빛의 흡수에서 탄소의 고정까지
엽록체 안에서는 빛을 흡수하는 과정과 탄소를 유기 분자로 바꾸는 과정이 연결되어 진행된다. 빛 반응은 ATP와 NADPH를 공급하며, 탄소 고정 반응은 이를 이용한다. 광합성을 햇빛이 곧바로 당으로 변하는 한 번의 반응으로 이해하면 이 중간 과정을 놓치게 된다.
빛 반응에서 물이 분해될 때 산소가 방출된다. 반면 유기물의 탄소는 이산화 탄소에서 온다. 광합성에 참여하는 물과 이산화 탄소는 서로 다른 경로로 생성물에 기여한다.
틸라코이드는 외피의 내막과 다르다
식물의 엽록체는 두 겹의 외피로 둘러싸이며, 그 안에 별도의 틸라코이드 막 체계가 있다. 틸라코이드 막에는 빛을 흡수하고 전자를 전달하는 장치가 배치된다. 겹겹이 쌓인 틸라코이드 묶음을 그라나라고 부른다.
외피 안에서 틸라코이드 바깥을 채우는 공간은 스트로마다. 이곳에는 탄소 고정에 관여하는 효소 등이 있다. 스트로마를 외막과 내막 사이의 공간으로 설명하는 것은 잘못이다.
잎이 녹색으로 보이는 까닭
엽록소는 파장에 따라 빛을 흡수하는 정도가 다르다. 녹색 영역의 빛은 상대적으로 덜 흡수되어 반사되거나 통과하므로 잎이 녹색으로 보인다. 다른 색소도 빛의 이용과 과도한 빛으로부터의 보호에 관여한다.
식물의 모든 세포가 엽록체를 갖는 것은 아니다. 뿌리처럼 광합성을 주로 하지 않는 조직에는 다른 종류의 색소체가 발달할 수 있다. 식물 세포라는 이유만으로 같은 소기관 구성을 가정할 수는 없다.
세포 안에 남은 진화의 흔적
엽록체는 자체 DNA와 리보솜을 갖는다. 이는 광합성 세균이 다른 세포 안에서 공생하던 역사와 관련된다. 다만 현재 엽록체에 필요한 단백질의 많은 부분은 핵 유전자의 정보에 의존한다.
광합성을 한다고 모두 엽록체를 갖는 것도 아니다. 남세균은 광합성을 하지만 진핵생물의 엽록체에 해당하는 소기관은 없다. 광합성이라는 기능과 엽록체라는 세포 구조를 구별해야 한다.