Was sind Chloroplasten? – Definition, Struktur und Funktion

Erfahre, was Chloroplasten sind und warum sie für Pflanzen so wichtig sind. Entdecke ihre Struktur, die Rolle des Chlorophylls und wie die Fotosynthese abläuft.

Inhaltsverzeichnis zum Thema Chloroplasten

Das Quiz zum Thema: Chloroplasten

Was sind Chloroplasten?

Frage 1 von 5

Welcher Farbstoff ist in den Chloroplasten enthalten und für die grüne Farbe von Pflanzen verantwortlich?

Frage 2 von 5

Wo findet die Fotosynthese in den Chloroplasten statt?

Frage 3 von 5

Welche Theorie besagt, dass Chloroplasten durch die Aufnahme von Bakterien in eukaryotischen Zellen entstanden sind?

Frage 4 von 5

Welche Zellen können Chloroplasten enthalten?

Frage 5 von 5

Chloroplasten im Überblick

  • Chloroplasten sind Zellorganellen. Sie kommen in Pflanzenzellen und einigen Algenzellen vor.
  • Sie sind von einer Doppelmembran umgeben und besitzen ein eigenes Erbgut.
  • Chloroplasten enthalten den Farbstoff Chlorophyll, der für die grüne Farbe von Pflanzen verantwortlich ist.
  • In Chloroplasten findet die Fotosynthese statt.
  • Die Endosymbiontentheorie besagt, dass im Laufe der Evolution Chloroplasten durch die Aufnahme von Bakterien in eukaryotische Zellen entstanden sind.
Chloroplasten: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

Chloroplasten – Definition

Chloroplasten sind Zellorganellen in Pflanzen- und einigen Algenzellen. Sie sind linsenförmig, 4 bis 8 µm groß und gut unter dem Lichtmikroskop erkennbar. Chloroplasten gehören zu den Plastiden, da sie eine Doppelmembran und ein eigenes Erbgut besitzen. In den Chloroplasten ist der grüne Farbstoff Chlorophyll enthalten, der für die grüne Farbe von Pflanzen verantwortlich ist.

Wie sind Chloroplasten aufgebaut?

Die Chloroplasten sind von einer Doppelmembran umgeben. Die innere Chloroplastenmembran ist lamellenartig eingestülpt. Dadurch wird die Oberfläche vergrößert und es entsteht ein ausgeprägtes Membransystem. Die Membraneinstülpungen werden als Thylakoide bezeichnet. Die Thylakoide können geldrollenartig übereinander gestapelt sein. Diese Stapel werden Grana (Einzahl: Granum) genannt. 

In den Thylakoiden sind Chlorophylle und Carotinoide enthalten. Dies sind grüne bzw. gelbe oder rote Farbstoffe. Im Sommer erscheinen die Blätter von Pflanzen grün, da die grünen Chlorophylle die gelben und roten Carotinoide überlagern. Im Herbst wird das Chlorophyll jedoch abgebaut, sodass die Blätter ihre Grünfärbung verlieren und stattdessen gelb oder rot erscheinen. 

Die Grundsubstanz im Inneren der Chloroplasten ist das Stroma. Es enthält Ribosomen, Enzyme und eine ringförmige DNA. Auch Fetttröpfchen und Stärkekörner können zur Speicherung in Chloroplasten vorkommen. 

Durch Licht, einige chemische Substanzen und Plasmaströmung kann es zu Chloroplastenbewegungen innerhalb der Zelle und zu Gestaltsveränderungen kommen. 

Die folgende Tabelle fasst die einzelnen Bestandteile von Chloroplasten und deren Funktionen zusammen.

Begriff Erklärung Funktion
Doppelmembran doppelte Biomembran, die den Chloroplasten umgibt äußere Membran: Schutz gegen äußere Einflüsse, Abtrennung
innere Membran: stark gefaltet, Ort der Fotosynthese
Thylakoid Einstülpungen der inneren Chloroplastenmembran Ort der Lichtreaktion der Fotosynthese, Vorkommen von Carotinoiden und Chlorophyll
Thylakoidmembran Membran der Thylakoiden Ort der Lichtreaktion der Fotosynthese, Vorkommen von Carotinoiden und Chlorophyll
Grana Thylakoidstapel Ort der Lichtreaktion der Fotosynthese
Stroma Grundsubstanz der Chloroplasten, farblose Flüssigkeit im Inneren des Chloroplasten Einlagerung der Bestandteile des Chloroplasten (Ribosomen, Stärkekörner, Lipidtröpfchen, Enzyme, DNA), Molekültransport, Abbau von Substanzen
Ort der Dunkelreaktion der Fotosynthese

In der Abbildung siehst du den Aufbau eines Chloroplasten anhand eines beschrifteten Querschnitts.

