線粒體與葉綠體是真核細胞內兩種重要的細胞器，也是重點考點之一。常涉及到細胞呼吸、光合作用、細胞質遺傳、生物膜等知識點。
1 知識歸納
線粒體與葉綠體都是真核細胞內具有雙層膜結構的細胞器，都與細胞內的能量代謝有關，都含有少量DNA和RNA。二者在結構和功能上有著明顯地區別和聯系。
1.1 分布
線粒體普遍存在于動、植物細胞等真核細胞內。在正常的細胞中，一般在需要能量較多的部位比較密集：細胞的新陳代謝越旺盛的部位，線粒體的含量就越多。而哺乳動物成熟的紅細胞、蛔蟲等寄生蟲，細菌等原核生物沒有線粒體。
葉綠體只存在于綠色植物細胞內，如葉肉細胞等處都存在葉綠體。葉綠體在細胞中的分布與光照強度有關：在強光下常以側面對著光源，避免被強光灼傷；在弱光下，均勻分布在細胞質基質中，并以正面（最大面積）對著光源，以利于吸收更多的光能。而藍藻等進行光合作用的原核生物、植物的根細胞沒有葉綠體。
1.2 形態與結構
線粒體一般呈球狀、粒狀、棒狀，并且隨細胞類型及生理條件的不同而存在較大的差別。葉綠體一般呈扁平的球形或橢球形。
線粒體大致有外膜、內膜和基質(線粒體基質)三部分構成。外膜平整無折疊，內膜向內折疊凹陷而形成突起的嵴，從而擴大了化學反應的膜面積。
葉綠體由外膜、內膜兩層膜包被，內含有幾個到幾十個基粒，每個基粒都是由很多個類囊體(囊狀結構)堆疊而成，基粒與基粒之間充滿葉綠體基質。
1.3 成分
⑴線粒體基質和葉綠體體基質中均含有少量的DNA和RNA，與線粒體和葉綠體的細胞質遺傳有關。
⑵線粒體內膜和線粒體基質中含有大量與有氧呼吸有關的酶，所以線粒體內膜比線粒體外膜上蛋白質的含量最高。與光合作用有關的酶主要分布在葉綠體基粒和葉綠體基質中。
⑶光合作用所需的各種色素，主要分布在葉綠體的基粒類囊體薄膜上，具有吸收、傳遞和轉化光能的作用。
⑷正常情況下，在葉綠體內葉綠體基質（暗反應場所）中磷酸含量最多，葉綠體基粒上磷脂含量最多；而在線粒體內，線粒體內膜上磷酸含量最少而磷脂含量最多。
1.4 功能
線粒體是有氧呼吸的主要場所，是細胞內供應能量的“動力工廠”。葉綠體是光合作用的場所，是細胞內養料制造工廠和能量轉換器。
1.5 顯微觀察
線粒體可被健那綠染液這種專一性的活細胞染料染成藍綠色，一般選用人的口腔上皮細胞為材料，制成臨時裝片放在在高倍鏡下可觀察其形態和分布。葉綠體不需要染色，可選用蘚類的小葉或稍帶些葉肉的下表皮的菠菜葉制成臨時裝片在高倍鏡下觀察。
2 典型題例析
例1．細胞質基質、線粒體基質和葉綠體基質的( )
A．功能及所含有機化合物都相同 B．功能不同，所舍有機化合物相同
C．功能相同，所含有機化合物不同 D. 功能及所含有機化合物都不同
【解析】線粒體是細胞有氧呼吸的主要場所，其中線粒體基質是有氧呼吸的第二階段；葉綠體是植物細胞光合作用的場所，光合作用的暗反應過程就是在葉綠體基質中完成的；細胞質基質包圍在各種細胞器的外面，是細胞質中除了細胞器以外的液體部分，是細胞中多種代謝活動的場所，如有氧呼吸、無氧呼吸的第一階段等。不同的化學反應需要不同的酶參與，而且反應物和生成物也不相同。
【參考答案】D
例2.下列細胞結構中含有磷脂和胸腺嘧啶的一組結構是（ ）
A.線粒體和中心體 B.核糖體和細胞核 C.線粒體和葉綠體 D.葉綠體和液泡
【解析】生物膜的主要成分是磷脂和蛋白質，胸腺嘧啶是DNA特有的一種含氮堿基。線粒體、葉綠體、液泡、細胞核都有具有膜結構，都含有磷脂。核糖體、中心體不具膜結構。線粒體、葉綠體、細胞核中都含有DNA，所以都含有胸腺嘧啶。故選C選項。
【參考答案】C
例3．下列關于線粒體和葉綠體結構和功能相聯系的敘述，不正確的有( )
A．從結構上看，二者都有雙層膜、基粒和基質
B．從功能上看，二者都與細胞的能量代謝有關
C．從所含物質上看，二者都含有少量的DNA和RNA
D．二者的功能雖然不同，但它們所具有酶非常相似
【解析】葉綠體和線粒體都由雙層膜構成，內有基粒和基質。葉綠體是光合作用（儲存能量）的場所，線粒體是細胞內有氧呼吸在（釋放能量）的主要場所，所以，它們都跟生物的能量代謝有關。葉綠體和線粒體中都含有少量的DNA和RNA,在遺傳上具有一定的獨立性。光合作用和有氧呼吸是不同的代謝方式，所需要的酶也不同，所以葉綠體和線粒體的功能是不相同的。
【參考答案】D
例4.在植物一個葉肉細胞中，一分子CO2從線粒體中擴散出來，進入相鄰的葉綠體中，穿過的生物膜層數是（ ）
A.2 B.4 C.6 D.8
【解析】主要考查線粒體、葉綠體的結構。植物細胞的線粒體、葉綠體都具有雙層膜，所以一個CO2由一個植物細胞的線粒體中擴散出來進入同一個細胞的葉綠體內，需要穿過的生物膜層數為：2 + 2 = 4。
【參考答案】B
例5.下圖中，圖1是某種生物細胞的亞顯微結構示意圖，圖2為此細胞相關生理過程示意圖，請據圖回答：
�、� ①的結構特點是 。若圖2細胞是根尖分生區細胞，則圖中不該有的細胞器是 和 （用圖中數字表示）。
⑵在細胞有絲分裂過程中，周期性重建和消失的勻質球形小體是[ ] 。
�、菆D中4和11兩種結構的膜面積都很大，其中4增加面積是通過 ，11增加膜面積是通過 （填結構名稱）。
�、缺容^11中內、外膜的蛋白質的含量，可發現內膜的蛋白質的含量明顯高于外膜，原因主要是 。上圖中的幾種生物膜中，在細胞中分布最廣泛的是[ ] 。
�、稍诠庹毡容^強時，圖1中磷酸含量最低的場所是 ，圖2中磷脂含量最多的場所是 。
�、嗜�4產生的氣體被11利用，要穿過 層生物膜；在較強的光照條件下，B產生的CO2主要去向是圖中的途徑 （用圖中的字母表示）。
�、嗽贏和B中都會產生[H]，但其產生的場所和功能是不同的：在A中產生[H]的場所是 ，功能是 ；在B中產生[H]的場所是 ，功能是 。
⑻在A中，ATP的運動方向是 ；在B中，[H]的運動方向是 。
【解析】主要考查識圖能力和葉綠體、線粒體等細胞有關的分布、結構和功能。細胞膜的結構特點是具有一定的流動性。在根尖分生區細胞內沒有葉綠體和大液泡。在有絲分裂的過程中細胞核中的核仁和核膜周期性的消失和重建。葉綠體是通過基粒來擴大反應的膜面積，而線粒體則是通過內膜向內凹陷來擴大膜反應的面積的，故在這兩個場所磷脂的含量高；線粒體內膜是有氧呼吸的第三階段，上面含有很多與有氧呼吸有關的酶，所以蛋白質的含量要明顯地高于外膜；在葉綠體基粒的類囊體薄膜上含有與光合作用有關的色素，具有吸收、傳遞、轉換光能的作用。在光合作用的光反應階段會產生許多ATP和[H]，它們被用于暗反應中把三碳化合物還原有機物和五碳化合物。在有氧呼吸的第一、第二階段會產生 [H]，在第三階段和氧氣反應生成水；在有氧呼吸的三個階段都會產生ATP，主要用于各項生命活動。
【答案】(1)具有一定的流動性 4 14 (2)6核仁 (3)基粒（或類囊體） 內膜 (4)含有許多與有氧呼吸有關的酶 內質網 (5)葉綠體基質 線粒體內膜 ⑹4 d、e ⑺葉綠體的基粒上 還原三碳化合物 細胞質基質和線粒體基質 與氧氣反應生成水⑻葉綠體的基粒→葉綠體的基質 細胞質基質、線粒體基質→線粒體內膜
例6.如圖為植物的某個葉肉細胞中的兩種膜結構，以及在它們上發生的生化反應。請根據圖分析回答下列問題：
(1)圖A和B所示的生物膜分別存在于葉肉細胞的 和 細胞器中。
(2)圖B中②的本質是 ，圖A中①的作用是 。
(3)圖B中的[H]是怎樣產生的？ 。
(4)如果圖A中的02被圖B利用，至少要穿過幾層生物膜? 。
(5)圖A和圖B所示的反應，除了產生圖中所示的物質外，還能產生什么物質? 。
(6)兩種膜結構所在的細胞器為適應各自的功能，都有增大膜面積的方式，它們分別是 。
【解析】從兩種膜上發生的生化反應來看，圖A表示光合作用中的光反應，它是發生在葉綠體的類囊體薄膜上的反應；圖 B表示有氧呼吸的第三階段，它發生在線粒體內膜上。圖A中的①是葉綠體的色素，它能吸收、傳遞和轉換光能。圖B中的②能將[H]和O2轉變為水，可見它應該是起催化作用的酶。在有氧呼吸的第三階段與氧氣結合的[H]是在第一階段由葡萄糖分解為丙酮酸時產生的，在第二階段丙酮酸徹底分解為二氧化碳的同時也產生[H]。同一個葉肉細胞葉綠體中產生的O2進入線粒體時要穿過4層生物膜，因為葉綠體和線粒體都是由外膜、內膜2層生物膜構成的。葉綠體通過形成類囊體堆疊而成的基粒增大膜面積，線粒體通過內膜向內折疊形成嵴來增大膜面積。
【答案】(1)葉綠體 線粒體(2)蛋白質 吸收、傳遞和轉換光能(3)葡萄糖分解為丙酮酸，同時產生少量的[H]；丙酮酸分解為C02，同時產生[H](4)4層 (5)ATP(6)葉綠體通過形成類囊體堆疊而成的基粒來增大膜面積；線粒體通過內膜向內折疊形成嵴以增大膜面積
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