Welche Funktion haben Chloroplasten?

Dr. phil.nat Thomas Geier, Fachgebiet Botanik der Forschungsanstalt Geisenheim/CC-BY-SA 3.0

Chloroplasten sind Organellen, die Pflanzen helfen, Wasser, Energie und Sonnenlicht in Nahrung umzuwandeln. Chloroplasten unterstützen die Photosynthese, indem sie Energie speichern und Stoffwechselmaterialien synthetisieren.



Chloroplasten kommen in allen grünen Pflanzenteilen vor, am stärksten jedoch in den Blättern. Chloroplasten gehören zu einer Gruppe von Zellen, die Plastiden genannt werden, die Energie speichern und Pflanzen helfen, Lichtenergie in Nahrung umzuwandeln. Chloroplasten enthalten Pigmentierung in Form von Chlorophyll a und Chlorophyll b, die dazu beitragen, Licht zu absorbieren, das die Photosynthese benötigt, um ablaufen zu können. Chlorophyll ist auch dafür verantwortlich, Pflanzen grün zu machen.

Chloroplast-Struktur

Chloroplasten sind ellipsoidförmig aufgebaut. Sie enthalten eine Doppelmembran, die aus zwei Schichten besteht, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Die äußere Schicht der Membran schützt den Chloroplasten vor Schäden und ist durchlässiger als die innere Schicht. Die innere Schicht enthält eine große Konzentration an Transportproteinen. Die beiden Membranschichten sind durch einen Zwischenmembranraum getrennt. Die Membran umgibt das Stroma, eine dicke, flüssigkeitsähnliche Substanz, die Enzyme auflöst. Das Stroma ist der voluminöseste Bestandteil eines Chloroplasten. Das Stroma enthält Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA). Bei höheren Pflanzenarten haben Chloroplasten auch eine Struktur namens Lamellen. Lamellen sind innere Membranen, die Granums oder Stapel von hohlen Scheiben haben, die als Thylakoide bezeichnet werden. Thylakoide sind im gesamten Stroma zu finden und durch Lumen, die ihre inneren Räume sind, miteinander verbunden.

Chloroplasten und Mitochondrien

Chloroplasten arbeiten mit Mitochondrien zusammen, den anderen Organellen, die für die Photosynthese benötigt werden. Während Chloroplasten Energie erzeugen, helfen Mitochondrien bei der Pflanzenatmung. Chloroplasten und Mitochondrien unterscheiden sich beide von anderen Zellstrukturen, da sie ihre eigene DNA enthalten und unabhängig von ihrer Elternzelle funktionieren können.

Photosynthese

Die Photosynthese ist einer der wichtigsten Prozesse der Pflanzen. Für die Photosynthese benötigen Pflanzen Wasser, Kohlendioxid und Sonnenlicht. Der Prozess der Photosynthese beginnt, wenn die Pflanze durch ihre Wurzeln Wasser und Mineralien aus dem Boden aufzieht. Als nächstes nehmen die Blätter Kohlendioxid aus der Luft auf, das durch winzige Poren in ihren Blättern, Stängeln, Zweigen, Blüten und Wurzeln in ihr System gelangt. Bei diesem Prozess entsteht Sauerstoff, den Pflanzen an die Luft abgeben. Schließlich ziehen sie Energie von der Sonne in die Chloroplasten, die den Chloroplasten Energie geben. Während des Prozesses der Photosynthese produzieren Pflanzen Zucker und Sauerstoff.

Pflanzen haben oft Anpassungen an ihre spezifische Umgebung, um sicherzustellen, dass sie Photosynthese betreiben können. Wurzelsysteme sind eine Art der Anpassung. Wüstenpflanzen haben beispielsweise ein anderes Wurzelsystem als Bäume und Pflanzen, die in einer tropischen Umgebung wachsen. Während die meisten Pflanzen Wasser für die Photosynthese über ihre Wurzeln aufnehmen, haben andere einzigartige Strukturen, die ihnen helfen, Wasser zu sammeln.

Durch Photosynthese produzieren Pflanzen den Brennstoff, den sie zum Wachsen und Entwickeln benötigen. Die Photosynthese spielt eine wichtige Rolle für viele Pflanzenfunktionen, einschließlich des richtigen Wachstums. Neben Pflanzen nutzen auch einige Algen und Bakterien die Photosynthese. Die Photosynthese hilft Organismen zu reifen und spielt eine Rolle im größeren Kreislauf des Lebens auf der Erde. Andere Organismen, die Pflanzen als Nahrung konsumieren, sind letztendlich auf die Photosynthese angewiesen, um zu überleben. Die Photosynthese spielte auch eine Rolle bei der Entwicklung der fossilen Brennstoffe der Welt, die aus alten Pflanzen stammen.