Čo sú chloroplasty?
Chloroplasty sú organely nachádzajúce sa v bunkách rastlín a rias. Sú miestami fotosyntézy — procesu, pri ktorom rastliny zachytávajú slnečné svetlo a využívajú ho na výrobu vlastnej potravy z oxidu uhličitého a vody.
Chloroplasty dávajú listom a stonkám zelenú farbu, pretože obsahujú zelené farbivo nazývané chlorofyl. Bunky v koreňoch chloroplasty zvyčajne nemajú, keďže rastú pod zemou bez prístupu svetla.
Stavba chloroplastu
Rovnako ako mitochondrie, aj chloroplasty majú dvojitú membránu a vlastnú DNA. Ich vnútorná štruktúra je prispôsobená na zachytávanie svetla:
Vonkajšia membrána — Hladká hraničná vrstva obklopujúca celú organelu.
Stróma — Tekutina vo vnútri. Obsahuje enzýmy potrebné pre druhú fázu fotosyntézy, ako aj DNA a ribozómy chloroplastu.
Tylakoidy — Ploché, diskovité membránové vaky uložené v stohoch nazývaných grana (jednotné číslo: granum). Tylakoidné membrány obsahujú chlorofyl a iné pigmenty absorbujúce svetlo. Tu prebiehajú svetlom závislé reakcie fotosyntézy.
Chloroplasty majú vlastnú DNA a môžu sa množiť. Podobne ako mitochondrie, verí sa, že sa vyvinuli z voľne žijúcich fotosyntetizujúcich baktérií, ktoré pohltili skoré eukaryotické bunky — táto myšlienka sa nazýva endosymbiotická teória.
Ako chloroplasty vykonávajú fotosyntézu
Fotosyntéza prebieha v dvoch hlavných fázach:
Fáza 1 — Svetlom závislé reakcie (v tylakoidných membránach): Chlorofyl absorbuje slnečné svetlo a využíva energiu na štiepenie molekúl vody. Uvoľňuje sa kyslík a vznikajú energetické molekuly (ATP a NADPH).
Fáza 2 — Svetlom nezávislé reakcie / Calvinov cyklus (v stróme): Energia z Fázy 1 sa využíva na premenu oxidu uhličitého na glukózu. Rastlina potom využíva glukózu na energiu, rast a opravu.
Jednoducho: Oxid uhličitý + Voda + Svetelná energia → Glukóza + Kyslík
Chloroplasty a mitochondrie: partneri v bunke
Chloroplasty a mitochondrie pracujú ako tím. Chloroplasty vyrábajú glukózu pomocou slnečného svetla; mitochondrie rozkladajú glukózu a uvoľňujú energiu ako ATP. Kyslík uvoľnený chloroplastmi je ten istý kyslík, ktorý mitochondrie používajú pri dýchaní.
Počas dňa fotosyntéza produkuje viac kyslíka, ako spotrebuje dýchanie — preto rastliny vydávajú kyslík do ovzdušia. V noci, keď nie je svetlo pre fotosyntézu, rastliny iba dýchajú a prijímajú kyslík rovnako ako živočíchy.
Prečo sú chloroplasty dôležité pre život na Zemi
Bez chloroplastov by neexistovala fotosyntéza. Bez fotosyntézy by nebol kyslík v atmosfére a takmer žiadne organizmy by nemali čo jesť. Chloroplasty sú doslova motorom, ktorý poháňa život na Zemi.
Prax: Fotosyntéza v izbových rastlinách
Keď dáš izbovú rastlinu k slnečnému oknu, bunky listov rastliny obsahujú chloroplasty, ktoré zachytávajú slnečné svetlo a premieňajú ho na glukózu. Ak dáš tú istú rastlinu do tmavého kúta, listy nakoniec zožltnú, keď sa chlorofyl rozloží — rastlina nemôže fotosyntetizovať a začína hladovať. Preto rastliny potrebujú svetlo na rast.
Prax: Prečo listy menia farbu na jeseň
Na jeseň stromy prestanú produkovať chlorofyl. Keď sa zelený chlorofyl rozloží, žlté a oranžové pigmenty, ktoré boli vždy prítomné v chloroplastoch, sa stanú viditeľnými — to sú slávne jesenné farby. Toto je chémia chloroplastov viditeľná voľným okom každý rok.
Prax: Kyslík z vodných rastlín
Chloroplasty vo vodných rastlinách ako vodná mor uvoľňujú kyslík ako vedľajší produkt fotosyntézy. Môžeš vidieť drobné bublinky kyslíka tvoriace sa na listoch. To je ten istý kyslík, ktorý dýchajú ryby a iné vodné živočíchy.
Kde to vidíš v reálnom živote? Pozoruj slnečnú záhradu: jasne zelená farba listov je chlorofyl v chloroplastoch. Vlož list do pohára vody na silnom slnku a možno uvidíš drobné bublinky kyslíka — dôkaz fotosyntézy priamo pred tvojimi očami.
Cvičné príklady
Kde presne v chloroplaste prebiehajú svetlom závislé reakcie?
Zobraziť odpoveď
Prečo bunky koreňov neobsahujú chloroplasty?