Fotosyntéza se vyskytuje v eukaryotická buňka struktury nazývané chloroplasty. Chloroplast je typ rostlinná buňka organelle známá jako plastid. Plastidy pomáhají při skladování a sklízení potřebných látek pro výrobu energie. Chloroplast obsahuje zelený pigment zvaný chlorofyl, který absorbuje světelnou energii pro fotosyntézu. Proto název chloroplast naznačuje, že tyto struktury jsou plastidy obsahující chlorofyl.
Jako mitochondrie, chloroplasty mají své vlastní DNA, jsou zodpovědné za produkci energie a množí se nezávisle na zbytku buňky procesem dělení podobným bakteriálním binární dělení. Chloroplasty jsou také odpovědné za výrobu aminokyseliny a lipid komponenty potřebné pro výrobu chloroplastové membrány. Chloroplasty lze také nalézt v jiných fotosyntetické organismy, jako řasy a sinic.
Rostlinné chloroplasty
Rostlinné chloroplasty se běžně vyskytují na stráži buňky nachází se v závodě listy. Střešní buňky obklopují malé póry zvané stomata
, jejich otevření a uzavření, aby byla umožněna výměna plynu potřebná pro fotosyntézu. Chloroplasty a další plastidy se vyvíjejí z buněk zvaných proplastidy. Proplastidy jsou nezralé, nediferencované buňky, které se vyvinou v různé typy plastidů. Proplastid, který se vyvíjí na chloroplast, tak činí pouze v přítomnosti světla. Chloroplasty obsahují několik různých struktur, z nichž každá má specializované funkce.Struktury chloroplastů zahrnují:
- Membránová obálka: obsahuje vnitřní a vnější lipidová dvojvrstva membrány, které fungují jako ochranné povlaky a udržují uzavřené chloroplastové struktury. Vnitřní membrána odděluje stroma od intermembránového prostoru a reguluje průchod molekul do a z chloroplastu.
- Intermembránový prostor: prostor mezi vnější membránou a vnitřní membránou.
- Thylakoidní systém: vnitřní membránový systém skládající se ze zploštělých vakových membránových struktur nazývaných thylakoidy které slouží jako místa přeměny světelné energie na chemickou energii.
- Thylakoid Lumen: oddíl v každém tylakoidu.
- Grana (singulární granum): hustě vrstvené stohy tylakoidních vaků (10 až 20), které slouží jako místa přeměny světelné energie na chemickou energii.
- Stroma: hustá tekutina uvnitř chloroplastu, která leží uvnitř obálky, ale mimo tylakoidní membránu. Toto je místo přeměny oxidu uhličitého na uhlohydráty (cukr).
- Chlorofyl: zelený fotosyntetický pigment uvnitř chloroplastové grany, který pohlcuje světelnou energii.
Funkce chloroplastů ve fotosyntéze
Robert Markus / Science Photo Library / Getty Images
Při fotosyntéze se sluneční sluneční energie přemění na chemickou energii. Chemická energie je uložena ve formě glukóza (cukr). Oxid uhličitý, voda a sluneční světlo se používají k produkci glukózy, kyslíku a vody. Fotosyntéza probíhá ve dvou fázích. Tyto stupně jsou známé jako stupeň reakce světla a fáze reakce temnoty.
lehká reakční fáze se koná v přítomnosti světla a vyskytuje se v chloroplastovém granu. Primární pigment používaný k přeměně světelné energie na chemickou energii je chlorofyl a. Mezi další pigmenty podílející se na absorpci světla patří chlorofyl b, xanthopyl a karoten. Ve fázi reakce světla je sluneční světlo přeměněno na chemická energie ve formě ATP (molekula obsahující volnou energii) a NADPH (molekula přenášející elektrony s vysokou energií). Proteinové komplexy v tylakoidní membráně, známé jako fotosystém I a fotosystém II, zprostředkovávají přeměnu světelné energie na chemickou energii. Jak ATP, tak NADPH se používají v temné reakční fázi k výrobě cukru.
temná reakční fáze je také známá jako fáze fixace uhlíku nebo Calvinův cyklus. Ve stromě se objevují tmavé reakce. Stroma obsahuje enzymy, které usnadňují řadu reakcí, které používají ATP, NADPH a oxid uhličitý k produkci cukru. Cukr lze skladovat ve formě škrobu, který se používá během dýchánínebo používané při výrobě celulózy.
Klíčové body funkce chloroflastu
- Chloroplasty obsahují chlorofyl organely nachází se v rostlinách, řasách a sinicích. Fotosyntéza se vyskytuje v chloroplastech.
- Chlorofyl je zelený fotosyntetický pigment v chloroplastovém granu, který absorbuje světelnou energii pro fotosyntézu.
- Chloroplasty se nacházejí v listech rostlin obklopených ochrannými buňkami. Tyto buňky otevírají a uzavírají malé póry, což umožňuje výměnu plynu potřebnou pro fotosyntézu.
- Fotosyntéza probíhá ve dvou fázích: ve světelné reakční fázi a ve temné reakční fázi.
- ATP a NADPH se vyrábějí ve stadiu lehké reakce, ke kterému dochází v chloroplastovém granu.
- Ve fázi temné reakce nebo Calvinově cyklu se ATP a NADPH produkované během fáze reakce světla používají k vytvoření cukru. Tato fáze se vyskytuje v rostlinné stromě.
Zdroj
Cooper, Geoffrey M. "Chloroplasty a jiné plasty." Buňka: molekulární přístup, 2. vydání, Sunderland: Sinauer Associates, 2000,