開啟主選單

求真百科

變更

葉綠體

增加 252 位元組, 4 年前
無編輯摘要
</div>
'''葉綠體''' <ref>{{cite web|url=https://www.newton.com.tw/wiki/%E8%91%89%E7%B6%A0%E9%AB%94|title=葉綠體|date=|work=中文百科}}</ref>是植物細胞內最重要、最普遍的質體,它是進行[[光合作用]]的細胞器 。是[[绿色植物]]和[[藻类]]等[[真核生物|真核]][[自养生物]]细胞中专业化亚单元的[[细胞器]] 。葉綠體利用其[[葉綠素]]將光能轉變為化學能,把CO2與水轉變為糖。葉綠體是世界上成本最低、創造物質財富最多的生物工廠。
==基本介紹==
* 中文學名:葉綠體 * 拉丁學名:chloroplast * 界:植物界 * 分布區域:植物莖葉 * 長徑:視情況而定 5~100μm不等 * 主要:葉綠素和細胞素 * 主要作用:進行光合作用
==葉綠體介紹==
大部分高等植物和 [[ 藻類微生物 ]] 的葉綠體內類囊體緊密堆積。主要含有葉綠素(葉綠素a和葉綠素b)、類胡蘿蔔素(胡蘿蔔素和葉黃素),葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光,胡蘿蔔素和葉黃素主要吸收藍紫光。這些色素吸收的光都可用於光合作用,葉綠素在色素所占比例最大,且吸收綠光最少,因此綠光被反射,細胞呈現綠色。葉綠體(chloroplast)存在於藻類和綠色植物中的色素體之一,光合作用的生化過程在其中進行。因為葉綠體除含黃色的胡蘿蔔素外,還含有大量的葉綠素,所以看上去是綠色的。褐藻和紅藻的葉綠體除含葉綠素外還含有[[藻黃素]]和[[藻紅蛋白]],看上去是褐色或紅色[有人分別稱為褐色體(phacaplost)、紅色體 (rhodoplast)]。許多植物的葉綠體是直徑5微米左右,厚2—3微米的凸透鏡形狀,但低等植物中則含有板狀、網眼狀、螺旋形、星形、杯形等非常大的葉綠體。葉肉細胞中含的葉綠體數通常是數十到數百個。已知有的一個細胞含有數千個以上葉綠體的例子,以及僅有一個葉綠體的例子。用 [[ 光學顯微鏡 ]] 觀察葉綠體,它的平面相多數為0.5微米大小的濃綠色粒狀結構(基粒)。基粒的清晰程度和數量隨植物和組織的種類及葉綠體的發育時期而不同,反映著內膜系統的分化程度。包著葉綠體的包膜由內外兩層膜組成,對各種各樣的離子以及種種物質具有選擇透過性。在葉綠體內部有基質、富含脂質和質體醌的質體顆粒,以及結構精細的內膜系統(片層構造,類囊體)。在基質中水占葉綠體重量的60%—80%,這裡有各種各樣的離子、低分子 [[ 有機化合物 ]] [[ ]] [[ 蛋白質 ]] [[ 核糖體 、RNA、DNA ]]、[[RNA]]、[[DNA]] 等。在 [[ 綠藻 ]] [[ 褐藻 ]] [[ 紅藻 ]] [[ 接合藻 ]] [[ 硅藻 ]] 等許多藻類的葉綠體中存在著 [[ 澱粉核 ]] 。構成內膜系統微細結構基礎的是類囊體。在具有基粒的葉綠體中重疊起類囊體或複雜地摺疊起來,分化成所謂的基粒堆(grana stack)和與之相聯繫的膜系統[基粒間片層(intergrana lamellae)]。各種光合色素和光合成電子傳遞成分、磷酸化偶聯因子等存在於類囊體中,色素被光能激發、電子傳遞、直到ATP合成都在類囊體上及其表面附近進行。利用由此生成的NADPH和ATP在基質中進行 [[ 二氧化碳 ]] 固定。<br>
幾乎可以說一切生命活動所需的能量來源於太陽能(光能)。綠色植物是主要的能量轉換者是因為它們均含有葉綠體(Chloroplast)這一完成能量轉換的細胞器,它能利用光能同化二氧化碳和水,合成貯藏能量的有機物,同時產生氧。所以綠色植物的光合作用是地球上有機體生存、繁殖和發展的根本源泉。<br>
*葉綠體
