Los plastidios son los principales orgánulos citoplasmáticos de las células vegetales autótrofas. El nombre proviene de la palabra griega “plastos”, que significa “formado”.
La función principal de los plastidios es la síntesis de sustancias orgánicas, debido a la presencia de estructuras propias de ADN y ARN y de síntesis de proteínas. Los plástidos también contienen pigmentos que les dan color. Todos los tipos de estos orgánulos tienen una estructura interna compleja. El exterior del plástido está recubierto por dos membranas elementales; existe un sistema de membranas internas inmersas en el estroma o matriz.
La clasificación de los plastidios por color y función implica dividir estos orgánulos en tres tipos: cloroplastos, leucoplastos y cromoplastos. Los plastidios de las algas se llaman cromatóforos.
Los cloroplastos son plastidios verdes de plantas superiores que contienen clorofila, un pigmento fotosintético. Son cuerpos redondos que miden entre 4 y 10 micras. Composición química del cloroplasto: aproximadamente 50% de proteína, 35% de grasa, 7% de pigmentos, una pequeña cantidad de ADN y ARN. Los representantes de diferentes grupos de plantas tienen diferentes complejos de pigmentos que determinan el color y participan en la fotosíntesis. Estos son subtipos de clorofila y carotenoides (xantofila y caroteno). Cuando se observa con un microscopio óptico, se ve la estructura granular de los plastidios: estos son grana. Al microscopio electrónico se observan pequeños sacos aplanados transparentes (cisternas o grana), formados por una membrana proteica-lípida y situados directamente en el estroma. Además, algunos de ellos se agrupan en paquetes similares a columnas de monedas (gran tilacoides), otros, de mayor tamaño, se sitúan entre los tilacoides. Gracias a esta estructura, aumenta la superficie de síntesis activa del gran complejo lípido-proteína-pigmento, en el que se produce la fotosíntesis con la luz.
Los cromoplastos son plastidios cuyo color es amarillo, naranja o rojo, lo que se debe a la acumulación de carotenoides en ellos. Debido a la presencia de cromoplastos, las hojas de otoño, los pétalos de las flores y los frutos maduros (tomates, manzanas) tienen un color característico. Estos orgánulos pueden tener varias formas: redondas, poligonales y, a veces, en forma de aguja.
Los leucoplastos son plastidios incoloros cuya función principal suele ser el almacenamiento. Los tamaños de estos orgánulos son relativamente pequeños. Tienen forma redonda o ligeramente oblonga y son características de todas las células vegetales vivas. En los leucoplastos, se lleva a cabo la síntesis a partir de compuestos simples de otros más complejos: almidón, grasas, proteínas, que se almacenan en reserva en tubérculos, raíces, semillas y frutos. Bajo un microscopio electrónico, se nota que cada leucoplasto está cubierto con una membrana de dos capas, en el estroma solo hay una o una pequeña cantidad de excrecencias de membrana, el espacio principal está lleno de sustancias orgánicas. Dependiendo de las sustancias que se acumulan en el estroma, los leucoplastos se dividen en amiloplastos, proteinoplastos y eleoplastos.
Todos los tipos de plastidios tienen un origen común y son capaces de cambiar de un tipo a otro. Así, la transformación de los leucoplastos en cloroplastos se observa cuando los tubérculos de patata se vuelven verdes con la luz, y en otoño, la clorofila se destruye en los cloroplastos de las hojas verdes y se transforman en cromoplastos, lo que se manifiesta por el color amarillento de las hojas. Cada célula vegetal específica puede contener sólo un tipo de plastidio.
En los albores del desarrollo de la vida en la Tierra, todas las formas celulares estaban representadas por bacterias. Absorbieron sustancias orgánicas disueltas en el océano primordial a través de la superficie del cuerpo.
Con el tiempo, algunas bacterias se han adaptado para producir sustancias orgánicas a partir de inorgánicas. Para ello, utilizaron la energía de la luz solar. Surgió el primer sistema ecológico en el que estos organismos eran productores. Como resultado, el oxígeno liberado por estos organismos apareció en la atmósfera terrestre. Con su ayuda, puedes obtener mucha más energía del mismo alimento y usar la energía adicional para complicar la estructura del cuerpo: dividir el cuerpo en partes.
Uno de los logros importantes de la vida es la separación del núcleo y el citoplasma. El núcleo contiene información hereditaria. Una membrana especial alrededor del núcleo permitió protegerlo contra daños accidentales. Según sea necesario, el citoplasma recibe órdenes del núcleo que dirigen la vida y el desarrollo de la célula.
Los organismos en los que el núcleo está separado del citoplasma han formado el superreino nuclear (estos incluyen plantas, hongos y animales).
Así, la célula, base de la organización de plantas y animales, surgió y se desarrolló en el curso de la evolución biológica.
Incluso a simple vista, o mejor aún con una lupa, se puede ver que la pulpa de una sandía madura está formada por granos o granos muy pequeños. Estas son células, los "bloques de construcción" más pequeños que forman los cuerpos de todos los organismos vivos, incluidas las plantas.
La vida de una planta se lleva a cabo mediante la actividad combinada de sus células, creando un todo único. Con la multicelularidad de las partes de la planta, hay una diferenciación fisiológica de sus funciones, la especialización de varias células dependiendo de su ubicación en el cuerpo de la planta.
Una célula vegetal se diferencia de una célula animal en que tiene una membrana densa que cubre el contenido interno por todos lados. La celda no es plana (como se suele representar), lo más probable es que parezca una burbuja muy pequeña llena de contenido mucoso.
Estructura y funciones de una célula vegetal.
Consideremos una célula como una unidad estructural y funcional de un organismo. El exterior de la célula está cubierto por una densa pared celular, en la que hay secciones más delgadas llamadas poros. Debajo hay una película muy delgada, una membrana que cubre el contenido de la célula, el citoplasma. En el citoplasma hay cavidades: vacuolas llenas de savia celular. En el centro de la célula o cerca de la pared celular hay un cuerpo denso: un núcleo con un nucléolo. El núcleo está separado del citoplasma por la envoltura nuclear. Pequeños cuerpos llamados plastidios se distribuyen por todo el citoplasma.
