葉緑体 植物や藻類の細胞内にのみ見られる細胞小器官です。葉緑体の機能は、光合成のプロセスを通じて細胞のエネルギーを生成することです。細胞の葉緑体は、特定の波長の光のエネルギーを捕らえるクロロフィルと呼ばれる色素で満たされています。この色素は、植物や藻類が緑色になる原因でもあります.
これが基本的な定義です しかし、葉緑体を細胞内の文脈に置き、オルガネラについてより詳細に説明すると役立つでしょう.
植物細胞の葉緑体は、動物細胞に見られるミトコンドリアと同様の機能を果たし、細胞にエネルギーを提供します。また、ミトコンドリアと同様に、葉緑体はかつて自由生活をしていたバクテリアから進化したと理論付けられています。葉緑体は、光エネルギーを貯蔵エネルギーに変換することにより、細胞のエネルギーを作り出します。太陽光から来るエネルギーは葉緑体によって捕捉され、細胞が食物として使用する糖または他の有機分子のいずれかとして保存されます.
葉緑体はその中にクロロフィルを持っており、これが太陽光の波長を捉えてアデノシン三リン酸（ATP）を生成し、エネルギーが細胞内に蓄えられます.クロロフィルと、カロテノイドとして知られる別の色素は、ニコチンアミド アデニン ジヌクレオチド ホスフェート (NADPH) を形成することもできます。これは、選挙を運ぶ役割を果たします。
光を貯蔵エネルギーに変換する第 2 段階は、カルビン サイクルとして知られています。ここでは、NAPDH によって輸送される電子を利用して、二酸化炭素を有機分子 (炭水化物) に変換します。このプロセスは、Co2 固定として知られています。このプロセスで生成される有機分子は、後でエネルギーとして使用するために保存されます。
葉緑体の形状と構造
葉緑体は、ミトコンドリアに似た 2 つの膜を持つ楕円形のオルガネラです。葉緑体の内膜は気孔と呼ばれ、チラコイドと呼ばれる小さな袋があり、ミトコンドリアが槽と呼ばれる襞を持っているのと同じように、細胞の表面積を増やします。維管束植物ではチカロイドが積み重なって、グラナムと呼ばれる構造を形成しています。チラコイドは、葉緑体のカロテノイドとクロロフィルを含むものです。これらの色素は他の分子と一緒に働き、光化学系として知られるシステムを形成します。
間質と呼ばれる葉緑体の領域は、炭水化物として知られる複雑な有機分子の生成を担っています。間質には、DNA とリボソームのチャンクも含まれています。これが、葉緑体が自由生活細菌から進化したと理論化されている理由の 1 つです。葉緑体がかつて自由生活細胞であったという理論は細胞内共生理論と呼ばれ、葉緑体の前駆体であったシアノバクテリアが細胞と共生関係にあり（安全な環境と引き換えに細胞にエネルギーを作る）、それらが最終的に進化したという仮説を立てています。植物細胞の残りの部分に依存して生きる形に。葉緑体は独自の DNA を持っているだけでなく、細菌が繁殖する方法である二分裂のプロセスを通じて新しい葉緑体も作成されます。しかし、ミトコンドリアとは異なり、葉緑体はシアノバクテリアから進化したと理論化されていますが、ミトコンドリアは好気性細菌から進化したと考えられています.
光合成プロセス:
光合成プロセスには、グルコース、酸素、二酸化炭素、水の 4 つの異なる化学反応物質が関与します。植物は環境から水と二酸化炭素を取り込み、これらの化学反応物質を使用して太陽光をエネルギーに変換します。植物は光合成プロセスの副産物として酸素を放出し、グルコースを生成します。光合成プロセスは炭素循環の一部であり、植物が生成するもの (グルコースと酸素) は、動物 (光合成できない) が自分自身を維持するために使用します。動物は植物を消費して食物を得て酸素を呼吸し、呼吸するときに二酸化炭素を放出します。植物はそれを使用して、より多くの酸素とブドウ糖を生成します。このシステムは、私たちが地球上で目にする非常に多様な生命の原動力となっています。
葉緑体は植物細胞にエネルギーを供給する上で重要な役割を果たしますが、ミトコンドリアは動物細胞でその役割を果たし、グルコースを取り込んで ATP に変換します.
その他の色素体
異なる植物は、さまざまな色素を利用して異なる波長の光を吸収することができます。ほとんどの植物は緑色で、植物の葉緑体のクロロフィルから生じる色ですが、光スペクトルのさまざまな部分を吸収するカロテノイドやフィコビリンなどの他の色素があり、これらの他の色素は植物にさまざまな色を与えます.
カロテノイドは赤、オレンジ、または黄色に着色されており、青/緑の波長を生きたまま吸収します。カロテノイドは、ニンジンがオレンジ色になる方法です.対照的に、フィコビリンは青または赤のいずれかであり、赤、オレンジ、青以外の光の波長を吸収します。紅藻類とシアノ バクテリアは、フィコビリンを使用する生物の例です。
植物細胞の他の部分
葉緑体は植物細胞のほんの一部です。植物細胞の他の部分には以下が含まれます:
- 細胞壁
- 原形質膜
- 細胞質と細胞骨格
- 核
- 小胞体
- ゴルジ体
- ミトコンドリア
- ペルオキシソーム
- リボソーム
- 液胞
細胞壁は細胞を保護し、細胞を支えるのに十分な剛性がありますが、透過性があるため、細胞の内外に物質が移動できます。原形質膜は、細胞質と同様に、その内部に細胞の内容物を含み、半透過性でもあります。細胞質は、塩や酵素など、細胞の生存に不可欠な物質を保持するゼラチン様物質で構成されています。核は細胞の「脳」である場合もあり、細胞の成長と再生を制御します。小胞体は、脂質の生成と細胞全体への輸送を担っています。
ゴルジ装置、またはゴルジ体は、使用するために脂質とタンパク質の製造と細胞の他の部分への輸送を処理するオルガネラです。ミトコンドリアは、エネルギーの生産に関与しているため、細胞の「発電所」と呼ばれ、植物は葉緑体に加えてミトコンドリアを持っています.リボソームは細胞のタンパク質を合成し、液胞は細胞を輸送、解毒、保護する容器です。
