A. 為什麼所有生物的密碼子都一樣
絕大多數生物是公用密碼子的，這可能表示生物有共同的祖先。
有些古生菌，病毒，葉綠體
和
線粒體
的密碼子也不是通用密碼子喲，比如線粒體和葉綠體以aug、auu、aua
為起始密碼子，而aua同時兼有met密碼子功能。終止子是aga、agg，trp密碼子是uga等。
密碼子突變往往是致死的，因為會導致蛋白質不能合成和混亂，故雖有例外，但較少。
B. 關於起始密碼子
成熟mRNA的第一個密碼子當然是起始密碼子，准確說就是AUG，而且在翻譯過程中這個密碼子對應的Met是能夠翻譯出來，不過翻譯過程中會刪除它罷了。轉錄的終止不一定需要密碼子，但是翻譯的終止是必然需要終止密碼子的即UAG，UGA，UAA。你所說的比例主要在某些細菌中，不適宜於真核細胞。因為原核生物都是多順反子，即有重疊基因的出現，所以AUG出現的幾率在某個功能基因中的概率也不小，而真核真核細胞是單順反子，無重疊基因，所以這種現象不存在。
C. 求生物密碼子的起始密碼於終止密碼…書搞丟了- -
高中不用記這個。
起始子：
書上是AUG（甲硫氨酸）,GUG（纈氨酸）
其中原核生物的起始密碼子AUG翻譯對應的是甲醯甲硫氨酸（fMet），真核生物的起始密碼子AUG翻譯對應的是甲硫氨酸（Met）。
少數細菌（屬於原核生物）以GUG(纈氨酸)或UUG為起始密碼。
最近研究發現線粒體和葉綠體使用的遺傳密碼稍有差異，比如線粒體和葉綠體以AUG、AUU、AUA 為起始密碼子。
終止子：
UAA,UAG,UGA
D. 人教版高中生物必修二當中什麼是起始密碼子什麼是終止密碼子它們的概念分別是什麼它們有什麼作用
起始密碼子 initiation codon mRNA上的鹼基順序每3個鹼基用解讀框架劃分開，可決定其所生成蛋白質的氨基酸順序，為了使鹼基順序作為遺傳信息能正確轉譯，通常需要從某個特定的位置開始轉譯。這個起始點的密碼子就叫做起始密碼子
終止密碼子
1.蛋白質翻譯過程中終止肽鏈合成的信使核糖核酸(mRNA)的三聯體鹼基序列。2.mRNA翻譯過程中，起蛋白質合成終止信號作用的密碼子。3.mRNA分子中終止蛋白質合成的密碼子。
E. 密碼子和遺傳密碼的區別
遺傳密碼是由64個密碼子組成的，所以在本質上密碼子和遺傳密碼沒有區別。
1、遺傳密碼子是三聯體密碼：一個密碼子由信使核糖核酸（mRNA）上相鄰的三個鹼基組成。密碼子具有通用性，不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼子。
2、、 遺傳密碼子無逗號：兩個密碼子間沒有標點符號，密碼子與密碼子之間沒有任何不編碼的核苷酸，讀碼必須按照一定的讀碼框架，從正確的起點開始，一個不漏地一直讀到終止信號。遺傳密碼子不重疊，在多核苷酸鏈上任何兩個相鄰的密碼子不共用任何核苷酸。
3、 密碼子具有簡並性：除了甲硫氨酸和色氨酸外，每一個氨基酸都至少有兩個密碼子。這樣可以在一定程度內，使氨基酸序列不會因為某一個鹼基被意外替換而導致氨基酸錯誤。
(5)線粒體有多少起始密碼子擴展閱讀：
應用：
提高基因的異源表達
可通過分析密碼子使用模式，預測目的基因的最佳宿主；或者應用基因工程手段，為目的基因表達提供最優的密碼子使用模式。3種不同的方式，目的都是利用密碼子偏性來提高異源基因的表達。
翻譯起始效應