Estructura de una célula vegetal.
Estructura y funciones de los orgánulos de las células vegetales.
| organoide | Dibujo | Descripción | Función | Peculiaridades |
Pared celular o membrana plasmática. | Incoloro, transparente y muy duradero. | Pasa sustancias dentro y fuera de la célula. | La membrana celular es semipermeable. |
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Citoplasma | Sustancia espesa y viscosa | Todas las demás partes de la celda se encuentran en ella. | Esta en constante movimiento |
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Núcleo (parte importante de la célula) | Redondo u ovalado | Asegura la transferencia de propiedades hereditarias a las células hijas durante la división. | Parte central de la celda. |
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De forma esférica o irregular. | Participa en la síntesis de proteínas. | |||
 | Reservorio separado del citoplasma por una membrana. Contiene savia celular | Se acumulan nutrientes sobrantes y productos de desecho que la célula no necesita. | A medida que la célula crece, las vacuolas pequeñas se fusionan en una vacuola grande (central). |
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plastidios | cloroplastos | Utilizan la energía luminosa del sol y crean materia orgánica a partir de inorgánica. | La forma de los discos delimitados del citoplasma por una doble membrana. |
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Cromoplastos | Formado como resultado de la acumulación de carotenoides. | Amarillo, naranja o marrón |
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 | Leucoplastos | Plastidos incoloros | ||
Membrana nuclear | Consta de dos membranas (exterior e interior) con poros. | Separa el núcleo del citoplasma. | Permite el intercambio entre el núcleo y el citoplasma. |
La parte viva de una célula es un sistema estructurado, ordenado y rodeado de membranas de biopolímeros y estructuras de membrana interna involucrados en un conjunto de procesos metabólicos y energéticos que mantienen y reproducen todo el sistema en su conjunto.
Una característica importante es que la célula no tiene membranas abiertas con extremos libres. Las membranas celulares siempre limitan cavidades o áreas, cerrándolas por todos lados.
Diagrama generalizado moderno de una célula vegetal.
plasmalema(membrana celular externa) es una película ultramicroscópica de 7,5 nm de espesor, compuesta de proteínas, fosfolípidos y agua. Se trata de una película muy elástica que se humedece bien con agua y recupera rápidamente su integridad después de un daño. Tiene una estructura universal, es decir típica de todas las membranas biológicas. En las células vegetales, fuera de la membrana celular hay una pared celular fuerte que crea un soporte externo y mantiene la forma de la célula. Se compone de fibra (celulosa), un polisacárido insoluble en agua.
Plasmodesmas Las células vegetales, son túbulos submicroscópicos que atraviesan las membranas y están revestidos por una membrana plasmática, que así pasa de una célula a otra sin interrupción. Con su ayuda se produce la circulación intercelular de soluciones que contienen nutrientes orgánicos. También transmiten biopotenciales y otra información.
Porami llamadas aberturas en la membrana secundaria, donde las células están separadas sólo por la membrana primaria y la lámina mediana. Las áreas de la membrana primaria y la placa intermedia que separan los poros adyacentes de las células adyacentes se denominan membrana del poro o película de cierre del poro. La película de cierre del poro está perforada por túbulos plasmodésmicos, pero normalmente no se forma un orificio pasante en los poros. Los poros facilitan el transporte de agua y solutos de una célula a otra. Los poros se forman en las paredes de las células vecinas, normalmente una frente a otra.
Membrana celular tiene una capa bien definida, relativamente gruesa, de naturaleza polisacárida. La cáscara de una célula vegetal es producto de la actividad del citoplasma. En su formación participan activamente el aparato de Golgi y el retículo endoplásmico.
Estructura de la membrana celular.
La base del citoplasma es su matriz, o hialoplasma, un complejo sistema coloidal incoloro y ópticamente transparente capaz de realizar transiciones reversibles de sol a gel. La función más importante del hialoplasma es unir todas las estructuras celulares en un solo sistema y asegurar la interacción entre ellas en los procesos del metabolismo celular.
hialoplasma(o matriz citoplasmática) constituye el ambiente interno de la célula. Se compone de agua y varios biopolímeros (proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, lípidos), de los cuales la mayor parte son proteínas de diversa especificidad química y funcional. El hialoplasma también contiene aminoácidos, monosacáridos, nucleótidos y otras sustancias de bajo peso molecular.
Los biopolímeros forman con agua un medio coloidal que, según las condiciones, puede ser denso (en forma de gel) o más líquido (en forma de sol), tanto en todo el citoplasma como en sus secciones individuales. En el hialoplasma, varios orgánulos e inclusiones se localizan e interactúan entre sí y con el entorno del hialoplasma. Además, su ubicación suele ser específica de determinados tipos de células. A través de la membrana bilípida, el hialoplasma interactúa con el entorno extracelular. En consecuencia, el hialoplasma es un entorno dinámico y juega un papel importante en el funcionamiento de los orgánulos individuales y en la vida de las células en general.
Formaciones citoplasmáticas - orgánulos.
Los orgánulos (orgánulos) son componentes estructurales del citoplasma. Tienen cierta forma y tamaño y son estructuras citoplasmáticas obligatorias de la célula. Si faltan o están dañados, la célula suele perder su capacidad de seguir existiendo. Muchos de los orgánulos son capaces de dividirse y autorreproducirse. Sus tamaños son tan pequeños que sólo pueden verse con un microscopio electrónico.
Centro
El núcleo es el orgánulo más prominente y generalmente el más grande de la célula. Fue explorado en detalle por primera vez por Robert Brown en 1831. El núcleo proporciona las funciones metabólicas y genéticas más importantes de la célula. Tiene una forma bastante variable: puede ser esférica, ovalada, lobulada o lenticular.
