.

 Хлоропластар – балдырлардың талломдары, жас сабағы, піспеген жемістерінің клеткаларында болатын сопақ және диаметрі 4-5 мкм болатын домалақ пішінді жасыл түсті пластидтер.

 Жоғары сатыдағы өсімдіктердің фотосинтез үрдісі хлоропластарында жүреді. Хлоропластар тек қана жарық бар жерде жетіледі. Хлоропласттарда хлорофилл және каротиноид пигменттері кездеседі.

 Бір мезофилл жасушасында 40-50 хлоропласттар, ал жапырақтың бір миллиметр квадратында 500 000-ға жуық хлоропласттар кездеседі. Цитоплазмада хлоропласттар клетка қабықшасына паралель орналасады.

 Ақуыздар мен липоидтардан басқа олардың құрамдарына 4 пигмент кіреді: хлорофил a, b, каротин және ксантофил. Жапырақтарда хлорофил a хлорофил b-ға қарағанда үш есе артық болады. Кейбір балдырларда хлорофил b жоқ болып, оның орнына c және d хлофилдері кездеседі.

 Жоғары сатыдағы өсімдіктерде хлоропластың пішіні дөңгелек немесе сопақша, линза тәрізді, көбінесе дәнге ұқсас болып келеді. Сондықтан олардың жасушаларындағы хлоропластарды хлорофилл дәндері деп, ал балдырлар клеткаларындағы хлоропластарды хроматофорлар деп атайды. Хлоропластың көлемі жоғарғы сатыдағы өсімдіктерде 2-7 мкм, қалыңдығы 1-2 мкм. Тірі хлоропласттың құрамында 50% ақуыз, 33% липидтер, 5-10% хлорофилдер, 1-2% каротиноидтар, аз мөлшерде ДНҚ мен РНҚ, кейбір минералды тұздар, E, K, D дәрумендері, ферменттер мен 75 % су болады. Хлорофилл – көміртегі, сутегі, оттегі және азот атомдары мен магний атомдарынан тұратын күрделі қосылыс. Химиялық құрылымы жағынан қанның қызыл түйіршіктері Hb секілді. Хлорофилдер қызыл және көк-күлгін түстерді сіңіреді. Жасыл түсті шағылыстыратын болғандықтан, өсімдіктерге жасыл рең береді. Фотосинтез үрдісі кезінде басты рольді хлорофилдер ойнайды.

 Хлоропластты қосқабатты мембрана қаптап тұрады. Бұл мембрананың жалпы биологиялық мембраналарға тән. Жартылай өткізгіштік, сұрыптаулық қасиеттері бар. Мембрана   арқылы хлоропласт цитоплазмадан бөлінеді. Ал ондағы саңылаулар арқылы цитоплазма мен хлоропласт арасында үнемі зат алмасу үрдісі жүріп тұрады. Хлоропластың сыртқы және ішкі мембрана аралығындағы қуысының ені 10-30 нм.

 Хлоропластардың ішкі құрылысы неғұрлым күрделі. Мембрананың іші түссіз строма немесе матрикспен толтырылған. Хлоропластың строма немесе матрикс деп аталатын денесі гидрофильді ақуызды-липоидты қосылыстан тұрады

 Пропластидтерден хлоропластар түзілу үрдісінде оның матриксінде күрделі мембраналы жүйе пайда болады. Хлоропластың ішкі мембранасының қатпарларынан стромада оған кесе көлденең орналасқан ламеллалар немесе тилакоидтар деп аталатын қос мембраналы тақталы құрылымдар түзіледі. Әрбір тилакоид хлороплатың қабықшасы секілді екі мембранадан тұрады.  Ламеллалар бір-біріне паралель жанаса келіп, топтасып аса ұсақ денелер – грандар түзеді. Грандардағы ламеллалар ұштары бір-бірімен жалғасып, тұйықталуынан диск пайда болады. Стромадағы грандар гранаралық тилакоидтар арқылы байланысады. Хлоропластың пигменттері стромада шашырамай ламеллаларда жинақталған.

 Хлоропластар стромасындағы тилакоидтар жүйесінен басқа рибосомалар, крахмал дәндері, ДНҚ жіпшелері және пластоглобулдар бар. Крахмал дәндері  фотосинтез өнімдерін уақытша жинайтын орын. Өсімдіктер 24 сағат қараңғы жерде тұрса крахмал дәндері жойылып кетеді де, жарыққа шығарғаннан кейін 3-4 сағат ішінде қайта пайда болады.

