Fotosyntese forekommer i eukaryotisk celle strukturer som kalles kloroplaster. En kloroplast er en type Plante-celle organell kjent som en plastid. Plastider hjelper til med å lagre og høste nødvendige stoffer for energiproduksjon. En kloroplast inneholder et grønt pigment som heter klorofyll, som tar opp lysenergi for fotosyntesen. Navnet kloroplast indikerer derfor at disse strukturene er klorofyllholdige plastider.
Som mitokondrier, kloroplastene har sine egne DNA, er ansvarlige for energiproduksjon, og reproduserer uavhengig av resten av cellen gjennom en delingsprosess som ligner bakteriell binær fisjon. Kloroplastene er også ansvarlige for å produsere aminosyrer og lipid komponenter som trengs for kloroplastmembranproduksjon. Kloroplaster finnes også i andre fotosyntetiske organismer, som for eksempel alger og cyanobakterier.
Plant klorplaster
Plantekloroplaster finnes ofte i vakt celler lokalisert i anlegg blader. Vaktceller omgir små porer som kalles
stomata, åpning og lukking av dem for å tillate gassutveksling som kreves for fotosyntesen. Klorplaster og andre plastider utvikler seg fra celler som kalles proplastider. Proplastider er umodne, udifferensierte celler som utvikler seg til forskjellige typer plastider. En proplastid som utvikler seg til en kloroplast, gjør det bare i nærvær av lys. Kloroplaster inneholder flere forskjellige strukturer, som hver har spesialiserte funksjoner.Kloroplastkonstruksjoner inkluderer:
- Membrankonvolutt: inneholder indre og ytre lipid dobbeltlag membraner som fungerer som beskyttende belegg og holder kloroplaststrukturer lukket. Den indre membranen skiller stroma fra intermembranrommet og regulerer passasjen av molekyler inn og ut av kloroplasten.
- Intermembrane Space: mellomrom mellom ytre membran og indre membran.
- Thylakoid-system: internt membransystem bestående av flate sakklignende membranstrukturer kalt thylakoids som fungerer som områdene for konvertering av lysenergi til kjemisk energi.
- Thylakoid Lumen: rom i hvert thylakoid.
- Grana (entall granum): tettsjiktede stabler med thylakoidsekker (10 til 20) som fungerer som stedene for konvertering av lysenergi til kjemisk energi.
- stroma: tett væske i kloroplasten som ligger inne i konvolutten, men utenfor thylakoidmembranen. Dette er stedet for konvertering av karbondioksid til karbohydrater (sukker).
- klorofyll: et grønt fotosyntetisk pigment i kloroplastgranaen som tar opp lysenergi.
Kloroplastfunksjon i fotosyntese
Robert Markus / Science Photo Library / Getty Images
I fotosyntesen blir solens solenergi omdannet til kjemisk energi. Den kjemiske energien lagres i form av glukose (sukker). Karbondioksid, vann og sollys brukes til å produsere glukose, oksygen og vann. Fotosyntese forekommer i to trinn. Disse stadiene er kjent som lysreaksjonstrinnet og det mørke reaksjonsstadiet.
De lett reaksjonsstadium finner sted i nærvær av lys og forekommer i kloroplastgrana. Det primære pigmentet som brukes til å konvertere lysenergi til kjemisk energi er klorofyll a. Andre pigmenter involvert i lysabsorpsjon inkluderer klorofyll b, xantofyll og karoten. I lysreaksjonen konverteres sollys til kjemisk energi i form av ATP (fri energi som inneholder molekyl) og NADPH (høyenergi elektronbærende molekyl). Proteinkomplekser i thylakoidmembranen, kjent som fotosystem I og fotosystem II, medier omdannelsen av lysenergi til kjemisk energi. Både ATP og NADPH brukes i det mørke reaksjonsstadiet for å produsere sukker.
De mørk reaksjonsstadium er også kjent som karbonfikseringstrinnet eller Calvin syklus. Mørke reaksjoner forekommer i stroma. Stromaen inneholder enzymer som letter en serie reaksjoner som bruker ATP, NADPH og karbondioksid for å produsere sukker. Sukkeret kan lagres i form av stivelse, brukt under åndedrett, eller brukt i produksjon av cellulose.
Chloroplast-funksjon nøkkelpunkter
- Kloroplaster er klorofyllholdige organeller finnes i planter, alger og cyanobakterier. Fotosyntese forekommer i kloroplaster.
- Klorofyll er et grønt fotosyntetisk pigment i kloroplastgranaen som tar opp lysenergi for fotosyntesen.
- Kloroplaster finnes i planteblader omgitt av vaktceller. Disse cellene åpner og lukker ørsmå porer som gir mulighet for gassutveksling som trengs for fotosyntesen.
- Fotosyntese forekommer i to trinn: lysreaksjonen og den mørke reaksjonstrinnet.
- ATP og NADPH produseres i lysreaksjonstrinnet som oppstår i kloroplastgrana.
- I det mørke reaksjonsstadiet eller Calvin-syklusen brukes ATP og NADPH produsert i lysreaksjonstrinnet til å generere sukker. Dette stadiet oppstår i plantestroma.
Kilde
Cooper, Geoffrey M. "Klorplaster og andre plastmaterialer." Cellen: En molekylær tilnærming, 2. utg., Sunderland: Sinauer Associates, 2000,