El núcleo juega un papel importante en la vida de la célula. Una célula a la que se le ha quitado el núcleo ya no secreta membrana y deja de crecer y sintetizar sustancias. Los productos de descomposición y destrucción se intensifican en él, como resultado de lo cual muere rápidamente. No se produce la formación de un nuevo núcleo a partir del citoplasma. Los nuevos núcleos se forman únicamente dividiendo o aplastando el antiguo.
El contenido interno del núcleo es la cariolinfa (jugo nuclear), que llena el espacio entre las estructuras del núcleo. Contiene uno o más nucléolos, así como una cantidad significativa de moléculas de ADN conectadas a proteínas específicas: las histonas.
Estructura central
nucleolo
El nucléolo, al igual que el citoplasma, contiene predominantemente ARN y proteínas específicas. Su función más importante es la de formar ribosomas, que llevan a cabo la síntesis de proteínas en la célula.
aparato de Golgi
El aparato de Golgi es un orgánulo que se distribuye universalmente en todo tipo de células eucariotas. Es un sistema de varios niveles de sacos de membrana planos, que se espesan a lo largo de la periferia y forman procesos vesiculares. Generalmente se encuentra cerca del núcleo.
aparato de Golgi
El aparato de Golgi incluye necesariamente un sistema de pequeñas vesículas (vesículas), que se desprenden de cisternas engrosadas (discos) y se ubican a lo largo de la periferia de esta estructura. Estas vesículas desempeñan el papel de un sistema de transporte intracelular para gránulos de sectores específicos y pueden servir como fuente de lisosomas celulares.
Las funciones del aparato de Golgi también consisten en la acumulación, separación y liberación fuera de la célula mediante vesículas de productos de síntesis intracelular, productos de descomposición y sustancias tóxicas. Los productos de la actividad sintética de la célula, así como diversas sustancias que ingresan a la célula desde el medio ambiente a través de los canales del retículo endoplásmico, se transportan al aparato de Golgi, se acumulan en este orgánulo y luego en forma de gotitas o granos ingresan al citoplasma. y son utilizados por la propia célula o excretados al exterior. En las células vegetales, el aparato de Golgi contiene enzimas para la síntesis de polisacáridos y el propio material polisacárido, que se utiliza para construir la pared celular. Se cree que participa en la formación de vacuolas. El aparato de Golgi lleva el nombre del científico italiano Camillo Golgi, quien lo descubrió por primera vez en 1897.
lisosomas
Los lisosomas son pequeñas vesículas limitadas por una membrana cuya función principal es realizar la digestión intracelular. El uso del aparato lisosomal se produce durante la germinación de la semilla de una planta (hidrólisis de los nutrientes de reserva).
Estructura de un lisosoma
microtúbulos
Los microtúbulos son estructuras supramoleculares membranosas que consisten en glóbulos de proteínas dispuestos en espiral o en filas rectas. Los microtúbulos realizan una función predominantemente mecánica (motora), asegurando la movilidad y contractilidad de los orgánulos celulares. Ubicados en el citoplasma, dan a la célula una determinada forma y garantizan la estabilidad de la disposición espacial de los orgánulos. Los microtúbulos facilitan el movimiento de orgánulos hacia lugares determinados por las necesidades fisiológicas de la célula. Un número importante de estas estructuras se localizan en el plasmalema, cerca de la membrana celular, donde participan en la formación y orientación de las microfibrillas de celulosa de las paredes celulares vegetales.
Estructura de microtúbulos
vacuola
La vacuola es el componente más importante de las células vegetales. Es una especie de cavidad (depósito) en la masa del citoplasma, llena con una solución acuosa de sales minerales, aminoácidos, ácidos orgánicos, pigmentos, carbohidratos y separada del citoplasma por una membrana vacuolar: el tonoplasto.
El citoplasma llena toda la cavidad interna solo en las células vegetales más jóvenes. A medida que la célula crece, la disposición espacial de la masa inicialmente continua de citoplasma cambia significativamente: aparecen pequeñas vacuolas llenas de savia celular y toda la masa se vuelve esponjosa. Con un mayor crecimiento celular, las vacuolas individuales se fusionan, empujando las capas de citoplasma hacia la periferia, como resultado de lo cual la célula formada generalmente contiene una vacuola grande y el citoplasma con todos los orgánulos se encuentra cerca de la membrana.
Los compuestos orgánicos y minerales solubles en agua de las vacuolas determinan las correspondientes propiedades osmóticas de las células vivas. Esta solución de cierta concentración es una especie de bomba osmótica para la penetración controlada en la célula y la liberación de agua, iones y moléculas de metabolitos.
En combinación con la capa de citoplasma y sus membranas, caracterizadas por propiedades semipermeables, la vacuola forma un sistema osmótico eficaz. Osmóticamente se determinan indicadores de células vegetales vivas como el potencial osmótico, la fuerza de succión y la presión de turgencia.
Estructura de la vacuola
plastidios
Los plástidos son los orgánulos citoplasmáticos más grandes (después del núcleo), inherentes únicamente a las células de los organismos vegetales. No se encuentran sólo en las setas. Los plastidios juegan un papel importante en el metabolismo. Están separados del citoplasma por una doble membrana y algunos tipos tienen un sistema de membranas internas bien desarrollado y ordenado. Todos los plastidios son del mismo origen.
cloroplastos- los plastidios más comunes y funcionalmente más importantes de los organismos fotoautótrofos que llevan a cabo procesos fotosintéticos que, en última instancia, conducen a la formación de sustancias orgánicas y la liberación de oxígeno libre. Los cloroplastos de las plantas superiores tienen una estructura interna compleja.
Estructura del cloroplasto
Los tamaños de los cloroplastos en diferentes plantas no son los mismos, pero en promedio su diámetro es de 4 a 6 micrones. Los cloroplastos pueden moverse bajo la influencia del movimiento del citoplasma. Además, bajo la influencia de la iluminación, se observa un movimiento activo de los cloroplastos de tipo ameboide hacia la fuente de luz.
