Kloroplast je vrsta strukture, imenovana organela, ki jo najdemo v rastlinah in kjer poteka fotosinteza. Kloroplasti, ki so običajno prisotni v listih rastlin, vsebujejo vse sestavine, ki rastlini omogočajo pretvarjanje sončne svetlobe v uporabno energijo. Glavne sestavine kloroplastov so membrane, klorofil in drugi pigmenti, grana in stroma.
Kloroplasti so ena najpomembnejših sestavin rastline, saj v njih poteka celoten fotosintetski proces. Vsaka celica v rastlinskem listu ima lahko 50 teh organelov. Kloroplasti se pojavljajo le v evkarionskih organizmih, ki so predvsem neživalski.
V kloroplastih obstajajo tri vrste membran: zunanja membrana, notranja membrana in tilakoidne membrane. Zunanja membrana obdaja kloroplast in omogoča molekulam, da se premikajo v in iz organele brez preudarka. Notranja membrana se nahaja pod zunanjo in je bolj diskriminatorna glede tega, kaj omogoča vstop in izstop iz kloroplasta. Tilakoidne membrane ležijo znotraj notranje membrane in so razporejene v kupe, ki so med seboj povezani s stromalnimi lamelami. Te lamele služijo kot okvir ali okostje za vsak kloroplast.
Klorofil je zeleni pigment, ki zbira sončno svetlobo, potrebno za fotosintezo. Klorofil, ki se nahaja v tilakoidnih membranah, povzroča zeleno obarvanje listov. V tilakoidnih membranah najdemo tudi druge pigmente, kot so karotenoidi, zaradi katerih je korenje oranžno.
Običajno se ti drugi pigmenti nahajajo v veliko manjših količinah kot klorofil. Vsak pigment absorbira svetlobo različnih valovnih dolžin. Na primer, klorofil absorbira vse valovne dolžine, razen zelene, zato se pigment očesu zdi zelen.
Grana so skladi tilakoidnih membran. Vsako zrno shrani sončno svetlobo, pridobljeno s klorofilom, in pridobi vodo (Hsub2O) in ogljikov dioksid (CO2) iz drugih delov listov, da tvori vrsto sladkorja (C6H12O6), ki ga rastlina uporablja za hrano. To je proces fotosinteze, ki je odvisen od svetlobe. Sladkor, ki ga rastlina ne porabi takoj, se pretvori v adenozin trifosfat (ATP) in se shrani za kasnejšo uporabo. Ta proces poteka tudi v grani.
Stroma je gelu podobna snov, ki obdaja tilakoidne membrane v vsakem kloroplastu. Encimi v stromi vzamejo ATP in ga pretvorijo nazaj v sladkorje, ki jih nato uporabljajo rastline. Ta proces se imenuje temna reakcija, ker se za razliko od reakcij, odvisnih od svetlobe, za dokončanje ne zanaša na sončno svetlobo. Pretvorba ATP v sladkor je znana kot Calvinov cikel.