Chloroplast
Chloroplasty:
Fotosyntéza, proces přeměny energie slunečního světla na “potravu“, se dělí na dvě základní skupiny reakcí, známé jako světelné reakce a Calvinův cyklus, který využívá oxid uhličitý. Při studiu podrobností v dalších pojmech se často odkazujte na chemickou rovnici fotosyntézy: 6CO2 + 6H2O + světelná energie → C6H12O6 + 6O2. Fotosyntéza probíhá v chloroplastu, organele specifické pro rostlinné buňky.
Pokud si pod mikroskopem prohlédnete jeden list jasmínu zimního, zobrazený na obrázku níže, uvidíte v každé buňce desítky malých zelených oválků. Jedná se o chloroplasty, organely, které u rostlin a řas provádějí fotosyntézu. Chloroplasty se velmi podobají některým typům bakterií a dokonce obsahují vlastní kruhovou DNA a ribozomy. Podle endosymbiotické teorie byly chloroplasty kdysi samostatně žijícími bakteriemi (prokaryoty). Když tedy říkáme, že v chloroplastech probíhá fotosyntéza, nemluvíme pouze o organelách v rostlinách a řasách, ale také o některých bakteriích – jinými slovy prakticky o všech fotosyntetizujících autotrofech.
Vysoce výkonná mikroskopická fotografie horní části listu zimního jasmínu. Při pohledu pod mikroskopem je vidět mnoho zelených chloroplastů.
Každý chloroplast obsahuje úhledné hromádky zvané grana (jednotné číslo, granum). Grana se skládají z vakovitých membrán, které se nazývají thylakoidní membrány. Tyto membrány obsahují fotosystémy, což jsou skupiny molekul, které obsahují chlorofyl, zelené barvivo. V thylakoidních membránách probíhají světelné reakce fotosyntézy. Stroma je prostor mimo thylakoidní membrány, jak je znázorněno na obrázku níže. Zde probíhají reakce Calvinova cyklu. Kromě enzymů jsou klíčovými účastníky tohoto procesu dva základní typy molekul – pigmenty a přenašeče elektronů, které se rovněž nacházejí v thylakoidních membránách.
Na stránkách Encyclopedia Britannica si můžete prohlédnout videoprohlídku chloroplastu:
Chloroplast se skládá z tylakoidních membrán obklopených stromatem. Tylakoidní membrány obsahují molekuly zeleného barviva chlorofylu.
Molekuly přenašečů elektronů jsou obvykle uspořádány v řetězcích pro přenos elektronů (ETC). Ty v malých krocích přijímají a předávají dál elektrony nesoucí energii (obrázek níže). Tímto způsobem produkují ATP a NADPH, které dočasně uchovávají chemickou energii. Elektrony v transportních řetězcích se chovají podobně jako míček odrážející se od schodů – při každém odrazu se ztratí trochu energie. Energie „ztracená“ na každém kroku v elektronovém transportním řetězci však vykoná trochu práce, jejímž výsledkem je nakonec syntéza ATP.
Tento obrázek ukazuje světelné reakce fotosyntézy. Tato fáze fotosyntézy začíná fotosystémem II (pojmenovaným tak proto, že byl objeven až po fotosystému I). Najděte dva elektrony (2 e-) ve fotosystému II a poté je sledujte přes řetězec přenosu elektronů (nazývaný také řetězec přenosu elektronů) až k tvorbě NADPH. Odkud se berou vodíkové ionty (H+), které pomáhají vytvářet ATP?