Back to chapter

9.3:

אנטומיה של כלורופלסטים

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Anatomy of Chloroplasts

Languages

Share

בצמחים, הפוטוסינתזה מתרחשת בתוך שכבות תאי המזופיל הצפופות, שם נמצא המספר הרב ביותר של כלורופלסט. ברחבי אברונים מתמחים אלו בעלי קרום כפול, מפוזרת קבוצה נוספת של מדורים, שקים תחומים בקרום ומלאים נוזל בשם תילקואידים, שמחוברים זה לזה ויוצרים ערימות מרובות הנקראות גרנה. בשוליים החיצוניים של כל גרנום, ומוטמעים בתוך קרום התילקואידים, נמצאים תצמידים רב-חלבוניים, כגון הפוטוסיסטם.מבנים אלה מכילים חלבוני האנטנה התחומים יחד עם מולקולות פיגמנט רבות, כגון כלורופיל, לבליעת אור ולהחלת השלב הראשון של תגובות תלויות-אור. בינתיים, השלב השני, מעגל קלווין, מתרחש בסטרומה, ה‫חלל המימי מחוץ לדו-שכבה ליפידית של תיקלואידים. עם שני התהליכים העובדים יחד, צמחים מייצרים מזון לעצמם, הודות למפעלים הביוכימיים הנמצאים בכלורופלסט.

9.3:

אנטומיה של כלורופלסטים

Green algae and plants, including green stems and unripe fruit, harbor chloroplasts—the vital organelles where photosynthesis takes place. In plants, the highest density of chloroplasts is found in the mesophyll cells of leaves.

A double membrane surrounds chloroplasts. The outer membrane faces the cytoplasm of the plant cell on one side and the intermembrane space of the chloroplast on the other. The inner membrane separates the narrow intermembrane space from the aqueous interior of the chloroplast, called the stroma.

Within the stroma, another set of membranes form disk-shaped compartments—known as thylakoids. The interior of a thylakoid is called the thylakoid lumen. In most plant species, the thylakoids are interconnected and form stacks called grana.

Embedded in the thylakoid membranes are multi-protein light-harvesting (or antenna) complexes. These complexes consist of proteins and pigments, such as chlorophyll, that capture light energy to perform the light-dependent reactions of photosynthesis. These processes release oxygen and produce chemical energy in the form of ATP and NADPH.

The second part of photosynthesis—the Calvin cycle—is light-independent and takes place in the stroma of the chloroplast. The Calvin cycle captures CO2 and uses the ATP and NADPH to ultimately produce sugar.

Chloroplasts coordinate the two stages of photosynthesis. Photosynthesis releases oxygen and sugars—the basis of plant biomass which directly or indirectly feeds most life on Earth.

Suggested Reading

Jensen, Poul Erik, and Dario Leister. “Chloroplast Evolution, Structure and Functions.” F1000Prime Reports 6 (June 2, 2014). [Source]

Bobik, Krzysztof, and Tessa M. Burch-Smith. “Chloroplast Signaling within, between and beyond Cells.” Frontiers in Plant Science 6 (2015). [Source]