I cloroplasti sono minuscole centrali elettriche che catturano energia luminosa per produrre gli amidi e gli zuccheri che alimentano la crescita delle piante.
Si trovano all'interno delle cellule vegetali nelle foglie delle piante e nelle alghe verdi e rosse e nei cianobatteri. I cloroplasti consentono alle piante di produrre le complesse sostanze chimiche necessarie per la vita da semplici sostanze inorganiche come l'anidride carbonica, l'acqua e i minerali.
Poiché le autotrofe I cloroplasti cellulari sono come piccole fabbriche che producono carburante. In questo modo, sono i cloroplasti nelle cellule vegetali verdi che rendono possibile la vita sulla Terra. Sebbene i cloroplasti siano baccelli microscopici all'interno di piccole cellule vegetali, hanno una struttura complessa che consente loro di catturare l'energia della luce e di usarla per assemblare i carboidrati a livello molecolare. I principali componenti strutturali sono i seguenti: I ribosomi sono gruppi di proteine e nucleotidi che producono enzimi e altre molecole complesse richieste dal cloroplasto . Sono presenti in gran numero in tutte le cellule viventi e producono sostanze cellulari complesse come le proteine secondo le istruzioni delle molecole del codice genetico dell'RNA. I tilacoidi sono incorporati nello stroma. Nelle piante formano dischi chiusi che sono disposti in pile chiamate grana Lamelle La parte sensibile alla luce della fotosintesi si svolge sulla membrana tilosoidea dove la clorofilla La clorofilla è un fotorecettore del pigmento che si trova in tutti i cloroplasti. Quando la luce colpisce la foglia di una pianta o la superficie delle alghe, penetra nella cloroplasti e riflessi delle membrane tilacoidi. Colpita dalla luce, la clorofilla nella membrana emette elettroni che il cloroplasto utilizza per ulteriori reazioni chimiche. La clorofilla nelle piante e nelle alghe verdi è principalmente la clorofilla verde chiamata clorofilla a, il tipo più comune. Assorbe la luce viola-blu e rosso-arancio rossastro mentre riflette la luce verde, dando alle piante il loro caratteristico colore verde Altri tipi di clorofilla sono i tipi da b a e, che assorbono e riflettono in modo diverso colori. La clorofilla di tipo b, ad esempio, si trova nelle alghe e assorbe un po 'di luce verde oltre al rosso. Questo assorbimento della luce verde può essere il risultato di organismi che si evolvono vicino alla superficie dell'oceano perché la luce verde può penetrare solo a breve distanza nell'acqua. La luce rossa può spostarsi più sotto la superficie. I cloroplasti producono carboidrati come glucosio e proteine complesse che sono necessarie altrove nelle cellule della pianta. Questi materiali devono essere in grado di uscire dal cloroplasto e supportare le cellule generali e metabolismo delle piante. Allo stesso tempo, i cloroplasti hanno bisogno di sostanze prodotte altrove nelle cellule. Le membrane dei cloroplasti regolano il movimento delle molecole dentro e fuori il cloroplasto consentendo il passaggio di piccole molecole mentre usano meccanismi speciali di trasporto Queste sostanze attraversano lo spazio intermembrana e penetrano nelle membrane semi-permeabili. Grandi molecole come le proteine complesse sono bloccate dalle due membrane. Invece, per sostanze così complesse, sono disponibili speciali meccanismi di trasporto per consentire a sostanze specifiche di attraversare le due membrane mentre altre sono bloccate. La membrana esterna ha un complesso proteico di traslocazione per trasportare determinati materiali attraverso la membrana, e il la membrana interna ha un complesso corrispondente e simile per le sue transizioni specifiche. Questi meccanismi di trasporto selettivo sono particolarmente importanti perché la membrana interna sintetizza lipidi, acidi grassi e carotenoidi che sono necessari per il cloroplasto metabolismo. La membrana del tilacoide è la parte del tilacoide che è attiva nel primo stadio della fotosintesi. Nelle piante, la membrana del tilacoide si forma generalmente chiusa, sottile sacchi o dischi che sono impilati in grana e rimangono in posizione, circondati dal fluido dello stroma. La disposizione dei tilacoidi in pile elicoidali consente un impaccamento stretto dei tilacoidi e un complesso , struttura ad alta area superficiale della membrana tiroidea. Per gli organismi più semplici, i tilacoidi possono avere una forma irregolare e possono fluttuare liberamente. In ogni caso, la