緑色植物と藻類の細胞内の組織。光合成は、ここでおこなわれる。ふつうは、円盤状をした細胞小器官で、直径0.004～0.006mm。葉肉細胞には多くの葉緑体がふくまれ、光をうけやすい方向にむいている。1個の細胞には40～50個、葉の表面には1mm²当たり50万個もの葉緑体がふくまれていることがある。それぞれの葉緑体は、2枚の膜につつまれている。内部は、ストロマとよばれる基質からなる。このストロマの中を、たがいに連結する扁平な袋チラコイドが横断して、複雑な網状組織を形成している。

チラコイドが、皿をつみ重ねたような状態になったものを、グラナという。光合成のために光を吸収する葉緑素の分子は、チラコイドに結合している。葉緑素がとらえた光エネルギーは、グラナでおこる一連の化学反応により、アデノシン三リン酸に変換される。葉緑体には、光合成の産物を一時的に貯蔵する小さなデンプン粒もふくまれている。

植物では、小さな無色の細胞小器官であるプロプラスチド(原色素体)が、光のもとで、葉緑体に発達する。植物の成長している部位の細胞分裂にともない、細胞内のプロプラスチドは分裂して増殖する。つまり、分裂した各細胞は葉緑体を生みだす能力をもっている。藻類においては、葉緑体はプロプラスチドから発達するのではなく、独自に自己増殖をおこなう。また、葉緑体をふくむ細胞のタイプにかかわらず、たがいによく似ている。これらの特徴は、葉緑体が、かつては独立した生物であり、それが宿主である植物細胞と共生するようになったことをしめしている。

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