Fotosintezė vyksta eukariotų ląstelė struktūros, vadinamos chloroplastais. Chloroplastas yra tam tikros rūšies augalų ląstelė organelė, vadinama plastidu. Plastidai padeda kaupti ir surinkti medžiagas, reikalingas energijai gaminti. Chloroplaste yra žalias pigmentas, vadinamas chlorofilo, kuris sugeria šviesos energiją fotosintezei. Taigi pavadinimas chloroplastas nurodo, kad šios struktūros yra chlorofilo turinčios plastidai.
Kaip mitochondrijos, chloroplastai turi savo DNR, yra atsakingi už energijos gamybą ir dauginasi nepriklausomai nuo likusios ląstelės per dalijimosi procesą, panašų į bakterinį dvejetainis dalijimasis. Chloroplastai taip pat yra atsakingi už gamybą amino rūgštys ir lipidas komponentai, reikalingi chloroplastinių membranų gamybai. Chloroplastų galima rasti ir kituose fotosintetiniai organizmai, toks kaip dumbliai ir melsvabakterės.
Augalų chloroplastai
Augalų chloroplastai dažniausiai būna sargyboje ląstelės esantis augale
lapai. Apsauginės ląstelės supa mažytes poras, vadinamas stomata, atidarant ir uždarant juos, kad būtų galima apsikeisti dujomis, reikalingomis fotosintezei. Chloroplastai ir kiti plastidai išsivysto iš ląstelių, vadinamų proplastidais. Proplastidai yra nesubrendusios, neišskirtos ląstelės, kurios išsivysto į įvairių tipų plastidus. Proplazidas, kuris išsivysto į chloroplastą, tai daro tik esant šviesai. Chloroplastai turi keletą skirtingų struktūrų, kurių kiekviena turi specialias funkcijas.Chloroplastinės struktūros apima:
- Membraninis vokas: yra vidinis ir išorinis lipidų bisluoksnis membranos, veikiančios kaip apsauginės dangos ir laikančios chloroplastines konstrukcijas uždaras. Vidinė membrana atskiria stromą nuo tarpląstelinės erdvės ir reguliuoja molekulių praėjimą į chloroplastą ir iš jo.
- Tarpukario erdvė: tarpas tarp išorinės ir vidinės membranos.
- Thylakoid sistema: vidinės membranos sistema, susidedanti iš plokščių maišelio pavidalo membranų struktūrų, vadinamų tiroidai kurios tarnauja kaip šviesos energijos virsmo chemine energija vietos.
- Thylakoid liumenas: skyrius kiekviename tiroide.
- Grana (pavienis granum): tankiai padengtų tiroidinių maišelių (nuo 10 iki 20) krūvos, naudojamos kaip šviesos energijos virsmo chemine energija vietos.
- Stroma: tankus skystis chloroplasto viduje, esančiame apvalkale, bet ne tiroidinės membranos išorėje. Tai yra vieta, kurioje anglies dioksidas virsta angliavandeniai (cukrus).
- Chlorofilas: žalias fotosintetinis pigmentas chloroplastų gramoje, sugeriantis šviesos energiją.
Chloroplastų funkcija fotosintezėje
Robertas Markus / Mokslo nuotraukų biblioteka / „Getty Images“
Fotosintezės metu saulės saulės energija virsta chemine energija. Cheminė energija kaupiama pavidalu gliukoze (cukrus). Gliukozei, deguoniui ir vandeniui gaminti naudojami anglies dioksidas, vanduo ir saulės spinduliai. Fotosintezė vyksta dviem etapais. Šios stadijos yra žinomos kaip lengvosios ir tamsiosios reakcijos stadijos.
lengvos reakcijos stadija vyksta esant šviesai ir įvyksta chloroplastų gramoje. Pagrindinis pigmentas, naudojamas šviesos energijai paversti chemine energija chlorofilo a. Kiti pigmentai, dalyvaujantys šviesos absorbcijoje, yra chlorofilas b, ksantofilas ir karotinas. Šviesos reakcijos metu saulės šviesa virsta cheminė energija formoje ATP (laisvosios energijos turinčios molekulės) ir NADPH (didelės energijos elektronus pernešanti molekulė). Baltymų kompleksai tiroidinės membranos viduje, žinomi kaip I ir II fotosistema, tarpininkauja šviesos energijos virsmui chemine energija. Tiek ATP, tiek NADPH yra naudojami tamsiosios reakcijos stadijoje cukrui gaminti.
tamsi reakcijos stadija taip pat žinomas kaip anglies fiksavimo etapas arba Kalvino ciklas. Stromoje pasireiškia tamsios reakcijos. Stromoje yra fermentų, palengvinančių daugybę reakcijų, kurių metu cukrus gaunamas naudojant ATP, NADPH ir anglies dioksidą. Cukrus gali būti laikomas krakmolo pavidalu, naudojamas per kvėpavimas, arba naudojami celiuliozės gamyboje.
„Chloroplast“ pagrindiniai taškai
- Chloroplastai turi chlorofilo organelės randama augaluose, dumbliuose ir melsvabakterėse. Fotosintezė vyksta chloroplastuose.
- Chlorofilas yra žalias fotosintetinis pigmentas, esantis chloroplastų gramoje, sugeriantis šviesos energiją fotosintezei.
- Chloroplastai randami augalų lapuose, apsuptuose apsauginių ląstelių. Šios ląstelės atidaro ir uždaro mažas poras, leidžiančias pasikeisti dujoms, reikalingoms fotosintezei.
- Fotosintezė vyksta dviem etapais: lengvosios ir tamsiosios reakcijos.
- ATP ir NADPH gaminami lengvosios reakcijos stadijoje, vykstančioje chloroplastų gramoje.
- Tamsiosios reakcijos stadijoje arba Kalvino cikle cukrui gaminti naudojami ATP ir NADPH, susidarę lengvosios reakcijos metu. Ši stadija atsiranda augalų stromoje.
Šaltinis
Cooperis, Geoffrey M. "Chloroplastai ir kiti plastidai." Ląstelė: molekulinis požiūris, 2-asis leidimas, „Sunderland“: „Sinauer Associates“, 2000 m.