Fotosinteza se pojavi v evkariontska celica strukture, imenovane kloroplasti. Kloroplast je vrsta rastlinska celica organela, znana kot plastid. Plastidi pomagajo pri shranjevanju in nabiranju potrebnih snovi za proizvodnjo energije. Kloroplast vsebuje zeleni pigment, imenovan klorofil, ki absorbira svetlobo za fotosintezo. Tako ime kloroplast pomeni, da so te strukture plastidi, ki vsebujejo klorofil.
Všeč mitohondrije, kloroplasti imajo svoje DNK, so odgovorni za proizvodnjo energije in se razmnožujejo neodvisno od preostale celice s postopkom delitve, podobnim bakterijskim binarna cepitev. Za proizvodnjo so odgovorni tudi kloroplasti amino kisline in lipidni sestavne dele, potrebne za proizvodnjo membrane kloroplasta. Kloroplaste lahko najdemo tudi v drugih fotosintetski organizmi, kot naprimer alge in cianobakterije.
Rastlinski kloroplasti
Rastlinski kloroplasti so običajno v straži celice ki se nahaja v rastlini listi. Stražarske celice obdajajo drobne pore, imenovane
stomati, odpiranje in zapiranje, ki omogoča izmenjavo plina, potrebno za fotosintezo. Kloroplasti in drugi plastidi se razvijejo iz celic, imenovanih proplastidi. Proplastidi so nezrele, nediferencirane celice, ki se razvijejo v različne vrste plastid. Proplastid, ki se razvije v kloroplast, to počne le ob prisotnosti svetlobe. Kloroplasti vsebujejo več različnih struktur, od katerih ima vsaka specializirane funkcije.Kloroplastne strukture vključujejo:
- Membranska ovojnica: vsebuje notranjo in zunanjo lipidni dvoslojni membrane, ki delujejo kot zaščitne prevleke in ohranjajo zaprte strukture kloroplasta. Notranja membrana ločuje strome od medmestnega prostora in uravnava prehod molekul v kloroplast in iz njega.
- Medmembranski prostor: prostor med zunanjo in notranjo membrano.
- Tilakoidni sistem: notranji membranski sistem, sestavljen iz sploščenih vrečastih membranskih struktur, imenovanih tilakoidi ki služijo kot mesta pretvorbe svetlobne energije v kemično.
- Tilakoidni lumen: prekat znotraj vsakega tilakoida.
- Grana (ednina granum): gosto plastni snopi tilakoidnih vrečk (10 do 20), ki služijo kot mesta pretvorbe svetlobne energije v kemično energijo.
- Stroma: gosta tekočina znotraj kloroplasta, ki leži znotraj ovojnice, vendar zunaj tilakoidne membrane. To je mesto pretvorbe ogljikovega dioksida v ogljikovi hidrati (sladkor).
- Klorofil: zeleni fotosintetski pigment znotraj kloroplast grane, ki absorbira svetlobo.
Funkcija kloroplasta v fotosintezi
Robert Markus / Science Photo Library / Getty Images
Pri fotosintezi se sončeva energija sonca pretvori v kemično energijo. Kemična energija je shranjena v obliki glukoza (sladkor). Ogljikov dioksid, voda in sončna svetloba se uporabljajo za proizvodnjo glukoze, kisika in vode. Fotosinteza poteka v dveh stopnjah. Te stopnje so znane kot faza svetlobe in temna reakcija.
The faza lahke reakcije poteka v prisotnosti svetlobe in se pojavi znotraj kloroplastne grane. Primarni pigment, ki se uporablja za pretvorbo svetlobne energije v kemično energijo, je klorofil a. Drugi pigmenti, ki sodelujejo pri absorpciji svetlobe, vključujejo klorofil b, ksantofil in karoten. V fazi reakcije na svetlobo se sončna svetloba pretvori v kemična energija v obliki ATP (molekula, ki vsebuje prosto energijo) in NADPH (visokoenergijska molekula elektronov). Proteinski kompleksi znotraj tilakoidne membrane, znani kot fotosistem I in fotosistem II, posredujejo pri pretvorbi svetlobne energije v kemično energijo. Tako ATP kot NADPH se uporabljata v temni reakcijski fazi za proizvodnjo sladkorja.
The temna reakcijska faza je znana tudi kot faza fiksacije ogljika oz Calvin cikel. V stromi se pojavijo temne reakcije. Stroma vsebuje encime, ki olajšajo vrsto reakcij, ki za proizvodnjo sladkorja uporabljajo ATP, NADPH in ogljikov dioksid. Sladkor se lahko shrani v obliki škroba, ki se uporablja med dihanjeali se uporablja pri proizvodnji celuloze.
Ključne točke funkcije kloroplasta
- Kloroplasti vsebujejo klorofil organele najdemo ga v rastlinah, algah in cianobakterijah. Fotosinteza se pojavlja v kloroplastih.
- Klorofil je zeleni fotosintetski pigment znotraj kloroplastne grane, ki absorbira svetlobo za fotosintezo.
- Kloroplasti najdemo v rastlinskih listih, obkroženih z varovalnimi celicami. Te celice odpirajo in zapirajo drobne pore, kar omogoča izmenjavo plinov, potrebnih za fotosintezo.
- Fotosinteza poteka v dveh stopnjah: fazi reakcije svetlobe in temne reakcije.
- ATP in NADPH nastajata v fazi lahke reakcije, ki se pojavi znotraj kloroplast grana.
- V fazi temne reakcije ali ciklusa Calvin se ATP in NADPH, ki nastaneta med svetlobno reakcijsko fazo, uporabljajo za ustvarjanje sladkorja. Ta faza se pojavi v stromi rastlin.
Vir
Cooper, Geoffrey M. "Kloroplasti in drugi plastidi." Celica: Molekularni pristop, 2. izd., Sunderland: Sinauer Associates, 2000,