第六章 线粒体及细胞内的能量转换

第六章 线粒体与细胞的能量转换

一 、选择题

1．可在光学显微镜下见到的结构是 A、微粒体 B、基粒 C、溶酶体 D、线粒体 E、过氧物酶体

2．由两层单位膜围成的细胞器是 A、高尔基复合体 B、溶酶体 C、线粒体 D、内质网 E、过氧物酶体

3．真核细胞的核膜外DNA存在于 A、核膜 B、线粒体 C、内质网 D、核糖体 E、过氧物酶体

4．动物细胞中含有DNA分子并能产生ATP的细胞器是 A、中心体 B、溶酶体 C、核糖体 D、线粒体 E、过氧物酶体

5．线粒体半自主性的一个重要方面体现于下列那一事实 A、线粒体ＤＮＡ能独立复制 B、线粒体含有核糖体

C、在遗传上由线粒体基因组和细胞核基因组共同控制 D、线粒体ＤＮＡ与细胞核ＤＮＡ的遗传密码有所不同 E、线粒体ＤＮＡ是裸露的

6．关于线粒体的结构哪一种说法是不正确的 A、是由单层膜包裹而成的细胞器 B、是由双层单位膜封闭的细胞器 C、线粒体嵴上有许多基粒 D、是含ＤＮＡ的细胞器 E、是含核糖体的细胞器 7．线粒体的功能是 A、蛋白质合成场所 B、营养和保护作用 C、细胞的供能中心 D、物质储存与加工 E、消化场所

8．下列细胞中含线粒体最多的是 A、上皮细胞 B、心肌细胞 C、成熟红细胞 D、成纤维细胞 E、淋巴细胞

9.合成ATP的关键部位是 A、线粒体嵴 B、线粒体基粒

C、线粒体基粒的头部 D、线粒体基粒的柄部 E、线粒体基粒的基片

10.具有“动力站”之称的细胞器是 A、中心体 B、溶酶体 C、核糖体 D、线粒体 E、高尔基复合体

11．细胞消耗游离氧的代谢发生在________ A．线粒体 B．染色体 C．溶酶体 D．高尔基复合体 E．中心体

12．描述线粒体DNA较为确切的是_______ A．线状DNA B．环状DNA

C．是与核DNA密码略有不同的环状DNA D．与核DNA密码略有不同的线状DNA E．mtDNA含线粒体全部蛋白的遗传信息

13．细胞氧化过程中，乙酰辅酶A的生成发生在________ A．线粒体基质 B．线粒体内膜 C．线粒体外膜 D．细胞基质 E．核基质

14．关于线粒体的主要功能叙述_________ Ａ．由丙酮酸形成乙酰辅酶A B．进行三羧酸循环

C．进行电子传递、释放能量并形成ATP D．B＋C最确切 E．A＋B＋C最确切

15．线粒体内三羧酸循环的特点是_________ Ａ．脱羧产生CO2、放出电子 B．脱羧产生CO2、放出氢原子 C．放出氢原子和电子 D．脱羧产生CO2、放出ADP E．脱羧放出ATP

16．葡萄糖分解的三个阶段的顺序是_________

A．糖酵解→丙酮酸脱氢、三羧酸循环→电子传递和氧化磷酸化 B．糖酵解→电子传递和氧化磷酸化→丙酮酸脱氢、三羧酸循环 C．丙酮酸脱氢、三羧酸循环→糖酵解→电子传递和氧化磷酸化 D．丙酮酸脱氢、三羧酸循环→电子传递和氧化磷酸化→糖酵解 E．电子传递和氧化磷酸化→丙酮酸脱氢、三羧酸循环→糖酵解 17．一分子葡萄糖彻底氧化后可以产生的能量有__________ A．34个ATP B．36个ATP C．38个ATP D．40个ATP E．42个ATP

18．线粒体半自主性的一个重要方面体现于下列的事实是_________ A．线粒体DNA（mtDNA）能独立复制 B．线粒体含有核糖体

C．在遗传上由线粒体基因组和细胞核基因组共同控制 D．mtDNA与细胞核DNA的遗传密码有所不同 E．mtDNA在G2期合成

19．细胞生命活动所需能量均来自_______ A．中心体 B．线粒体 C．内质网 D．核蛋白体 E．溶酶体

20．关干线粒体的形态数量大小和分布的说法错误的是_________ A．光镜下线粒体的形态可表现为线状和杆状

B．形态易受环境的影响，在低渗环境中呈囊状，在高渗溶液中呈线状 C．生命活动旺盛时多，疾病、营养不良代谢水平下降时少 D．细胞发育早期较小，成熟时较大

E．线粒体形态、大小和数量不受环境影响，不同细胞线粒体都相同 21．线粒体的寿命为1周，它的增殖方式是________ A．分裂、出芽等 B．减数分裂 C．有丝分裂 D．由内质网而来 E．重新合成

