Chloroplast

Wenn du dich in Bio gerade mit Zellen beschäftigst, wirst du auch die pflanzliche Zelle kennenlernen.

Viele Bestandteile der pflanzlichen Zelle sorgen dafür, dass die Pflanze sich durch Photosynthese selbst mit Energie versorgen kann. Einer der wichtigsten Bestandteile der pflanzlichen Zelle sind die Chloroplasten.

Aber: Was sind Chloroplasten überhaupt und was ist ihre Funktion in der Zelle. Die Antwort erfährst du hier bei simpleclub!

Chloroplasten einfach erklärt

Chloroplasten kommen in pflanzlichen Zellen vor. Sie sind die Organellen, genauer gesagt Plastiden, die für die Photosynthese zuständig sind. Aus dem Licht, das auf die Pflanzen fällt, können Chloroplasten Zucker erzeugen.

In den Chloroplasten ist das Stroma und das Chlorophyll zu finden. Das Chlorophyll färbt die Pflanzen grün. Die Farbe gibt den Chloroplasten den Namen, da chloro auf Griechisch grün bedeutet. Die Chloroplasten werden von einer Doppelmembran umgeben.

Weitere wichtige Bestandteile der Chloroplasten sind Thylakoide und die in Stroma enthaltenen Komponenten wie das Erbgut oder die Ribosomen.

Chloroplasten Definition

Chloroplasten Aufbau

Cloroplasten haben eine Größe von etwa 4-8 μm. Sie haben die Form einer Linse und sind grün.

In einer pflanzlichen Zelle befinden sich mehrere hundert Chloroplasten. Algen hingegen haben häufig nur einen Chloroplasten pro Zelle.

Chloroplasten haben eine eigene DNA, die Chloroplasten DNA, kurz ctDNA.

Chloroplasten haben mehrere Bestandteile. 

Die wichtigsten Bestandteile sind das Stroma, die Doppelmembran und Thylakoide.

• Das Stroma ist die Substanz, die sich im Inneren des Chloroplasten befindet und in dem das Erbgut, Stärke und Ribosomen vorhanden sind
• Chloroplasten besitzen eine Doppelmembran: Eine innere und eine äußere. Bei beiden Membranen handelt es sich um Biomembranen, die verschiedene Aufgaben besitzen. Während die äußere Membran Schutz bietet und glatt erscheint, ist die innere Membran stark eingestülpt und für die Photosynthese relevant.
• Die durch die Einstufungen entstehen Thylakoide. Sie entstehen aus den Membranfalten. Sind diese Falten oder Säcke in Stapeln angeordnet, nennt man eine solche Anhäufung Granum, im Plural Grana.

Chloroplasten Funktion

Chloroplasten Stroma

In ihrem Inneren sind Chloroplasten mit dem sogenannten Stroma gefüllt.

Dabei handelt es sich um eine Flüssigkeit, die die DNA, Ribosomen, Lipidtröpfchen und Stärke enthält. Die Flüssigkeit ist farblos. In den Stärkekörnern lagert der durch die Photosynthese gewonnene Zucker als Stärke. Wird der Zucker für Energie benötigt, können die Stärkekörner diesen freigeben.

Im Stroma werden also verschiedene Komponenten der Zelle gespeichert und aufbewahrt. Außerdem kann durch das Stoma auch der Transport von Bestandteilen stattfinden. So können zum Beispiel Moleküle von A nach B gebracht werden oder Substanzen abgebaut werden.

Chloroplasten Doppelmembran

Wie der Name der Membran andeutet, hat ein Chloroplast zwei Biomembranen: Eine äußere und eine innere Membran.

Die äußere Membran ist glatt und schützt den Chloroplasten nach außen hin. D.h., dass sie den Chloroplasten auch von dem Cytoplasma abtrennt, welches sich in der Zelle befindet. Trotz ihrer abgrenzen Funktion kann Wasser und andere wichtige Nährstoffe durch die Membran transportiert werden.

Die zweite Membran ist die innere Membran. Wie ein zusammengeknülltes Tuch ist sie gefaltet und nach innen gestülpt. Die Falten, beziehungsweise Einstülpungen, die dabei entstehen, nennt man Thylakoide.

