植物细胞有线粒体,它是有氧呼吸的主要场所,是提供动力的工厂。植物通过线粒体将储存能量的有机物通过有氧呼吸分解为二氧化碳和水,同时释放能量,供生物体进行生命活动。
什么是线粒体
线粒体是一种存在于大多数细胞中的双层膜细胞器。是细胞中产生能量的结构,也是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
线粒体有自己的遗传物质和遗传系统,但其基因组大小有限。线粒体的主要功能是为细胞的各种生命活动提供能量。
线粒体是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器,细胞中制造能量的结构,细胞进行有氧呼吸的主要场所,其直径在0.5到10微米左右。
线粒体有什么作用
1、能量转化
线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位,是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所。线粒体负责的最终氧化的共同途径是三羧酸循环与氧化磷酸化,分别对应有氧呼吸的第二、三阶段。
2、三羧酸循环
糖酵解中生成的每分子丙酮酸会被主动运输转运穿过线粒体膜。进入线粒体基质后,丙酮酸会被氧化,并与辅酶A结合生成CO2、还原型辅酶Ⅰ和乙酰辅酶A。
乙酰辅酶A是三羧酸循环(也称为“柠檬酸循环”或“Krebs循环”)的初级底物。参与该循环的酶除位于线粒体内膜的琥珀酸脱氢酶外都游离于线粒体基质中。
在三羧酸循环中,每分子乙酰辅酶A被氧化的同时会产生起始电子传递链的还原型辅因子(包括3分子NADH和1分子FADH2)以及1分子三磷酸鸟苷(GTP)。
3、氧化磷酸化
NADH和FADH2等具有还原性的分子(在细胞质基质中的还原当量可从由逆向转运蛋白构成的苹果酸-天冬氨酸穿梭系统或通过磷酸甘油穿梭作用进入电子传递链)在电子传递链里面经过几步反应最终将氧气还原并释放能量,其中一部分能量用于生成ATP,其余则作为热能散失。
在线粒体内膜上的酶复合物(NADH-泛醌还原酶、泛醌-细胞色素c还原酶、细胞色素c氧化酶)利用过程中释放的能量将质子逆浓度梯度泵入线粒体膜间隙。
虽然这一过程是高效的,但仍有少量电子会过早地还原氧气,形成超氧化物等活性氧(ROS),这些物质能引起氧化应激反应使线粒体性能发生衰退。
当质子被泵入线粒体膜间隙后,线粒体内膜两侧便建立起了电化学梯度,质子就会有顺浓度梯度扩散的趋势。质子唯一的扩散通道是ATP合酶(呼吸链复合物V)。
当质子通过复合物从膜间隙回到线粒体基质时,电势能被ATP合酶用于将ADP和磷酸合成ATP。这个过程被称为“化学渗透”,是一种协助扩散。
4、储存钙离子
线粒体可以储存钙离子,可以和内质网、细胞外基质等结构协同作用,从而控制细胞中的钙离子浓度的动态平衡。线粒体迅速吸收钙离子的能力使其成为细胞中钙离子的缓冲区。
在线粒体内膜膜电位的驱动下,钙离子可由存在于线粒体内膜中的单向运送体输送进入线粒体基质;排出线粒体基质时则需要钠-钙交换蛋白的辅助或通过钙诱导钙释放机制。
在钙离子释放时会引起伴随着较大膜电位变化的“钙波”,能激活某些第二信使系统蛋白,协调诸如突触中神经递质的释放及内分泌细胞中激素的分泌。线粒体也参与细胞凋亡时的钙离子信号转导。
线粒体相关例题及解析
植物细胞和动物细胞都含有线粒体,线粒体的功能是(B)。
A、控制物质的进出
B、将化学能转变成细胞利用的能量
C、细胞的控制中心
D、将光能转变成化学能
试题分析:A、细胞膜的功能:细胞膜能控制物质的进出,既不让有害的物质进来,也不让有用的物质轻易出去,具有选择透过性,也有保护作用;活细胞的细胞质具有流动性,有利于细胞与外界环境之间进行物质交换,A错误;
B、线粒体的功能:线粒体是细胞中进行呼吸作用的部位,呼吸作用能将储存在有机物中的化学能释放出来,为细胞生命活动提供动力,B正确;
C、细胞核的功能:细胞核内含遗传物质,对生物的遗传具有重要的意义,是细胞的控制中心,C错误;
D、叶绿体的功能:叶绿体是细胞内进行光合作用的部位,光合作用能将光能转化为储存在有机物中的化学能;D错误。
故选:B。
考点:此题主要考查的是细胞的结构和功能。