22．能源物质进入线粒体后产生的能量与体外氧化比较下列正确的________ A．产能多，一部分以热形式散失，40～50％贮存在ATP中，需要时释放 B．产能多，全部以热形式散失 C．产能多，全部贮存在ATP中 D．产生能量仅供生命活动所需 E．产生能量仅供肌肉收缩活动

二、填空

1、线粒体是由外膜、内膜、_______和______层单位膜围成的细胞器，内外膜相互接触的位点称为__内外膜转位接触点_____，其主要功能_______。

2、线粒体是通过_______方式增殖的，包括______、______和______三种方式，mtDNA是随机的、______地被分配到新的线粒体中。

3、细胞呼吸过程中糖酵解发生于________，三羧酸循环发生于________，氧化磷酸化过程在_______上进行，由_______和_______完成。

4.线粒体是由______层单位膜围成的细胞器，线粒体的嵴是由_______向内折叠、突起而成，其上面的带柄的结构叫________，是由________、________和________三部分组成，其功能是________。 三、是非判断

1、经常活动的运动员，其肌细胞中的线粒体要比不经常运动的人多。( ) 2、线粒体DNA为单链环状分子。( )

3、线粒体遗传系统不需细胞核遗传系统的调控。( )

4、分子伴侣协助多肽链转运、折叠或装配，但不参与终产物的形成。( ) 5、呼吸链的酶和氧化磷酸化作用定位与线粒体基质中。( )

6、线粒体内膜上的呼吸链可以认为是“换能装置”，而基粒可以说是“放能装置”。 ( )

7、在同一生物体的不同细胞中，线粒体的形态、分布及数量有一定的差异。（ ） 8、线粒体是半自主性细胞器，原因是线粒体具有自己的DNA和核糖体。 ( ) 9、呼吸链的酶和氧化磷酸化作用定位与线粒体内膜上。( )

四、名词解释 １、mtDNA 2、半自主性细胞器 3、基粒：

4、氧化磷酸化：oxidative phosphorylation 5、呼吸链：（respiratory chain） 6、细胞呼吸： 五、问答题

1、线粒体有何主要功能。

2、为什么说线粒体是一个半自主性细胞器？

3、线粒体的数量和分布在不同细胞中为什么有差异？

4、以葡萄糖为例，简述细胞中有机物的能量是如何释放和转换为ATP的。 5、何为细胞呼吸？简述细胞呼吸的特点和它的四个步骤的名称及其发生场所？ 6、如何证明线粒体的电子传递链和磷酸化作用是由两个不同的结构系统来实现的？

7、 氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么？有哪些证据？

参考答案

一、选择题

1.D 2.C 3.B 4.D 5.C 6.A 7.C 8.B 9.C 10.D 11．A 12．C 13．A 14．E 15．B 16．A 17．C 18．C 19．B 20．E 21．A 22．A 二、填空题

1. 膜间腔、基质或内室、内外膜转位接触点、参与线粒体蛋白的运输 2. 分裂、出芽、收缩、间壁分裂、不均等

3. 细胞质、线粒体基质、线粒体内膜、呼吸链、基粒 4. 两、内膜、基粒、头部、柄部、基片、合成ATP 三、是非判断

1、√ 2、× 3、× 4、× 5、× 6、× 7、√ 8、√ 9、× 四、名词解释

1、mtDNA：线粒体DNA，呈双链环状，一个线粒体中可有1个或几个DNA分子。mtDNA可自我复制，其复制也是以半保留方式进行的。mtDNA虽能合成蛋白质，但其种类十分有限。

2、半自主性细胞器：自身含有遗传表达系统(自主性)；但编码的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息(自主性有限)。 叶绿体和线粒体都属于半自主性细胞器. 3、基粒：是线粒体内膜上的颗粒状结构，由头部、柄部和基片3部分组成；基粒化学本质就是F1F0－ATP合成酶 ；在跨膜质子动力势推动下，催化合成ATP，誉称：“印钞机” 。

4、氧化磷酸化（oxidative phosphorylation ） ： 是指高能电子在线粒体内膜呼吸链上传递过程中，释放出的能量被基粒用来催化合成 ATP的作用，称为氧化磷酸化。

