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叶绿体是半自主性细胞器，其生长和增殖受核基因组和自身的基因组2套遗传系统的控制、关于叶绿体的起源有2种学说，近年来．大量叶绿体基因组全序列被测定，以及分子生物学的研究结果为内共生起源学说提供了更多证据。相对于线粒体，叶绿体DNA的结构更趋于保守一，叶绿体与核基因组所编码的蛋白质互相协调来维持叶绿体的正常功能。在进化过程中，基因可能从叶绿体大量转移到细胞核中。叶绿体基因组的信息常常表现出“母性遗传”特征．因而，使之更具生物反应器的优势。