叶绿体与线粒体的异同

安徽 华 冰

叶绿体与线粒体的异同

安徽 华 冰

叶绿体与线粒体是两种非常重要的细胞器，之所以说其重要是基于以下两个原因：一是它们的作用和功能表现在细胞的新陈代谢及生命活动中；二是其在各地高考中的地位非常重要，各类的考题都会涉及这两种细胞器方方面面的考查。为此，在进行复习时，如果能够明确它们之间的相同性与不同性，不仅有利于考生对知识点的理解与记忆，对提高高考的应试能力和成绩也大有裨益。

一、叶绿体与线粒体的相同性

1. 都具有双层膜结构；

2. 都参与自然界的碳循环，都消耗水，并且也都能够产生水；

3. 都是能半自主复制的细胞器；

4. 在遗传上都具有相对独立的稳定性，都含有少量的DNA，并且都与细胞质遗传有关；

5. 都具有能量转换功能：叶绿体将光能→ATP、NADPH中活跃的化学能；线粒体将有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能，为各种生命活动提供动力。

二、叶绿体与线粒体的不同性

1. 形态与分布：线粒体大多呈椭球形，叶绿体呈扁平的椭球形或球形。线粒体普遍分布在动植物的活细胞中（哺乳动物成熟的红细胞除外），叶绿体主要分布在植物的叶肉细胞中。

2. 增大膜面积的方式：线粒体由内膜向内腔折叠形成嵴，叶绿体则由囊状结构堆积形成基粒。

3. 生理功能：线粒体是有氧呼吸的主要场所，叶绿体是光合作用的场所。

4. 生成ATP的去处：线粒体产生的ATP用于生物体的各项生命活动。例如：细胞分裂、矿质元素吸收、肌肉收缩、兴奋传导、生物电等。叶绿体产生的ATP只用于暗反应中的三碳化合物的还原。

5. 发挥生理作用的条件与特性：活细胞中的线粒体时刻不停地发挥作用，叶绿体只在有光的条件下发挥作用。线粒体的作用是氧化有机物，趋向于异化作用，叶绿体的作用是合成有机物，趋向于同化作用。

6. 酶的分布和种类：在线粒体的内膜、基粒、基质上分布着与有氧呼吸作用有关的酶；在叶绿体的基粒中含有与光合作用的光反应有关的酶，在基质中含有与光合作用的暗反应有关的酶。

例1.（2016·新课标全国卷Ⅱ）关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是 （ ）

A. 叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中

B. 构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收

C. 通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用

D. 黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的

【解析】叶绿体中的色素易溶于有机溶剂如乙醇、丙酮中，则选项A叙述正确，不符合题干要求；镁是叶绿素的组成元素，植物中的矿质元素主要由根从土壤中吸收，则选项B叙述正确，不符合题干要求；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光（波长范围大约是390 ～ 760 nm），而红外光是波长大于760 nm的光，紫外光是波长小于390 nm的光，则选项C叙述错误，符合题干要求；黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻，从而使叶片表现出类胡萝卜素的黄色，则选项D叙述正确，不符合题干要求。

【答案】C

例2.（2014·新课标全国卷Ⅱ）关于核酸的叙述，错误的是 （ ）

A. 细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与

B. 植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA复制

C. 双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的

D. 用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布

【解析】细胞核中发生的转录是以基因的一条链为模板合成RNA的过程，需要RNA聚合酶的参与，则选项A正确，不符合题干要求；植物细胞中DNA复制的场所有细胞核（主要）、线粒体和叶绿体，则选项B正确，不符合题干要求；DNA中的五碳糖是脱氧核糖，且双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖之间不是通过氢键连接的，则选项C错误，符合题干要求；甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布，则选项D正确，不符合题干要求。

【答案】C

例3.（2016·天津卷）在适宜的反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列光源与瞬间发生变化的物质组合正确的是 （ ）

A. 红光，ATP下降 B. 红光，未被还原的C3上升

C. 绿光，[H]下降 D. 绿光，C5上升

【解析】叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光等可见光，吸收的绿光很少。将白光改为光照强度相同的红光，光反应增强，叶绿体内产生的ATP和[H]增多，C3的还原增加，导致未被还原的C3减少，则选项A、B错误；将白光改为光照强度相同的绿光，光反应减弱，叶绿体内产生的ATP和[H]减少，C3的还原量降低，导致C5减少，则选项C正确、选项D错误。

【答案】C

【注意】叶绿体中的色素主要吸收利用的可见光是红光和蓝紫光等，吸收的绿光很少。因此与同等强度的白光相比，红光下植物光合效率更高，而绿光下光合效率非常低。

安徽省灵璧县黄湾中学）