光合作用發(fā)生在稱為葉綠體的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。葉綠體是一種植物細(xì)胞器，稱為質(zhì)體。質(zhì)體有助于存儲和收獲所需的物質(zhì)以產(chǎn)生能量。葉綠體含有一種稱為葉綠素的綠色顏料，它吸收光能以進(jìn)行光合作用。因此，名稱葉綠體表示這些結(jié)構(gòu)是含葉綠素的質(zhì)體。

        像線粒體一樣，葉綠體也有自己的DNA，負(fù)責(zé)產(chǎn)生能量，并通過類似于細(xì)菌二元裂變的分裂過程立于細(xì)胞的其余部分進(jìn)行繁殖。葉綠體還負(fù)責(zé)產(chǎn)生葉綠體膜生產(chǎn)所需的氨基酸和脂質(zhì)成分。葉綠體還可以在其他光合生物中發(fā)現(xiàn)，例如藻類和藍(lán)細(xì)菌。

        植物葉綠體

葉綠體的橫截面

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        植物葉綠體通常存在于植物葉片的保衛(wèi)細(xì)胞中。保衛(wèi)細(xì)胞圍繞著稱為氣孔的細(xì)孔，將其打開和關(guān)閉以進(jìn)行光合作用所需的氣體交換。葉綠體和其他質(zhì)體從稱為質(zhì)體的細(xì)胞發(fā)育而來。質(zhì)體是未成熟的未分化細(xì)胞，會發(fā)育成不同類型的質(zhì)體。僅在有光的情況下，才能發(fā)育為葉綠體的原生質(zhì)體。葉綠體包含幾種不同的結(jié)構(gòu)，每種都有特殊的功能。

        葉綠體結(jié)構(gòu)包括：

        *膜信封：包含內(nèi)部和外部脂質(zhì)雙層膜，可作為保護(hù)性覆蓋物并保持葉綠體結(jié)構(gòu)封閉。內(nèi)膜將基質(zhì)與膜間空間分開，并調(diào)節(jié)分子進(jìn)入和離開葉綠體的通道。

        *膜間空間：外膜和內(nèi)膜之間的空間。

        *類囊體系統(tǒng)：內(nèi)部膜系統(tǒng)，由扁平的囊狀膜結(jié)構(gòu)組成，稱為類囊體，可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

        *類囊體腔：每個(gè)類囊體內(nèi)部的隔室。

        *谷粒（單粒顆粒）：類囊囊（10至20）的密集分層堆棧，用作將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的位置。

        *基質(zhì)：葉綠體中的濃稠液，位于包膜內(nèi)但類囊體膜外。這是二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳水化合物（糖）的場所。

        *葉綠素：葉綠體中的綠色光合作用色素，吸收光能。

        葉綠體在光合作用中的作用

植物葉綠體

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        在光合作用中，太陽的太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。化學(xué)能以葡萄糖（糖）的形式存儲。二氧化碳，水和陽光用于產(chǎn)生葡萄糖，氧氣和水。光合作用分為兩個(gè)階段。這些階段被稱為亮反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。

        所述光反應(yīng)階段發(fā)生在光的存在地點(diǎn)和葉綠體基粒內(nèi)發(fā)生。用于將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的主要顏料是  葉綠素a。參與光吸收的其他顏料包括葉綠素b，葉黃素和胡蘿卜素。在光反應(yīng)階段，太陽光以ATP（含自由能的分子）和NADPH（高能電子攜帶分子）的形式轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。類囊體膜內(nèi)的蛋白質(zhì)復(fù)合物（稱為光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II）介導(dǎo)將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。ATP和NADPH都在黑暗反應(yīng)階段用于生產(chǎn)糖。

        暗反應(yīng)階段也被稱為碳固定階段或卡爾文循環(huán)。黑暗反應(yīng)發(fā)生在基質(zhì)中。基質(zhì)含有的酶可促進(jìn)一系列利用ATP，NADPH和二氧化碳產(chǎn)生糖的反應(yīng)。糖可以以淀粉的形式存儲，在呼吸過程中使用或用于纖維素的生產(chǎn)。

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        葉綠體功能要點(diǎn)

        *葉綠體是在植物，藻類和藍(lán)細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的含葉綠素的細(xì)胞器。光合作用發(fā)生在葉綠體中。

        *葉綠素是葉綠體中的綠色光合作用色素，吸收光能進(jìn)行光合作用。

        *在被保衛(wèi)細(xì)胞包圍的植物葉片中發(fā)現(xiàn)了葉綠體。這些細(xì)胞打開和關(guān)閉微小的孔，允許進(jìn)行光合作用所需的氣體交換。

        *光合作用分為兩個(gè)階段：亮反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。

        *ATP和NADPH在葉綠體顆粒內(nèi)部發(fā)生的光反應(yīng)階段產(chǎn)生。

        *在黑暗反應(yīng)階段或加爾文循環(huán)中，在明亮反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和NADPH用于生成糖。該階段發(fā)生在植物基質(zhì)中。