How big is 线粒体?

线粒体是细胞内一种微小的结构，负责制造 ATP，这是细胞用来传递能量的主要分子。典型的线粒体呈两端浑圆的棒状，长约 1–2 微米，宽度约为长度的一半。微米是百万分之一米。一个细胞可以含有成百上千个线粒体。

大小

线粒体的形状和大小多种多样，因此这里给出的是一个典型范围。在大多数细胞中，线粒体呈棒状或颗粒状，宽约 0.5 微米，长约 1–2 微米，大小与细菌相近。教科书插图中常画出更大的线粒体，长约 2 微米，宽约 1 微米。在某些细胞中，线粒体的宽度为数微米，长度可达 10 微米。

线粒体的形状还会不断变化。在光学显微镜下可以观察到它们生长、分支、分裂并相互融合。在某些细胞中，线粒体会连接成分支网络，绵延数十微米。这使得很难分清一个线粒体在哪里结束、下一个从哪里开始，也难以准确计数。

大小比较

• 线粒体的大小与大肠杆菌相近，后者长约 2 微米，宽约 1 微米。
• 大约四到八个线粒体首尾相连，长度就相当于一个红细胞的宽度，红细胞的宽度约为 7.5 微米。
• 线粒体的宽度为 0.5–1 微米，接近深红光的波长，即 0.75 微米。
• 如果把一个典型的人体细胞（直径约 10 微米）放大到篮球那么大，其中的线粒体就会变成约 2.4–4.8 厘米长。

线粒体的功能

线粒体释放葡萄糖等营养物质中储存的化学能，并用它来制造 ATP。这一过程称为细胞呼吸，需要消耗氧气，并产生二氧化碳作为废物。人呼出的二氧化碳正是来自这些反应。

每个线粒体都有两层膜。内膜折叠成许多嵴状结构，称为嵴，从而增大了用于制造 ATP 的表面积。像肌肉细胞这样需要大量能量的细胞，含有很多线粒体。

线粒体的起源

“线粒体”这个名称源自希腊语中意为“线”和“颗粒”的词，对应线粒体呈现的两种形态。德国科学家卡尔·本达（Carl Benda）于 1898 年提出了这个名称。20 世纪 60 年代，科学家发现线粒体拥有自己的 DNA 和自己的核糖体——一种负责合成蛋白质的分子机器。

1976 年，科学家测出了线粒体 DNA 的序列，发现它与细菌的 DNA 相似。这一发现支持了林恩·马古利斯（Lynn Margulis）提出的内共生理论，该理论认为，线粒体最初是被另一种细胞吞入后继续存活下来的细菌。

参考资料

• How big are mitochondria?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
• Mitochondria. Stephen L. Wolfe and Bryan Ness, EBSCO Research Starters, 2021.
• How big is an E. coli cell and what is its mass?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
• How big is a human cell?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
• Eukaryotic Cells. In Biology 2e. OpenStax, 2018.
• Cell Division. In Biology 2e. OpenStax, 2018.
• Unique Characteristics of Eukaryotic Cells. In Microbiology. OpenStax, 2016.
• The Electromagnetic Spectrum. In College Physics 2e. OpenStax, 2022.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.