Les chloroplastes sont de minuscules centrales électriques qui captent l'énergie lumineuse pour produire les amidons et les sucres qui alimentent la croissance des plantes.
On les trouve à l'intérieur des cellules végétales dans les feuilles des plantes et dans les algues vertes et rouges ainsi que dans les cyanobactéries. Les chloroplastes permettent aux plantes de produire les produits chimiques complexes nécessaires à la vie à partir de substances simples et inorganiques telles que le dioxyde de carbone, l'eau et les minéraux.
En tant qu'autotrophes producteurs de denrées alimentaires, les plantes constituent la base de la nourriture chaîne, soutenant tous les consommateurs de haut niveau tels que les insectes, les poissons, les oiseaux et les mammifères jusqu'aux humains. Les chloroplastes cellulaires sont comme de petites usines qui produisent du carburant. De cette façon, ce sont les chloroplastes dans les cellules végétales vertes qui rendent possible la vie sur Terre. Bien que les chloroplastes soient des gousses microscopiques à l'intérieur de minuscules cellules végétales, ils ont une structure complexe qui leur permet de capter l'énergie lumineuse et de l'utiliser pour assembler les glucides au niveau moléculaire. Les principaux composants structurels sont les suivants: Les ribosomes sont des amas de protéines et de nucléotides qui fabriquent des enzymes et d'autres molécules complexes requises par le chloroplaste . Ils sont présents en grand nombre dans toutes les cellules vivantes et produisent des substances cellulaires complexes telles que des protéines selon les instructions des molécules du code génétique de l'ARN. Les thylakoïdes sont intégrés dans le stroma. Dans les plantes, ils forment des disques fermés qui sont disposés en piles appelées grana Lamelles La partie photosensible de la photosynthèse a lieu sur la membrane thylakoïde où la chlorophylle La chlorophylle est un photorécepteur Lorsque la lumière frappe la feuille d'une plante ou la surface des algues, elle pénètre dans le chloroplastes et réfléchit les membranes thylakoïdes. Frappée par la lumière, la chlorophylle dans la membrane dégage des électrons que le chloroplaste utilise pour d'autres réactions chimiques. La chlorophylle dans les plantes et les algues vertes est principalement la chlorophylle verte appelée chlorophylle a, le type le plus courant. Il absorbe la lumière violet-bleu et rouge-orange-rouge tout en réfléchissant la lumière verte, donnant aux plantes leur couleur verte caractéristique Les autres types de chlorophylle sont les types b à e, qui absorbent et reflètent différents couleurs. La chlorophylle de type b, par exemple, se trouve dans les algues et absorbe une partie de la lumière verte en plus du rouge. Cette absorption de la lumière verte peut être le résultat d'organismes évoluant près de la surface de l'océan parce que la lumière verte ne peut pénétrer que sur une courte distance dans l'eau. La lumière rouge peut voyager plus loin sous la surface. Les chloroplastes produisent des glucides tels que le glucose et les protéines complexes qui sont nécessaires ailleurs dans les cellules de la plante. Ces matériaux doivent être capables de sortir du chloroplaste et de soutenir la cellule générale et métabolisme des plantes. Dans le même temps, les chloroplastes ont besoin de substances produites ailleurs dans les cellules. Les membranes chloroplastiques régulent le mouvement des molécules dans et hors du chloroplaste en permettant aux petites molécules de passer tout en utilisant des mécanismes de transport spéciaux Ces substances traversent l'espace intermembranaire et pénètrent dans les membranes semi-perméables. Grosses molécules telles que les protéines complexes sont bloquées par les deux membranes. Au lieu de cela, pour ces substances complexes, des mécanismes de transport spéciaux sont disponibles pour permettre à des substances spécifiques de traverser les deux membranes tandis que d'autres sont bloquées. La membrane externe a un complexe protéique de translocation pour transporter certains matériaux à travers la membrane, et la la membrane interne a un complexe correspondant et similaire pour ses transitions spécifiques. Ces mécanismes de transport sélectif sont particulièrement importants parce que la membrane interne synthétise les lipides, les acides gras et les caroténoïdes La membrane thylakoïde est la partie du thylakoïde qui est active au premier stade de la photosynthèse. Chez les plantes, la membrane thylakoïde forme généralement fermée, mince sacs ou disques empilés en grana et qui restent en place, entourés par le liquide stroma. La disposition des thylakoïdes en piles hélicoïdales permet un compactage