Kloroplast je vrsta strukture, nazvana organela, koja se nalazi u biljkama i gdje se događa fotosinteza. Normalno prisutni u lišću biljaka, kloroplasti sadrže sve komponente koje biljci omogućuju pretvaranje sunčeve svjetlosti u korisnu energiju. Glavne komponente kloroplasta su membrane, klorofil i drugi pigmenti, grana i stroma.
Kloroplasti su jedna od najvažnijih komponenti biljke jer se u njima odvija cijeli proces fotosinteze. Svaka stanica u biljnom listu može imati 50 ovih organela. Kloroplasti se pojavljuju samo u eukariokskim organizmima, koji su prvenstveno neživotinjski.
U kloroplastima postoje tri vrste membrana: vanjska membrana, unutarnja membrana i tilakoidne membrane. Vanjska membrana okružuje kloroplast i omogućuje molekulama da se kreću u i iz organele bez diskrecije. Unutarnja membrana nalazi se ispod vanjske i više je diskriminirajuća u pogledu toga što dopušta ulazak i izlazak iz kloroplasta. Tilakoidne membrane leže unutar unutarnje membrane i raspoređene su u hrpe koje su međusobno povezane stromalnim lamelama. Ove lamele služe kao okvir ili kostur za svaki kloroplast.
Klorofil je zeleni pigment koji prikuplja sunčevu svjetlost potrebnu za fotosintezu. Smješten u tilakoidnim membranama, klorofil je ono što uzrokuje zelenu boju lišća. Drugi pigmenti, kao što su karotenoidi, koji mrkvu čine narančastom, također se nalaze u tilakoidnim membranama.
Obično se ti drugi pigmenti nalaze u mnogo manjim količinama od klorofila. Svaki pigment apsorbira različite valne duljine svjetlosti. Na primjer, klorofil apsorbira sve valne duljine osim zelene, zbog čega pigment oku izgleda zelen.
Grana su hrpe tilakoidnih membrana. Svaki granum pohranjuje sunčevu svjetlost dobivenu klorofilom i dobiva vodu (Hsub2O) i ugljični dioksid (CO2) iz drugih dijelova lišća kako bi tvorio vrstu šećera (C6H12O6) koju biljka koristi za hranu. Ovo je proces fotosinteze ovisan o svjetlosti. Šećer koji biljka ne iskoristi odmah pretvara se u adenozin trifosfat (ATP) i pohranjuje za kasniju upotrebu. Taj se proces događa i u grani.
Stroma je tvar nalik gelu koja okružuje tilakoidne membrane u svakom kloroplastu. Enzimi u stromi uzimaju ATP i pretvaraju ga natrag u šećere koje zatim koriste biljke. Taj se proces naziva tamnom reakcijom jer se, za razliku od reakcija ovisnih o svjetlosti, ne oslanja na sunčevu svjetlost da bi se završio. Pretvorba ATP-a u šećer je poznata kao Calvinov ciklus.