Kloroplas
Kloroplas () adalah bagian dari plastid yang mengandung klorofil. Di dalam kloroplas berlangsung fase terang dan fase gelap dari fotosintesis tumbuhan. Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak umum dalam semua sel. Bila ada, maka tiap sel dapat memiliki satu sampai banyak plastid. Pada tumbuhan tingkat tinggi umumnya berbentuk cakram (kira-kira 2 x 5 mm, kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya. Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral, bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid.
Kloroplas matang pada beberapa ganggang, biofita dan likopoda dapat memperbanyak diri dengan pembelahan. Kesinambungan kloroplas terjadi melalui pertumbuhan dan pembelahan proplastid di daerah meristem. Secara khas kloroplas dewasa mencakup dua membran luar yang menyalkuti stroma homogen, di sinilah berlangsung reaksi-reaksi fasa gelap. Dalam stroma tertanam sejumlah grana, masing-masing terdiri atas setumpuk tilakoid yang berupa gelembung bermembran, pipih dan diskoid (seperti cakram). Membran tilakoid menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem transpor elektron yang terlibat dalam fasa fotosintesis yang bergantung pada cahaya. Grana biasanya terkait dengan lamela intergrana yang bebas pigmen.
Prokariota yang berfotosintesis tidak mempunyai kloroplas, tilakoid yang banyak itu terletak bebas dalam sitoplasma dan memiliki susunan yang beragam dengan bentuk yang beragam pula. Kloroplas mengandung DNA lingkar dan mesin sistesis protein, termasuk ribosom dari tipe prokariotik.
Kloroplas terdiri atas dua bagian besar, yaitu bagian amplop dan bagian dalam. Bagian amplop kloroplas terdiri dari membran luar yang bersifat sangat permeabel, membran dalam yang bersifat permeabel serta merupakan tempat protein transpor melekat, dan ruang antar membran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam. Bagian dalam kloroplas mengandung DNA , RNAs, ribosom, stroma (tempat terjadinya reaksi gelap), dan granum. Granum terdiri atas membran tilakoid (tempat terjadinya reaksi terang) dan ruang tilakoid (ruang di antara membran tilakoid).
Pada tanaman C, kloroplas terletak pada sel mesofil. Contoh tanaman C adalah padi ("Oryza sativa"), gandum ("Triticum aestivum"), kacang kedelai ("Glycine max"), dan kentang ("Solanum tuberosum"). Pada tanaman C, kloroplas terletak pada sel mesofil dan bundle sheath cell. Contoh tanaman C adalah jagung ("Zea mays") dan tebu ("Saccharum officinarum").
Tidak semua sel pada tanaman multiseluler mempunyai kloroplas. Semua bagian hijau tanaman mengandung kloroplas—kloroplas, atau khususnya, klorofil di dalamnya yang menyebabkan bagian yang berfotosintesis berwarna hijau. Sel tanaman yang mengandung kloroplas biasanya sel parenkim, meskipun dapat juga ditemukan di jaringan kolenkim. Sel tanaman yang mengandung kloroplas dikenal dengan sel klorenkim. Sel klorenkim dari tanaman darat mengandung sekitar 10 sampai 100 kloroplas.
Kloroplas dari sel tanaman dan sel alga dapat mengarahkan dirinya agar mendapat cahaya yang sesuai. Pada kondisi gelap, mereka akan menyebar pada area permukaan untuk menyerap cahaya. Pada cahaya terang, mereka akan mencari perlindungan dengan berbaris pada kolom vertikal sepanjang dinding sel tanaman atau berputar menyamping agar cahaya mengenai sisi sampingnya. Ini mengurangi terkena cahaya langsung dan melindungi dari kerusakan "photooxidative". Kemampuan untuk mendistribusikan kloroplas sehingga dapat berlindung satu sama lain atau menyebar menjadi alasan mengapa tanaman darat berevolusi menjadi punya banyak kloroplas kecil daripada satu kloroplas besar.
Pergerakan kloroplas dianggap sebagai salah satu dari sistem respon teratur yang dapat ditemui pada tanaman. Mitokondria juga telah ditemukan mengikuti kloroplas saat mereka bergerak.
Kloroplas pada tanaman tingkat tinggi merupakan evolusi dari bakteri fotosintetik menjadi organel sel tanaman. Genom kloroplas terdiri dari 121.024 pasang nukleotida serta mempunyai "inverted repeats" (2 salinan) yang mengandung gen-gen rRNA (16S dan 23S rRNA) untuk pembentukan ribosom. Genom kloroplas mempunyai subunit yang besar yaitu penyandi "ribulosa biphosphate carboxylase". Protein yang terlibat di dalam kloroplas sebanyak 60 protein. Dua per tiganya diekspresikan oleh gen yang terdapat di inti sel sementara sepertiganya diekspresikan dari genom kloroplas.