葉綠體與線粒體的異同

安徽 華 冰

葉綠體與線粒體的異同

安徽 華 冰

葉綠體與線粒體是兩種非常重要的細胞器，之所以說其重要是基于以下兩個原因：一是它們的作用和功能表現(xiàn)在細胞的新陳代謝及生命活動中；二是其在各地高考中的地位非常重要，各類的考題都會涉及這兩種細胞器方方面面的考查。為此，在進行復(fù)習(xí)時，如果能夠明確它們之間的相同性與不同性，不僅有利于考生對知識點的理解與記憶，對提高高考的應(yīng)試能力和成績也大有裨益。

一、葉綠體與線粒體的相同性

1. 都具有雙層膜結(jié)構(gòu)；

2. 都參與自然界的碳循環(huán)，都消耗水，并且也都能夠產(chǎn)生水；

3. 都是能半自主復(fù)制的細胞器；

4. 在遺傳上都具有相對獨立的穩(wěn)定性，都含有少量的DNA，并且都與細胞質(zhì)遺傳有關(guān)；

5. 都具有能量轉(zhuǎn)換功能：葉綠體將光能→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能；線粒體將有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活躍的化學(xué)能，為各種生命活動提供動力。

二、葉綠體與線粒體的不同性

1. 形態(tài)與分布：線粒體大多呈橢球形，葉綠體呈扁平的橢球形或球形。線粒體普遍分布在動植物的活細胞中（哺乳動物成熟的紅細胞除外），葉綠體主要分布在植物的葉肉細胞中。

2. 增大膜面積的方式：線粒體由內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴，葉綠體則由囊狀結(jié)構(gòu)堆積形成基粒。

3. 生理功能：線粒體是有氧呼吸的主要場所，葉綠體是光合作用的場所。

4. 生成ATP的去處：線粒體產(chǎn)生的ATP用于生物體的各項生命活動。例如：細胞分裂、礦質(zhì)元素吸收、肌肉收縮、興奮傳導(dǎo)、生物電等。葉綠體產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)中的三碳化合物的還原。

5. 發(fā)揮生理作用的條件與特性：活細胞中的線粒體時刻不停地發(fā)揮作用，葉綠體只在有光的條件下發(fā)揮作用。線粒體的作用是氧化有機物，趨向于異化作用，葉綠體的作用是合成有機物，趨向于同化作用。

6. 酶的分布和種類：在線粒體的內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)上分布著與有氧呼吸作用有關(guān)的酶；在葉綠體的基粒中含有與光合作用的光反應(yīng)有關(guān)的酶，在基質(zhì)中含有與光合作用的暗反應(yīng)有關(guān)的酶。

例1.（2016·新課標全國卷Ⅱ）關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是 （ ）

A. 葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中

B. 構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收

C. 通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用

D. 黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由葉綠素合成受阻引起的

【解析】葉綠體中的色素易溶于有機溶劑如乙醇、丙酮中，則選項A敘述正確，不符合題干要求；鎂是葉綠素的組成元素，植物中的礦質(zhì)元素主要由根從土壤中吸收，則選項B敘述正確，不符合題干要求；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光（波長范圍大約是390 ～ 760 nm），而紅外光是波長大于760 nm的光，紫外光是波長小于390 nm的光，則選項C敘述錯誤，符合題干要求；黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻，從而使葉片表現(xiàn)出類胡蘿卜素的黃色，則選項D敘述正確，不符合題干要求。

【答案】C

例2.（2014·新課標全國卷Ⅱ）關(guān)于核酸的敘述，錯誤的是 （ ）

A. 細胞核中發(fā)生的轉(zhuǎn)錄過程有RNA聚合酶的參與

B. 植物細胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DNA復(fù)制

C. 雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的

D. 用甲基綠和吡羅紅染色可觀察DNA和RNA在細胞中的分布

【解析】細胞核中發(fā)生的轉(zhuǎn)錄是以基因的一條鏈為模板合成RNA的過程，需要RNA聚合酶的參與，則選項A正確，不符合題干要求；植物細胞中DNA復(fù)制的場所有細胞核（主要）、線粒體和葉綠體，則選項B正確，不符合題干要求；DNA中的五碳糖是脫氧核糖，且雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和脫氧核糖之間不是通過氫鍵連接的，則選項C錯誤，符合題干要求；甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對DNA和RNA的親和力不同，甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色，利用甲基綠、吡羅紅混合染色劑將細胞染色，可以顯示DNA和RNA在細胞中的分布，則選項D正確，不符合題干要求。

【答案】C

例3.（2016·天津卷）在適宜的反應(yīng)條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照射。下列光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì)組合正確的是 （ ）

A. 紅光，ATP下降 B. 紅光，未被還原的C3上升

C. 綠光，[H]下降 D. 綠光，C5上升

【解析】葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光等可見光，吸收的綠光很少。將白光改為光照強度相同的紅光，光反應(yīng)增強，葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的ATP和[H]增多，C3的還原增加，導(dǎo)致未被還原的C3減少，則選項A、B錯誤；將白光改為光照強度相同的綠光，光反應(yīng)減弱，葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的ATP和[H]減少，C3的還原量降低，導(dǎo)致C5減少，則選項C正確、選項D錯誤。

【答案】C

【注意】葉綠體中的色素主要吸收利用的可見光是紅光和藍紫光等，吸收的綠光很少。因此與同等強度的白光相比，紅光下植物光合效率更高，而綠光下光合效率非常低。

安徽省靈璧縣黃灣中學(xué)）