Die dabei entstehenden Thylakoidmembranen befinden sich im Stroma. Wenn sich mehrere Thylakoide aufeinander anhäufen, nennt man eine solche Anhäufung von Thylakoiden Granum, im Plural Grana.

Endosymbiontentheorie

Der Aufbau von Chloroplasten zeigt verschiedene Besonderheiten, da sie eine Doppelmembran und eine eigene ringförmige DNA besitzen.

Dieser Aufbau ist bei Plastiden und Mitochondrien zu finden. Die Endosymbiontentheorie besagt, dass Zellen mit solchen Zellorganellen durch eine Endosymbiose mit Bakterien entstanden sind.

Die Bakterien wurden einst durch die Endosymbiose von einem Einzeller aufgenommen und wurde im Verlauf der Evolution eins mit der Wirtszelle.

Die Doppelmembran entstand also durch die Membran der Prokaryoten, also der Bakterien, und der Membran der Urzelle, also des Eukaryoten. Da der ursprüngliche Prokaryot auch eine eigene DNA besaß, sowie eigene Ribosomen, sind diese weiterhin Bestandteile der Chloroplasten und Mitochondrien.

Chloroplasten Chlorophyll

Die Thylakoidmembranen beinhalten auch den Farbstoff Chlorophyll, der die Blätter grün färbt.

Durch die grüne Farbe ist es möglich, die Energie aus dem Sonnenlicht zu nutzen. Dadurch sind die Chloroplasten autotroph, also selbst ernährend. Durch das Sonnenlicht wird die Reaktion gestartet, durch die aus der Energie des Lichtes chemische Energie erzeugt wird.

Dadurch können aus Wasser und Kohlenstoffdioxid Glukose und Sauerstoff entstehen.

Den Sauerstoff braucht die Pflanze nicht selbst und scheidet ihn deshalb bei dem Vorgang aus. Er ist nur ein Rest der Reaktion.

Für uns Menschen hingegen ist er lebensnotwendig.

Chloroplasten Photosynthese

Die Hauptaufgabe von Chloroplasten ist die Photosynthese.

Genau genommen findet die Photosynthese innerhalb der Grana statt. Bei der Photosynthese kann die Pflanze durch Licht angeregt aus Wasser (H2O) und Kohlenstoffdioxid (CO2) Energie für sich gewinnen, indem sie aus den genannten Zutaten Glukose (C6H12O6) als Nährstoff und Sauerstoff (O2) als Restprodukt produzieren.

Gestartet wird die Reaktion im Chlorophyll. Hier wird durch das Sonnenlicht die Photosynthese in Gang gesetzt.

Hier siehst du die Photosynthese noch einmal im Überblick.

Chloroplasten Zusammenfassung

Chloroplasten sind Komponenten der pflanzlichen Zelle.

Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Zelle, da sie für die Photosynthese zuständig sind. Sie sind etwa 4-8 µm groß und sind wie eine Linse geformt. Ihre Farbe verdanken sie dem Chlorophyll. Dieses ist auch ausschlaggebend für den Namen der Chloroplasten, da chloro auf Griechisch grün bedeutet.

Chloroplasten besitzen in ihrem Aufbau eine Doppelmembran, Stroma und Thylakoide. Sie besitzen eine eigene DNA sowie eigene Ribosomen.

Die Doppelmembran, sowie die eigene DNA (ctDNA) und ihre Ribosomen sind durch die sogenannte Endosymbiontentheorie zu erklären, die besagt, dass bestimmte Zellorganellen aus einem Prokaryoten und einem Eukaryoten entstanden sind.

Die Bestandteile der Chloroplasten haben spezifische Aufgaben. So ist im Stroma zum Beispiel die DNA, die Ribosomen, aber auch Stärke und Lipidtröpfchen enthalten. Die Doppelmembran schützt einerseits die Chloroplasten nach außen, ist aber durchlässig für Wasser und andere wichtige Nährstoffe. Die zweite, innere Membran besitzt viele Einstülpungen, durch welche die Thylakoide entstehen. Eine Anhäufung von Thylakoiden Granum, im Plural Grana. In den Grana findet die Photosynthese statt.