[[File:葉綠體001.jpg | thumb | 300px | 葉綠體 <br> [https://bioshuhon.weebly.com/338653216039636.html 原圖鏈接]  ]]
葉綠體(chloroplast)和粒線體類似,<ref>{{cite web|url=https://bioshuhon.weebly.com/338653216039636.html|title=葉綠體|date=|work=咻哄的細胞世界}}</ref>都是由向內摺疊的雙層膜所構成,但葉綠體是植物細胞特有的構造,內部含有葉綠素,可進行光合作用,用二氧化碳和水分子為原料,經過一連串的化學反應,將太陽光能轉變為儲存在葡萄糖分子內的化學能,同時釋放出氧氣。藉由光合作用所合成的 [[ 葡萄糖分子 ]] ,在 [[ 植物細胞 ]] 內可進一步聚合反應,形成澱粉和纖維素等各種多醣類。
  在高解析度的光學顯微鏡下,高等植物的葉綠體呈圓盤形,而根據解析度更高的電子顯微鏡,可觀察到葉綠體是一種複雜的板狀(lamella)構造,一層層排列緊密的板狀部分稱為葉綠餅(granum),而圍繞著葉綠餅的物質則稱作基質(stroma),葉綠餅與葉綠餅之間有許多貫串其間的膜板連接,葉綠素捕捉光能的機制,便與葉綠素在葉綠餅板層上的分布情形有關。由於葉綠體可將光能轉換為生物體可利用的能量,因此也被稱為「細胞的太陽能工廠」。葉綠體可能起源於古代藍藻,因為藍藻中有葉綠素。某些古代真核生物靠吞噬其他生物維生,它們吞下的某些藍藻沒有被消化,反而依靠吞噬者的生活廢物製造營養物質。
==形態與結構==
在高等植物中葉綠體象雙凸或平凸透鏡,長徑5~10um,短徑2~4um,厚2~3um。高等植物的葉肉細胞一般含50~200個葉綠體,可占細胞質的40%,葉綠體的數目因物種細胞類型,生態環境,生理狀態而有所不同。在藻類中葉綠體形狀多樣,有網狀、帶狀、裂片狀和星形等等,而且體積巨大,可達100um。<br>
葉綠體由葉綠體外被(chloroplast envelope)、 [[ 類囊體 ]] (thylakoid)和 [[ 基質 ]] (stroma)3部分組成,葉綠體含有3種不同的膜:外膜、內膜、類囊體膜和3種彼此分開的腔:膜間隙、基質和 [[ 類囊體腔 ]] 。<br>
*外被
葉綠體外被由雙層膜組成,膜間為10~20nm的膜間隙。外膜的滲透性大,如核苷、無機磷、蔗糖等許多細胞質中的營養分子可自由進入膜間隙。<br>
內膜對通過物質的選擇性很強,CO2、O2、Pi、H2O、磷酸甘油酸、丙糖磷酸,雙羧酸和雙羧酸胺基酸可以透過內膜,ADP、ATP已糖磷酸,葡萄糖及果糖等透過內膜較慢。 [[ 蔗糖 ]] 、C5糖雙磷酸酯,C糖磷酸酯,NADP+及焦磷酸不能透過內膜,需要特殊的轉運體(translator)才能通過內膜。<br>
*類囊體
是單層膜圍成的扁平小囊,沿葉綠體的長軸平行排列。膜上含有光合色素和電子傳遞鏈組分,又稱光合膜。<br>
碳同化相關的酶類:如RuBP羧化酶占基質可溶性蛋白總量的60%。<br>
葉綠體DNA、蛋白質合成體系:如,ctDNA、各類RNA、 [[ 核糖體 ]] 等。<br>
一些顆粒成分:如澱粉粒、質體小球和植物鐵蛋白等。葉綠體的功能葉綠體(chloroplast):藻類和植物體中含有葉綠素進行光合作用的器官。 主要含有葉綠素、胡蘿蔔素和葉黃素,其中葉綠素的含量最多,遮蔽了其他色素,所以呈現綠色。主要功能是進行光合作用。幾乎可以說一切生命活動所需的能量來源於太陽能(光能)。綠色植物是要的能量轉換者是因為它們均含有葉綠體(Chloroplast)這一完成能量轉換的細胞器。<br>
*光合作用
1、光合色素<br>
類囊體中含兩類色素:葉綠素和橙黃色的類胡蘿蔔素,通常葉綠素和類胡蘿蔔素的比例約為3:1,chla與chlb葉綠素的實驗中,隨層析液在濾紙上擴散最快的是 [[ 胡蘿蔔素]]<br>2、集光複合體(light harve為3:l,全部葉綠素和幾乎所有的類胡蘿蔔素都包埋在類囊體膜中,與 [[ 蛋白質 ]] 以非共價鍵結合,一條肽鏈上可以結合若干色素分子,各色素分子間的距離和取向固定,有利於能量傳遞。<br>
