Thực vật : Lục lạp

Lục lạp Ở thực vật bậc thấp, lạp lục thường có hình dạng rất đa dạng: hình bản (ở tảo lục đơn bào - Chlamydomonas), hình dạng dải xoắn (tảo xoắn- Spirogyra), hình sao (tảo sao- Zygnema) hình mạng lưới (tảo không đốt - Vaucheria)... các dạng lục lạp đó gọi là các thể màu; trên những thể màu đó có những hạch tạo bột là nơi tích luỹ tinh bột. Ở thực vật bậc cao, lạp lục thường có dạng hình cầu, trông nghiêng thường có dạng hình bầu dục hoặc hình thấu kính. Kích thước trung bình của hạt lạp lục ở thực vật bậc cao là 4 - 10m và trong mỗi tế bào có khoảng vài trăm hạt lạp lục. Nhờ có kính hiển vi điện tử người ta đã quan sát được cấu tạo phức tạp của hạt lạp lục: bên ngoài lạp lục được bao bằng một lớp màng kép gồm 2 lớp màng mỏng, bên trong là chất đệm gồm những tấm mỏng xếp song song và những hạt nhỏ, dẹp (kích thước 0,3 - 1,7m), xếp chồng lên nhau thành từng cọc, còn những tấm mỏng nằm ở giữa liên kết chúng lại với nhau. Các tấm mỏng và các hạt nhỏ nằm chung trong một khối chất cơ bản bằng lipoprotein. + Thành phần hoá học của lục lạp Protein: 35-55%; lipid: 20 - 30%; chất diệp lục: 9%; carotinoid: 4-5%; axit nucleic :2 - 4%; số lượng glucid thì không cố định, ngoài ra lục lạp còn có 1 ít chất khoáng (theo N.X. Kixeleva). Chất diệp lục ở trong cây thường có các loại: a, b, c, d, e. Ở thực vật bậc cao thường xuyên có 2 loại diệp lục a và b: Diệp lục a: C55H72O5 N4 Mg (thường có màu lam) Diệp lục b: C55H70O6 N4 Mg (thường có màu vàng lục) Tỷ lệ giữa diệp lục a: diệp lục b = 3: 1 + Chức năng sinh lý của lạp lục Hình 1.2. Thể màu ở tảo A. Tảo sao (Zygnema sp.); B. Tảo sinh đốt (Oedogonium sp.); C.Tảo xoắn (Spirogyra sp.); D. Dranarpandia sp. Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo của lạp lục 1.Chất nền; 2. Hạt; 3. Phiến. 12 Lạp lục có ý nghĩa rất lớn trong đời sống của cây, đó là trung tâm của quá trình quang hợp. Nhờ có diệp lục mà năng lượng của ánh sáng mặt trời được sử dụng để phân giải nước, khử CO2 thành các hợp chất gluxit theo phương trình tổng quát sau: H2 O + CO2 C6H12O6 + O2 Những sản phẩm đầu tiên của quá trình quang hợp (đường, tinh bột) được chứa trong cơ chất của lục lạp rồi sau đó chuyển đến tế bào để cây xanh hoạt động. Nhóm sắc tố carotinoid trong lá cây thường bị màu của diệp lục át đi, cho nên thường chỉ thấy lá cây có màu lục, nhưng đến khi lá cây già, hàm lượng diệp lục của lá cây bị giảm đi thì những sắc tố này mới được thể hiện rõ, làm cho lá cây có màu vàng, đỏ.... b. Lạp màu (Chromoplast) Lạp màu là loại lạp thể có các màu sắc như vàng, cam, đỏ... do có chứa các sắc tố thuộc nhóm carotinoid... Nhờ có lạp màu mà cánh hoa, một số lá, vỏ qủa, vỏ hạt và một số củ... có màu sắc. Trong lạp màu không có chứa diệp lục, mà có các chất màu như xanthophin (C40H56O2) thường có màu vàng; carotin (C40H56): màu da cam, lycopin (C40H56) có màu đỏ... những chất này quyết định màu sắc của lá, hoa, quả, hạt... Trong một số cơ quan