mRNA濃度是翻譯起始速率的主要影響因素之一，密碼子直接影響轉錄效率，決定mRNA濃度。如單子葉植物在「翻譯起始區」的密碼子偏性大於「翻譯終止區」，暗示「翻譯起始區」的密碼子使用對提高蛋白翻譯的效率和精確性更為重要，因此，通過修飾編碼區5′端的DNA序列，來提高蛋白質的表達水平將有望成為可能。
影響蛋白質的結構與功能
基因的密碼子偏性與所編碼蛋白質結構域的連接區和二級結構單元的連接區有關、翻譯速率在連接區會降低。馬建民等通過聚類分析的方法研究發現，哺乳動物MHC基因的密碼子偏性與所編碼蛋白質的三級結構密切相關，並可通過影響mRNA不同區域的翻譯速度，來改變編碼蛋白質的空間構象。其研究所選取的蛋白結構單位是蛋白指紋，它在很大程度上也是一種蛋白功能單位，表明密碼子偏性與蛋白的功能也存在密切相關。改變密碼子使用模式可目的性改變特定蛋白質的結構與功能。
基因定位功能
密碼子的使用模式在細胞核和細胞質遺傳物質之間也存在差異，如核基因中的起始密碼子只有ATG，而線粒體基因中的起始密碼子為ATN；核基因中的終止密碼子TGA在線粒體基因中用來編碼色氨酸等。因此，可以通過比較密碼子的使用模式，來進行真核生物核糖體在細胞內以及未知蛋白基因在基因組的定位。
預測進化規律
類似的密碼子使用模式，預示著物種相近的親緣關系或生存環境。目前已有研究通過比較密碼子偏性的差異程度，來分析物種間的親緣關系和進化歷程。線粒體基因組具有母系遺傳、分子結構簡單、多態性豐富等優點，是一種重要的分子標記，研究其密碼子使用偏好性，可以很好地用於確定動物類群的遺傳分化和系統發生關系。
F. 密碼子的特點有哪些
密碼子的特點有：簡並性，普遍性與特殊性，連續性，擺動性。
1、遺傳密碼子是三聯體密碼：一個密碼子由信使核糖核酸（mRNA）上相鄰的三個鹼基組成。
2、密碼子具有通用性：不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼子。
3、遺傳密碼子無逗號：兩個密碼子間沒有標點符號，密碼子與密碼子之間沒有任何不編碼的核苷酸，讀碼必須按照一定的讀碼框架，從正確的起點開始，一個不漏地一直讀到終止信號。
4、遺傳密碼子不重疊，在多核苷酸鏈上任何兩個相鄰的密碼子不共用任何核苷酸。
5、密碼子具有簡並性：除了甲硫氨酸和色氨酸外，每一個氨基酸都至少有兩個密碼子。這樣可以在一定程度內，使氨基酸序列不會因為某一個鹼基被意外替換而導致氨基酸錯誤。
(6)線粒體有多少起始密碼子擴展閱讀：
遺傳信息是指DNA分子中基因上的脫氧核苷(鹼基)排列順序，密碼子是指信使RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰鹼基的排列順序，反密碼子是指轉運RNA上的一端的三個鹼基排列順序。
其聯系是：DNA(基因)的遺傳信息通過轉錄傳遞到信使RNA上，轉運RNA一端攜帶氨基酸，另一端反密碼子與信使RNA上的密碼子(鹼基)配對。
提高基因的異源表達：可通過分析密碼子使用模式，預測目的基因的最佳宿主；或者應用基因工程手段，為目的基因表達提供最優的密碼子使用模式。3種不同的方式，目的都是利用密碼子偏性來提高異源基因的表達。
密碼子的使用模式在細胞核和細胞質遺傳物質之間也存在差異，如核基因中的起始密碼子只有ATG，而線粒體基因中的起始密碼子為ATN；核基因中的終止密碼子TGA在線粒體基因中用來編碼色氨酸等。