des thylakoïdes et d'un complexe , structure à grande surface spécifique de la membrane thylakoïde. Pour les organismes plus simples, les thylakoïdes peuvent avoir une forme irrégulière et peuvent flotter librement. Dans chaque cas, la lumière frappant la membrane thylakoïde déclenche la réaction lumineuse dans l'organisme. L'énergie chimique libérée par la chlorophylle est utilisée pour diviser les molécules d'eau en hydrogène et oxygène. L'oxygène est utilisé par l'organisme pour la respiration ou est libéré dans l'atmosphère tandis que l'hydrogène est utilisé dans la formation de glucides. Le carbone de ce processus provient du dioxyde de carbone dans un processus appelé fixation du carbone Le processus de photosynthèse se compose de deux parties: les réactions dépendantes de la lumière qui commencent par l'interaction de la lumière avec la chlorophylle et la obscurité réactions Les réactions lumineuses ne se produisent que pendant la journée lorsque l'énergie lumineuse frappe la plante tandis que les réactions sombres peuvent avoir lieu à tout moment. Les réactions lumineuses commencent dans la membrane thylakoïde tandis que la fixation au carbone des réactions sombres a lieu dans le stroma, le liquide gélatineux entourant les thylakoïdes. En plus d'accueillir les réactions sombres et les thylakoïdes, le stroma contient l'ADN chloroplastique et les ribosomes chloroplastiques. En conséquence, les chloroplastes ont leur propre source d'énergie et peuvent se multiplier par eux-mêmes, sans dépendre de la division cellulaire. En savoir plus organites cellulaires apparentés dans les cellules eucaryotes: membrane cellulaire et paroi cellulaire. Cette capacité peut être attribuée à l'évolution de cellules et de bactéries simples. Une cyanobactérie doit être entrée dans une cellule précoce et a été autorisée à rester car l'arrangement est devenu mutuellement bénéfique. Avec le temps, la cyanobactérie a évolué en organite chloroplastique. La fixation du carbone dans le stroma chloroplastique a lieu après que l'eau est divisée en hydrogène et oxygène pendant les réactions lumineuses. Les protons des atomes d'hydrogène sont pompés dans la lumière à l'intérieur des thylakoïdes, ce qui la rend acide. Dans les réactions sombres de la photosynthèse, les protons diffusent à nouveau hors de la lumière dans le stroma via une enzyme appelée ATP synthase Cette diffusion de protons par l'ATP synthase produit de l'ATP, un produit chimique de stockage d'énergie pour les cellules. L'enzyme RuBisCO Lorsque les molécules instables se cassent vers le bas, l'ATP est utilisé pour les convertir en simples molécules de sucre. Les glucides de sucre peuvent être combinés pour former des molécules plus grandes telles que le glucose, le fructose, le saccharose et l'amidon, qui peuvent tous être utilisés dans le métabolisme cellulaire. Lorsque les glucides se forment à la fin du processus de photosynthèse, les chloroplastes de la plante ont retiré le carbone de l'atmosphère et l'ont utilisé pour créer de la nourriture pour la plante et, éventuellement, pour tous les autres êtres vivants. En plus de former la base de la chaîne alimentaire, la photosynthèse dans les plantes réduit la quantité de gaz à effet de serre de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. De cette façon, les plantes et les algues, grâce à la photosynthèse dans leurs chloroplastes, contribuent à réduire les effets du changement climatique et du réchauffement climatique.
À l'intérieur d'un chloroplaste - la structure des chloroplastes
et thylakoïdes.
.
La fonction des ribosomes et des thylkaoïdes chloroplastiques
, avec une seule pile appelée granum. Ils sont constitués d'une membrane thylakoïde entourant la lumière, un matériau acide aqueux contenant des protéines et facilitant les réactions chimiques du chloroplaste.
forment des liens entre les disques grana, reliant la lumière de la différentes piles.
absorbe l'énergie lumineuse et la transforme en énergie chimique utilisée par la plante.
Chlorophylle: la Source d'énergie chloroplastique
pigment présent dans tous les chloroplastes.
.
La Membranes chloroplastiques et espace intermembranaire
pour les grosses molécules. Les membranes interne et externe sont semi-perméables, permettant la diffusion de petites molécules et ions.
qui sont nécessaires pour le chloroplaste lui-même métabolisme.
Le système thylakoïde
.
Le stroma et l'origine de l'ADN des chloroplastes
(alias réactions indépendantes de la lumière) qui fixent le carbone et produisent du glucose.
Réparations du carbone dans l'obscurité
.
se trouve dans le stroma et fixe le carbone du CO2 pour produire des molécules de glucides à six carbones qui sont instables.
