9.3: 엽록체의 해부학적 구조
녹색 줄기와 익지 않은 과일을 포함한 식물과 녹색 조류(green algae)는 광합성이 일어나는 중요한 기관인 엽록체(chloroplast; 광합성을 하는 중요한 세포기관(organelle))를 가지고 있습니다. 식물에서, 엽록체는 엽육세포(mesophyll cell)에서 가장 높은 밀도로 발견됩니다.
엽록체는 이중 막으로 둘러싸여 있습니다. 외막의 한쪽은 식물 세포의 세포질(cytoplasm)을 향하고 다른 한쪽은 엽록체의 막간공간(intermembrane space)을 향합니다. 내막은 좁은 막간공간을 스트로마(stroma)라고 불리는 엽록체의 내부로부터 분리합니다.
스트로마 내에서 또 다른 일련의 세포막은 틸라코이드(thylakoid)로 알려진 원반 모양의 구획(compartment)을 형성합니다. 틸라코이드의 내부는 틸라코이드 루멘(thylakoid lumen; 틸라코이드 내부공간)이라고 불립니다. 대부분의 식물 종에서 틸라코이드는 서로 연결된 그라나(단수형 granum; 복수형 grana)라고 불리는 무더기를 형성합니다.
틸라코이드 막에는 다중 단백질 광채집(또는 안테나) 복합체가 내장되어 있습니다. 이 복합체는 광합성의 빛 의존성 반응을 수행하기 위해 빛 에너지를 포착하는 엽록소(chlorophyll)와 같은 색소와 단백질로 구성되어 있습니다. 이 과정은 산소를 방출하고 아데노신삼인산(ATP)과 NADPH의 형태로 화학 에너지를 생산합니다.
광합성의 두 번째 단계인 캘빈회로(Calvin cycle)는 빛에 의존하지 않으며 엽록체의 스트로마에서 일어납니다. 캘빈회로는 CO2를 포착하고 당을 생산하기 위해 ATP와 NADPH를 사용합니다.
엽록체는 광합성의 두 단계를 조정합니다. 광합성은 산소와 지구 대부분의 생물을 먹여 살리는 식물 생물량(biomass; 바이오매스)의 기초가 되는 당을 생산합니다.
