Пластиды, как и митохондрии, является двомембраннимы органеллами. Их форма может быть очень разнообразной. Выделяют три основных типа пластид - хлоропласты (зеленые), хромопласты
(красные, оранжевые или желтые) и лейкопласты (бесцветные). Мембраны пластид бывают внешней и внутренней. Внутренняя мембрана митохондрий образует выросты - ламели. Ламели могут образовывать отдельные замкнутые мешочки - тилакоиды. Тилакоиды могут объединяться в группы - грани, которые соединяются между собой с помощью ламелей. Внутренняя среда пластид называется стромой. Как и митохондрии, пластиды имеют собственную ДНК в форме кольцевых молекул и рибосомы прокариотических типа. Размножаются они путем деления. В некоторых случаях пластиды одного типа могут превращаться в другой. Например, в случае пожелтения листьев осенью хлоропласты превращаются в хромо-пласты.
Эти органеллы выполняют разные функции. В них могут накапливаться запасные питательные вещества. С помощью различных пластид растения обеспечивают окраски отдельных своих частей в разный цвет. Но основной функцией является осуществление фотосинтеза. Эту функцию выполняют хлоропласты. В результате фотосинтеза из углекислого газа и воды с помощью солнечной энергии образуются углеводы. Этот процесс состоит из двух основных фаз - световой и темновой.
В ходе световой фазы сначала кванты света улавливаются пигментом хлорофиллом, который расположен на мембранах ти-лакоидив. Энергия квантов переходит к электронам, которые увлекаются молекулами-переносчиками. Энергия этих электронов используется в тилакоидов для синтеза АТФ. Утраченные электроны заменяются электронами из атомов водорода молекул воды, которые под действием света, в результате фотолиза, распадаются на водород и кислород. Освобожденные атомы кислорода взаимодействуют между собой и образуют молекулы кислорода, выделяется как побочный продукт реакции. Образующиеся в результате отрыва электрона от атомов водорода протоны подхватываются другими молекулами-переносчиками. Это молекулы динуклеотид, сокращенное название которых НАДФ. Присоединяя к себе протоны, они становятся аккумуляторами химической энергии (НАДФ • H2) и могут использоваться в восстановительных процессах.
В темновой фазе фотосинтеза за счет энергии НАДФ • H2 и АТФ, образовавшихся при световой фазы из углекислого газа, образуются молекулы глюкозы. Совокупность реакций, которые задействованы в этом процессе, называется циклом Кальвина.
У большинства растений световая и темновая фазы фотосинтеза происходят в хлоропласте одновременно, а для фиксации углекислого газа используются трикарбонови соединения. Такой тип этого процесса называют С3-фотосинтезом. Однако, ряд растений, особенно те, которые живут в жарком климате в условиях дефицита влаги, используют другие варианты фотосинтеза. Они разносят световую и темновой фазы или в пространстве, или во времени. Это позволяет существенно экономить воду и дает еще некоторые преимущества.
Фотосинтез по типу толстянковых (такое название дано потому, что этот вариант широко используют именно растения семейства толстянковых - каланхоэ, бриофилюм, чепец и т.д.) разводит световую и тем-нову фазы фотосинтеза во времени. Растения, которые его используют, интенсивно поглощают углекислый газ через свои устьица ночью. Днем, для экономии влаги, устьица закрываются, а связан ночью запас СО2 используется в цикле Кальвина.
Так называемые С4-растения (например, кукуруза) используют пространственное разведения реакций световой и темновой фаз фотосинтеза. Фиксация СО2 с использованием чотирикарбонових соединений и синтез глюкозы происходит у них в разных клетках. Такой тип фотосинтеза в условиях жаркого климата является более эффективным, чем обычный его вариант.