n., 類義語：葉緑体；緑色プラスチド；クロロイサイト
葉緑体定義.葉緑体定義.葉緑体: クロロフィルを大量に含み、光合成が行われるプラスチド
目次
Chloroplast Definition
葉緑体とは何でしょうか？ 植物などの光合成を行う真核生物の細胞内にある、クロロフィルという緑色の色素で満たされた小器官を指します。 語源はギリシャ語で「緑」を意味する “chloros “と「形」「実体」を意味する “plast “です。
真核生物が葉緑体を持つということは、自分自身の食物を作り出す能力があることを意味します。 光合成を行う。 葉緑体はどのような細胞にあるのでしょうか？ 細胞内に葉緑体を持つ生物としては、植物が挙げられます。 細胞を見ると、細胞質内に多数の葉緑体が広がっていることがわかります（下の葉の解剖図参照）。 それぞれの葉緑体には、クロロフィルを含む光捕集システムがあります。 この緑色の色素は、電磁スペクトルの青と赤の光を吸収する。 しかし、緑色の光は反射します。 このため、植物は緑色をしているのです。 一方、動物細胞には葉緑体は存在しません。 したがって、植物には細胞壁（セルロースでできた層で、細胞の硬さを担っている）のほかに、葉緑体の存在も植物と動物を識別するための特徴である。 葉緑体を持つ他の生物は、真核藻類（例：緑藻類）である。 光合成を行うバクテリア（例：光栄養細菌、シアノバクテリア）には、細胞内にクロロフィルを持つものがあります。 しかし、彼らのクロロフィルは、葉緑体のような二重膜のオルガネラの内部には存在しないでしょう。
葉緑体の特徴
葉緑体は光合成を行う真核細胞の小器官の一つで、葉緑体とは、光合成を行う細胞内小器官の一つです。 プラスティドの一種です（他に、クロモプラスト、ロイコプラストがあります）。 葉緑体は、色、形、構造、機能によって他のプラスティドと区別される。 葉緑体の色は、クロロフィル色素が豊富に含まれているため緑色をしている。 クロロフィルaはすべての葉緑体に存在するが、他のクロロフィル色素は種類によって存在する量に差がある。 維管束植物では、形状はレンズや円盤に似ており、大きさは、長さ約5μm、幅約2.5μmである。 (参考1) 藻類では、形状が異なる場合がある。
葉緑体の構造
葉緑体はどのような構造になっているのですか？ 葉緑体は少なくとも3つの膜系を持っています。 (1）外膜、（2）内膜、（3）チラコイド系です。 外膜と内膜はオルガネラの典型的な特徴である二重膜系です。 チラコイドは円盤状の構造体で、太陽光などの光源から光子を収穫または収集する役割を担っている。 チラコイド膜の中には、タンパク質と、光を吸収する色素、特にクロロフィルやカロテノイドからなるアンテナ複合体が埋め込まれている。 したがって、チラコイドの仕事は、光合成の光反応の場を提供することである。 チラコイドの積み重ね（コインの積み重ねに似ている）はグラナム（複数形：grana）と呼ばれます。 葉緑体のマトリックスはストロマと呼ばれる。 グラナとグラナの間にある厚い液体である。 酵素、分子、イオンなどが含まれている。
ミトコンドリアと同様に、葉緑体も半独立小器官であり、光に依存しない糖の生成過程（光合成の暗反応）がここで行われる。
葉緑体はミトコンドリアと同様、半自立した小器官で、葉緑体DNA（cpDNA）と呼ばれる独自のDNAを有している。 そのため、核にある遺伝子だけに頼っているわけではない。 また、葉緑体自身のDNAからある種のタンパク質を生産している。 (資料2）
Chloroplast Functions
葉緑体の働きとは何でしょうか？ 葉緑体は、光合成のプロセスを担っています。 主な役割は、明反応と暗反応の場を提供することです。 この小器官を通して、無機物、水、光エネルギーを食物、すなわちグルコース（糖の分子）に変換しています。 したがって、光合成を行う生物にとって、他の生物の餌を必要とせず、自力で食料を生産するために重要な小器官である。 酸素は光合成の副産物の一つであるため、葉緑体は酸素を生産し、細胞から環境中に放出するための重要な場所である。
光合成に関する詳細な説明と事実については、植物代謝のチュートリアルをお読みください。 (ミトコンドリアや葉緑体などの小器官は、数百万年前に原核生物の共生生物と真核生物の宿主細胞との間で行われた一次共生の結果として出現した真核細胞内の細胞構造物である（資料3）。 真核細胞は、より大きな細胞であるため、小さな光合成を行う原核生物（シアノバクテリアなど）を取り込み、その結果、光合成を行うことができるようになったのである。 やがて原核生物は進化し、プラスチド、特に葉緑体に分化していった。 このような原核生物から変化した器官を持つ初期の光合成真核生物が、地球上の植物や藻類の祖先であると推定されている。 The discovery of the cpDNA in chloroplasts, the similarity in membranes, and the binary fission as a means of reproduction serve as evidence that supports this theory. (Ref.4)
Read also:
What is the Likely Origin of Chloroplasts? – BioTechniques. (2017, December 14). BioTechniques. https://www.biotechniques.com/molecular-biology/when-did-the-chloroplast-evolve/
See also
- Chlorophyll
- Etioplast
- Chromoplast
- Leucoplast
- Plastid
- Staehelin, L. A. (2003). Chloroplast structure: from chlorophyll granules to supra-molecular architecture of thylakoid membranes. Photosynthesis Research, 76(1–3), 185–196. https://doi.org/10.1023/A:1024994525586
- Discovery of Chloroplast DNA, Genomes and Genes | Discoveries in Plant Biology. (2019). Worldscientific.Com. https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/9789812813046_0002
- Jensen, P. E., & Leister, D. (2014). Chloroplast evolution, structure and functions. F1000Prime Reports, 6. https://doi.org/10.12703/p6-40
- Evidence for endosymbiosis. (2020). Berkeley.Edu. https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/_0_0/endosymbiosis_04