dinh dưỡng (rễ, thân, lá) cũng có các loại lạp màu nhưng vai trò của chúng ở đây chưa được xác định rõ. Hình dạng của lạp màu rất đa dạng: hình cầu, kim, que, hình khối nhiều mặt... hình dạng phụ thuộc vào trạng thái của các sắc tố chứa bên trong sắc lạp. Lạp màu có ý nghĩa làm cho hoa, quả có màu sắc để thu hút côn trùng trong quá trình thụ phấn chéo và giúp cho sự truyền giống nhờ động vật. Ngoài ra, các ý nghĩa khác của lạp màu trong quá trình trao đổi chất còn ít được nghiên cứu. So với lạp lục thì lạp màu có cấu tạo đơn giản hơn, chúng không có cấu tạo phiến, trong thành phần hoá học của chúng ngoài các chất màu (chiếm khoảng 20- 50%) cũng gồm protein, lipid, và cả một ít ARN. c. Lạp không màu (Leucoplaste) Lạp không màu là những lạp thể không chứa sắc tố và liên quan đến việc hình thành các chất dinh dưỡng dự trữ. Lạp không màu thường có trong các tế bào trưởng thành của các cơ quan, ít chịu tác dụng của ánh sáng - phần ruột của thân và rễ, hạt, củ... và cũng có trong những tế bào bị chiếu sáng nhiều - các tế bào biểu bì. Lạp không màu thường tập trung xung quanh nhân, bao lấy nhân về mọi phía, có hình dạng rất đa dạng, thường có dạng hình cầu, hình trứng, hình que, hình thoi... 13 Lạp không màu là nội bào quan có liên quan tới sự dự trữ các chất dinh dưỡng. Tuỳ theo những chất mà lạp không màu tích luỹ được mà người ta chia ra các loại lạp không màu sau đây: lạp bột, thể dầu và thể protein. + Lạp bột: là loại lạp không màu tích luỹ tinh bột dưới dạng hạt. Cấu tạo của lạp bột và cơ chế hình thành tinh bột, hiện nay chưa được nghiên cứu đầy đủ, bề ngoài của lạp bột thường được bao bởi một lớp màng kép, bên trong chứa đầy chất nền dạng hạt. Lạp bột có nguồn gốc từ thể trước lạp, cho nên trong những điều kiện nhất định, lạp bột có thể biến đổi thành các dạng khác như lạp lục và lạp màu. + Thể dầu: là những lạp không màu chủ yếu tích luỹ dầu và thường ít gặp hơn lạp bột (thường gặp trong các tế bào lá của thực vật 1 lá mầm). Thể dầu thường là những sản phẩm của lạp lục khi lạp này mất chất diệp lục và trong chất nền của lạp xuất hiện những thể mỡ hình cầu rất nhỏ sau đó màng lạp bị phân huỷ và nội chất của những lạp gần nhau dính lại với nhau thành những giọt dầu lớn, đôi khi trong những loại lạp đó đồng thời tích luỹ tinh bột. + Thể protein: là loại lạp không màu chuyên hoá với chức phận tích luỹ protein, các chất protein tồn tại dưới dạng tinh thể và hạt, loại này '74hường có nhiều trong hạy của một số cây (hạt Thầu dầu, Lạc...), thể protit có nguồn gốc từ thể trước lạp. * Nguồn gốc của các loại lạp: các dạng lạp thể có thể chuyển hóa lẫn nhau và có chung một nguồn gốc từ thể trước lạp - đó là những tổ chức nhỏ, không màu được cấu tạo bởi chất nguyên sinh, có hình dạng hơi giống các ty thể. Thể trước lạp hình thành trực tiếp nên lạp lục và lạp không màu và từ 2 loại này có thể biến đổi thành lạp màu, mặt khác lạp không màu có thể biến đổi trực tiếp thành lục lạp.