【高中生物】线粒体与叶绿体知识归纳与例析

【高中生物】线粒体与叶绿体知识归纳与例析
线粒体与叶绿体是真核细胞内两种重要的细胞器，也是重点考点之一。

常涉及到细胞
呼吸、光合作用、细胞质遗传、生物膜等知识点。

1.知识归纳
线粒体与叶绿体都是真核细胞内具有双层膜结构的细胞器，都与细胞内的能量代谢有关，都含有少量dna和rna。

二者在结构和功能上有着明显地区别和联系。

1.1分配
线粒体普遍存在于动、植物细胞等真核细胞内。

在正常的细胞中，一般在需要能量较
多的部位比较密集：细胞的新陈代谢越旺盛的部位，线粒体的含量就越多。

而哺乳动物成
熟的红细胞、蛔虫等寄生虫，细菌等原核生物没有线粒体。

叶绿体只存在于绿色植物细胞中，如叶肉细胞。

叶绿体在细胞中的分布与光照强度有关：在强光下，叶绿体通常从侧面面对光源，以避免被强光灼伤；在弱光下，它均匀地分
布在细胞质基质中，正面朝向光源（最大面积），以吸收更多光能。

光合原核生物和蓝藻
等植物的根细胞没有叶绿体。

1.2 形态与结构
线粒体一般呈球形、颗粒状和杆状，不同的细胞类型和生理条件下线粒体有很大差异。

叶绿体通常是扁平的球形或椭圆形。

线粒体大致有外膜、内膜和基质(线粒体基质)三部分构成。

外膜平整无折叠，内膜向
内折叠凹陷而形成突起的嵴，从而扩大了化学反应的膜面积。

叶绿体被外膜和内膜覆盖，包含数个到几十个基粒。

每个基粒由许多类囊体（囊性结构）堆积而成，基粒中充满叶绿体基质。

1.3 成分
（1）线粒体基质和叶绿体基质都含有少量的DNA和RNA，这与线粒体和叶绿体的细
胞质遗传有关。

⑵线粒体内膜和线粒体基质中含有大量与有氧呼吸有关的酶，所以线粒体内膜比线粒
体外膜上蛋白质的含量最高。

与光合作用有关的酶主要分布在叶绿体基粒和叶绿体基质中。

（3）光合作用所需的各种色素主要分布在叶绿体的基粒类囊体膜上，可以吸收、传
递和转化光能。

⑷正常情况下，在叶绿体内叶绿体基质（暗反应场所）中磷酸含量最多，叶绿体基粒
上磷脂含量最多；而在线粒体内，线粒体内膜上磷酸含量最少而磷脂含量最多。

1.4功能
线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞内供应能量的“动力工厂”。

叶绿体是光合作
用的场所，是细胞内养料制造工厂和能量转换器。

1.5显微观察
线粒体可被健那绿染液这种专一性的活细胞染料染成蓝绿色，一般选用人的口腔上皮
细胞为材料，制成临时装片放在在高倍镜下可观察其形态和分布。

叶绿体不需要染色，可
选用藓类的小叶或稍带些叶肉的下表皮的菠菜叶制成临时装片在高倍镜下观察。

2典型问题分析
例1．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的()
a、功能和有机化合物是相同的。

B.功能不同，有机化合物相同
c．功能相同，所含有机化合物不同d.功能及所含有机化合物都不同
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体基质是有氧呼吸的第二阶段；叶绿体
是植物细胞光合作用的场所，光合作用的暗反应过程在叶绿体基质中完成；细胞质基质被
各种细胞器包围。

它是细胞质中除细胞器外的液体部分。

它是细胞内各种代谢活动的场所，如有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段。

不同的化学反应需要不同的酶参与，反应物和产物也
不同。

【参考答案】d
示例2以下细胞结构中含有磷脂和胸腺嘧啶的一组结构为（）
a.线粒体和中心体
b.核糖体和细胞核
c.线粒体和叶绿体
d.叶绿体和液泡
【分析】生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，而胸腺嘧啶是DNA中一种独特的含氮碱基。

线粒体、叶绿体、液泡和细胞核都有膜结构并含有磷脂。

核糖体和中心体没有膜结构。

线粒体、叶绿体和细胞核都含有DNA，所以它们都含有胸腺嘧啶。

所以选择C选项。

【参考答案】c
例3。

以下关于线粒体和叶绿体的结构和功能之间关系的陈述是不正确的（）
a．从结构上看，二者都有双层膜、基粒和基质
b、就功能而言，两者都与细胞能量代谢有关
c．从所含物质上看，二者都含有少量的dna和rna
d、虽然它们的功能不同，但它们有非常相似的酶
【解析】叶绿体和线粒体都由双层膜构成，内有基粒和基质。

