结构生物化学/细胞器/叶绿体
藻类细胞含有叶绿体，这是由蓝细菌进化而来，被膜包裹的光合作用细胞器。在地球的生物圈中，藻类加上细菌光养生物为所有海洋和水生生态系统提供食物，产生地球消费者可利用的大部分氧气和生物量。此外，“绿色植物”包括从含有叶绿体的共同祖先演化而来的初级内共生藻类。初级内共生生物的叶绿体被两层膜包裹。它们是内膜和外膜。内膜来自祖先光养生物的细胞膜，外膜来自宿主细胞膜，因为它包裹着它的猎物。绿藻和红藻的叶绿体已经从它们共同的祖先中分离出来，它们使用吸收不同光谱范围的光的色素。
叶绿体是负责光合作用的细胞器，或者是在植物细胞、一些原生生物和藻类中将 CO2 转化为葡萄糖的过程。叶绿体中有三种类型的膜
- 对分子可渗透的平滑外膜
- 平滑的内膜含有膜蛋白，选择性地允许小分子和蛋白质进入
- 类囊体膜系统
叶绿体内部并包围类囊体系统的液体被称为基质。
类囊体膜包裹着一个相互连接的囊泡系统。这些类囊体膜的堆叠被称为基粒。类囊体膜的主要功能是容纳以下蛋白质组装体
- 光系统 I
- 光系统 II
- 细胞色素 b 和 f
- ATP 合酶
所有这些都共同完成光合作用。
类囊体膜还含有叶绿素，它使植物呈现绿色。叶绿素的功能是捕获光合作用所需的能量。
在类囊体膜和区室中，光反应发生在类囊体膜和类囊体区室中，并且与将光能最初转化为存储在 ATP 和 NADPH 中的化学能有关。
此外，ATP 和 NADPH 进入叶绿体基质中的卡尔文循环，其中 ATP 为分子重排提供能量，并且 NADPH 携带的电子被转移到卡尔文循环中涉及的有机分子中。
市场上有许多除草剂，它们以能够杀死杂草而著称。为了杀死杂草，需要破坏光系统 I 或光系统 II。基本的想法是，电子一旦接收到阳光就会被激活。被激活的电子然后从叶绿素移动到一系列细胞色素中，形成所谓的电子传递链。这些沿着电子传递链转移的电子随后用于碳固定，因此导致光合作用。光系统 II 的中断是由于抑制剂阻止了电子的流动，而光系统 I 的中断是由抑制剂引起的，该抑制剂在末端光系统处通过电子转移导致能量发生变化。这两种类型的中断都会阻止光合作用的过程。
一些光系统 II 抑制剂是敌草隆和阿特拉津。敌草隆阻断光系统 II 中质体醌的活性位点，其阻断会破坏电子向质体醌的稳定流动。结果，阳光无法转化为能量，最终导致杂草死亡。阿特拉津的作用方式与敌草隆相似。光系统 I 抑制剂的一个例子是百草枯。百草枯将它从光系统 I 接收的电子转化为自由基。自由基然后与氧气相互作用形成活性氧物质。这些物质反过来与膜脂相互作用，这会导致膜损伤，因为膜脂的双键被改变了。
基质是叶绿体的流体内容物，它包含叶绿体的酶，例如 RUBISCO，它负责暗反应。基质也是叶绿体 DNA 的所在地，它帮助它执行其功能，一些它自己的核糖体和 RNA。由于叶绿体具有独立的 DNA，因此有人推测叶绿体曾经是自由生活的细菌，它们与真核生物建立了共生关系，最终永久地并入细胞结构中。 [1]
暗反应，主要是卡尔文循环，发生在包围类囊体的物质中。来自二氧化碳的碳被带入循环中，作为卡尔文循环中碳的来源。
叶绿体产生淀粉和糖。为了做到这一点，植物从太阳中获取能量。从太阳中提取能量被称为光合作用。利用提取的能量，植物中的叶绿素可以将二氧化碳和水结合在一起。动物和植物都使用叶绿体来获取能量和食物。动物也利用它来呼吸氧气。
- 分子形式：6 CO2 + 6 H2O --> 糖 (C6H2O6) + 02
- http://www.biology4kids.com/files/cell_chloroplast.html
- Berg, Jeremy "Biochemistry", Chapter 27 the Integration of Metabolism. pp 584. Seventh edition. Freeman and Company, 2010.
- http://www.ehow.com/about_6540515_herbicide-effects-photosynthesis.html
- http://www.ehow.com/list_5985010_effects-diuron-photosynthesis-rates_.html
Slonczewski, Joan L. Microbiology "An Evolving Science." Second Edition.