Biologia generale 2015 - Prof.ssa Bernardo

CLOROPLASTO
struttura:
o matrice
Funzione:
Fotosintesi – sintesi di zuccheri utilizzando l’energia luminosa
(consumo di CO2 e H 20 ed emissione di O2 )
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FOTOSINTESI
6 CO2 + 6 H2O + Luce → C6H12O6 + 6 O2
due fasi:
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FOTOSINTESI
6 CO2 + 6 H2O + Luce → C6H12O6 + 6 O2
Fase luminosa: TRASDUZIONE DI ENERGIA. L’energia
luminosa, viene captata dalla clorofilla sui tilacoidi e
trasformata in energia chimica, mediante la sintesi di ATP
e la riduzione del NADP+ ossidato in NADPH ridotto,
utilizzando acqua e liberando ossigeno.
Fase al buio (ciclo di Calvin): FISSAZIONE DEL CARBONIO.
L’ATP e il NADP forniscono l’energia chimica e il potere
riducente per sintetizzare glucosio a partirte da CO2.
note:
NADP= coenzima ossidoriduttivo nicotinammide adenina dinucleotide fosfato.
Ossidazione, quando un elemento subisce una sottrazione di elettroni.
Riduzione, quando un elemento subisce l’acquisizione di uno o più elettroni.
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CLOROPLASTO
struttura:
• A
Amido: riserva più importante di zuccheri nelle piante, equivalente al glicogeno delle cellule
animali
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CLOROPLASTO
forma:
• I cloroplasti sono presenti in tutti organismi vegetali e sono
localizzati nelle cellule dei tessuti esposti alla luce (foglie, fusti
erbacei, gemme, boccioli di fiori, frutti acerbi ecc.).
• Hanno un diametro di circa 4-6 µm.
• In una cellula vegetale si possono avere fino a 40-50 cloroplasti.
• La forma dei cloroplasti varia; nelle alghe sono solitamente
allungati, possono essere nastriformi, spiraliformi; nelle piante
superiori sono ellissoidali.
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GENOMA DEI CLOROPLASTI
MOLECOLA CIRCOLARE
CIRCA 100 GENI SUDDIVISI IN DUE GRUPPI:
-geni per la sintesi di RNA
- geni per la sintesi delle proteine sulle
membrane dei tilacoidi.
Analogamente a quanto avviene nei mitocondri:
• Alcune delle proteine sono codificate dal DNA
nucleare, sintetizzate nel citoplasma e poi
trasportate nel cloroplasto.
• Atre proteine, invece, sono codificate e nel DNA
plastidiale e sintetizzate nel cloroplasto stesso.
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I cloroplasti fanno parte dei PLASTIDI
Sistema di organuli avvolti da una doppia
membrana.
Svolgono diverse funzioni, sono altamente
specializzati, subiscono un processo di
maturazione e possono evolvere da una
forma all’altra.
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PLASTIDI
Proplastidi: organuli
piccoli e indifferenziati che
maturando danno origine
ai plastidi elencati sotto.
Il differenziamento di un
proplastidio può essere
determinato da vari fattori;
luce, temperatura, ormoni,
sostanze nutritive, genoma
ecc.
Cloroplasti: contengono i tilacoidi con la clorofilla, pigmento fotosintetico, che da
il colore verde alle piante
Cromoplasti: privi di tilacoidi, contengono pigmenti non fotosintetici, si trovano nei
fiori e nei frutti
Leucoplasti : privi di tilacoidi
e di pigmenti, sono quindi plastidi incolori, essi
accumulano sostanze di riserva, a seconda del contenuto si distinguono diversi sottotipi:
Amiloplasti: accumulano amido
Lipidoplasti: accumulano lipidi
Proteoplasti: accumulano proteine
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CROMOPLASTI
• Si formano ex novo da proplastidi, oppure per degenerazione da
cloroplasti verdi (es. maturazione della frutta).
• In tal caso la struttura interna, a maturità, degenera, perde il sistema
delle membrane tilacoidali. La clorofilla si degrada e compaiono altri
pigmenti colorati.
• Nei cromoplasti maturi si trova un basso contenuto di RNA , di proteine
e un numero limitato di ribosomi.
• Colorazione dei cromoplasti è dovuta a diversi pigmenti:
-arancione: carotene (carota, arancia) - gialla: xantofille (limone) rossa: licopene (pomodoro).
Localizzazione: in molti fiori (es. ranuncolo), frutti (pomodori) ed organi di
riserva (es. carota) e nelle foglie senescenti.
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da cloroplasto a cromoplasto
La trasformazione da cloroplasto a cromoplasto comporta:
1. Demolizione della clorofilla;
2. Demolizione delle proteine enzimatiche coinvolte nella fotosintesi;
3. Scomparsa del sistema lamellare;
4. Comparsa di gocce lipidiche o di cristalli con pigmenti.
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SENESCENZA
Le foglie autunnali perdono progressivamente il colore
verde e ingialliscono, perché la clorofilla viene degradata
e si accumulano i carotenoidi.
Cloroplasti
Cromoplasti
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Cromoplasti
Funzione vessillare di richiamo per insetti e animali impollinatori.
Cloroplasti
Cromoplasti
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Maturazione dei frutti
Cloroplasti
Cromoplasti
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CROMOPLASTI DI PEPERONI
peperoni verdi
peperoni maturi
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LEUCOPLASTI
Plastidi incolori, con funzione di riserva. Gli
AMILOPLASTI corrispondono a deposito di
amido della pianta.
• Si trovano nei parenchimi amiliferi dei semi,
fusti; radice e frutti;
• hanno struttura molto più semplice di quello
di un cloroplasto e sono ricchi di enzimi per la
sintesi e la degradazione dell’AMIDO.
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AMILOPLASTI
• In organi e tessuti non fotosintetizzanti con funzioni di
riserva (radici, fusti, semi, frutti)
• (quasi) privi di sistema tilacoidale
• Lo stroma e quasi completamente occupato d amido
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AMILOPLASTO
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Talora gli amiloplastisi si trasformano in cloroplasti
Cloroplasti
Amiloplasti
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ezioplasti
Quando piante eziolate vengono
esposte alla luce del sole, gli
ezioplasti evolvono in cloroplasti e
sviluppano la clorofilla.
EZIOPLASTI
Quando i tessuti destinati a divenire
fotosintetici crescono in assenza di luce, i
proplastidi non riescono ad evolvere in
cloroplasti, allora restano in uno stadio
immaturo e privo di clorofilla. Questi si
chiamano ezioplasti e le piante vengono
definite eziolate.
cloroplasti
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EZIOPLASTI
Nelle foglie di piante germogliate al buio i proplastidi non evolvono in
cloroplasti ma restano in uno stadio intermedio con accumulo di
protoclorofillide (precursore della clorofilla) associata a protilacoidi.
cloroplasti
ezioplasti
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Teoria dell’origine
endosimbionte dei
cloroplasti
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Struttura dei cianobatteri
I cianobatteri, sono procarioti che si contraddistinguono per l'abbondante
presenza di lamelle tilacoidi, un complesso sistema di lamelle parallele, prodotto
per invaginazioni della membrana plasmatica, dove si accumulano i pigmenti
fotosintetici e dove si svolge la fotosintesi.
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