Aufbau eines Chloroplasten

Chloroplasten haben eine sehr große Bedeutung für den Pflanzenstoffwechsel. Sie sind der Ort der Fotosynthese und somit ein essenzieller Bestandteil für deren Ablauf. Die Fotosynthese ist eine chemische Reaktion, bei der Wasser und Kohlenstoffdioxid von der Pflanze aufgenommen und unter Nutzung von Sonnenenergie zu Sauerstoff und Glucose umgewandelt werden. Der entstehende Sauerstoff wird über die Blätter an die Umwelt abgegeben. Dies ist sehr wichtig für uns Menschen und andere Lebewesen, da wir Sauerstoff zum Atmen benötigen.

Die entstehende Glucose dient als Nährstoff für die Pflanze.

Chloroplasten – Ablauf der Fotosynthese

Die Fotosynthese läuft in zwei Teilreaktionen ab – der Lichtreaktion und der Dunkelreaktion. Die Lichtreaktion findet in den Grana der Chloroplasten statt. In den Thylakoiden sind Chlorophylle und Carotinoide enthalten. Dies sind grüne bzw. gelbe oder rote Farbstoffe. Diese Farbstoffe fangen Sonnenlicht ein. Die Lichtenergie wird in den Chloroplasten in chemische Energie umgewandelt. Dieser Prozess wird auch als lichtabhängige Reaktion bezeichnet und liefert die für die Fotosynthese benötigte Energie. 

Im zweiten Teil der Fotosynthese, der Dunkelreaktion, wird die energiereiche Glucose gebildet. Die Dunkelreaktion findet im Stroma der Chloroplasten statt. Für diese Reaktion wird die Energie, die während der Lichtreaktion gewonnen wurde, benötigt. Die Dunkelreaktion wird auch als lichtunabhängige Reaktion bezeichnet.

Insbesondere bei C4-Pflanzen besteht ein deutlicher Chloroplastendimorphismus. Das bedeutet, dass es verschiedene Arten von Chloroplasten gibt. Es gibt große, stärkereiche Chloroplasten mit nur wenigen Granastapeln sowie stärkefreie und granahaltige Chloroplasten. Bei der äußerst effektiven C4-Fotosynthese kooperieren diese beiden Chloroplastentypen miteinander.

Wie sind Chloroplasten entstanden?

Chloroplasten sind neben den Mitochondrien besondere Zellorganellen, da sie im Vergleich zu den anderen Zellbestandteilen von einer Doppelmembran umgeben sind und eine eigene DNA besitzen. Eine Erklärung für die Besonderheit liefert die Endosymbiontentheorie. Diese Theorie besagt, dass im Laufe der Evolution Bakterien von eukaryotischen Einzellern durch Endozytose, also durch Einstülpung der Membran, aufgenommen wurden und sich in den Zellen zu Zellorganellen wie Mitochondrien und Chloroplasten entwickelt haben.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Chloroplasten

Chloroplasten sind linsenförmige Zellorganellen in Pflanzen- und Algenzellen. Sie sind der Ort der Fotosynthese.

Chloroplasten sind grün, da sie den grünen Farbstoff Chlorophyll enthalten.

In den Chloroplasten findet die Fotosynthese statt.

Chloroplasten kommen in Pflanzen- und einigen Algenzellen vor.

Als Stroma wird die Grundsubstanz innerhalb der Chloroplasten bezeichnet.

Laut der Endosymbiontentheorie haben Chloroplasten eine eigene DNA, da sie im Laufe der Evolution durch die Aufnahme von Bakterien mit eigener DNA in eukaryotische Zellen entstanden sind.

Chlorophylle sind grüne Farbstoffe. Sie nehmen Lichtenergie auf und wandeln diese in chemische Energie um. Dies ist ein essenzieller Prozess der Fotosynthese.

Chloroplasten sind linsen- bis kugelförmig und erreichen eine Größe von 4 bis 8 µm.

Nein, tierische Zellen besitzen keine Chloroplasten. Lediglich Pflanzen- und Algenzellen können Chloroplasten enthalten.

Es gibt Gemeinsamkeiten im Bau von Chloroplasten und Mitochondrien. Sowohl Mitochondrien als auch Chloroplasten besitzen eine eigene DNA und sind von einer Doppelmembran umgeben. Eine Erklärung für die Entstehung dieser Besonderheit liefert die Endosymbiontentheorie.

Die Zellen von Pflanzen und Algen können Chloroplasten enthalten.

Nur durch das Vorhandensein von Chloroplasten kann die Fotosynthese und damit die Ernährung der Pflanze und die Bildung von Sauerstoff ermöglicht werden.

Chloroplasten sind grün, da sie den grünen Farbstoff Chlorophyll enthalten.

Eine Zelle kann bis zu mehrere 100 Chloroplasten enthalten. Typischerweise enthalten Pflanzenzellen circa 50 Chloroplasten.

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