Question

简要介绍叶绿体的结构并说明其结构是如何与其功能相适应的。

Answer 1

【答案】：叶绿体由三部分组成：被膜、基质和类囊体。叶绿体被膜由两层单位膜构成，膜间距5～10nm。外面的一层称外膜，透性大，选择性差；里面一层称内膜，具有控制代谢物质进出叶绿体的功能，是一个叶绿体的选择性屏障。
在叶绿体内膜以内有许许多多扁平的囊状结构，称为类囊体，由2个以上的类囊体垛叠在一起构成的颗粒叫基粒，呈圆饼状。基粒中的类囊体称为基粒类囊体，基粒与基粒之间通过基质类囊体连接起来。在类囊体膜上有序排列着4种蛋白复合体，分别是PSⅠ、PSⅡ、Cytb6/f复合体和ATP合成酶复合体，它们是进行光能的吸收、传递与转化的场所，通过PSⅡ、PSⅠ的作用中心色素将叶绿体色素所吸收的光能转化为电能(电子)，电子经类囊体膜上的电子传递体的传递而最终传给NADP⁺造成NADPH的生成，而随着电子传递伴随的质子在类囊体腔内的累积产生跨类囊体膜的质子电化学梯度，经过ATP合成酶复合体的作用会生成ATP，ATP和NADPH是两种活跃的化学能被用于暗反应中CO₂的固定、还原与底物的更新。在电子传递的同时，位于PSⅡ的放氧复合体起到电荷累积器的作用，每累积4个正电荷就分解两分子水产生一分子氧。类囊体紧密地垛叠成基粒并通过基质类囊体相互连接则有效地保证了光能在叶绿体色素分子间通过诱导共振的方式进行传递，并且使电子能有效地在电子传递链上传递。PSⅠ、PSⅡ、Cytb6/f复合体和ATP合成酶复合体在类囊体膜上的分布非常有规律，PSⅡ主要分布在类囊体膜的垛叠区，Cytb6/f分布较均匀，而PSⅠ和ATPase主要分布在非垛叠区，这有利于NADPH和ATP的生成。
内膜以内的液体物质称为基质。基质成分主要是水、可溶性蛋白质(酶)和其他代谢活跃物质，另外还有DNA、RNA、核糖体及脂肪、淀粉等物质，呈高度流动状态。基质中含有1，5-二磷酸核酮糖羧化酶等各种光合作用暗反应的酶，可以利用光反应产生的ATP和NADPH，将CO₂最终固定并还原转化为光合产物淀粉等。