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9.3: Anatomie der Chloroplasten
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Anatomy of Chloroplasts
 
PROTOKOLLE

9.3: Anatomy of Chloroplasts

9.3: Anatomie der Chloroplasten

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.

Grüne Algen und Pflanzen, beinhalten Chloroplasten. Sie sind die lebenswichtigen Organellen, in denen die Fotosynthese stattfindet. Dazu gehören auch grüne Stängel und unreife Früchte. Bei Pflanzen findet sich die höchste Dichte an Chloroplasten in den Mesophyllzellen der Blätter.

Dabei umgibt eine Doppelmembran die Chloroplasten. Die äußere Membran ist auf der einen Seite dem Cytoplasma der Pflanzenzelle und auf der anderen Seite dem Intermembranraum des Chloroplasten zugewandt. Die innere Membran trennt den engen Intermembranraum vom wässrigen Inneren des Chloroplasten, dem sogenannten Stroma.

Im Stroma bildet ein zusätzlicher Satz von Membranen scheibenförmige Kompartimente, die als Thylakoide bekannt sind. Das Innere eines Thylakoids nennt man das Thylakoid-Lumen. Bei den meisten Pflanzenarten sind die Thylakoide miteinander verbunden und bilden Stapel, die als Grana bezeichnet werden.

Eingebettet in die Thylakoidmembranen sind Multi-Protein-Lichtgewinnungskomplexe (oder Antennen). Diese Komplexe bestehen aus Proteinen und Pigmenten, wie z.B. Chlorophyll, die Lichtenergie aufnehmen, um die lichtabhängigen Reaktionen der Fotosynthese durchzuführen. Diese Prozesse setzen Sauerstoff frei und produzieren chemische Energie in Form von ATP und NADPH.

Der zweite Teil der Fotosynthese findet lichtunabhängig statt und erfolgt im Stroma des Chloroplasten. Man bezeichnet diesen Teil als Calvin-Zyklus. Im Calvin-Zyklus werden CO2 aufgenommen und das zuvor entstandene ATP und NADPH genutzt, um letztendlich Zucker zu produzieren.

Chloroplasten koordinieren die beiden Phasen der Fotosynthese. Die Fotosynthese setzt als Endprodukte Sauerstoff und Zucker frei. Die entstandenen Zuckerarten bilden die Basis der pflanzlichen Biomasse und ernähren direkt oder indirekt das meiste Leben auf der Erde.


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