Cloroplastul
Cloroplastele: Teatrele pentru fotosinteză
Fosinteza, procesul de transformare a energiei luminii solare în ”hrană”, este împărțită în două seturi de reacții de bază, cunoscute sub numele de reacții luminoase și ciclul Calvin, care utilizează dioxidul de carbon. Pe măsură ce studiați detaliile din alte noțiuni, referiți-vă frecvent la ecuația chimică a fotosintezei: 6CO2 + 6H2O + Energie luminoasă → C6H12O6 + 6O2. Fotosinteza are loc în cloroplast, un organit specific celulelor vegetale.
Dacă examinați la microscop o singură frunză a unei frunze de iasomie de iarnă, prezentată în figura de mai jos, veți vedea în interiorul fiecărei celule zeci de mici ovale verzi. Acestea sunt cloroplaste, organitele care realizează fotosinteza la plante și alge. Cloroplastele se aseamănă foarte mult cu unele tipuri de bacterii și chiar conțin propriul ADN circular și ribozomi. De fapt, teoria endosimbiozei susține că cloroplastele au fost cândva bacterii care trăiau independent (procariote). Așadar, atunci când spunem că fotosinteza are loc în cadrul cloroplastelor, vorbim nu numai de organitele din plante și alge, ci și de unele bacterii – cu alte cuvinte, practic toate autotrofele fotosintetice.
Fotografie microscopică de mare putere a părții superioare a unei frunze de iasomie de iarnă. Privite la microscop, sunt vizibile multe cloroplaste verzi.
Care cloroplast conține grămezi ordonate numite grana (singular, granum). Grana constă din membrane asemănătoare unor saci, cunoscute sub numele de membrane tilacoide. Aceste membrane conțin fotosisteme, care sunt grupuri de molecule ce includ clorofila, un pigment verde. Reacțiile luminoase ale fotosintezei au loc în membranele thylakoide. Stroma este spațiul din afara membranelor tilacoide, așa cum se arată în figura de mai jos. Acesta este locul în care au loc reacțiile ciclului Calvin. În plus față de enzime, două tipuri de molecule de bază – pigmenții și purtătorii de electroni – sunt actori cheie în acest proces și se găsesc, de asemenea, în membranele tirokoide.
Puteți face un tur video al unui cloroplast la Encyclopedia Britannica: Chloroplast:www.britannica.com/EBchecked/…in-plant-cells.
Un cloroplast este format din membrane tilacoide înconjurate de stromă. Membranele thylakoide conțin molecule ale pigmentului verde clorofilă.
Moleculele purtătoare de electroni sunt de obicei dispuse în lanțuri de transport de electroni (ETC). Acestea acceptă și transmit electronii purtători de energie în pași mici (figura de mai jos). În acest fel, ele produc ATP și NADPH, care stochează temporar energia chimică. Electronii din lanțurile de transport se comportă la fel ca o minge care țopăie pe niște scări – la fiecare săritură se pierde puțină energie. Cu toate acestea, energia „pierdută” la fiecare pas dintr-un lanț de transport al electronilor realizează un pic de muncă, care în cele din urmă are ca rezultat sinteza de ATP.
Această figură prezintă reacțiile luminoase ale fotosintezei. Această etapă a fotosintezei începe cu fotosistemul II (denumit astfel deoarece a fost descoperit după fotosistemul I). Găsiți cei doi electroni (2 e-) în fotosistemul II, apoi urmăriți-i prin lanțul de transport al electronilor (numit și lanțul de transfer al electronilor) până la formarea NADPH. De unde provin ionii de hidrogen (H+) care ajută la formarea ATP?
.