La clorofila es la sustancia principal de los cloroplastos. Gracias a la clorofila, las plantas verdes pueden utilizar la energía luminosa.
Leucoplastos(plastidios incoloros) son cuerpos citoplasmáticos claramente definidos. Sus tamaños son algo más pequeños que los de los cloroplastos. Su forma también es más uniforme, acercándose a la esférica.
Estructura del leucoplasto
Se encuentra en células epidérmicas, tubérculos y rizomas. Cuando se iluminan, muy rápidamente se convierten en cloroplastos con el correspondiente cambio en la estructura interna. Los leucoplastos contienen enzimas con las que se sintetiza almidón a partir del exceso de glucosa formada durante la fotosíntesis, la mayor parte del cual se deposita en tejidos u órganos de almacenamiento (tubérculos, rizomas, semillas) en forma de granos de almidón. En algunas plantas, las grasas se depositan en leucoplastos. La función de reserva de los leucoplastos se manifiesta ocasionalmente en la formación de proteínas de reserva en forma de cristales o inclusiones amorfas.
Cromoplastos en la mayoría de los casos son derivados de cloroplastos, ocasionalmente, leucoplastos.
Estructura cromoplasta
La maduración de los escaramujos, los pimientos y los tomates se acompaña de la transformación de los cloroplastos o leucoplastos de las células de la pulpa en plastos caratinoides. Estos últimos contienen pigmentos plastidios predominantemente amarillos: carotenoides que, cuando están maduros, se sintetizan intensamente en ellos, formando gotitas de lípidos coloreados, glóbulos sólidos o cristales. En este caso, se destruye la clorofila.
mitocondrias
Las mitocondrias son orgánulos característicos de la mayoría de las células vegetales. Tienen una forma variable de palos, granos e hilos. Descubierto en 1894 por R. Altman mediante un microscopio óptico, y posteriormente se estudió la estructura interna mediante un microscopio electrónico.
La estructura de las mitocondrias.
Las mitocondrias tienen una estructura de doble membrana. La membrana exterior es lisa, la interior forma excrecencias de varias formas: tubos en las células vegetales. El espacio dentro de la mitocondria está lleno de un contenido semilíquido (matriz), que incluye enzimas, proteínas, lípidos, sales de calcio y magnesio, vitaminas, así como ARN, ADN y ribosomas. El complejo enzimático de las mitocondrias acelera el complejo e interconectado mecanismo de reacciones bioquímicas que dan como resultado la formación de ATP. En estos orgánulos, las células reciben energía: la energía de los enlaces químicos de los nutrientes se convierte en enlaces de ATP de alta energía en el proceso de respiración celular. Es en las mitocondrias donde se produce la degradación enzimática de carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos con la liberación de energía y su posterior conversión en energía ATP. La energía acumulada se gasta en procesos de crecimiento, en nuevas síntesis, etc. Las mitocondrias se multiplican por división y viven unos 10 días, tras lo cual se destruyen.
Retículo endoplásmico
El retículo endoplásmico es una red de canales, tubos, vesículas y cisternas ubicadas dentro del citoplasma. Descubierto en 1945 por el científico inglés K. Porter, se trata de un sistema de membranas con estructura ultramicroscópica.
Estructura del retículo endoplásmico.
Toda la red está unida en un todo único con la membrana celular externa de la envoltura nuclear. Hay RE lisos y rugosos, que transportan ribosomas. En las membranas del RE liso hay sistemas enzimáticos implicados en el metabolismo de las grasas y los carbohidratos. Este tipo de membrana predomina en las células seminales ricas en sustancias de almacenamiento (proteínas, carbohidratos, aceites); los ribosomas están unidos a la membrana granular del EPS y durante la síntesis de una molécula de proteína, la cadena polipeptídica con ribosomas se sumerge en el canal del EPS. Las funciones del retículo endoplasmático son muy diversas: transporte de sustancias tanto dentro de la célula como entre células vecinas; División de una célula en secciones separadas en las que tienen lugar simultáneamente varios procesos fisiológicos y reacciones químicas.
ribosomas
Los ribosomas son orgánulos celulares sin membrana. Cada ribosoma consta de dos partículas que no son idénticas en tamaño y se pueden dividir en dos fragmentos, que continúan conservando la capacidad de sintetizar proteínas después de combinarse en un ribosoma completo.
estructura ribosoma
Los ribosomas se sintetizan en el núcleo, luego lo abandonan y pasan al citoplasma, donde se unen a la superficie exterior de las membranas del retículo endoplásmico o se ubican libremente. Dependiendo del tipo de proteína que se sintetice, los ribosomas pueden funcionar solos o combinarse en complejos: polirribosomas.
La estructura de una célula vegetal es estudiada por la ciencia: la fisiología vegetal. Celúla es la unidad estructural básica como verdura, entonces organismo animal. Es la parte más pequeña de un organismo que tiene las propiedades de un ser vivo.
Plantas unicelulares y pluricelulares.
Comer plantas unicelulares y pluricelulares. Los primeros incluyen algunos que constan de una sola célula, y en este caso dicha célula lleva a cabo todas sus funciones inherentes. Las plantas multicelulares no son una simple suma de células, sino organismo único, en el que forman diversos tejidos y órganos que interactúan entre sí.Elementos estructurales de una célula vegetal.
Células vegetales Son muy diversos tanto en tamaño y forma, como en las funciones que desempeñan, pero básicamente constan de las mismas partes. La estructura de una célula vegetal adulta.- - caparazón,
- - plato medio,
- - espacio intercelular,
- - plasmodesmos,
- - plasmalema,
- - tonoplasto,
- - vacuola,
- - citoplasma,
- - una gota de aceite,
- - mitocondrias,
- - cloroplasto,
- - grana en el cloroplasto,
- - grano de almidón en el cloroplasto,
- - centro,
- - membrana nuclear,
- - nucleolo,
- - cromatina.