叶绿体是光合作用（储
存能量）的场所，线粒体是细胞内有氧呼吸在（释放能量）的主要场所，所以，它们都跟
生物的能量代谢有关。

叶绿体和线粒体中都含有少量的dna和rna,在遗传上具有一定的独立性。

光合作用和有氧呼吸是不同的代谢方式，所需要的酶也不同，所以叶绿体和线粒体
的功能是不相同的。

[参考答案]d
例4.在植物一个叶肉细胞中，一分子co2从线粒体中扩散出来，进入相邻的叶绿体中，穿过的生物膜层数是（）
a、 2b。

4c。

6d。

八
【解析】主要考查线粒体、叶绿体的结构。

植物细胞的线粒体、叶绿体都具有双层膜，所以一个co2由一个植物细胞的线粒体中扩散出来进入同一个细胞的叶绿体内，需要穿过
的生物膜层数为：2+2=4。

[参考答案]B
例5.下图中，图1是某种生物细胞的亚显微结构示意图，图2为此细胞相关生理过程示意图，请据图回答：
（1）结构特征① 是如果图2中的细胞是根尖分生组织细胞，则图中的细胞器不应
为和（用图中的数字表示）。

⑵在细胞有丝分裂过程中，周期性重建和消失的匀质球形小体是[]。

⑶ 图中，4和11结构的膜面积较大，其中4增加了通过面积，11增加了通过膜面积（填写结构名称）。

⑷比较11中内、外膜的蛋白质的含量，可发现内膜的蛋白质的含量明显高于外膜，
原因主要是。

上图中的几种生物膜中，在细胞中分布最广泛的是[]。

（5）当光线相对较强时，图1中磷酸含量最低的位置为，图2中磷脂含量最高的位
置为。

⑹若4产生的气体被11利用，要穿过层生物膜；在较强的光照条件下，b产生的co2
主要去向是图中的途径（用图中的字母表示）。

（7） [H]将在a和B中产生，但其位置和功能不同：在a中产生[H]的地方，其功能是；B中生成[H]的位置为，函数为。

⑻在a中，atp的运动方向是；在b中，[h]的运动方向是。

【分析】主要检测map识别能力以及与叶绿体、线粒体等细胞相关的分布、结构和功能。

细胞膜的结构具有一定的流动性。

根尖分生组织细胞中没有叶绿体和大液泡。

在有丝
分裂过程中，细胞核内的核仁和核膜周期性地消失和重建。

叶绿体通过基粒扩大反应膜面积，而线粒体通过内膜凹陷扩大反应膜面积，因此这两个地方的磷脂含量较高；线粒体内
膜是有氧呼吸的第三阶段，含有许多与有氧呼吸有关的酶，蛋白质含量显著高于外膜；叶
绿体基粒的类囊体膜含有与光合作用有关的色素，可以吸收、传输和转换光能。

在光合作
用的光反应阶段，会产生许多ATP和[H]，用于在暗反应中将三种碳化合物还原为有机化
合物和五种碳化合物。

在有氧呼吸的第一和第二阶段，它将产生[H]，在第三阶段，它将
与氧气反应生成水；ATP产生于有氧呼吸的所有三个阶段，主要用于各种生命活动。

【答案】(1)具有一定的流动性414(2)6核仁(3)基粒（或类囊体）内膜(4)含有许多
与有氧呼吸有关的酶内质网(5)叶绿体基质线粒体内膜⑹4d、e⑺叶绿体的基粒上还原三碳
化合物细胞质基质和线粒体基质与氧气反应生成水⑻叶绿体的基粒→叶绿体的基质细胞质
基质、线粒体基质→线粒体内膜
例6图片显示了植物叶肉细胞中的两种膜结构及其生化反应。

请根据图表分析回答以
下问题：
(1)图a和b所示的生物膜分别存在于叶肉细胞的和细胞器中。

（2）本质② 在图B中是，和① 在图a中是。

(3)图b中的[h]是怎样产生的？。

（4）如果图a中的02被图B使用，它应该穿过多少生物膜？。

(5)图a和图b所示的反应，除了产生图中所示的物质外，还能产生什么物质?。

（6）为了适应各自的功能，两种膜结构的细胞器都有增加膜面积的方法。

他们是。

【解析】从两种膜上发生的生化反应来看，图a表示光合作用中的光反应，它是发生
在叶绿体的类囊体薄膜上的反应；图b表示有氧呼吸的第三阶段，它发生在线粒体内膜上。

图a中的①是叶绿体的色素，它能吸收、传递和转换光能。

图b中的②能将[h]和o2转变
为水，可见它应该是起催化作用的酶。

在有氧呼吸的第三阶段与氧气结合的[h]是在第一
阶段由葡萄糖分解为丙酮酸时产生的，在第二阶段丙酮酸彻底分解为二氧化碳的同时也产
生[h]。

同一个叶肉细胞叶绿体中产生的o2进入线粒体时要穿过4层生物膜，因为叶绿体
和线粒体都是由外膜、内膜2层生物膜构成的。

叶绿体通过形成类囊体堆叠而成的基粒增
大膜面积，线粒体通过内膜向内折叠形成嵴来增大膜面积。

[答：]（1）叶绿体线粒体（2）蛋白质吸收、传递和转换光能（3）葡萄糖分解为丙
酮酸，同时产生少量[H]；丙酮酸分解成二氧化碳并产生[H]（4）4层（5）ATP（6）叶绿体。

类囊体堆积形成基粒，增加膜面积；线粒体通过内膜向内折叠，形成脊状物，增加膜
面积。