5、呼吸链：（respiratory chain）：也称电子传递链，是指线粒体内膜上一系列氢载体和电子载体蛋白，具有传递电子的作用，它们在内膜上有序地排列成相互关联的链状。

6、细胞呼吸：糖类、脂肪和蛋白质等有机物在活细胞内彻底氧化分解为二氧化碳和水，且伴随着能量释放和ATP生成的过程。 五、问答题

1、可看作是“细胞能量工厂”，因其主要功能是将有机物氧化产生的能量转化为ATP，有氧呼吸产生能量的主要场所。 2、自主性表现：

①有mtDNA (约15kb，环状、裸露) ②有自已特殊的核糖体与蛋白质合成系统③有其特殊的物质转运系统自主性的限制：①mtDNA信息量少，只能合成5%的内膜蛋白。②其蛋白合成系统中的许多成分如DNA聚合酶，RNA聚合酶，核糖体蛋白质、氨基酸活化酶等仍由核基因编码。

3、线粒体的形状多种多样, 一般呈线状,也有粒状或短线状。线粒体的直径一般在0.5～1.0 μm， 在长度上变化很大, 一般为1.5～3μm，长的可达10μm ，人的成纤维细胞的线粒体则更长，可达40μm。不同组织在不同条件下有时会出现体积异常膨大的线粒体, 称为巨型线粒体(megamitochondria)

在多数细胞中，线粒体均匀分布在整个细胞质中,但在某些些细胞中，线粒体的分布是不均一的，有时线粒体聚集在细胞质的边缘。在细胞质中，线粒体常常集中在代谢活跃的区域,因为这些区域需要较多的ATP，如肌细胞的肌纤维中有很多线粒体。另外，在精细胞、鞭毛、纤毛和肾小管细胞的基部都是线粒体分布较多的地方。线粒体除了较多分布在需要ATP的区域外，也较为集中的分布在有较多氧化反应底物的区域,如脂肪滴,因为脂肪滴中有许多要被氧化的脂肪。 细胞中线粒体的具体数目取决于细胞的代谢水平，代谢活动越旺盛，线粒体越多。线粒体可占到细胞质体积的25%。

4、葡萄糖酵解生成丙酮酸：葡萄糖中能量转移到丙酮酸和 NADH、ATP中，乙酰辅酶A的生成：丙酮酸中能量转移到CH3CO~SCOA和 NADH中；三羧酸循环：CH3CO~SCOA中能量转移到NADH、FADH2中，至此，一分子葡萄糖已完全分解成６分子CO2，能量已转移到 NADH、FADH2、ATP中。NADH、FADH2中蕴含的高能电子在电子传递（氧化还原反应）过程中释放出的能量被F0F1ATP酶复合体用来催化ADP磷酸化而合成ATP，同时电子传递给氧，使氧成还原态，然后氢和氧化合生成水。至此，营养物质也就彻底氧化。

5、糖类、脂肪和蛋白质等有机物在活细胞内彻底氧化分解为二氧化碳和水，且伴随着能量释放和ATP生成的过程。这一过程称为细胞呼吸，又称细胞氧化或生物氧化。

糖酵解发生在胞质中，乙酰辅酶A的形成发生在线粒体基质，三羧酸循环发生在线粒体基质，电子传递和氧化磷酸化发生在线粒体内膜上

细胞呼吸的特点：有机物在酶的催化下，在温和的条件下氧化分解，能量逐步释放出来，没有出现剧烈的发光，发热现象。

6、用超声波将线粒体破碎，线粒体内膜可自然卷曲成颗粒朝外的小膜泡，——亚线粒体小泡or亚线粒体颗粒。具有正常的电子传递和磷酸化的功能。用胰蛋白酶or 尿素处理，则小泡外面的颗粒可解离下来，小泡只能进行电子传递，而不能进行磷酸化。将这些颗粒重新装配到无颗粒的小泡上时，则小泡又恢复了电子传递和磷酸化相偶联的能力。

7、 氧化磷酸化作用的进行需要封闭的线粒体内膜存在，线粒体内膜对H 、OH 、K 和CL 等离子都是不通透的。线粒体电子传递所形成的电子流能够将H离子从线粒体内膜逐出到线粒体膜间隙。破坏H离子浓度梯度的形成（用解偶联剂或离子载体抑制剂等）都必然破坏氧化磷酸化作用的进行。大量直接或间接实验证据表明，膜表面不仅能滞留大量质子，而且在一定条件下，质子沿膜表面迅速的转移，其速度超过在大量水相中的速度。

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