- conchas,
- protoplasma,
- vacuolas
Protoplasma
Protoplasma- ésta es la sustancia viva del cuerpo; en él tienen lugar las reacciones metabólicas más complejas características de la vida. El protoplasma contiene una gran cantidad de películas de membrana, en cuya formación juegan un papel importante los compuestos de proteínas con fosfátidos (sustancias similares a las grasas). Debido a la presencia de membranas, el protoplasma tiene enormes superficies internas en las que se producen a gran velocidad los procesos de adsorción (absorción) y desorción (liberación) de sustancias y su movimiento. Una gran cantidad de membranas que separan el contenido de la célula permite que varias sustancias en la célula no se mezclen y se muevan simultáneamente en direcciones opuestas. Sin embargo, las propiedades fisicoquímicas de las membranas son variables; cambian continuamente dependiendo de las condiciones internas y externas, lo que permite autorregular los procesos bioquímicos.Composición química del protoplasma.
Composición química del protoplasma. muy complicado. Se compone de compuestos orgánicos e inorgánicos que se encuentran tanto en estado coloidal como disuelto. Un objeto conveniente para estudiar la composición química del protoplasma es el plasmodio de los ficomicetos, que es un protoplasma desnudo sin cáscara. A continuación se muestra la composición total del protoplasma de los ficomicetos (en % de peso seco): Sustancias orgánicas solubles en agua.................. ........................ ........................ 40.7 De cual: azúcar................... ................................ ............................ ........................ .................. 14.2 proteínas..... ......................... ................................. ................... ................................................. ............. .......... 22 aminoácidos, bases orgánicas y otros compuestos nitrogenados..... 24.3 Sustancias orgánicas insolubles en agua..... ................ ................................. 55,9 De los cuales: nucleoproteínas .................. ......................................... ......... ................................. 32.2 ácidos nucleicos libres... ......... ................................................. ... .................. 2,5 globulinas (proteínas simples) .................... ..... ................................................. . ................ 0,5 lipoproteínas................................. .................................................... ......... ........................... 4,8 grasas neutras.......... ....................................................... ............. ................................... 6 ,8 fitoesteroles (alcoholes de alto peso molecular) .................................................... ................. 3.2 Fosfátidos................................ ................................. ................................. ................................. ........................ 1.3 otras sustancias orgánicas.................................... ........... ................................................. ..... ..... 4.6 Minerales................................... ..... ................................................. ......... 3.4 La composición química del protoplasma es similar a la indicada anteriormente, pero puede variar según el tipo, edad y órgano de la planta. El protoplasma contiene hasta un 80% de agua (el protoplasma de las semillas latentes contiene entre un 5 y un 15%). Impregna todo el sistema coloidal de protoplasma, siendo su elemento estructural. En el protoplasma, las reacciones químicas ocurren todo el tiempo, para cuya ocurrencia es necesario que los compuestos que reaccionan estén en solución.Citoplasma
La parte principal del protoplasma es citoplasma, que es el contenido semilíquido de la célula y llena su espacio interno. El citoplasma contiene el núcleo, los plastidios, las mitocondrias (condriosomas), los ribosomas y el aparato de Golgi. La membrana externa del citoplasma que bordea la membrana celular se llama plasmalema. La membrana plasmática permite el paso fácilmente del agua y de muchos iones, pero retiene moléculas grandes. En el borde del citoplasma con la vacuola también se forma una membrana llamada tonoplasto. El citoplasma contiene el retículo endoplásmico, que es un sistema de membranas ramificadas conectadas a la membrana externa. Las membranas del retículo endoplásmico forman canales y extensiones, en cuya superficie tienen lugar todas las reacciones químicas. Las propiedades más importantes del citoplasma son la viscosidad y la elasticidad. La viscosidad del citoplasma cambia en función de la temperatura: cuando la temperatura aumenta, la viscosidad disminuye y, por el contrario, cuando disminuye, aumenta. Con alta viscosidad, el metabolismo en la célula disminuye, con baja viscosidad aumenta. La elasticidad del citoplasma se manifiesta en su capacidad de volver a su forma original después de la deformación, lo que indica una determinada estructura del citoplasma. El citoplasma es capaz de moverse, lo que está estrechamente relacionado con las condiciones ambientales. La base del movimiento es la contractilidad de las proteínas en el citoplasma de las células. Un aumento de temperatura acelera el movimiento del citoplasma, la falta de oxígeno lo detiene. Probablemente, el movimiento del citoplasma esté estrechamente relacionado con la transformación de sustancias y energía en la planta. La capacidad del citoplasma para reaccionar a las condiciones externas y adaptarse a ellas se llama irritabilidad. La presencia de irritabilidad caracteriza a un organismo vivo. La respuesta del citoplasma a los efectos de la temperatura, la luz y la humedad requiere el gasto de energía, que se libera durante la respiración. Las hojas de la tímida mimosa se pliegan rápidamente bajo la irritación mecánica, pero con la repetición frecuente de la irritación dejan de responder a ella; esto último aparentemente se debe a la falta de energía. La irritabilidad del citoplasma es la base de todo tipo de movimientos y otros fenómenos de la vida vegetal.Centro
Centro- el orgánulo más importante y más grande de la célula. El tamaño del núcleo depende del tipo de planta y del estado de la célula (en plantas superiores, en promedio, de 5 a 25 micrones). La forma del núcleo suele ser esférica, en las células alargadas es ovalada. Una célula viva generalmente tiene un solo núcleo, pero en las plantas superiores, las células muy alargadas (a partir de las cuales se forman las fibras del líber) contienen varios núcleos. En las células jóvenes que no tienen vacuola, el núcleo suele ocupar una posición central, en los adultos, cuando se forman vacuolas, se desplaza hacia la periferia. El núcleo es un sistema coloidal, pero más viscoso que el citoplasma. Se diferencia del citoplasma en su composición química; El núcleo contiene proteínas básicas y ácidas y diversas enzimas, así como una gran cantidad de ácidos nucleicos, ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). El ADN predomina en el núcleo y no suele encontrarse en el citoplasma. El núcleo está separado del citoplasma por una membrana delgada, o membrana nuclear, en la que hay aberturas: poros. A través de los poros se produce el intercambio entre el núcleo y el citoplasma. Debajo de la membrana se encuentra la savia nuclear, en la que están sumergidos uno o más nucléolos y cromosomas. El nucléolo contiene ácido ribonucleico (ARN), que participa en la síntesis de proteínas, y proteínas que contienen fósforo. El núcleo participa en todos los procesos vitales de la célula; cuando se elimina, la célula muere.plastidios
plastidios Se encuentra sólo en células vegetales. Son claramente visibles con un microscopio normal, ya que son más densos y refractan la luz de forma diferente que el citoplasma. En una célula vegetal adulta, existen 3 tipos de plastidios:- cloroplastos que son de color verde
- cromoplastos amarillos o naranjas,
- los leucoplastos son incoloros.
