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Chloroplasten

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Chloroplasten

Chloroplasten sind Zellorganellen und ein essenzieller Bestandteil von pflanzlichen Zellen. Sie zählen zu den Plastiden und beinhalten den Farbstof Chlorophyll der für die grünliche Färbung einer Pflanze verantwortlich ist. Des Weiteren sind die Chloroplasten für das Wachstum einer Pflanze verantwortlich. Dazu betreiben sie Photosynthese, einen Mechanismus der für das Überleben der Pflanzen essenziell ist.

Chloroplasten - Definition

Chloroplasten sind Zellorganellen in Landpflanzen- und Algenzellen. Sie gehören zu den Plastiden und sind innerhalb der Zelle verantwortlich für die Photosynthese. Die Bezeichnung der Chloroplasten stammt aus dem griechischen und wird von chlōrós (= grün) und plastós (= geformt) abgeleitet.

Chloroplasten sind im Durchschnitt etwa 4-8 μm (Mikrometer) groß und unter dem Mikroskop durch ihre grüne Farbe gut erkennbar. Denn innerhalb der Chloroplasten lässt sich der Farbstoff Chlorophyll finden. Chlorophyll absorbiert Licht einer bestimmten Wellenlänge. Im grünen Spektralbereich findet kaum Absorption statt, sodass grünes Licht reflektiert wird und der Pflanzen ihre grüne Farbe verleiht.

Chloroplasten Absorptionsspektrum Chlorophyll StudySmarterAbbildung 1: Absorptionsspektrum Quelle: slideplayer.org

In der Grafik kannst du erkennen du drei verschiedene Farbstoffe erkennen. Chlorphyll a absorbiert insbesondere die Farben violet, dunkelblau und rot. Außerdem werden teilweise gelb und orange absorbiert. Der Farbstoff Chlorophyll a wird daher als eine grünbläuliche Färbung wahrgenommen, da diese Farben reflektiert werden. In der Natur kommt der Farbstoff in Cyanobakterien vor.

Chlorophyll b hingegen absorbiert größtenteils blaues und rotes Licht, weshalb grünes und gelbes Licht reflektiert wird. Daher wird eine gelbgrüne Färbung der Pflanze wahrgenommen. Diese Färbung ist insbesondere bei Landpflanzen oder Algen wiederzufinden.

Im Gegensatz zu Chlorophyll steht der Farbstoff Carotinoide. Dieser ist in den Chromoplasten aufzufindfen und absorbiert hauptsächlich Licht mit einer niedrigen Wellenlänge wie violet, blau und grün. Daher wird ein gelbe oder rote Farbe reflektiert. Dieser Farbstoff ist zum Beispiel in Karotten, Bananen oder Tomaten vorhanden.

Allgemein lassen sich Chloroplasten in größerer Anzahl in den oberen, grünen Teilen einer Pflanze finden. Jede Pflanzenzelle besitzt mindestens einen Chloroplasten. Dort wo die Sonneneinstrahlung größer ist, lassen sich mehr Chloroplasten finden.

Im Herbst wird das Chlorophyll in den Chloroplasten abgebaut, welches für die grüne Farbe der Blätter verantwortlich ist. Dies liegt an der zu geringen Sonneneinstrahlung. Die Bäume gehen sozusagen in den "Energiesparmodus", da Blätter viele Nährstoffe benötigen. Hierzu entsteht im Herbst auch eine gelbe bis rote Färbung der Blätter, bis die Blätter gegen Winter hin braun werden und abfallen.

Aus Chloroplasten können auch weitere Plastid-Formen entstehen. Zum Beispiel enstehen durch die Alterung der Chloroplasten und dem Abbau von Chlorophyll die Gerontoplasten. Sie sind auch für die Gelbfärbung der Blätter im Herbst verantwortlich. Die Entwicklung vom Chloroplast zum Gerontoplast wird von dem Oxygenase-Enzym Pheide a oxygenase (PaO) ausgelöst. Dabei verliert der Chloroplast an Stroma und Thylakoiden und entwickelt sich durch eine Zunahme der Plastoglobuli zu einem Gerontoplast.

Neben den Chloroplasten gibt es also weitere Plastid-Formen. Dazu zählen unter anderem die Leukoplasten. Sie enthalten kein Chlorophyll und übernehmen innerhalb der Zelle andere Funktionen. Als Untergruppe der Leukoplasten speichern die Amyloplaste Stärke, die Elaioplasten Öl und die Proteinoplasten Proteine.

Vorkommen von Chloroplasten

Chloroplasten sind Organellen in pflanzlichen Zellen, genauer gesagt in Landpflanzen und Algenzellen. Prokaryotische Zellen und andere eukaryotische Zellen wie Tierzellen enthalten keine Chloroplasten.

Ein Chloroplast ist ein Plastid. Man vermutet, dass Plastide durch Endosymbiose aus anderen lebenden Zellen hervorgegangen sind. Während der Evolution soll eine eukaryotische Wirtszelle einen Prokaryoten aufgenommen haben und dieser soll sich zu einem Zellorganell entwickelt haben.