反密碼子第一位為A或C時只能識別1種密碼子，為G或U時可以識別2種密碼子，為I 時可識別三種密碼子。如果有幾個密碼子同時編碼一個氨基酸，凡是第一和第二位鹼基不同的密碼子都對應於各自獨立的tRNA。
G. 線粒體dna的終止密碼，起始密碼和通用密碼表的有何不同
：①UGA不是終止信號，而是色氨酸的密碼；②多肽內部的甲硫氨酸由AUG和AUA兩個密碼子編碼，起始甲硫氨酸由AUG，AUA，AUU和AUC四個密碼子編碼；③AGA，AGG不是精氨酸的密碼子，而是終止密碼子，線粒體密碼系統中有4個終止密碼子（UAA，UAG，AGA，AGG）。
H. 什麼是葉綠體和什麼是線粒體
葉綠體
葉綠體(chloroplast)：藻類和植物體中含有葉綠素進行光合作用的器官。
幾乎可以說一切生命活動所需的能量來源於太陽能（光能）。綠色植物是主要的能量轉換者是因為它們均含有葉綠體（Chloroplast）這一完成能量轉換的細胞器，它能利用光能同化二氧化碳和水，合成糖，同時產生氧。所以綠色植物的光合作用是地球上有機體生存、繁殖和發展的根本源泉。
一、形態與結構
在高等植物中葉綠體象雙凸或平凸透鏡，長徑5~10um，短徑2~4um，厚2~3um。高等植物的葉肉細胞一般含50～200個葉綠體，可占細胞質的40%，葉綠體的數目因物種細胞類型，生態環境，生理狀態而有所不同。
在藻類中葉綠體形狀多樣，有網狀、帶狀、裂片狀和星形等等，而且體積巨大，可達100um。
葉綠體由葉綠體外被（chloroplast envelope）、類囊體（thylakoid）和基質（stroma）3部分組成，葉綠體含有3種不同的膜：外膜、內膜、類囊體膜和3種彼此分開的腔：膜間隙、基質和類囊體腔
（一）外被
葉綠體外被由雙層膜組成，膜間為10~20nm的膜間隙。外膜的滲透性大，如核苷、無機磷、蔗糖等許多細胞質中的營養分子可自由進入膜間隙。
內膜對通過物質的選擇性很強，CO2、O2、Pi、H2O、磷酸甘油酸、丙糖磷酸，雙羧酸和雙羧酸氨基酸可以透過內膜，ADP、ATP已糖磷酸，葡萄糖及果糖等透過內膜較慢。蔗糖、C5糖雙磷酸酯，C糖磷酸酯，NADP+及焦磷酸不能透過內膜，需要特殊的轉運體（translator）才能通過內膜。
（二）類囊體
是單層膜圍成的扁平小囊，沿葉綠體的長軸平行排列。膜上含有光合色素和電子傳遞鏈組分，又稱光合膜。
許多類囊體象圓盤一樣疊在一起，稱為基粒，組成基粒的類囊體，叫做基粒類囊體，構成內膜系統的基粒片層（grana lamella）。基粒直徑約0.25~0.8μm，由10~100個類囊體組成。每個葉綠體中約有40~60個基粒。
貫穿在兩個或兩個以上基粒之間的沒有發生垛疊的類囊體稱為基質類囊體，它們形成了內膜系統的基質片層（stroma lamella）。
由於相鄰基粒經網管狀或扁平狀基質類囊體相聯結，全部類囊體實質上是一個相互貫通的封閉系統。類囊體做為單獨一個封閉膜囊的原始概念已失去原來的意義，它所表示的僅僅是葉綠體切面的平面形態。
類囊體膜的主要成分是蛋白質和脂類（60：40），脂類中的脂肪酸主要是不飽含脂肪酸（約87%），具有較高的流動性。光能向化學能的轉化是在類囊體上進行的，因此類囊體膜亦稱光合膜，類囊體膜的內在蛋白主要有細胞色素b6/f復合體、質體醌（PQ）、質體藍素（PC）、鐵氧化還原蛋白、黃素蛋白、光系統 Ⅰ、光系統Ⅱ復合物等。
（三）基質
是內膜與類囊體之間的空間，主要成分包括：