mitocondrias
Las mitocondrias se encuentran en todas las células vivas y están ubicadas en el citoplasma. Su forma es muy diversa y cambiante, sus tamaños oscilan entre 0,2 y 5 micrones. El número de mitocondrias en una célula oscila entre decenas y varios miles. Son más densos que el citoplasma y tienen una composición química diferente; Contienen entre un 30% y un 40% de proteínas, entre un 28% y un 38% de lipoides y entre un 1% y un 0,6% de ácido ribonucleico. Las mitocondrias se mueven en la célula junto con el citoplasma, pero en algunas células, aparentemente, son capaces de realizar movimientos independientes. El papel de las mitocondrias en el metabolismo celular es muy importante. Las mitocondrias son centros en los que se produce la respiración y la formación de enlaces de alta energía contenidos en el ácido adenosín trifosfórico (ATP) y que tienen un gran aporte de energía (págs. 70, 94-96). La liberación y transferencia de la energía generada se produce con la participación de una gran cantidad de enzimas ubicadas en las mitocondrias.aparato de Golgi
Ubicado en el citoplasma aparato de Golgi, cuya forma es diferente en diferentes células. Puede ser en forma de discos, palos, granos. El aparato de Golgi tiene muchas cavidades rodeadas por una membrana de dos capas. Su función se reduce a la acumulación y eliminación de la célula de diversas sustancias producidas por la célula.ribosomas
ribosomas- Se trata de partículas submicroscópicas en forma de granos de hasta 0,015 micrones de tamaño. Los ribosomas contienen mucha proteína (hasta un 55%) y son ricos en ácido ribonucleico (35%), que constituye el 65% de todo el ácido ribonucleico (ARN) que se encuentra en la célula. Los ribosomas sintetizan proteínas a partir de aminoácidos, lo que sólo es posible en presencia de ARN. Los ribosomas se encuentran en el citoplasma, el núcleo, los plastidios y posiblemente en las mitocondrias. Composición química de los orgánulos. Actualmente, gracias a la creación de centrífugas con enormes velocidades de rotación (decenas de miles de revoluciones por minuto), es posible separar diferentes partes de la célula entre sí, ya que tienen diferente gravedad específica. Por tanto, fue posible estudiar las propiedades bioquímicas de cada parte de la célula. Para comparar la composición química de los orgánulos celulares, presentamos datos (Tabla 1).Composición química de los orgánulos de las células vegetales (en °/o de materia seca)
| organoide | Ardillas | lipoides | Ácidos nucleicos | Nota |
| Citoplasma | 80-95 | 2-3 | 1-2 | La mayoría de los ácidos nucleicos son ADN. |
| Núcleos | 50-80 | 8-40 | 10-30 | |
| plastidios | 30-45 | 20-40 | 0,5-3,0 | |
| mitocondrias | 30-40 | 25-38 | 1-6 | |
| ribosomas | 50-57 | 3-4 | 35 |
Membrana celular
Un rasgo característico de una célula vegetal es la presencia de una capa duradera que le da a la célula una cierta forma y protege el protoplasma del daño. El caparazón puede crecer sólo con la participación del protoplasma. Membrana celular Las células jóvenes se componen principalmente de celulosa (fibra), hemicelulosas y sustancias pectínicas. Las moléculas de celulosa tienen la forma de largas cadenas ensambladas en micelas, cuya disposición varía en las diferentes células. En el lino, el cáñamo y otras fibras, que son células alargadas, las micelas de celulosa se encuentran a lo largo de la célula en un cierto ángulo. En células del mismo diámetro, las micelas están dispuestas en todas direcciones en forma de red. Hay agua en los espacios intermicelares del caparazón. Durante la vida de un organismo vegetal, pueden ocurrir cambios en la estructura de la membrana celular: la membrana puede espesarse y cambiar químicamente. El engrosamiento de la capa se produce desde el interior debido a la actividad vital del protoplasma y no se produce en toda la superficie interna de la célula; Siempre hay áreas no engrosadas: poros, que consisten únicamente en una fina capa de celulosa. A través de los poros ubicados en las células vecinas una frente a la otra, pasan los hilos más delgados de citoplasma, los plasmodesmos, gracias a los cuales se produce el intercambio entre células. Sin embargo, con un engrosamiento muy fuerte de las membranas, el intercambio se vuelve muy difícil, queda muy poco protoplasma en la célula y tales células mueren, por ejemplo, las fibras de lino y cáñamo. También pueden ocurrir cambios químicos en la membrana celular dependiendo de la naturaleza del tejido vegetal. La cutinización ocurre en los tejidos tegumentarios: la epidermis. Al mismo tiempo, la cutina, una sustancia parecida a la grasa que es difícil de transmitir a través de gases y agua, se acumula en los espacios intermicelares de la capa de celulosa. Sin embargo, la cutinización no provoca la muerte celular, ya que los depósitos de cutina no cubren toda la superficie celular. En las células del tejido tegumentario, solo la pared exterior está cutinizada, formando la llamada cutícula. La suberina, una sustancia parecida al corcho, también grasa e impermeable al agua y a los gases, también puede depositarse en las membranas celulares. La deposición de suberina, o suberización, se produce rápidamente en toda la superficie de la cáscara, lo que altera el metabolismo celular y conduce a su muerte. También puede producirse lignificación de la cáscara. En este caso, queda saturado de lignina, lo que provoca el cese del crecimiento celular y, posteriormente, con una lignificación más grave, su muerte.Jugo celular
Una célula vegetal joven está completamente llena de protoplasma, pero a medida que la célula crece, aparecen vacuolas llenas de jugo celular. Al principio, las vacuolas aparecen en grandes cantidades en forma de pequeñas gotas, luego las vacuolas individuales comienzan a fusionarse en una central y el protoplasma es empujado hacia las paredes celulares.