luce che colpisce la membrana del tilacoide avvia la reazione della luce nell'organismo. L'energia chimica rilasciata dalla clorofilla viene utilizzata per dividere le molecole d'acqua in idrogeno e ossigeno. L'ossigeno viene utilizzato dall'organismo per la respirazione o viene rilasciato nell'atmosfera mentre l'idrogeno viene utilizzato nella formazione di carboidrati. Il carbonio per questo processo proviene dall'anidride carbonica in un processo chiamato fissazione del carbonio Il processo di fotosintesi è composto da due parti: le reazioni dipendenti dalla luce che iniziano con la luce interagendo con la clorofilla e il buio reazioni Le reazioni luminose si verificano solo durante il giorno in cui l'energia della luce colpisce la pianta mentre le reazioni oscure possono avvenire in qualsiasi momento. Le reazioni luminose iniziano nella membrana tilosoidea mentre il fissaggio del carbonio delle reazioni oscure avviene nello stroma, il liquido gelatinoso che circonda i tilacoidi. Oltre a ospitare le reazioni oscure e i tilacoidi, lo stroma contiene il DNA di cloroplasti e ribosomi di cloroplasti. Di conseguenza, i cloroplasti hanno una propria fonte di energia e possono moltiplicarsi da soli, senza fare affidamento sulla divisione cellulare. Ulteriori informazioni organelli cellulari correlati nelle cellule eucariotiche: membrana cellulare e parete cellulare. Questa capacità può essere ricondotta all'evoluzione di cellule e batteri semplici. Un cianobatterio deve essere entrato in una cellula precoce e gli è stato permesso di rimanere perché l'accordo è diventato reciprocamente vantaggioso. Nel tempo, il cianobatterio si è evoluto nell'organello del cloroplasto. Il fissaggio del carbonio nello stroma cloroplastico avviene dopo che l'acqua è stata suddivisa in idrogeno e ossigeno durante le reazioni alla luce. I protoni degli atomi di idrogeno vengono pompati nel lume all'interno dei tilacoidi, rendendolo acido. Nelle oscure reazioni della fotosintesi, i protoni si diffondono dal lume nello stroma attraverso un enzima chiamato ATP sintasi Questa diffusione di protoni attraverso ATP sintasi produce ATP, una sostanza chimica che immagazzina energia per le cellule. L'enzima RuBisCO Quando le molecole instabili si rompono in basso, l'ATP viene utilizzato per convertirli in semplici molecole di zucchero. I carboidrati dello zucchero possono essere combinati per formare molecole più grandi come glucosio, fruttosio, saccarosio e amido, che possono tutti essere utilizzati nel metabolismo cellulare. Quando i carboidrati si formano alla fine del processo di fotosintesi, i cloroplasti della pianta hanno rimosso il carbonio dall'atmosfera e l'hanno usato per creare cibo per la pianta e, infine, per tutti gli altri esseri viventi. Oltre a formare la base della catena alimentare, la fotosintesi nelle piante riduce la quantità di anidride carbonica gas serra nell'atmosfera. In questo modo, le piante e le alghe, attraverso la fotosintesi nei loro cloroplasti, aiutano a ridurre gli effetti dei cambiamenti climatici e del riscaldamento globale.
di produzione alimentare, le piante formano la base del cibo catena, supportando tutti i consumatori di livello superiore come insetti, pesci, uccelli e mammiferi fino agli umani.
Cosa c'è dentro un cloroplasto - la struttura dei cloroplasti
e tilacoidi.
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La funzione dei ribosomi e dei tilokaoidi cloroplasti
, con una singola pila chiamata granum. Sono costituiti da una membrana tilosoidea che circonda il lume, un materiale acido acquoso contenente proteine e che facilita le reazioni chimiche del cloroplasto.
formano collegamenti tra i dischi di grana, collegando il lume del pile diverse.
assorbe l'energia della luce e la trasforma in energia chimica utilizzata dalla pianta.
Clorofilla: Fonte di energia di cloroplasti
Membrane di cloroplasti e spazio intermembrane
per grandi molecole. Sia la membrana interna che quella esterna sono semi-permeabili, permettendo la diffusione di piccole molecole e ioni.
Il sistema del Thylakoid
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Lo Stroma e l'origine del DNA dei cloroplasti
(ovvero reazioni indipendenti dalla luce) che fissano il carbonio e producono glucosio.
Carbon Fixing in the Dark Reactions
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si trova nello stroma e fissa il carbonio dalla CO2 per produrre molecole di sei carboidrati instabili.