碳同化相關的酶類：如RuBP羧化酶占基質可溶性蛋白總量的60%。
葉綠體DNA、蛋白質合成體系：如，ctDNA、各類RNA、核糖體等。
一些顆粒成分：如澱粉粒、質體小球和植物鐵蛋白等。
二、光合作用機理
光合作用的是能量及物質的轉化過程。首先光能轉化成電能，經電子傳遞產生ATP和NADPH形式的不穩定化學能，最終轉化成穩定的化學能儲存在糖類化合物中。分為光反應（light reaction）和暗反應（dark reaction），前者需要光，涉及水的光解和光合磷酸化，後者不需要光，涉及CO2的固定。分為C3和C4兩類。
（一）光合色素和電子傳遞鏈組分
1．光合色素
類囊體中含兩類色素：葉綠素和橙黃色的類胡蘿卜素，通常葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3:1，chla與chlb也約為3:l，全部葉綠素和幾乎所有的類胡蘿卜素都包埋在類囊體膜中，與蛋白質以非共價鍵結合，一條肽鏈上可以結合若干色素分子，各色素分子間的距離和取向固定，有利於能量傳遞。
2．集光復合體（light harvesting complex）
由大約200個葉綠素分子和一些肽鏈構成。大部分色素分子起捕獲光能的作用，並將光能以誘導共振方式傳遞到反應中心色素。因此這些色素被稱為天線色素。葉綠體中全部葉綠素b和大部分葉綠素a都是天線色素。另外類胡蘿卜素和葉黃素分子也起捕獲光能的作用，叫做輔助色素。
3．光系統Ⅱ（PSⅡ）
吸收高峰為波長680nm處，又稱P680。至少包括12條多肽鏈。位於基粒於基質非接觸區域的類囊體膜上。包括一個集光復合體（light- hawesting comnplex Ⅱ，LHC Ⅱ）、一個反應中心和一個含錳原子的放氧的復合體（oxygen evolving complex）。D1和D2為兩條核心肽鏈，結合中心色素P680、去鎂葉綠素(pheophytin)及質體醌(plastoquinone)。
4．細胞色素b6/f復合體(cyt b6/f complex)
可能以二聚體形成存在，每個單體含有四個不同的亞基。細胞色素b6（b563）、細胞色素f、鐵硫蛋白、以及亞基Ⅳ（被認為是質體醌的結合蛋白）。
5．光系統Ⅰ（PSI）
能被波長700nm的光激發，又稱P700。包含多條肽鏈，位於基粒與基質接觸區和基質類囊體膜中。由集光復合體Ⅰ和作用中心構成。結合100個左右葉綠素分子、除了幾個特殊的葉綠素為中心色素外外，其它葉綠素都是天線色素。三種電子載體分別為A0（一個chla分子)、A1(為維生素K1)及3個不同的 4Fe-4S。
（二）光反應與電子傳遞
P680接受能量後，由基態變為激發態（P680*），然後將電子傳遞給去鎂葉綠素（原初電子受體），P680*帶正電荷，從原初電子供體Z（反應中心 D1蛋白上的一個酪氨酸側鏈）得到電子而還原；Z+再從放氧復合體上獲取電子；氧化態的放氧復合體從水中獲取電子，使水光解。
2H 2O→O2 + 4H+ + 4e-
在另一個方向上去鎂葉綠素將電子傳給D2上結合的QA，QA又迅速將電子傳給D1上的QB，還原型的質體醌從光系統Ⅱ復合體上游離下來，另一個氧化態的質體醌占據其位置形成新的QB。質體醌將電子傳給細胞色素b6/f復合體，同時將質子由基質轉移到類囊體腔。電子接著傳遞給位於類囊體腔一側的含銅蛋白質體藍素(plastocyanin， PC)中的Cu2+，再將電子傳遞到光系統Ⅱ。
