Chloroplast jest jednym z trwałych organelli komórki. Przeprowadza najważniejszy proces o znaczeniu planetarnym - fotosyntezę.
Ogólny plan budowy organelli dwubłonowych
Każda organella składa się z aparatu powierzchniowego i zawartości wewnętrznej. Chloroplasty i mitochondria to struktury komórek prokariotycznych - organizmów posiadających jądro. Aparat powierzchniowy tych organelli składa się z dwóch błon, między którymi znajduje się wolna przestrzeń. Przestrzennie i anatomicznie nie są połączone z innymi strukturami komórki i biorą udział w metabolizmie energetycznym. Mitochondria to organelle większości grzybów, roślin i zwierząt. Służą do syntezy ATP – substancji będącej rodzajem rezerwy energetycznej komórek. Chloroplast jest również organellą z podwójną membraną należącą do grupy plastydów.
Różnorodność plastydów
Istnieją trzy rodzaje plastydów w komórkach żywych organizmów. Są to chloroplasty, chromoplasty i leukoplasty. Różnią się kolorem, cechami konstrukcyjnymi i funkcjami. Chloroplast to zielony plastyd zawierający pigmentowy chlorofil. Chociaż często, ze względu na obecność innych substancji barwiących, mogą być zarówno brązowe, jak i czerwone. Na przykład wkomórki różnych alg. Jednocześnie chromoplasty są zawsze bezbarwne. Ich główną funkcją jest przechowywanie składników odżywczych. Tak więc bulwy ziemniaka zawierają skrobię. Chromoplasty to plastydy zawierające pigmenty karotenoidowe. Nadają kolor różnym częściom roślin. Jaskrawo zabarwione korzenie marchwi i buraków oraz płatki kwiatów są tego najlepszym przykładem.
Plastydy mogą się zmieniać. Początkowo powstają z komórek tkanki edukacyjnej, które są małymi pęcherzykami otoczonymi dwiema błonami. W obecności energii słonecznej są przekształcane w chloroplasty. W miarę starzenia się liści i łodyg chlorofil zaczyna się rozkładać. W rezultacie zielone plastydy zamieniają się w chromoplasty.
Podajmy więcej przykładów. Wszyscy widzieli, że jesienią liście zmieniają kolor. Wynika to z faktu, że chloroplasty zamieniają się w czerwone, żółte, bordowe plastydy. Ta sama przemiana zachodzi, gdy owoce dojrzewają. W świetle bulwy ziemniaka zmieniają kolor na zielony: w leukoplastach zaczyna tworzyć się chlorofil. Ostatnim etapem rozwoju plastydu są chromoplasty, ponieważ nie tworzą one innych typów podobnych struktur.
Czym są pigmenty?
Kolor, funkcje i struktura chloroplastu wynikają z obecności pewnych substancji - pigmentów. Z natury są to związki organiczne, które barwią różne części rośliny. Najczęstszym z nich jest chlorofil. Znajdują się w komórkach alg i roślin wyższych. Karotenoidy są również często spotykane w przyrodzie. Można je znaleźć w większości znanych żywych istot. W szczególności we wszystkich roślinach niektóre rodzaje mikroorganizmów, owadów, ryb i ptaków. Oprócz nadania koloru różnym narządom, karotenoidy są głównymi pigmentami wizualnymi, zapewniającymi percepcję wzrokową i barwną.
Struktura membrany
Chloroplasty roślinne mają podwójną membranę. A na zewnątrz jest gładka. A wewnętrzna tworzy wyrostki. Są one skierowane do zawartości chloroplastu, zwanego zrębem. Specjalne struktury, tylakoidy, są również związane z błoną wewnętrzną. Wizualnie są to płaskie zbiorniki jednomembranowe. Można je układać pojedynczo lub łączyć w stosy po 5-20 sztuk. Nazywane są ziarnami. Pigmenty znajdują się na strukturach tylakoidów. Główne z nich to chlorofile, a karotenoidy pełnią rolę pomocniczą. Są niezbędne do fotosyntezy. Zrąb zawiera również cząsteczki DNA i RNA, ziarna skrobi i rybosomy.
Funkcje chloroplastów
Główną funkcją zielonych plastydów jest synteza substancji organicznych z nieorganicznych dzięki energii światła. Jej produktami są polisacharydy glukoza i tlen. Bez tego gazu oddychanie wszystkich istot na Ziemi będzie niemożliwe. Oznacza to, że fotosynteza jest ważnym procesem o znaczeniu planetarnym.
Struktura chloroplastu determinuje jego inne funkcje. Na błonie tych plastydów zachodzi synteza ATP. Znaczenie tego procesu polega na:gromadzenie i magazynowanie określonej ilości energii. Dzieje się tak, gdy nadejdą sprzyjające warunki środowiskowe: obecność wystarczającej ilości wody, energii słonecznej, żywności. W trakcie procesów życiowych ATP ulega rozszczepieniu z uwolnieniem pewnej ilości energii. Wydawany jest podczas realizacji wzrostu, rozwoju, ruchu, reprodukcji i innych procesów życiowych. Funkcje chloroplastów polegają również na tym, że niektóre lipidy, białka błonowe i enzymy biorące udział w procesie fotosyntezy są syntetyzowane w tych plastydach.
Znaczenie procesu fotosyntezy
Chloroplast to łącznik między rośliną a środowiskiem. W wyniku fotosyntezy dochodzi nie tylko do powstawania tlenu, ale także do cyrkulacji węgla i wodoru w przyrodzie, utrzymując stały skład atmosfery. Proces ten ogranicza zawartość dwutlenku węgla, co zapobiega wystąpieniu efektu cieplarnianego, przegrzaniu powierzchni ziemi i śmierci wielu żywych stworzeń na naszej planecie. Plastydy chloroplasty, które są organellami komórkowymi, pełnią najważniejsze funkcje, powodując istnienie życia na Ziemi.