 Хлоропластар қарапайым бөліну   жолымен көбейеді. Хлоропластар жартылай автономды органеллалар, кей жағдайда бактерияларды еске түсіреді. Мысалы, бактериялардың рибосомалары секілді, хлоропласттардың рибосомалары укариоттардың рибосомаларынан 3 есе кіші. Ақуыз синтезі бактериялар мен хлоропласттарда хлорамфетикол антибиотигімен басылады, ал эукариот клеткаларында ондай әсер ету болмайды. Сондай-ақ, бактерияларда да, хлоропласттарда да ашық түсті, грансыз, ДНК жіпшелері бар бөлімшелер түрінде бір немесе бірнеше нуклеотидтері болады. Пластидтер мен бактериялардың ДНҚ-ы бірдей, яғни, мембранамен қоршалмаған, гистондармен байланыспаған, пішіні сақиналы.

 Хлоропласттардың басты қызметі – фотосинтез. Сонымен қатар олар аминқышқылдары мен май қышқылдарының синтезіне қатысады. Крахмалдың қорын уақытша жинайтын орын.

 Хлоропластарда жасыл пигмент хлорофилл, сонымен қатар каратиноидтар тобына жататын пигменттерден каротин (қызғыш түсті) және ксантофилл (сары түсті) болады. Хлоропластардың негізгі қызметі тікелей хлорофилмен байланысты. Дәлірек айтқанда органикалық емес заттардан күннің энергиясының қатысуымен органикалық заттарды синтездеу (фотосинтез) болып табылады. Соңцықтанда хлоропластар өсімдіктің тек күннің жарығы түсетін, жер бетіндегі органдарының клеткаларында ғана болады. Өсімдіктердің түсінің жасыл болуы хлоропластарға тікелей байланысты болады.

 Жоғарғы сатыдағы өсімдіктерде хлоропластардың формасы көп жағдайда линза тәрізді болады. Олардың диаметрі 4—6 мкм., ал қалыңдығы 1—3 мкм.-ден аспайды.

 Балдырларда жасыл пластидтерді хромотофора деп атайды, олардың формасы мен мөлшері алуан түрлі болады. Олардың формасы жұлдызша, лента, тор тәрізді және басқаша болып келеді (9-сурет). Әдетте цитоплазмада 1-ден 50-ге дейін хлоропластар болады. Олар цитоплазманың қабықшаға жақын қабаттарыңда орналасады. Жарық шашыраңқы түскенде хлоропластар клетканың қабықшасына жақын орналасады және оларға жалпақ жағымен бұрылып тұрады, ал ашық күнде олар клетка қабықшасына керісінше жіңішке жағымен бұрылады немесе бүйірлік қабықшаға ауысып тұрады.

 Хлоропластардың ішінде строма деп аталынатын заттар болады. Олар арқылы параллель орналасқан мембраналардың системасы өтіп жатады. Мембраналар жалпақ қапшық тәрізді болады, оларды тилакоидтар немесе ламеллалар деп атайды. Жоғарғы сатыдағы өсімдіктердің көпшілігінің тилакоидтарының бір бөлігінің формасы диск тәрізді болады. Бұл тилакоидтар топтасып грандар деп аталынатын бірінің үстіне бірі қаланған кішкентай дискалардан түратын үйінділер түзеді. Хролофилл мен каратиноидтар гранның тилакоидтарының өрбір екі мембранасының бірінде кездеседі. Грандар бір-бірімен строманың тилакоидтарымен байланысып тұрады. Хлоропластардың сыртында орналасқан мембраналар, кейде қатпарлар (складкалар) түзеді де строманың тилакоидына айналады. Стромада ДНК-ның молекулалары, рибосомалар, пластоглобулалар деп аталынатын, липидтердің тамшылары, крахмал дәндері және басқада қосымша заттар болады.

 Крахмал фотосинтез процесінің нәтижесінде хлоропластарда түзіледі, оны фотосинтездік немесе алғашқы крахмал деп атайды. Ферменттердің көмегімен фотосинтездік крахмал қантқа айналады, сөйтіп глюкоза түрінде жапырақтан органдардың түзілуіне қажетті зат ретінде тасымалданады немесе артық қор заты ретінде жиналады.

 Пайдаланылған әдебиет

•  Биоморфология терминдерінің түсіндірме сөздігі/ — Алматы: «Сөздік-Словарь», 2009. ISBN 9965-822-54-9
•  Цитология және гистология. Оқу құралы. Сапаров Қ.Ә. — Алматы: Қазақ университеті, 2009. — 128 бет. ISBN 978-601-247-057-4