P700被光能激發後釋放出來的高能電子沿著A0→ A1 →4Fe-4S的方向依次傳遞，由類囊體腔一側傳向類囊體基質一側的鐵氧還蛋白（ferredoxin，FD）。最後在鐵氧還蛋白-NADP還原酶的作用下，將電子傳給NADP+，形成NADPH。失去電子的P700從PC處獲取電子而還原
以上電子呈Z形傳遞的過程稱為非循環式光合磷酸化，當植物在缺乏NADP+時，電子在光系統內Ⅰ流動，只合成ATP，不產生NADPH，稱為循環式光合磷酸化。
（三）光合磷酸化
一對電子從P680經P700傳至NADP+，在類囊體腔中增加4個H+，2個來源於H2O光解，2個由PQ從基質轉移而來，在基質外一個H+又被用於還原NADP+，所以類囊體腔內有較高的H+（pH≈5，基質pH≈8），形成質子動力勢，H+經ATP合酶，滲入基質、推動ADP和Pi結合形成ATP。
ATP合酶，即CF1-F0偶聯因子，結構類似於線粒體ATP合酶。CF1同樣由5種亞基組成α3β3γδε的結構。CF0嵌在膜中，由4種亞基構成，是質子通過類囊體膜的通道。
（四）暗反應
C3途徑(C3 pathway)：亦稱卡爾文 (Calvin)循環。CO2受體為RuBP，最初產物為3-磷酸甘油酸(PGA)。
C4途徑(C4 pathway) ：亦稱哈奇-斯萊克(Hatch-Slack)途徑，CO2受體為PEP，最初產物為草醯乙酸(OAA)。
景天科酸代謝途徑（Crassulacean acid metabolism pathway，CAM途徑）：夜間固定CO2產生有機酸，白天有機酸脫羧釋放CO2，進行CO2固定。
三、葉綠體的半自主性
線粒體與葉綠體都是細胞內進行能量轉換的場所，兩者在結構上具有一定的相似性。①均由兩層膜包被而成，且內外膜的性質、結構有顯著的差異。②均為半自主性細胞器，具有自身的DNA和蛋白質合成體系。因此綠色植物的細胞內存在3個遺傳系統。
葉綠體DNA由Ris和Plaut 1962最早發現於衣藻葉綠體。
ctDNA呈環狀，長40~60μm，基因組的大小因植物而異，一般約200Kb-2500Kb。數目的多少植物的發育階段有關，如菠菜幼苗葉肉細胞中，每個細胞含有20個葉綠體，每個葉綠體含DNA分子200個，但到接近成熟的葉肉細胞中有葉綠體150個，每個葉綠體含30個DNA分子。
和線粒體一樣，葉綠體只能合成自身需要的部分蛋白質，其餘的是在細胞質激離的核糖體上合成的，必需運送到葉綠體，才能發揮葉綠體應有的功能。已知由 ctDNA編碼的RNA和多肽有：葉綠體核糖體中4種rRNA（20S、16S、4.5S及5S），20種（煙草）或31種（地錢）tRNA，約90多種多肽。
由於葉綠體在形態、結構、化學組成、遺傳體系等方面與藍細菌相似，人們推測葉綠體可能也起源於內共生的方式，是寄生在細胞內的藍藻演化而來的。
四、葉綠體的增殖
在個體發育中葉綠體由原質體發育而來，原質體存在於根和芽的分生組織中，由雙層被膜包圍，含有DNA，一些小泡和澱粉顆粒的結構，但不含片層結構，小泡是由質體雙層膜的內膜內折形成的。
在有光條件原質體的小泡數目增加並相互融合形成片層，多個片層平行排列成行，在某些區域增殖，形成基粒，變成綠色原質體發育成葉綠體。
