质体

质体是存在于所有植物细胞、藻类和一些原生生物（如眼虫）中的细胞器。它有不同的类型。真核动物细胞通常不含质体。质体是含有色素的双膜细胞器，拥有自己的 DNA 和类似 线粒体 的核糖体。质体的主要功能是制造和储存食物。

此外，它们是植物细胞中最大的细胞质细胞器。它们由存在于胚胎组织中的原质体形成。原质体是具有基质和 DNA 的双膜结构。

质体由 Ernst Haeckel 发现并命名。然而，A.F.W. Schimper 对质体给出了明确的定义。

质体类型

质体可以有不同的类型，如下所示；

i) 叶绿体

叶绿体是绿色的质体，因为它含有绿色色素叶绿素。它由 Anton van Leeuwenhoek 发现，叶绿体一词由 A. J. W Schimper 于 1883 年提出。它存在于植物的所有绿色部分，包括绿色茎和未成熟的水果。绿色是由于存在绿色色素叶绿素。然而，它们大量存在于叶片的叶肉细胞中，位于叶片表皮细胞之间。因此，同一植物的叶片通常比其他部分含有更多的叶绿体。

每细胞叶绿体数量

一个物种的细胞中叶绿体的数量和形状可能不同。衣藻和刚毛藻在其细胞中只有一个叶绿体。在水绵中，每个细胞可以有 1 到 15 个叶绿体。在高等植物中，其数量可以为每细胞 20 到 40 个。在轮藻的节间细胞中，可达 500 个。

叶绿体的大小和形状

叶绿体的直径范围为 4 到 6 微米，含有 70S 型核糖体。叶绿体的形状也是可变的。它最常见的形状包括杯状或马蹄形，存在于衣藻中。带状叶绿体存在于水绵细胞中。带状叶绿体存在于水绵中。在高等植物中，形状多为椭圆形或盘状。因此，该细胞器的数量和形状都是可变的。

此外，叶绿体是双态性细胞器，意味着它以无颗粒和颗粒两种形式存在。

颗粒叶绿体含有基粒以及基质和基质薄膜，而无颗粒叶绿体没有基粒，只有基质和一些基质薄膜。颗粒叶绿体存在于 C3 和 C4 植物的叶肉细胞中。而无颗粒叶绿体存在于 C4 植物中。

叶绿体结构

叶绿体有双层膜。外膜含有较少的蛋白质，具有渗透性且光滑。它有类囊体孔，充当小分子通道，而内膜也光滑，含有较多蛋白质，具有半透性。膜之间的空间称为内膜间隙。它利用膜转运蛋白允许分子通过。此外，蛋白质、核糖体和 DNA 嵌入基质中。所以，它也是像线粒体一样能够自我复制的细胞器。

内层空间或内膜包围的空间包含一种称为基质的物质。基质富含暗反应所需的酶，例如 Rubisco（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶）；它是世界上最丰富的蛋白质。它有助于在暗反应中接受或固定二氧化碳。

叶绿体的内膜显示内陷或形成内折。在这些内折上，存在扁平的圆盘状结构，看起来像一堆硬币，称为类囊体（单数：类囊体）。每个类囊体堆称为基粒（复数：基粒）。类囊体的腔与内膜相连。不同基粒的基粒或类囊体通过基质薄膜相互连接，并与内膜连接。

类囊体一词由 Menke 于 1961 年提出。大约有 20 到 50 个类囊体堆叠在一起形成一个基粒（复数；基粒）。叶绿体的基质中可能有 40 到 100 个基粒。

与线粒体一样，叶绿体也是半自主细胞器，因为它有自己的环状 DNA 和核糖体。其核糖体为 70S 型，称为质体核糖体。此外，基质还富含二价离子，如 Mg²⁺、Mn²⁺ 和 Fe²⁺。

叶绿素存在于类囊体膜中。这些色素以量子体（Quantasomes）的形式存在，由 Park 和 Biggins 于 1954 年发现。每个量子体由大约 230 个叶绿素分子或色素组成，包括不同类型的叶绿素，如类胡萝卜素、叶黄素、藻胆素。单个叶绿素分子由一个卟啉环和一个连接在环上的长植物醇链组成。镁元素位于卟啉环的中心。

量子体中的这些色素与蛋白质一起构成了整个捕获光的单元。这个单元称为光收集复合体，包含光系统 1 和光系统 2。

在类囊体中，与其接触而不是与基质接触的膜部分称为紧密连接部分。而与其接触基质的膜部分称为非紧密连接部分。

光系统 PS2 存在于紧密连接部分。而 PS1 存在于非紧密连接部分。

叶绿体的化学成分

按干重（不含水）计算，蛋白质占 30% 到 55%。其他成分包括脂质（干重 20-30%）、叶绿素（干重 9%）、类胡萝卜素（4.5%）、RNA（3-7%）、DNA（0.1%）以及极少量维生素 K 和 E、细胞色素 F、Mg、Zn、P。

叶绿体的功能

• 叶绿体的主要功能是光合作用，即在阳光下将二氧化碳和水转化为葡萄糖。光反应发生在类囊体中，而暗反应发生在基质中。
• 它吸收光合作用所需的光。因此，它充当光合作用的场所，这是植物产生食物的过程。
• 由于它含有环状 DNA（其自身的遗传物质），它也在细胞质遗传中发挥作用。

ii) 有色体：它们是彩色的质体，含有黄色、橙色、红色类胡萝卜素和其他有色色素，但不含绿色色素。因此，它们没有叶绿素。我们可以说这类质体含有绿色以外的有色色素。因此，任何含有绿色以外有色色素的质体都称为有色体。它们存在于光合作用的真核生物中，负责花、果、叶、根（如胡萝卜）的各种颜色。

有色体由原质体和叶绿体产生，即叶绿体可以转变为有色体，例如，当绿色番茄成熟时变成红色番茄，当绿叶在秋季改变颜色时。有色体的主要功能是通过为花和果实提供吸引人的颜色来吸引昆虫进行授粉。

iii) 白色体：这类质体是无色的细胞器。它不含任何色素和基粒。它通常存在于植物的非光合作用部分，如植物的地下部分，如根和块茎。然而，它们也存在于某些茎中。白色体执行专门的功能，例如储存淀粉、脂类和蛋白质。因此，白色体的主要功能是储存食物。此外，它们的形状是可变的，如卵形、杆状、丝状或球形。

白色体类型

白色体根据它们储存的食物分子有多种类型。例如：

• 淀粉体：这类白色体储存碳水化合物分子。它们呈卵形，存在于马铃薯块茎中。
• 油质体：它们是卵形质体。它们储存油滴或脂肪酸或脂肪。它们存在于油料作物中，如蓖麻籽、花生、向日葵籽、芥菜籽等。
• 蛋白质体：它们也称为糊粉体。它们储存蛋白质颗粒。它们存在于豆类中，如玉米。
• etioplasts：它们是无色的质体，存在于未暴露在阳光下的植物部分。由于没有光，它们的叶绿素色素被破坏。在有阳光的情况下，它们可以转变为叶绿体。

此外，质体是可相互转化的，这意味着一种质体可以转变为另一种质体。例如，白色体可以产生色素并转变为有色体，反之亦然。