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Thylakoide (von griech. θύλακος thylakos „Sack“) sind in der Biologie Membransysteme, die in den Chloroplasten pflanzlicher Zellen oder in phototrophen Bakterien vorkommen. Es handelt sich um Membraneinstülpungen, die sich typischerweise an der Innenseite der Membran von Protocyten befinden oder um Einstülpungen der inneren Membran von Chloroplasten, die den Innenraum, das so genannte Stroma, durchziehen. Auch bei anderen pflanzlichen Plastiden, die sich von Protocyten ableiten lassen, kommen Thylakoide vor.
Sie sind für die Photosynthese wichtig. Deren Lichtreaktion findet in den Stroma- und vor allem den Granathylakoiden statt. Durch geldrollenartiges Übereinanderlagern von rundlichen Thylakoidauslappungen werden die sogenannten Grana der Chloroplasten gebildet.
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