叶绿体是绿色植物和藻类等真核自养生物细胞中专业化亚单元的细胞器。叶绿体实施许多其它功能,包括植物的脂肪酸合成,很多氨基酸的合成,和免疫反应。
叶绿体是三种类型的色素体之一,其特点是其高浓度的叶绿素。叶绿体是高度动态的,它们循环并在植物细胞内四处移动,并且偶尔分裂成两个来生殖。它们的行为受到环境因素如光的颜色和强度的强烈影响。
叶绿体和线粒体类似,拥有自身的遗传物质DNA,但因其基因组大小有限,是一种半自主细胞器。其DNA被认为是从已被古代真核生物的细胞吞没的有光合作用的蓝菌门祖先继承下来。叶绿体不能由植物细胞产生,且必须在植物细胞分裂期间由每个子细胞继承叶绿体。
光合作用是叶绿素吸收光能,使之转变为化学能,同时利用二氧化碳和水制造有机物并释放氧的过程。这一过程可用下列化学方程式表示:6CO2+6H2O(光照、酶、叶绿体)→C6H12O6(CH2O)+6O2。其中包括很多复杂的步骤,一般分为光反应和暗反应两大阶段。
光反应:这是叶绿素等色素分子吸收,传递光能,将光能转换为化学能,形成ATP和NADPH的过程。在此过程中水分子被分解,放出氧来。
暗反应:光合作用的下一步骤是在暗处(也可在光下)进行的。它是利用光反应形成的ATP提供能量,NADPH2还原CO2,固定形成的中间产物,制造葡萄糖等碳水化合物的过程。通过这一过程将ATP和NADPH2,中的活跃化学能转换成贮存在碳水化合物中的稳定的化学能。它也称二氧化碳同化或碳同化过程。这是一个有许多种酶参与反应的过程。
叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所,同时也是逆境因子作用的敏感位点。逆境胁迫下,植叶绿体内的信号会逆向调控细胞核内的基因表达,形成逆向信号途径(retrograde signaling pathway)。
叶绿体是绿色植物和藻类等真核自养生物细胞中的一种细胞器,主要进行光合作用。叶绿体的形态多样,一般呈椭球形或扁球形,大小约为1~3μm×5~7μm×2~3μm。叶绿体具有双层膜结构,内有片层膜,含有叶绿素a和b,使其呈现绿色。叶绿体在植物细胞内四处移动,并在必要时分裂成两个。
叶绿体的具体形态包括圆形、卵圆形或盘形等。叶绿体通常呈椭球形或扁球形,直径约为5~100μm不等。其内部结构包括叶绿体膜、类囊体和基质三部分。叶绿体膜由两层单位膜组成,两膜间距为5~10nm,主要成分是蛋白质和脂类。类囊体是由闭合的中空盘状结构垛堆而成,是形成高能化合物三磷酸腺苷(ATP)所必需的。