在黑暗性長時，原質體小泡融合速度減慢，並轉變為排列成網格的小管的三維晶格結構，稱為原片層，這種質體稱為黃色體。黃色體在有光的情況下原片層彌散形成類囊體，進一步發育出基粒，變為葉綠體。
葉綠體能靠分裂而增殖，這各分裂是靠中部縊縮而實現的，在發育7天的 幼葉的基部2-2.5cm處很容易看到幼齡葉綠體呈啞鈴形狀，從菠菜幼葉含葉綠體少，ctDNA多，老葉含葉綠體多，每個葉綠體含ctDNA少的現象也可以看出葉綠體是以分裂的方式增殖的。
成熟葉綠體正常情況下一般不再分裂或很少分裂。
高等植物的葉綠體主要存在於葉肉細胞內，含有葉綠素。電鏡觀察表明： 葉綠體外有光滑的雙層單位膜，內膜向內疊成內囊體，若干內囊體垛疊成基粒。基粒內的某些內囊體內向外伸展，連接不同基粒。連接基粒的類囊體部分，稱為基質片層；構成基粒的類囊體部分，稱為基粒片層。
在個體發育上，葉綠體來自前質體，由前質體發育成葉綠體。
線粒體
形態與分布
線粒體一般呈粒狀或桿狀，但因生物種類和生理狀態而異，可呈環形，啞鈴形、線狀、分杈狀或其它形狀。主要化學成分是蛋白質和脂類，其中蛋白質占線粒體乾重的65-70%，脂類佔25-30%。一般直徑0.5~1μm，長1.5~3.0μm，在胰臟外分泌細胞中可長達10~20μm，稱巨線粒體。數目一般數百到數千個，植物因有葉綠體的緣故，線粒體數目相對較少；肝細胞約1300個線粒體，占細胞體積的20%；單細胞鞭毛藻僅1個，酵母細胞具有一個大型分支的線粒體，巨大變形中達50萬個；許多哺乳動物成熟的紅細胞中無線粒體。通常結合在維管上，分布在細胞功能旺盛的區域。如在肝細胞中呈均勻分布，在腎細胞中靠近微血管，呈平行或柵狀排列，腸表皮細胞中呈兩極性分布，集中在頂端和基部，在精子中分布在鞭毛中區。線粒體在細胞質中可以向功能旺盛的區域遷移，微管是其導軌，由馬達蛋白提供動力。
超微結構
線粒體由內外兩層膜封閉，包括外膜、內膜、膜間隙和基質四個功能區隔（圖7-1、7-2）。在肝細胞線粒體中各功能區隔蛋白質的含量依次為：基質67%，內膜21%，外8%膜，膜間隙4%。
1、外膜 (out membrane)含40%的脂類和60%的蛋白質，具有孔蛋白（porin）構成的親水通道，允許分子量為5KD以下的分子通過，1KD以下的分子可自由通過。標志酶為單胺氧化酶。
2、內膜 （inner membrane）含100種以上的多肽，蛋白質和脂類的比例高於3:1。心磷脂含量高（達20%）、缺乏膽固醇，類似於細菌。通透性很低，僅允許不帶電荷的小分子物質通過，大分子和離子通過內膜時需要特殊的轉運系統。如：丙酮酸和焦磷酸是利用H+梯度協同運輸。線粒體氧化磷酸化的電子傳遞鏈位於內膜，因此從能量轉換角度來說，內膜起主要的作用。內膜的標志酶為細胞色素C氧化酶。
3、膜間隙(intermembrane space)是內外膜之間的腔隙，延伸至嵴的軸心部，腔隙寬約6-8nm。由於外膜具有大量親水孔道與細胞質相通，因此膜間隙的pH值與細胞質的相似。標志酶為腺苷酸激酶。
4、基質（matrix）為內膜和嵴包圍的空間。除糖酵解在細胞質中進行外，其他的生物氧化過程都在線粒體中進行。催化三羧酸循環，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶類均位於基質中，其標志酶為蘋果酸脫氫酶。基質具有一套完整的轉錄和翻譯體系。包括線粒體DNA（mtDNA），70S型核糖體，tRNAs 、rRNA、DNA聚合酶、氨基酸活化酶等。基質中還含有纖維絲和電子密度很大的緻密顆粒狀物質，內含Ca2+、Mg2+、Zn2+等離子
