Chloroplast je jednou z trvalých organel buňky. Provádí nejdůležitější proces planetárního významu - fotosyntézu.
Obecný plán struktury dvoumembránových organel
Každá organela se skládá z povrchového aparátu a vnitřního obsahu. Chloroplasty a mitochondrie jsou struktury prokaryotických buněk – organismů, které mají jádro. Povrchový aparát těchto organel tvoří dvě membrány, mezi kterými je volný prostor. Prostorově a anatomicky nejsou propojeny s jinými stavebními částmi buňky a podílejí se na energetickém metabolismu. Mitochondrie jsou organely většiny hub, rostlin a zvířat. Slouží k syntéze ATP – látky, která je jakousi energetickou rezervou buněk. Chloroplast je také dvoumembránová organela, která patří do skupiny plastidů.
Plastidová rozmanitost
V buňkách živých organismů jsou tři typy plastidů. Jedná se o chloroplasty, chromoplasty a leukoplasty. Liší se barvou, strukturními vlastnostmi a funkcemi. Chloroplast je zelený plastid obsahující pigment chlorofyl. I když často mohou být kvůli přítomnosti jiných barvících látek hnědé i červené. Například vbuňky různých řas. Chromoplasty jsou přitom vždy bezbarvé. Jejich hlavní funkcí je uchovávání živin. Takže hlízy brambor obsahují škrob. Chromoplasty jsou plastidy, které mají karotenoidní pigmenty. Dodávají barvu různým částem rostlin. Jasně zbarvené kořeny mrkve a řepy a okvětní lístky jsou toho zářným příkladem.
Plastidy se mohou transformovat. Zpočátku pocházejí z buněk vzdělávací tkáně, což jsou malé váčky obklopené dvěma membránami. Za přítomnosti sluneční energie se přeměňují na chloroplasty. Jak listy a stonky stárnou, chlorofyl se začíná rozkládat. V důsledku toho se zelené plastidy promění v chromoplasty.
Uveďme další příklady. Všichni viděli, že na podzim listy mění barvu. To je způsobeno tím, že se chloroplasty mění na červené, žluté, vínové plastidy. Ke stejné přeměně dochází při dozrávání ovoce. Na světle hlízy brambor zezelenají: v leukoplastech se začne tvořit chlorofyl. Poslední fází vývoje plastidů jsou chromoplasty, protože netvoří jiné typy podobných struktur.
Co jsou pigmenty?
Barva, funkce a struktura chloroplastu jsou dány přítomností určitých látek - pigmentů. Od přírody jsou to organické sloučeniny, které zbarvují různé části rostliny. Chlorofyl je z nich nejčastější. Nacházejí se v buňkách řas a vyšších rostlin. Karotenoidy se také často vyskytují v přírodě. Nacházejí se u většiny známých živých bytostí. Zejména u všech rostlin, některých druhů mikroorganismů, hmyzu, ryb a ptáků. Kromě toho, že dodávají barvu různým orgánům, jsou karotenoidy hlavními zrakovými pigmenty, které poskytují vizuální a barevné vnímání.
Membránová struktura
Rostlinné chloroplasty mají dvojitou membránu. A vnější strana je hladká. A ten vnitřní tvoří výrůstky. Jsou nasměrovány dovnitř obsahu chloroplastu, který se nazývá stroma. S vnitřní membránou jsou také spojeny speciální struktury, tylakoidy. Vizuálně se jedná o ploché jednomembránové nádrže. Mohou být umístěny jednotlivě nebo sestaveny do stohů po 5-20 kusech. Říká se jim zrna. Pigmenty se nacházejí na strukturách thylakoidů. Mezi hlavní patří chlorofyly, pomocnou roli hrají karotenoidy. Jsou nezbytné pro fotosyntézu. Stroma také obsahuje molekuly DNA a RNA, škrobová zrna a ribozomy.
Funkce chloroplastu
Hlavní funkcí zelených plastidů je syntéza organických látek z anorganických díky energii světla. Jeho produkty jsou polysacharid glukóza a kyslík. Bez tohoto plynu bude dýchání všech bytostí na Zemi nemožné. To znamená, že fotosyntéza je životně důležitý proces planetárního významu.
Struktura chloroplastu určuje jeho další funkce. Na membráně těchto plastidů dochází k syntéze ATP. Význam tohoto procesu spočívá vakumulace a skladování určitého množství energie. To se děje během nástupu příznivých podmínek prostředí: přítomnost dostatečného množství vody, sluneční energie, potravin. V průběhu životních procesů se ATP štěpí s uvolněním určitého množství energie. Vynakládá se při realizaci růstu, vývoje, pohybu, rozmnožování a dalších životních procesů. Funkce chloroplastů spočívá také ve skutečnosti, že některé lipidy, membránové proteiny a enzymy zapojené do procesu fotosyntézy jsou syntetizovány v těchto plastidech.
Význam procesu fotosyntézy
Chloroplast je spojovacím článkem mezi rostlinou a životním prostředím. V důsledku fotosyntézy dochází nejen k tvorbě kyslíku, ale také k cirkulaci uhlíku a vodíku v přírodě při zachování stálého složení atmosféry. Tento proces omezuje obsah oxidu uhličitého, což zabraňuje vzniku skleníkového efektu, přehřívání zemského povrchu a úhynu mnoha živých tvorů na planetě. Plastidy chloroplasty, což jsou buněčné organely, plní nejdůležitější funkce a způsobují existenci života na Zemi.
