Хлоропласти: роль в процесі фотосинтезу

Фотосинтез відбувається в еукаріотичних клітинних структурах, званих хлоропластами. Хлоропласт – це тип органели рослинних клітин, відомий як зелені пластиди. Пластида допомагають зберігати і збирати необхідні речовини для виробництва енергії. Хлоропласт містить зелений пігмент, званий хлорофілом, який поглинає світлову енергію для процесу фотосинтезу. Отже, назва хлоропласт вказує на те, що ці органели представляють собою хлорофіловмісні пластиди.

Подібно мітохондрій, хлоропласти мають свою власну ДНК, відповідальні за виробництво енергії і відтворюються незалежно від іншої частини клітини за допомогою процесу поділу, подібного бактеріального бінарним поділом. Вони також відповідальні за виробництво амінокислот і ліпідних компонентів, необхідних для виробництва хлоропластів. Хлоропласти також зустрічаються в клітинах інших фотосинтезуючих організмах, таких як водорості.

Хлоропласт: структура

Хлоропласти зазвичай зустрічаються в охоронних клітинах, розташованих в листі рослин. Охоронні клітини оточують крихітні пори, звані устьицами, відкриваючи й закриваючи їх, щоб забезпечити необхідний для фотосинтезу газообмін. Хлоропласти і інші пластиди розвиваються з клітин, які називаються пропластид, які є незрілими, недиференційованими клітинами, що розвиваються в різні типи пластид. Пропластид, що розвивається в хлоропласт, здійснює цей процес тільки при світлі. Хлоропласти містять кілька різних структур, кожна з яких має спеціалізовані функції. Основні структури хлоропласта включають:

  • Мембрана – містить внутрішні і зовнішні ліпідні двошарові оболонки, які виступають в якості захисних покриттів і зберігають замкнуті структури хлоропластів. Внутрішня мембрана відокремлює строму від міжмембранного простору і регулює проходження молекул в/з хлоропласта.
  • Міжмембранний простір – простір між зовнішньою і внутрішньою мембранами.
  • Тілакоїдня система – внутрішня система мембран, що складається з сплюснутих мішкоподібних мембранних структур, званих тилакоїди, які служать місцями перетворення енергії світла в хімічну енергію.
  • Тилакоїди з просвітом (люмен) – відсік в кожному Тилакоїди.
  • Грана – щільні шаруваті стопки тілакоідних мішків (10-20), які служать місцями перетворення енергії світла в хімічну енергію.
  • Строма – щільна рідина всередині хлоропласта, що містить усередині оболонки, але поза тілакоїдної мембрани. Тут відбувається конверсія вуглекислого газу в вуглеводи (цукру).
  • Хлорофіл – зелений фотосинтетичний пігмент в хлоропласт-грані, що поглинає світлову енергію.

Хлоропласт: фотосинтез

При фотосинтезі енергія сонячного світла перетворюється в хімічну енергію. Хімічна енергія зберігається у вигляді глюкози (цукру). Двоокис вуглецю, вода і сонячне світло використовуються для виробництва глюкози, кисню і води. Фотосинтез відбувається в два етапи: світлова фаза і темновая фаза.

Світлова фаза фотосинтезу протікає тільки при наявності світла і відбувається всередині хлоропластовой грани. Первинним пігментом, використовуваним для перетворення світлової енергії в хімічну, є хлорофіл а. Інші пігменти, які беруть участь в поглинанні світла, включають хлорофіл b, ксантофилл і каротин. Під час світлової фази, сонячне світло перетворюється в хімічну енергію у вигляді АТФ (молекули, що містить вільну енергію) і НАДФ (молекула, яка несе електрони високої енергії).

І АТФ, і НАДФ використовуються під час темнової фази для отримання цукру. Темнова фаза фотосинтезу, також відома як етап фіксації вуглецю або цикл Кальвіна. Реакції на цій стадії виникають в стромі. Строма містить ферменти, які полегшують серію реакцій, які використовують АТФ, НАДФ і вуглекислий газ для отримання цукру. Цукор може зберігатися у вигляді крохмалю, використовуваного під час дихання або при виробництві целюлози.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Хінолони