線粒體的半自主性
1963年M. 和 S. Nass發現線粒體DNA（mtDNA）後，人們又在線粒體中發現了RNA、DNA聚合酶、RNA聚合酶、tRNA、核糖體、氨基酸活化酶等進行DNA復制、轉錄和蛋白質翻譯的全套裝備，說明線粒體具有獨立的遺傳體系。
雖然線粒體也能合成蛋白質，但是合成能力有限。線粒體1000多種蛋白質中，自身合成的僅十餘種。線粒體的核糖體蛋白、氨醯tRNA 合成酶、許多結構蛋白， 都是核基因編碼， 在細胞質中合成後，定向轉運到線粒體的，因此稱線粒體為半自主細胞器。
利用標記氨基酸培養細胞，用氯黴素和放線菌酮分別抑制線粒體和細胞質蛋白質合成的方法，發現人的線粒體DNA編碼的多肽為細胞色素c氧化酶的3個亞基， F0的2個亞基，NADH脫氫酶的7個亞基和細胞色素b等13條多肽。此外線粒體DNA還能合成12S和16SrRNA及22種tRNA。
mtDNA分子為環狀雙鏈DNA分子，外環為重鏈（H），內環為輕鏈（L ）。基因排列非常緊湊，除與mtDNA復制及轉錄有關的一小段區域外，無內含子序列。每個線粒體含數個m tDNA，動物m tDNA 約16-20kb，大多數基因由H鏈轉錄， 包括2個rRNA ， 14個tRNA 和12個編碼多肽的mRNA ， L鏈編碼另外8個tRNA和一條多肽鏈。mtDNA上的基因相互連接或僅間隔幾個核苷酸序列， 一些多肽基因相互重疊，幾乎所有閱讀框都缺少非翻譯區域。很多基因沒有完整的終止密碼， 而僅以T或TA 結尾，mRNA的終止信號是在轉錄後加工時加上去的。
線粒體在形態，染色反應、化學組成、物理性質、活動狀態、遺傳體系等方面，都很像細菌，所以人們推測線粒體起源於內共生。按照這種觀點，需氧細菌被原始真核細胞吞噬以後，有可能在長期互利共生中演化形成了現在的線粒體。在進化過程中好氧細菌逐步喪失了獨立性，並將大量遺傳信息轉移到了宿主細胞中，形成了線粒體的半自主性。
線粒體遺傳體系確實具有許多和細菌相似的特徵，如：①DNA為環形分子，無內含子；②核糖體為70S型；③RNA聚合酶被溴化乙錠抑制不被放線菌素D所抑制；④tRNA、氨醯基-tRNA合成酶不同於細胞質中的；⑤蛋白質合成的起始氨醯基tRNA是N-甲醯甲硫氨醯tRNA，對細菌蛋白質合成抑制劑氯黴素敏感對細胞質蛋白合成抑制劑放線菌酮不敏感。
此外哺乳動物mtDNA的遺傳密碼與通用遺傳密碼有以下區別：①UGA不是終止信號，而是色氨酸的密碼；②多肽內部的甲硫氨酸由AUG和AUA兩個密碼子編碼，起始甲硫氨酸由AUG，AUA，AUU和AUC四個密碼子編碼；③AGA，AGG不是精氨酸的密碼子，而是終止密碼子，線粒體密碼系統中有4個終止密碼子（UAA，UAG，AGA，AGG）。
mtDNA表現為母系遺傳。其突變率高於核DNA，並且缺乏修復能力。有些遺傳病，如Leber遺傳性視神經病，肌陣攣性癲癇等均與線粒體基因突變有關。
線粒體的增殖
線粒體的增殖是通過已有的線粒體的分裂，有以下幾種形式：
1、間壁分離，分裂時先由內膜向中心皺褶，將線粒體分類兩個，常見於鼠肝和植物產生組織中
2、收縮後分離，分裂時通過線粒體中部縊縮並向兩端不斷拉長然後分裂為兩個，見於蕨類和酵母線粒體中。
3、出芽，見於酵母和蘚類植物，線粒體出現小芽，脫落後長大，發育為線粒體。