Cambios que se producen en una célula vegetal durante su crecimiento. - - célula joven
- - formación de vacuolas,
- - fusión de vacuolas y empuje del protoplasma hacia la cáscara.
El cloroplasto es uno de los orgánulos permanentes de la célula. Lleva a cabo el proceso más importante de importancia planetaria: la fotosíntesis.
Plano general de la estructura de orgánulos de doble membrana.
Cada orgánulo consta de un aparato de superficie y contenido interno. Los cloroplastos y las mitocondrias son estructuras de células procarióticas, organismos que tienen un núcleo. El aparato de superficie de estos orgánulos consta de dos membranas, entre las cuales hay espacio libre. Espacial y anatómicamente no están conectados con otras partes estructurales de la célula y participan en las mitocondrias, que son orgánulos de la mayoría de especies de hongos, plantas y animales. Sirven para la síntesis de ATP, sustancia que es una especie de reserva de energía para las células. El cloroplasto es también un orgánulo de doble membrana que pertenece al grupo de los plastidios.
Diversidad de plástidos
En las células de los organismos vivos existen tres tipos: cloroplastos, cromoplastos y leucoplastos. Se diferencian en color: el cloroplasto es un plastidio que contiene el pigmento clorofila. Aunque muchas veces, debido a la presencia de otras sustancias colorantes, pueden ser tanto marrones como rojos. Por ejemplo, en las células de diversas algas. Además, los cromoplastos son siempre incoloros. Su función principal es almacenar nutrientes. Entonces, los tubérculos de papa contienen almidón. Los cromoplastos son plastidios que tienen pigmentos carotenoides. Dan color a diferentes partes de las plantas. Las raíces de colores brillantes de las zanahorias y las remolachas y los pétalos de las flores son un excelente ejemplo de esto.
Los plastidios pueden transformarse. Inicialmente surgen de células que son pequeñas vesículas rodeadas por dos membranas. En presencia de energía solar, se convierten en cloroplastos. A medida que las hojas y los tallos envejecen, la clorofila comienza a descomponerse. Como resultado, los plastidios verdes se convierten en cromoplastos.
Pongamos algunos ejemplos más. Todo el mundo ha visto que las hojas cambian de color en otoño. Esto ocurre debido al hecho de que los cloroplastos se convierten en plastidios rojos, amarillos y burdeos. La misma transformación ocurre durante la maduración del fruto. A la luz, los tubérculos de patata se vuelven verdes: comienza a formarse clorofila en los leucoplastos. La etapa final del desarrollo de los plástidos son los cromoplastos, ya que no forman otro tipo de estructuras similares.
¿Qué son los pigmentos?
El color, las funciones y la estructura del cloroplasto están determinados por la presencia de determinadas sustancias: los pigmentos. Por naturaleza, son compuestos orgánicos que colorean diferentes partes de la planta. Las clorofilas son las más comunes. Se encuentran en las células de algas y plantas superiores. Los carotenoides también se encuentran a menudo en la naturaleza. Se encuentran en la mayoría de los seres vivos conocidos. En particular, en todas las plantas se encuentran algunos tipos de microorganismos, insectos, peces y aves. Además de proporcionar color a diversos órganos, los carotenoides son los principales pigmentos visuales que proporcionan la percepción visual y del color.
Estructura de membrana
Los cloroplastos vegetales tienen una doble membrana. Además, el exterior es liso. Y el interior forma excrecencias. Se dirigen al contenido de los cloroplastos, que se llama estroma. Estructuras especiales, tilacoides, también están asociadas con la membrana interna. Visualmente son tanques planos de membrana única. Se pueden colocar individualmente o en pilas de 5 a 20 piezas. Se llaman grana. Los pigmentos se encuentran en estructuras tilacoides. Las principales son las clorofilas y los carotenoides desempeñan un papel de apoyo. Son necesarios para que se produzca la fotosíntesis. El estroma también contiene moléculas de ADN y ARN, granos de almidón y ribosomas.
Funciones de los cloroplastos
La función principal de los plastidios verdes es la síntesis de sustancias orgánicas a partir de inorgánicas utilizando energía luminosa. Sus productos son el polisacárido glucosa y oxígeno. Sin este gas, la respiración de todas las criaturas de la Tierra será imposible. Esto significa que la fotosíntesis es un proceso vital de importancia planetaria.
La estructura del cloroplasto determina sus otras funciones. La síntesis de ATP se produce en la membrana de estos plastidios. La importancia de este proceso radica en la acumulación y almacenamiento de una determinada cantidad de energía. Esto ocurre cuando aparecen condiciones ambientales favorables: disponibilidad de suficiente agua, energía solar y alimentos. Durante los procesos vitales, el ATP se descompone y se libera una cierta cantidad de energía. Se consume durante el crecimiento, desarrollo, movimiento, reproducción y otros procesos vitales. Las funciones de los cloroplastos también incluyen el hecho de que en estos plastidios se sintetizan algunos lípidos y enzimas involucradas en el proceso de fotosíntesis.
La importancia del proceso de fotosíntesis.
