Struktur dan fungsi kloroplas

Kloroplas ialah organel yang terdapat dalam sel tumbuhan dan merupakan tapak fotosintesis, tempat tenaga cahaya digunakan untuk menghasilkan glukosa daripada karbon dioksida dan air.

Di bawah mikroskop elektron, kloroplas kelihatan sebagai jasad berbentuk kanta yang dibatasi oleh dua membran. Di dalamnya, satu sistem kantung membran leper terletak dalam matriks bendalir.

Membran memegang pigmen penjerap cahaya; bendalir memegang enzim. Pembahagian tugas inilah sebabnya kloroplas kerap diuji dalam Bab 2 Tingkatan 4 dan sekali lagi dalam Tingkatan 5 apabila fotosintesis dipelajari dengan terperinci.

Bahagian dan fungsi

Cara struktur sepadan fungsi

Membran tilakoid tersusun menjadi timbunan yang dipanggil grana, memberikan luas permukaan besar yang dipenuhi molekul klorofil untuk menjerap cahaya sebanyak mungkin. Stroma yang mengelilingi grana ialah ruang berbendalir yang mengandungi enzim yang diperlukan untuk menetapkan karbon dioksida kepada glukosa, jadi langkah penjerapan cahaya dan penghasilan gula dalam fotosintesis berlaku berdekatan dalam satu organel.

Kloroplas juga tertumpu dalam sel berhampiran permukaan daun, seperti sel mesofil palisad, yang menerima cahaya paling banyak.

Pemeriksa yang menanda jawapan struktur-kepada-fungsi mencari satu ciri, satu akibat dan satu kaitan dengan fotosintesis. Lima penyesuaian di bawah mengikut corak itu.

• Tilakoid yang bertindan dalam grana memberikan luas permukaan membran yang sangat besar, jadi lebih banyak klorofil dapat dipegang dan lebih banyak tenaga cahaya dijerap bagi setiap kloroplas.
• Membran berganda mengasingkan enzim dan pigmen fotosintesis daripada tindak balas sitoplasma, jadi kepekatan bahan tindak balas di dalamnya dapat dikekalkan tinggi.
• Stroma berbentuk bendalir, jadi karbon dioksida dan enzim boleh bergerak bebas dan perlanggaran antara enzim dengan substrat berlaku dengan cepat.
• Grana dan stroma terletak bersebelahan, jadi hasil tindak balas bergantung cahaya pada tilakoid terus sampai kepada enzim dalam stroma tanpa jarak pengangkutan yang jauh.
• Kloroplas bersaiz kecil dan wujud dalam jumlah besar, bukannya satu jasad besar, dan dalam sesetengah tumbuhan ia boleh mengubah kedudukan di dalam sel, jadi ia dapat disusun untuk menangkap cahaya dari mana-mana arah cahaya itu datang.

Proses berkaitan

Fotosintesis ialah proses yang menjadi tujuan kewujudan kloroplas. Dalam peringkat bergantung cahaya, klorofil pada tilakoid menjerap cahaya dan menggunakan tenaga itu untuk menguraikan air, membebaskan oksigen dan menghasilkan pembawa tenaga.

Dalam peringkat tidak bergantung cahaya, enzim dalam stroma menggunakan pembawa itu untuk menurunkan karbon dioksida kepada glukosa. Sebahagian glukosa itu disimpan sebagai butir kanji di dalam kloroplas, sebab itulah ujian iodin pada daun bertukar biru kehitaman hanya pada bahagian hijau yang terdedah kepada cahaya.

Kloroplas juga dibandingkan dengan mitokondrion dalam Bab 2. Kedua-duanya mempunyai membran berganda, kedua-duanya mengandungi enzim sendiri, dan kedua-duanya terlibat dalam penukaran tenaga, tetapi kloroplas membina glukosa menggunakan cahaya manakala mitokondrion memecahkan glukosa dalam respirasi aerob untuk membebaskan tenaga.

Sel tumbuhan memerlukan kedua-duanya: fotosintesis pada waktu siang membekalkan glukosa yang digunakan oleh respirasi pada setiap jam.

Pertukaran gas dalam daun membekalkan kloroplas. Karbon dioksida masuk melalui stoma, meresap melalui ruang udara mesofil span dan larut ke dalam sel sebelum sampai ke stroma.

Oksigen yang dihasilkan pada tilakoid keluar melalui laluan yang sama. Jadi aktiviti kloroplas berkait dengan pembukaan stoma, dengan resapan dan dengan transpirasi, yang semuanya muncul dalam bab-bab seterusnya.

Kesilapan pelabelan biasa

Soalan contoh

Soalan. Rajah 1 menunjukkan struktur kloroplas seperti yang dilihat di bawah mikroskop elektron. Struktur P ialah timbunan membran leper dan kawasan Q ialah bendalir yang mengelilinginya.

(a) Namakan struktur P dan Q. (b) Nyatakan peranan Q dalam fotosintesis.

(c) Terangkan bagaimana susunan P sesuai dengan fungsinya. (d) Seorang murid mengira lebih banyak kloroplas bagi setiap sel dalam mesofil palisad berbanding mesofil span pada daun yang sama.

Terangkan pemerhatian ini.

Jawapan model. (a) P ialah granum (timbunan tilakoid); Q ialah stroma. (b) Stroma mengandungi enzim yang memangkinkan tindak balas tidak bergantung cahaya, iaitu karbon dioksida ditetapkan dan ditukar kepada glukosa.

(c) Tilakoid bertindan, memberikan luas permukaan yang besar dalam isi padu yang kecil; permukaan ini memegang klorofil yang banyak, jadi lebih banyak tenaga cahaya dijerap untuk tindak balas bergantung cahaya. (d) Sel palisad terletak terus di bawah epidermis atas, jadi ia menerima keamatan cahaya tertinggi; mempunyai lebih banyak kloroplas membolehkannya menjerap lebih banyak cahaya dan menjalankan sebahagian besar fotosintesis daun, manakala sel span lebih dalam, menerima kurang cahaya dan mempunyai lebih banyak ruang udara untuk pertukaran gas.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim