叶绿体与线粒体的区别是什么

【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。

叶绿体和线粒体是细胞中两种不同的细胞器，它们在结构、功能和作用上有显著的区别。

定义：
- 叶绿体是植物细胞和一些原核生物（如藻类）中的细胞器，其内含有叶绿素等色素分子，能够进行光合作用，将太阳能转化为化学能。

- 线粒体则存在于所有真核生物细胞中，包括动物、植物和真菌细胞。

它们是细胞中的能量发生器，参与细胞呼吸过程，产生细胞所需的三磷酸腺苷（ATP）。

区别：
1. 结构：叶绿体呈扁平的圆盘状结构，内部被双层膜包围，并含有一系列葉綠素顆粒；而线粒体则为长圆筒状结构，也由双层膜组成，内部含有许多线粒体基质。

2. 色素分子：叶绿体中含有大量叶绿素等色素分子，可吸收光能进行光合作用；线粒体则没有这些色素分子，无法进行光合作用。

3. 功能：叶绿体是光合作用的关键场所，通过光合作用将光能转化为化学能，并合成有机物质（如葡萄糖）。

线粒体则扮演着细胞呼吸的主要角色，将有机物质在氧气存在下分解，产生能量（ATP）以供细胞使用。

4. 遗传物质：叶绿体和线粒体都含有自己的遗传物质。

叶绿体中的DNA（叶绿体DNA）编码了一部分光合作用所需的蛋白质，而线粒体中的DNA（线粒体DNA）则编码了部分与细胞呼吸相关的蛋白质。

作用：
- 叶绿体：叶绿体是光合作用的场所，能够利用太阳能、二氧化碳和水来合成有机物质，并释放出氧气。

- 线粒体：线粒体是细胞的能量中心，参与细胞呼吸过程，将有机物质分解产生能量（ATP），为细胞代谢活动提供动力。

综上所述，叶绿体主要参与光合作用，将太阳能转化为化学能；线粒体则参与细胞呼吸，产生细胞所需的能量。

这两个细胞器在维持细胞功能和生命活动中起着重要作用。

植物细胞核DNA、叶绿体DNA和线粒体DNA的比较近年来，随着基因克隆和DNA序列分析技术的发展，叶绿体DNA和线粒体DNA 的研究有了长足的进步。

植物一般都有三套遗传信息指导它的整个生命活动，即核染色体DNA(nDNA)、叶绿体DNA(cpDNA)和线粒体DNA(mtDNA)，它们在组织结构、遗传方式、表达调控等方面互有差别，又协同作用共同控制着植物的生长和发育。

1 组织结构植物细胞的大部分DNA是在核内，并与组蛋白稳定结合组成染色体，控制着大部分性状，起着主导作用。

高等植物nDNA含量大约在0.5～200pg之间，不同植物相差很大。

植物nDNA中很大比例的胞嘧啶由5-甲基胞嘧啶取代，有40%～90%是由重复的DNA组成。

植物的大多数nDNA的浮力密度在1.69～1.71g/cm3范围内，G+C的含量为30%～51%左右。

在高等植物中，cpDNA一般以共价、闭合、环形双链(cccDNA)的形式存在，是多拷贝的。

cpDNA比nDNA和mtDNA有较强的保守性，其大小在各种植物中相近，一般在120～190kb之间。

它与nDNA不同，分子较小，不含有5-甲基胞嘧啶，而且不与组蛋白结合成复合体，是裸露的，容易复性，存在为数极少的重复顺序，与原核生物的DNA类似。

cpDNA的浮力密度约为1.697g/cm3，G+C的含量为36%～40%。

cpDNA在结构上最突出的特点是有一对22kb的反向重复顺序(inverted repeat sequence)，将环形的cpDNA分割成大单拷贝区和小单拷贝区。

植物mtDNA较大，大小范围为200～2500kb，其复杂性远大于其它生物，在同一科植物中(如葫芦科)基因组大小差异可达7～8倍。

植物mtDNA通常呈环状，是双链的。

植物mtDNA的浮力密度约1.706g/cm3，这相当于大约47%的G+C。

大多数植物mtDNA具有多基因组结构，由一个主基因组和通过重组由它衍生的一系列大小不同的分子组成。

线粒体和叶绿体的比较线粒体和叶绿体是两种不同的细胞质器，它们在细胞的代谢过程中发挥着至关重要的作用。

它们都具有自主复制和自主繁殖的功能，且都具备着自己的遗传信息。

虽然两者在细胞功能上存在着相似之处，但是它们之间依然存在着很多的差异和不同之处。

第一，线粒体和叶绿体的位置是不同的。

线粒体主要分布在细胞的质壁上，参与细胞的氧化代谢和能量供应等重要功能。

而叶绿体则分布在植物细胞的叶片和茎干等绿色组织中，参与光合作用和碳素循环等重要功能。

这也说明了它们在细胞中的不同作用和位置。

第二，线粒体和叶绿体在结构上存在差异。

线粒体呈长椭球形，可以看做一个半自主的小器官。

它有两层膜结构，内膜上有许多的褶皱，增加了表面积，方便了线粒体内的化学反应。

而叶绿体则呈扁平片状，有一个外膜和内膜，内膜有许多的穿孔结构，称为叶绿体基粒。

这些基粒像是小孔板，可以让物质在细胞膜之间快速交换。

第三，线粒体和叶绿体的代谢功能是不同的。

线粒体主要参与葡萄糖的氧化分解和三羧酸循环，产生ATP。

这些ATP可以储存成能量，也可以在细胞代谢过程中直接使用。

而叶绿体则是通过光合作用来合成有机物质和氧气。

它可以光合合成葡萄糖等有机物质，也可以产生ATP，但是它产生的ATP数量相对较少，主要是提供能量和产生氧气等生命活动的必需物质。

第四，线粒体和叶绿体的基因组大小和结构也有所不同。

线粒体的基因组大小约为16kb，有37个基因，主要编码线粒体内的蛋白质和RNA。

而叶绿体则是大小约为160kb，有100多个基因，其中大部分是编码光合作用相关的蛋白质和RNA。

叶绿体的基因组更加复杂，受到多个因素的影响，其中很多和气候环境相关。

最后，线粒体和叶绿体的遗传方式也有所不同。

线粒体遵循母系遗传，母亲传递给子女的线粒体基因保持不变。

而叶绿体遵循父母双亲遗传，父母的叶绿体基因都可以继承给子女。

不同的继承方式也意味着线粒体和叶绿体的灵活性和遗传稳定性有所不同。

综合来看，线粒体和叶绿体在细胞代谢和生命活动中都具有着不可或缺的作用。

线粒体和叶绿体是细胞内能量转换的主要场所。

线粒体大小不一，形状大多为棒状，细丝状或球状颗粒，长1~2纳米。

线粒体超微结构可大致分为外膜，内膜，膜间隙与基质。

外膜通透性较高，含孔蛋白，是线粒体的通道蛋白，允许较大的分子通过，如蛋白质，rRNA等。

内膜具有高度不通透性，向内折叠形成嵴。

含有与能量转换相关的蛋白，如ATP合成酶，线粒体内膜转运蛋白等，是执行氧化反应的电子传递链所在地。

膜间隙含许多可溶性酶，底物及辅助因子。

基质含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系等以及线粒体DNA, RNA，核糖体。

核糖体主要由蛋白质与脂质组成，蛋白质占线粒体干重的65~70%，脂类占线粒体干重的25～30％，磷脂占3/4以上，外膜主要是卵磷脂，内膜主要是心磷脂。

在内膜上，脂类与蛋白质的比值为0.3：1，在外膜上为1：1。

在线粒体的不同部位含有不同数量不同种类的酶，外膜上含有单胺氧化酶，NADH-细胞色素c还原酶等；内膜上含有细胞色素b,c,c1,a,a3氧化酶，ATP合成酶系等；膜间隙上含有腺苷酸激酶，二磷酸激酶等；基质上含有柠檬酸合成酶，苹果酸脱氢酶等。

线粒体主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动提供直接能量；与细胞中氧自由基的生成、细胞凋亡、细胞的信号转导、细胞内多种离子的跨膜转运及电解质稳态平衡的调控有关。

线粒体ATP合成系统的解离与重建实验证明电子传递与ATP合成是由两个不同的结构体系执行, F1颗粒具有ATP 酶活性，ATP合成酶是可逆性复合酶，即既能利用质子电化学梯度储存的能量合成ATP, 又能水解ATP将质子从基质泵到膜间隙，这是ATP合成酶磷酸化的分子基础。

化学渗透假说：电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布，当高能电子沿其传递时，所释放的能量将H+从基质泵到膜间隙，形成H+电化学梯度。

在这个梯度驱使下，H+穿过ATP合成酶回到基质，同时合成ATP,电化学梯度中蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸键。

第七章线粒体和叶绿体1．比较线粒体和叶绿体在基本结构上的异同点。

答：相同点：他们都是双层膜结构的细胞器，都有外膜、内膜、膜间隙、基质等结构。

不同点：线粒体的内膜向内凹陷形成众多的脊，上面结合有ATP合成酶；叶绿体的内膜是一层光滑的膜，没有脊结构。

除了内膜外膜之外，叶绿体还有存在于其基质之中的类囊体结构。

（具体的一些细节结构还要参考教材）2．比较线粒体氧化磷酸化和叶绿体光合磷酸化的异同点。

氧化磷酸化：（1）电子从高能位经电子传递链跃迁至低能位（NADH->NAD）（2）一对电子跨膜3次，向膜内转移6个质子（3）质子浓度是内低外高（4）质子流由线粒体内膜外穿过F0-F1进入基质（5） 2个质子的跨膜产生1分子的ATP（6）形成H2O，利用O2，放出CO2（7）化学能—>高能键能光和磷酸化：（1）电子从低能位经电子传递链跃迁至高能位(NADP->NADPH) （2）一对电子跨膜2次，向膜内转移4个质子（3）质子浓度是内高外低（4）质子流由类囊体膜内穿过CF0-CF1进入基质（5） 3个质子的跨膜产生1分子的ATP（6）分解H2O，放出O2，固定CO2（暗反应）（7）光能—>高能键能（—>化学能）3．概述ATP酶复合体的分子结构及ATP合成酶的作用机制。

答： ATP酶复合体由F1头部和F0基部以及两者共同形成的柄部组成。

F1是ATP酶的活性部位，由α3β3γδε五种亚基组成，3个α和3个β亚基聚在一起形成橘瓣状的结构，β亚基是ATP的结合位点；γ和ε亚基结合形成转子。

F是嵌入内膜的疏水性蛋白质，由a、b、c三种亚基组成，是跨膜质子通道（质子通过产生扭力让转子转动）。

柄部实质上是F1δ亚基与F的a、b亚基共同构成的起固定作用的“定子”。

ATP合成酶的作用机制：质子通过跨膜通道产生扭力让“转子”逆时针转动，而顺序调节三个β亚基上催化位点依次开启和关闭，三个β亚基分别随即发生和核苷酸紧密结合（T态）、松散结合（L态）和定置状态（O态）三种构象的交替变化，“转子”每旋转1200就与一个β亚基结合就会使该β亚基变成L态，从而释放ATP分子。

