Fotosyntese forekommer i eukaryotisk celle strukturer kaldet chloroplaster. En chloroplast er en type plantecelle organelle kendt som en plastid. Plastider hjælper med at lagre og høste nødvendige stoffer til energiproduktion. En chloroplast indeholder et grønt pigment, der kaldes klorofyl, der absorberer lysenergi til fotosyntesen. Navnet chloroplast indikerer derfor, at disse strukturer er chlorophyllholdige plastider.
Synes godt om mitokondrier, kloroplaster har deres egne DNA, er ansvarlige for energiproduktion og reproducerer uafhængigt af resten af cellen gennem en opdelingsproces, der ligner bakteriel binær fission. Chloroplaster er også ansvarlige for produktion aminosyrer og lipid komponenter, der er nødvendige til chloroplastmembranproduktion. Chloroplaster findes også i andre fotosyntetiske organismer, såsom alger og cyanobakterier.
Plante Chloroplasts
Plantechloroplaster findes ofte i vagt celler placeret i plante blade. Vagtceller omgiver små, kaldte porer
stomata, åbning og lukning af dem for at give mulighed for gasudveksling, der kræves til fotosyntesen. Chloroplaster og andre plastider udvikler sig fra celler, der kaldes proplastider. Proplastider er umodne, udifferentierede celler, der udvikler sig til forskellige typer plastider. En proplastid, der udvikler sig til en chloroplast, gør det kun i nærvær af lys. Chloroplaster indeholder flere forskellige strukturer, der hver især har specialiserede funktioner.Chloroplaststrukturer inkluderer:
- Membran konvolut: indeholder indre og ydre lipid dobbeltlag membraner, der fungerer som beskyttelsesafdækning og holder chloroplaststrukturer lukkede. Den indre membran adskiller stroma fra intermembranrummet og regulerer passagen af molekyler ind og ud af chloroplasten.
- Intermembrane Space: mellemrum mellem den ydre membran og den indre membran.
- Thylakoid-system: internt membransystem bestående af fladede sac-lignende membranstrukturer kaldet thylakoider der fungerer som steder for konvertering af lysenergi til kemisk energi.
- Thylakoid Lumen: rum i hvert thylakoid.
- Grana (ental granum): tæt lagrede stabler af thylakoid sække (10 til 20), der tjener som steder for konvertering af lysenergi til kemisk energi.
- stroma: tæt væske inden i chloroplasten, der ligger inde i konvolutten, men uden for thylakoidmembranen. Dette er stedet for omdannelse af kuldioxid til kulhydrater (sukker).
- klorofyl: et grønt fotosyntetisk pigment i chloroplastgrana, der absorberer lysenergi.
Chloroplast-funktion i fotosyntesen
Robert Markus / Science Photo Library / Getty Images
I fotosyntesen omdannes solens solenergi til kemisk energi. Den kemiske energi lagres i form af glucose (sukker). Kuldioxid, vand og sollys bruges til at producere glukose, ilt og vand. Fotosyntese forekommer i to faser. Disse stadier er kendt som lysreaktionstrinnet og det mørke reaktionsstadium.
Det lysreaktionstrin finder sted i nærvær af lys og forekommer i chloroplast-grana. Det primære pigment, der bruges til at omdanne lysenergi til kemisk energi er klorofyl a. Andre pigmenter, der er involveret i lysabsorption, inkluderer chlorophyll b, xanthophyll og caroten. I lysreaktionsstadiet konverteres sollys til kemisk energi i form af ATP (fri energi indeholdende molekyle) og NADPH (højenergielektronisk bærende molekyle). Proteinkomplekser i thylakoidmembranen, kendt som fotosystem I og fotosystem II, formidler omdannelsen af lysenergi til kemisk energi. Både ATP og NADPH bruges i det mørke reaktionsstadium til fremstilling af sukker.
Det mørk reaktionsfase er også kendt som kulstoffikseringstrinnet eller Calvin cyklus. Mørke reaktioner forekommer i stroma. Stromaen indeholder enzymer, der letter en række reaktioner, der bruger ATP, NADPH og kuldioxid til at producere sukker. Sukkeret kan opbevares i form af stivelse, der bruges i løbet af respiration, eller brugt til fremstilling af cellulose.
Chloroplast-funktion nøglepunkter
- Chloroplaster er klorofyllholdige organeller findes i planter, alger og cyanobakterier. Fotosyntese forekommer i kloroplaster.
- Chlorophyll er et grønt fotosyntetisk pigment i chloroplast-grana, der absorberer lysenergi til fotosyntesen.
- Chloroplaster findes i planteblade omgivet af beskyttelsesceller. Disse celler åbner og lukker små porer, der giver mulighed for den gasudveksling, der er nødvendig til fotosyntesen.
- Fotosyntesen forekommer i to trin: lysreaktionsstadiet og mørke reaktionsstadiet.
- ATP og NADPH produceres i lysreaktionstrinnet, der forekommer i chloroplastgrana.
- I det mørke reaktionstrin eller Calvin-cyklus bruges ATP og NADPH produceret i lysreaktionstrinnet til at generere sukker. Denne fase forekommer i plantestroma.
Kilde
Cooper, Geoffrey M. "Chloroplaster og andre plastmaterialer." Cellen: En molekylær tilgang, 2. udgave, Sunderland: Sinauer Associates, 2000,