植物叶绿体

植物叶绿体通常存在于植物叶片的保卫细胞中。保卫细胞包围着称为气孔的小孔，打开和关闭气孔以允许光合作用所需的气体交换。叶绿体和其他质体由称为前质体的细胞发育而来。原生质体是发育成不同类型质体的未成熟、未分化的细胞。发育成叶绿体的原生质体只有在有光的情况下才能发育成叶绿体。叶绿体包含几种不同的结构，每种结构都有特殊的功能。

叶绿体结构包括：

• 膜包膜：包含内外脂质双层膜，起到保护覆盖物的作用，并保持叶绿体结构封闭。内膜将基质与膜间空间分开，并调节分子进出叶绿体的通道。
• 膜间空间：外层膜和内层膜之间的空间。
• 类囊体系统：由称为类囊体的扁平囊状膜结构组成的内膜系统，是光能转化为化学能的场所。
• 类囊体腔：每个类囊体内的隔室。
• 基粒（单颗粒）：类囊体囊（10到20个）的密集层叠，作为光能转化为化学能的场所。
• 基质：叶绿体内的致密液体，位于包膜内但在类囊体膜外。这是二氧化碳转化为碳水化合物（糖）的场所。
• 叶绿素：叶绿体基粒内吸收光能的绿色光合色素。

叶绿体在光合作用中的作用

在光合作用中，太阳的太阳能转化为化学能。化学能以葡萄糖（糖）的形式储存。二氧化碳、水和阳光被用来产生葡萄糖、氧气和水。光合作用分两个阶段进行。这些阶段称为光反应阶段和暗反应阶段。

光反应阶段发生在有光的情况下，发生在叶绿体基粒内。用于将光能转化为化学能的主要色素是叶绿素a。其他参与光吸收的色素包括叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。在光反应阶段，阳光以ATP（含自由能分子）和NADPH（高能载电子分子）的形式转化为化学能。类囊体膜内的蛋白质复合物被称为光系统I和光系统II，介导光能到化学能的转换。ATP和NADPH都用于暗反应阶段产生糖。

暗反应阶段也称为碳固定阶段或卡尔文循环。基质中出现暗反应。基质含有促进一系列反应的酶，这些反应利用ATP、NADPH和二氧化碳生成糖。糖可以淀粉的形式储存，在呼吸过程中使用，或用于生产纤维素。

叶绿体功能关键点

• 叶绿体是植物、藻类和蓝藻中含有叶绿素的细胞器。光合作用发生在叶绿体中。
• 叶绿素是叶绿体基粒内的一种绿色光合色素，吸收光能进行光合作用。
• 叶绿体存在于被保卫细胞包围的植物叶片中。这些细胞打开和关闭微小的气孔，以便进行光合作用所需的气体交换。
• 光合作用分为两个阶段：光反应阶段和暗反应阶段。
• ATP和NADPH产生于叶绿体基粒内的光反应阶段。
• 在暗反应阶段或卡尔文循环中，光反应阶段产生的ATP和NADPH用于生成糖。这一阶段发生在植物基质中。

来源

叶绿体和其他质体〉，《细胞：分子方法》，第二版，桑德兰：Sinauer Associates，2000，