Chloroplast
Chloroplasty: Theaters for Photosynthesis
Fotosynteza, proces przekształcania energii światła słonecznego w ”żywność”, jest podzielona na dwa podstawowe zestawy reakcji, znane jako reakcje świetlne i cykl Calvina, który wykorzystuje dwutlenek węgla. Studiując szczegóły innych pojęć, często odwołuj się do chemicznego równania fotosyntezy: 6CO2 + 6H2O + energia światła → C6H12O6 + 6O2. Fotosynteza zachodzi w chloroplaście, organelli charakterystycznej dla komórek roślinnych.
Jeśli zbadasz pod mikroskopem pojedynczy liść jaśminu zimowego, pokazany na rysunku poniżej, zobaczysz w każdej komórce dziesiątki małych zielonych owali. Są to chloroplasty, organelle, które przeprowadzają fotosyntezę w roślinach i algach. Chloroplasty bardzo przypominają niektóre rodzaje bakterii, a nawet zawierają własne koliste DNA i rybosomy. W rzeczywistości teoria endosymbiotyczna głosi, że chloroplasty były kiedyś niezależnie żyjącymi bakteriami (prokariotami). Kiedy więc mówimy, że fotosynteza zachodzi w chloroplastach, mówimy nie tylko o organellach w roślinach i algach, ale także o niektórych bakteriach – innymi słowy, o praktycznie wszystkich fotosyntetyzujących autotrofach.
Mikroskopowe zdjęcie wysokiej mocy górnej części liścia jaśminu zimowego. Pod mikroskopem widoczne są liczne zielone chloroplasty.
Każdy chloroplast zawiera zgrabne stosy zwane granami (liczba pojedyncza, granum). Grana składają się z sac-jak błony, znane jako błony tylakoidów. Te błony zawierają fotosystemy, które są grupami molekuł zawierających chlorofil, zielony pigment. Reakcje świetlne fotosyntezy zachodzą w błonach tylakoidów. Stroma to przestrzeń poza błonami tylakoidów, jak pokazano na rysunku poniżej. To tutaj zachodzą reakcje cyklu Calvina. Oprócz enzymów, dwa podstawowe typy cząsteczek – pigmenty i nośniki elektronów – są kluczowymi uczestnikami tego procesu i również znajdują się w błonach tylakoidów.
Możesz wziąć udział w wycieczce wideo po chloroplaście w Encyklopedii Britannica: Chloroplast:www.britannica.com/EBchecked/…in-plant-cells.
Chloroplast składa się z błon tylakoidalnych otoczonych stromą. Błony tylakoidów zawierają cząsteczki zielonego pigmentu chlorofilu.
Cząsteczki nośników elektronów są zwykle ułożone w łańcuchy transportu elektronów (ETC). Te przyjmują i przekazują elektrony niosące energię w małych krokach (rysunek poniżej). W ten sposób wytwarzają ATP i NADPH, które tymczasowo magazynują energię chemiczną. Elektrony w łańcuchach transportowych zachowują się podobnie jak piłka odbijająca się od schodów – przy każdym odbiciu traci się trochę energii. Jednak energia „tracona” na każdym etapie łańcucha transportu elektronów wykonuje pewną pracę, która ostatecznie prowadzi do syntezy ATP.
Niniejszy rysunek przedstawia reakcje świetlne fotosyntezy. Ten etap fotosyntezy rozpoczyna się od fotosystemu II (nazwanego tak, ponieważ został odkryty po fotosystemie I). Znajdź dwa elektrony (2 e-) w fotosystemie II, a następnie prześledź ich drogę przez łańcuch transportu elektronów (zwany też łańcuchem przenoszenia elektronów) do powstania NADPH. Skąd pochodzą jony wodorowe (H+), które pomagają w tworzeniu ATP?
.