Auf dieselbe Art sollen auch Mitochondrien entstanden sein. Wenn du mehr über Mitochondrien wissen möchtest, dann klick einfach auf den Begriff und du gelangst zum passenden StudySmarter Artikel!

Aufbau der Chlorplasten

Chloroplasten sind von einer Chloroplasten-Hülle umgeben. Diese besteht aus einer Doppelmembran, also einer äußeren und inneren Membran. Die innere Membran besitzt Einstülpungen, welche du in der nachfolgenden Abbildung erkennen kannst. Diese Inneneinstülpungen führen in das Innere der Chloroplasten. Der Fachbegriff für sie lautet „Thylakoide“.

Die Thylakoid-Membran weist eine stapelartige Erscheinung auf. Dabei schichten sich mehrere Doppelmembranen aufeinander. Die Thylakoidstapel werden auch als „Granum“ bezeichnet. Jedes Granum ist mit einem schlauchartigen Stroma-Thylakoid verbunden.

Chloroplasten Schematische Darstellung eines Chloroplasten StudySmarterAbbildung 2: Schematische Darstellung eines Chloroplasten

In den Grana-Thylakoiden wird besonders viel des Chlorophylls gelagert. Aber auch andere Farbstoffe wie Carotinoide sind im Granum enthalten.

Das Stroma ist die Grundsubstanz der Chloroplasten und wird auch als Chloroplasten-Matrix bezeichnet. Es ist ungefähr mit dem Cytosol innerhalb einer Zelle zu vergleichen. Im Stroma befinden sich ringartige kleine Ribosomen, Stärkekörner und Lipidtropfen. Außerdem besitzen Chloroplasten eine eigene DNA. Dies ermöglicht ihnen sich während des gesamten Zellzyklus zu vermehren.

Funktionen von Chloroplasten

Die Hauptaufgabe von Chloroplasten ist das Betreiben der Photosynthese. Chloroplasten ermöglichen es einer Pflanzenzelle, Sonnenlicht als Energiequelle zu nutzen. Damit können durch die Photosynthese energiereiche Einfachzucker (Glucose) hergestellt werden. Aus Glucose können wiederum weitere organische Stoffe aufgebaut werden.

Photosynthese der Chloroplasten

Damit die Photosynthese ablaufen kann nimmt die Pflanze zuerst Wasser (H2O) aus dem Boden über ihre Wurzeln auf. Zudem wird Kohlenstoffdioxid (CO2) über die Blätter der Pflanze aus der Luft aufgenommen. Ein weiterer wichtiger Faktor für den Ablauf der Reaktion ist die Lichteinstrahlung. Die Lichtenergie lässt die Reaktion nämlich überhaupt erst ablaufen.

Die genaue Reaktion sieht folgendermaßen aus:

Chloroplasten Photoysnthese der Chloroplasten Formel StudySmarter

Allgemein wird aus Kohlenstoffdioxid und Wasser in der Photosynthese Glucose Sauerstoff und Wasser gewonnen.

Letztendlich ist Glucose das wichtigste Endprodukt der Photosynthese für die Pflanze. Der Stoff Glucose ist wichtig für das Wachstum der Pflanze, da er in verschiedenen Stoffwechselvorgängen in wichtige Nährstoffe wie Eiweiße und Fette umgewandelt werden kann.

Als Nebenprodukt entsteht Sauerstoff, welcher insbesondere für uns Menschen nützlich ist, da wir Sauerstoff zum atmen brauchen. Der entstandene Sauerstoff wird über die Blätter in die Umwelt abgegeben. Außerdem bleibt ein Rest des Wassers übrig.

Wenn du mehr über den Ablauf der Photosynthese erfahren möchtest, lies dir den entsprechenden Artikel zu diesem Thema durch!

Pflanzen sind also autotroph, da sie sich selbst ernähren können und viele Nährstoffe durch die Photosynthese selbst gewinnen können.

Bei einer Tierzelle erfolgt die Energiegewinnung unter anderen Umständen, da eine Tierzelle keine Chloroplasten besitzt. Hier wird die über die Nahrung aufgenommene Glucose nach der Glykolyse im Zytoplasme in den Mitochondrien abgebaut und dabei Energie gewonnen. Als Nebenprodukte der Reaktion entstehen Wasser und Kohlenstoffdioxid. Tiere sind daher als heterotroph zu bezeichnen, da sie auf die Nährstoffe aus ihrer Nahrung angewiesen sind und eigenständig keine Energie gewinnen können.