线粒体和叶绿体的功能线粒体和叶绿体是两个特殊的细胞器，它们都承担着细胞代谢的重要功能。

线粒体主要参与细胞的能量代谢，而叶绿体则参与光合作用。

以下将分别介绍线粒体和叶绿体的功能及其在细胞中的作用。

首先，我们来讨论线粒体。

线粒体是细胞内最重要的能量生产中心，它在细胞呼吸过程中合成并储存能量分子——三磷酸腺苷（ATP）。

线粒体内含有特殊的线粒体DNA，可以进行自我复制。

线粒体的功能主要包括三个方面：1. 呼吸链：线粒体是呼吸链的主要组成部分之一。

在线粒体内，通过氧化磷酸化反应将有机物（如葡萄糖）中的化学能转化为ATP分子，同时产生二氧化碳和水。

这个过程需要氧气参与，被称为有氧呼吸。

呼吸链中，线粒体内膜上的电子传递过程产生的能量被用来推动腺苷二磷酸（ADP）转化为ATP，为细胞提供能量。

2. 脂肪酸和碳水化合物代谢：线粒体是细胞中脂肪酸和碳水化合物的主要代谢组织。

在线粒体内，脂肪酸被氧化成乙酰辅酶A，并进一步通过三羧酸循环进行代谢。

此外，线粒体还可以通过某些途径合成胆固醇等重要物质，并参与胆固醇代谢。

3. 钙离子平衡：线粒体在细胞内钙离子（Ca2+）平衡中发挥重要作用。

它可以吸收和储存细胞内的钙离子，维持细胞内钙离子浓度的稳定，对于细胞的正常功能和信号传导至关重要。

接下来，我们来讨论叶绿体。

叶绿体是植物细胞和一些原生生物细胞中存在的特殊细胞器，它是光合作用的主要场所。

叶绿体具有以下功能：1. 光合作用：叶绿体是光合色素的储存和光合作用的主要场所。

光合作用是叶绿体利用光能将水和二氧化碳转化为有机物质（如葡萄糖）和氧气的过程。

叶绿体内的叶绿素等色素可以吸收光能，并将其转化为化学能，通过一系列的光合反应，最终生成葡萄糖，并释放氧气。

2. 淀粉合成：叶绿体不仅可以合成葡萄糖，还可以将多余的葡萄糖合成淀粉储存在叶绿体中。

当当地植物需要能量时，可以通过淀粉的分解来满足需求。

3. 蛋白质合成和修饰：叶绿体也参与合成细胞中的一些重要蛋白质。

叶绿体1、绿色，光学显微镜下可见，呈椭球形或球形，存在于能进行光合作用的植物细胞内。

2、含双层膜（外膜和内膜），类囊体薄膜堆叠形成基粒（增大膜面积），上面有与光反应有关的酶以及色素（其中部分处于特殊状态的叶绿色a可以吸收、传递、转换光能；其它色素能够吸收、传递光能，不能转换光能）3、叶绿体是一种半自主性细胞器，叶绿体基质含有少量DNA和RNA，能进行自主复制与表达，是细胞质遗传的基础。

叶绿体内能发生碱基互补配对，且在合成相关化合物（比如多糖）的时候产生水。

4、叶绿体是光合作用的场所，光反应在类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行，这与特定的部位存在光合作用所需相关的色素或者酶有关。

5、叶绿体进行光合作用的时候产生氧气，消耗二氧化碳，所以叶绿体内氧气浓度比较高，二氧化碳浓度比较低。

线粒体1、无色，呈短棒状、哑铃状等。

光学显微镜下可见，但需要健那绿染液对活细胞进行染色（蓝绿色）。

2、含双层膜（外膜和内膜），内膜向内凹陷形成嵴，目的是为了扩大膜面积，为酶提供更多的附着位点。

线粒体基质及内膜含有与有氧呼吸有关的酶。

3、线粒体是一种半自主性细胞器，线粒体基质中含有少量DNA和RNA，能进行自主复制与表达，是细胞质遗传的基础。

线粒体内能发生碱基互补配对，且在合成有关物质（比如蛋白质）的时候会产生水。

4、线粒体是有氧呼吸的主要场所（有氧呼吸第二、第三阶段均在线粒体内完成）5、葡萄糖不能进入线粒体，进行有氧呼吸时，葡萄糖经有氧呼吸第一阶段反应生成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸第二第三阶段的反应。

6、线粒体内进行有氧呼吸的时候，消耗氧气，产生二氧化碳，所以线粒体内氧气浓度比较低，二氧化碳浓度比较高。

7、线粒体内膜附着很多酶，所以线粒体内膜蛋白质含量较其他生物膜高。

8、线粒体主要分布在细胞代谢旺盛的部位（比如：心肌细胞）。