El cloroplasto es el vínculo entre la planta y el medio ambiente. Como resultado de la fotosíntesis, no solo se forma oxígeno, sino también hidrógeno, manteniendo una composición constante de la atmósfera. Este proceso limita el contenido de dióxido de carbono, lo que previene la aparición del efecto invernadero, el sobrecalentamiento de la superficie terrestre y la muerte de muchos seres vivos en el planeta. Los cloroplastos, plastidios, que son orgánulos celulares, realizan funciones esenciales que determinan la existencia de vida en la Tierra.
Existen tres tipos de plastidios que se encuentran en las plantas, los cuales se dividen según el tipo de pigmentos que contienen:
cloroplastos,
cromoplastos,
leucoplastos.
Los cloroplastos, que contienen clorofilas, desempeñan un papel vital en el proceso de la fotosíntesis. Los cromoplastos o grupos individuales de carotenoides pueden participar en el proceso de fotosíntesis, pero su papel es más auxiliar. Sin embargo, hay plantas con predominio de cromoplastos (ciruela japonesa, formas decorativas de hojas rojas), que realizan de forma independiente el proceso de fotosíntesis.
Estructura del cloroplasto- una doble membrana que separa el cloroplasto del citoplasma, membranas fotosintéticas - tilacoides estromales y tilacoides granales, la presencia de secciones de ADN, la capacidad de herencia citoplasmática. Las partes internas de la cavidad tilacoide granal y los tilacoides intergranales son una única cavidad intramembrana fotosintética cerrada, combinadas en un único sistema fotoenergético del cloroplasto.
Un cloroplasto grana consta de 10-30 tilacoides, y en total hay 100-150 grana en un cloroplasto, por lo que la superficie de las membranas fotosintéticas de los tilacoides es 10 veces mayor que la superficie del propio cloroplasto.
Se asigna un papel especial a los tilacoides terminales del grana, que, al ser un filtro selectivo, protegen al grana de una irradiación excesiva o envían una señal para cambiar la orientación del eje del grana. En condiciones óptimas de iluminación, los grandes ejes suelen estar dirigidos radialmente hacia el lado más convexo del cloroplasto.
Función del cloroplasto- implementación del proceso de la fase luminosa de la fotosíntesis y acumulación de energía en forma de moléculas de alta energía (ATP y NADP reducido).
Propiedades de los cloroplastos- la capacidad de moverse dentro de la célula bajo la influencia de las condiciones de iluminación y la concentración de dióxido de carbono. El movimiento de los cloroplastos por toda la célula se llama fototaxis o quimiotaxis de cloroplastos dependiendo del motivo que provoque este movimiento. Con iluminación moderada, los cloroplastos se alinean de tal manera que incide sobre ellos la máxima cantidad de luz, y con exceso de iluminación se alinean según la luz solar incidente. Esta disposición de los cloroplastos se llama parastrofia. Por la noche, los cloroplastos se alinean en su posición. apostrofia.
Cromoplastos Dan color amarillo, naranja, rojo a los pétalos, frutos, hojas, ya que contienen una gran cantidad de carotenoides específicos que tienen uno u otro tono de color. Los cromoplastos complementan funcionalmente la actividad de los cloroplastos, además cumplen la función de atraer insectos polinizadores y animales distribuidores de semillas.
La composición de las membranas fotosintéticas (tilacoides) incluye pigmentos fotosintéticos específicos (clorofilas y carotenoides) sumergidos en estas membranas.
Clorofilas se dividen en cuatro variedades: a, b, c, d. Se trata de compuestos orgánicos que contienen 4 anillos de pirrol conectados por átomos de magnesio y que tienen un color verde. Las clorofilas difieren en peso molecular:
a - tiene un peso molecular de 893 e incluye un residuo de fitol y metilo,
b - tiene un peso molecular de 907 e incluye un residuo de fitol y metilo,
c - incluye sólo el residuo metilo,
d - tiene un peso molecular de 891 y está cerca de la protoclorofila.
En las plantas superiores, las clorofilas a y b se encuentran principalmente, y en las algas, a y c o a y d.
La clorofila se aisló por primera vez en 1818, en 1940 se descifró su estructura y en 1960 se llevó a cabo la síntesis de clorofila. Las clorofilas son ésteres del ácido clorofílico dicarboxílico con dos alcoholes (fitol y metanol). En los grupos carboxilo del ácido clorofílico, el hidrógeno se reemplaza por residuos de alcoholes metílicos y fitol. La presencia de un sistema conjugado circularmente de diez dobles enlaces y magnesio en el núcleo de porfirina de la clorofila provoca el color verde característico de la clorofila. Clorofila A se caracteriza por un color verde oscuro y clorofila b- color verde claro. El residuo de fitol confiere a la clorofila propiedades lipoides, lo que significa que puede disolverse en disolventes grasos.
Las clorofilas se caracterizan por su fluorescencia, es decir. la propiedad, bajo la influencia de la luz incidente, de, a su vez, emitir luz, y la longitud de onda de la luz emitida suele ser mayor que la longitud de onda de la luz excitante. En los rayos transmitidos, el color de la clorofila es verde esmeralda, y en los rayos de luz reflejada, la clorofila se vuelve roja, es decir, la longitud de onda reflejada por la clorofila es mayor que la longitud de onda de la luz que provoca la emisión de clorofila.
Las clorofilas difieren en sus espectros de absorción, mientras que la clorofila b comparado con la clorofila A La banda de absorción en la región roja del espectro se desplaza ligeramente hacia los rayos de longitud de onda corta, y en la región azul violeta el máximo de absorción se desplaza hacia los rayos de longitud de onda larga (rojo).
En los cloroplastos de las hojas hay tres veces más clorofilas que carotenoides, y en frutos, pétalos, granos y raíces ocurre lo contrario.
Los carotenoides son compañeros esenciales de las clorofilas. Se dividen en libres de oxígeno (carotenos y licopenos, que son de color naranja y rojo - fórmula general - C 40 H 56) y oxidados (xantofilas - fórmula general - C 40 H 56 O 2).
Fin del trabajo -
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Curso de conferencias sobre fisiología vegetal.
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