Chloroplasten - Das Wichtigste

  • Chloroplasten sind Zellorganellen in Landpflanzen- und Algenzellen und gehören zu den Plastiden.
  • Chloroplasten speichern den Farbstoff Chlorophyll und sind für die grüne Färbung der Pflanze verantwortlich.
  • Die Chloroplasten betreiben Photosynthese indem sie Wasser und Kohlenstoffdioxid durch Lichteinstrahlung in Glucose umwandeln. Dabei produzieren sie ebenfalls Sauerstoff, der in die Umwelt freigegeben wird.
  • Chloroplasten sind von einer Doppelmembran umgeben.
  • Innerhalb der Chloroplastenzelle befinden sich Thylakoide an denen sich Chlorophyll absetzt.
  • Zudem entstehen Grana und im Stroma, der Grundsubstanz der Chloroplaste, befinden sich DNA, Ribosome, Stärkekörner und Lipidtropfen.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Chloroplasten

Chloroplasten sind Zellorganellen in Landpflanzen- und Algenzellen, die für die Photosynthese einer Zelle verantwortlich sind.

Innerhalb der Chloroplasten wird mithilfe von Photosynthese Glucose gewonnen. Glucose ist ein wichtiger Nährstoff der Zelle, der für dessen Wachstum verantwortlich ist. Glucose kann innerhalb der Pflanzenzelle in Fette und Eiweiße umgewandelt werden.

Chloroplasten lassen sich nur in Landpflanzen- und Algenzellen finden. Sie sind nicht in Tierzellen aufzufinden.

Ja, in den Chloroplasten befinden sich ebenfalls kleine Ribosome.

Finales Chloroplasten Quiz

Frage

Was sind Chloroplasten einfach erklärt?

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Antwort

Chloroplasten sind Zellorganellen in Landpflanzen- und Algenzellen, die für die Photosynthese einer Zelle verantwortlich sind. Zudem handelt es sich um lichtsammelnde Fotopigmente.

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Frage

Was stellen Chloroplasten her?

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Antwort

Innerhalb der Chloroplasten wird mithilfe von Kohlenstoffdioxid und Wasser in der Photosynthese Sauerstoff, und Glucose gewonnen. Glucose ist ein wichtiger Nährstoff der Zelle, der für dessen Wachstum verantwortlich ist. Glucose kann innerhalb der Pflanzenzelle in Fette und Eiweiße umgewandelt werden.

Frage anzeigen

Frage

Wo kommen Chloroplasten vor?

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Antwort

Chloroplasten lassen sich nur in Landpflanzen- und Algenzellen finden. Sie sind nicht in prokaryotischen Zellen oder Tierzellen aufzufinden.

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Frage

Haben Chloroplasten Ribosomen?

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Antwort

Ja, in den Chloroplasten befinden sich ebenfalls kleine Ribosome.

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Frage

Wie wird der Begriff “Chloroplasten” abgeleitet?

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Antwort

Die Begriff “Chloroplasten” stammt aus dem griechischen und wird von chlōrós (“grün”) und plastós (“geformt”) abgeleitet.

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Frage

Wie groß sind Chloroplasten?

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Antwort

Chloroplasten sind 4–8 μm (Mikrometer) groß.

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Frage

Inwiefern sind die Chloroplasten für die grüne Blattfärbung einer Pflanze verantwortlich?

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Antwort

Die Chloroplasten enthalten den Farbstoff Chlorophyll, welcher blaues, rotes, oranges und gelbes Licht absorbiert. Daher wird grünes Licht reflektiert und die Farbe der Pflanze erscheint grün.

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Frage

Inwiefern sind die Chloroplasten für die gelb-rötliche Blattfärbung einer Pflanze im Herbst verantwortlich?

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Antwort

Im Herbst wird das Chlorophyll in den Chloroplasten abgebaut, welches für die grüne Farbe der Blätter verantwortlich ist. Daher entsteht im Herbst auch eine gelbe bis rote Färbung der Blätter.  

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Frage

Wie lautet die Funktionsgleichung der Photosynthese?

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Antwort

In der Bilanz der Photosynthese wird aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Glucose und Sauerstoff (als “Abfallprodukt”) produziert.


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Frage

Welche Stoffe benötigt die Pflanze, damit sie Photosynthese betreiben kann?

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Antwort

Damit die Photosynthese ablaufen kann nimmt die Pflanze zuerst Wasser (H2O) über ihre Wurzeln auf. Zudem wird Kohlenstoffdioxid (CO2) über die Blätter der Pflanze aus der Luft entnommen. Ein weiterer wichtiger Faktor für den Ablauf der Reaktion ist die Lichteinstrahlung. Die Lichtenergie lässt die Reaktion erst ablaufen.

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Frage

Wie ernähren sich Pflanzen?

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Antwort

autotroph

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Frage

Was ist das “Stroma”?

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Antwort

Das Stroma ist die Grundsubstanz der Chloroplasten und wird auch als Chlorplasten-Matrix bezeichnet.

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Frage

Wie nennt man die Einstülpungen der inneren Membran der Chloroplasten?

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Antwort

Thylakoide

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Frage

Was befindet sich im Stroma der Chloroplasten?

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Antwort

Im Stroma befinden sich ringartige kleine Ribosomen, Stärkekörner und Lipidtropfen. Außerdem besitzen Chloroplasten eine eigene DNA.

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Frage

Wovon sind die Chloroplasten umgeben?

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Antwort

einer Doppelmembran

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