质体的类型、增殖与起源

Question

如题所述

Answer 1

在植物和藻类的自养真核生物细胞内部，镶嵌着一种神秘的膜性细胞器——质体。它们是细胞内的半自主小天地，担当着化合物合成与储存的重要角色，通过分裂这个神奇的机制繁衍生息。质体家族种类繁多，包括色彩斑斓的有色体、在见光前扮演叶绿体前身的黄化质体，以及光合作用的主角——叶绿体。

质体的双层膜结构中蕴含着DNA和环状DNA，标志着它们独特的遗传特性。它们的功能各异，叶绿体在绿色植物的生态系统中扮演着至关重要的角色，参与光合作用，而有色体和白色体（如番茄和天竺葵的香料制造者）则各自有其特定的合成路径。

在细胞内的微观世界中，质体的数量和形态并非恒定不变，而是受光合作用的精密调控。比如在拟南芥细胞中，每个成熟细胞大约有120个叶绿体，这些叶绿体主要集中在栅栏叶肉细胞中，它们的类囊体膜系统是光合活动的舞台，同时储存淀粉，其含量与碳水化合物的合成与输出保持着微妙的平衡。

白色体，也就是我们所说的造粉体、造蛋白体和造油体，它们的起源与分化过程独特。造粉体负责淀粉的储存，造蛋白体富含蛋白质，造油体则专司脂肪油的合成。这些质体的产生，源于分生组织的分裂，它们的分裂过程与细胞分裂同步，DNA复制独立进行，遗传方式也各具特色，如母系遗传为主，但也存在少数父系或双亲遗传的例外，如天竺葵属和白花丹属。

质体的起源，科学家们争论不休，主要观点围绕着内共生和非共生两种理论。内共生论认为，质体可能是真核细胞通过吞噬细菌形成共生体，其证据来源于基因组特征和蛋白质合成系统。然而，非共生论者则认为质体起源于细胞膜内陷，焦点在于细胞核起源。尽管内共生论得到较多支持，但基因信息转移和内含子来源等问题仍待解答；非共生论的核膜形成解释虽有其合理性，但难以解释质体和细胞核之间的高度相似性。关于线粒体和叶绿体的起源，科学家们仍在持续探索，以揭示这段生物学史上重要的演化篇章。