Fotosinteza are loc în Celulă eucariotă structuri numite cloroplaste. Un cloroplast este un tip de celula plantei organelă cunoscută sub numele de plastidă. Plastidele ajută la depozitarea și recoltarea substanțelor necesare pentru producerea de energie. Un cloroplast conține un pigment verde numit clorofilă, care absoarbe energia luminii pentru fotosinteză. Prin urmare, denumirea de cloroplast indică faptul că aceste structuri sunt plastide care conțin clorofilă.
Ca mitocondriile, cloroplastele au propriile lor DNA, sunt responsabili de producerea de energie și se reproduc independent de restul celulei printr-un proces de diviziune similar cu cel bacterian fisiune binară. Cloroplastele sunt, de asemenea, responsabile de producerea aminoacizi și lipide componente necesare pentru producerea membranei cloroplastului. Cloroplastele pot fi găsite și în alte organisme fotosintetice, precum alge și cianobacterii.
Cloroplastele plantelor
Cloroplastele vegetale sunt frecvent întâlnite în pază
celulele situat în plantă frunze. Celulele de pază înconjoară pori mici numiți stomată, deschizându-le și închizându-le pentru a permite schimbul de gaz necesar pentru fotosinteză. Cloroplastele și alte plastide se dezvoltă din celule numite proplastide. Proplastidele sunt celule imature, nediferențiate, care se dezvoltă în diferite tipuri de plastide. Un proplastid care se dezvoltă într-un cloroplast face acest lucru doar în prezența luminii. Cloroplastele conțin mai multe structuri diferite, fiecare având funcții specializate.Structurile cloroplastului includ:
- Plic de membrană: conține interior și exterior bicapa lipidică membrane care acționează ca acoperitoare de protecție și mențin structurile cloroplastului închise. Membrana interioară separă stroma de spațiul intermembranar și reglează trecerea moleculelor în și în afara cloroplastului.
- Spațiu intermembranar: spațiul dintre membrana exterioară și membrana interioară.
- Sistemul tihakoid: sistem de membrană internă constând din structuri de membrană aplatizate ca sac tilacoid care servesc ca site-uri de conversie a energiei luminoase în energie chimică.
- Lumen tihakoid: compartiment în interiorul fiecărui tilacoid.
- Grana (singular granum): teancuri dens stratificate de saci tihakoide (10 până la 20) care servesc ca locații de conversie a energiei ușoare în energie chimică.
- stroma: lichid dens din interiorul cloroplastului care se află în interiorul plicului, dar în afara membranei tilacoide. Acesta este locul de conversie a dioxidului de carbon în hidrati de carbon (zahăr).
- Clorofilă: un pigment fotosintetic verde din grana cloroplastului care absoarbe energia luminii.
Funcția cloroplastului în fotosinteză
Robert Markus / Science Photo Library / Getty Images
În fotosinteză, energia solară a soarelui este transformată în energie chimică. Energia chimică este stocată sub formă de glucoză (zahăr). Dioxidul de carbon, apa și lumina solară sunt utilizate pentru a produce glucoză, oxigen și apă. Fotosinteza are loc în două etape. Aceste etape sunt cunoscute sub denumirea de stadiu de reacție ușoară și stadiu de reacție întunecată.
stadiu de reacție ușoară are loc în prezența luminii și apare în interiorul granulei cloroplastului. Pigmentul primar utilizat pentru transformarea energiei ușoare în energie chimică este clorofilă a. Alți pigmenți implicați în absorbția ușoară includ clorofila b, xantofila și carotenul. În stadiul de reacție la lumină, lumina solară este transformată în energie chimica In forma ATP (moleculă care conține energie liberă) și NADPH (moleculă care transportă electroni cu energie mare). Complexele proteice din membrana tilacoidă, cunoscute sub numele de fotosistem I și fotosistem II, mediază conversia energiei luminoase în energie chimică. Atât ATP, cât și NADPH sunt utilizate în stadiul de reacție întunecată pentru a produce zahăr.
stadiu de reacție întunecată este, de asemenea, cunoscut sub denumirea de stadiu de fixare a carbonului sau Ciclul calvin. Reacții întunecate apar în stroma. Stroma conține enzime care facilitează o serie de reacții care utilizează ATP, NADPH și dioxid de carbon pentru a produce zahăr. Zahărul poate fi păstrat sub formă de amidon, utilizat în timpul respiraţiesau utilizat la producerea celulozei.
Funcția cloroplastului Puncte cheie
- Cloroplastele conțin clorofilă organite găsit în plante, alge și cianobacterii. Fotosinteza are loc în cloroplaste.
- Clorofila este un pigment fotosintetic verde din grana cloroplastului care absoarbe energia lumină pentru fotosinteză.
- Cloroplastele se găsesc în frunzele plantelor înconjurate de celule de pază. Aceste celule deschid și închid porii minusculi permițând schimbul de gaz necesar pentru fotosinteză.
- Fotosinteza are loc în două etape: stadiul de reacție ușoară și stadiul de reacție întunecată.
- ATP și NADPH sunt produse în stadiul de reacție ușoară care are loc în granula cloroplastului.
- În stadiul de reacție întunecată sau ciclul Calvin, ATP și NADPH produse în timpul etapei de reacție ușoară sunt utilizate pentru a genera zahăr. Această etapă are loc în stroma plantelor.
Sursă
Cooper, Geoffrey M. "Cloroplaste și alte plastice." Celula: o abordare moleculară, Ediția a II-a, Sunderland: Sinauer Associates, 2000,