叶绿体的作用
叶绿体是质体的一种, 是高等植物和一些藻类所特有的能量转换器。其双层膜结构使其与胞质分开, 内有片层膜, 含叶绿素, 故名为叶绿体。
叶绿体的作用:
1、绿体的功能是进行光合作用。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。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。
2、光反应:这是叶绿素等色素分子吸收,传递光能,将光能转唤为化学能,形成ATP和NADPH的过程。在此过程中水分子被分解,放出氧来。
3、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。
叶绿体的形态与结构:
1、形态总述
在高等植物中叶绿体象双凸或平凸透镜,长径5~10um,短径2~4um,厚2~3um。高等植物的叶肉细胞一般含50~200个叶绿体,可占细胞质的40%,叶绿体的数目因物种细胞类型,生态环境,生理状态而有所不同。在藻类中叶绿体形状多样,有网状、带状、裂片状和星形等等,而且体积巨大,可达100um。
叶绿体由叶绿体外被、类囊体和基质三部分组成,它是一种含有叶绿素能进行光合作用的细胞器。叶绿体含有3种不同的膜:外膜、内膜、类囊体膜和3种彼此分开的腔:膜间隙、基质和类囊体腔。
2、外被
叶绿体的周围有两层光滑的单位膜。两层膜间被一个电子密度低得较亮的空间隔开。这两层单位膜称为叶绿体膜或外被。叶绿体膜内充满流动状态的基质,基质中有许多片层结构。
3、类囊体
每个片层是由周围闭合的两层膜组成,呈扁囊状,称为类囊体。
类囊体内是水溶液。小类囊体互相堆叠在一起形成基粒,这样的类囊体称为基粒类囊体。组成基粒的片层称为基粒片层。大的类囊体横贯在基质中,贯穿于两个或两个以上的基粒之间。这样的片层称为基质片层,这样的类囊体称基质类囊体。
4、基质
是内膜与类囊体之间的空间的液体,主要成分包括碳同化相关的酶类,如1,5-二磷酸核酮糖羧化酶占基质可溶性蛋白质总量的60%。此外,还有叶绿体DNA、蛋白质合成体系、某些颗粒成分,如各类RNA、核糖体等蛋白质。
叶绿体共生起源学说:
1、内共生起源学说认为真核细胞的直接祖先是一种巨大的、不需氧的、具有吞噬能力的古核生物,它们靠吞噬糖类并将其分解来获得其生命活动所需的能量。
2、一部分这样的古核生物在吞噬真细菌的同时,还吞噬了某种原始的蓝细菌,即蓝藻,蓝藻为宿主细胞完成光合作用,而宿主细胞为其提供营养条件。这种细胞内共生关系对双方都有益处,因此双方在进化中就建立起了一种逐步固定的关系。
3、在古核细胞内共生的真细菌由于所处的环境与其独立生存时不同,因此很多原来的结构和功能变得不再必要而逐渐退化消失殆尽;结果,细胞内共生的真细菌越来越特化,最终演化为通过类似的内共生过程成为这些古核生物细胞内的一种细胞器官——叶绿体,行使光合自养功能。
4、至今叶绿体还保留有它们祖先的一些基本特征和痕迹,为这一学说提供了大量证据。