在提取和分離葉綠體中色素的實驗中,隨層析液在濾紙上擴散最快的是胡蘿蔔素<br>
3、集光複合體(light harvesting complex)<br>
由大約200個葉綠素分子和一些肽鏈構成。大部分色素分子起捕獲光能的作用,並將光能以誘導共振方式傳遞到反應中心色素。因此這些色素被稱為 [[ 天線色素 ]] 。葉綠體中全部葉綠素b和大部分葉綠素a都是天線色素。另外類胡蘿蔔素和葉黃素分子也起捕獲光能的作用,叫做 [[ 輔助色素 ]] 。<br>
4、細胞色素b6/f複合體(cyt b6/f complex) 可能以二聚體形成存在,每個單體含有四個不同的亞基。細胞色素b6(b563)、細胞色素f、[[鐵硫蛋白]]、以及亞基Ⅳ(被認為是質體醌的結合蛋白)。<br>
5、光系統Ⅰ(PSI)<br>
景天科酸代謝途徑(Crassulacean acid metabolism pathway,CAM途徑):夜間固定CO2產生有機酸,白天有機酸脫羧釋放CO2,進行CO2固定。<br>
*半自主性<br>
線粒體與葉綠體都是細胞內進行能量轉換的場所,兩者在結構上具有一定的相似性。①均由兩層膜包被而成,且內外膜的性質、結構有顯著的差異。②均為半自主性細胞器,具有自身的DNA和蛋白質合成體系。因此綠色植物的細胞記憶體在3個 [[ 遺傳系統 ]] 。<br>
葉綠體DNA由Ris和Plaut 1962最早發現於衣藻葉綠體。ctDNA呈環狀,長40~60μm,基因組的大小因植物而異,一般約200bp-2500bp。數目的多少植物的發育階段有關,如菠菜幼苗葉肉細胞中,每個細胞含有20個葉綠體,每個葉綠體含DNA分子200個,但到接近成熟的葉肉細胞中有葉綠體150個,每個葉綠體含30個DNA分子。<br>
在個體發育中,葉綠體來自前質體(proplastid)—即未分化的質體,存在於根尖、莖尖,其結構較為簡單。<br>
在直接光照下,幼葉中的前質體,內層膜在許多部位內折而伸入基質中,並逐漸擴展增大,最終脫離內層膜,形成扁平的囊狀結構——類囊體。許多個類束體垛合在一起便形成為基粒,由此前質體逐步地發育成為成熟的葉綠體。但在黑暗或光照不足的情況下,就不能形成正常的類囊體系統,而形成由許多小泡組成的格線狀結構,稱前片層體(prollamellabody)。這樣的質體稱為黃化體(etioplast)。一般在獲取光照後, [[ 黃化體 ]] 中的前片層體可進一步轉變,發育成為具有基粒結構的正常葉綠體。<br>
有色體(chromoplast):主要存在於花瓣、果實、貯藏根及衰老的葉片中,主要功能尚不十分清楚,但有一點是明確的,即積聚澱粉和脂類,並可幫助傳粉。<br>
有色體的形狀是多種多樣的。<br>
白色體(leucoplast):是不含可見色素的 [[ 無色質體 ]] ,呈顆粒狀。存在於一些植物的貯藏器官中,如甘薯、土豆的地下器官及種子的胚中。<br>
白色體的主要功能是積累澱粉、蛋白質及脂肪,從而使其相應地轉化為澱粉粒、糊粉粒和油滴。<br>
*小提示:
質體是植物細胞特有的細胞器;動物、 [[ 菌類 ]] [[ 藍藻 ]] 均無此結構。<br>
質體體積較小,呈園盤形(扁園形)或扁卵園形,直徑約為5-8um,厚約1um。<br>
==增殖==
在個體發育中葉綠體由原質體發育而來,原質體存在於根和芽的分生組織中,由雙層被膜包圍,含有DNA,一些小泡和澱粉顆粒的結構,但不含片層結構,小泡是由質體雙層膜的內膜內折形成的。
 
在有光條件原質體的小泡數目增加並相互融合形成片層,多個片層平行排列成行,在某些區域增殖,形成基粒,變成綠色原質體發育成葉綠體。<br>
在黑暗性長時,原質體小泡融合速度減慢,並轉變為排列成格線的小管的三維晶格結構,稱為原片層,這種質體稱為黃色體。黃色體在有光的情況下原片層彌散形成類囊體,進一步發育出基粒,變為葉綠體。<br>
34,628
次編輯