第六章细胞的能量转换器ppt课件.ppt

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1、第六章细胞的能量转换器-----线粒体和叶绿体第一节线粒体与氧化磷酸化第二节叶绿体与光合作用第三节线粒体与叶绿体是半自主性细胞器第四节线粒体与叶绿体的增殖与起源1第一节线粒体与氧化磷酸化线粒体的形态结构氧化磷酸化的分子基础电子载体呼吸链的复合物两条主要的呼吸链氧化磷酸化的作用机制化学渗透学说ATP合成酶的结构和作用机制氧化磷酸化抑制剂2第一节线粒体与氧化磷酸化1890年R.Altaman首次动物细胞内发现线粒体，命名为bioblast。1897年Benda首次将这种颗粒命名为mitochondrion。1900年L.Michaelis用JanusGreenB对线粒

2、体进行活体染色，发现线粒体中可进行氧化-还原反应。1948年，Green证实线粒体含所有三羧酸循环的酶1943-1950年，Kennedy和Lehninger发现线粒体内完成的，脂肪酸氧化、氧化磷酸化。在Hatefi等（1976）纯化了呼吸链四个独立的复合体。Mitchell（1961－1980）提出了氧化磷酸化的化学偶联学说。1994年，Boyer因提出ATP合成酶的结合变化和旋转催化机制获得诺贝尔化学奖3第一节线粒体与氧化磷酸化线粒体的形态结构线粒体的形态、大小、数量、分布1）形态大小：多形性、易变性、运动性、适应性直径0.5~1um长1.5~3um2)数量和分

3、布数百~数千；在细胞内分布不均匀。例如：肠上皮细胞中的线粒体集中于顶部和基部。4线粒体的超微结构1）外膜：（outermembrane）蛋白质/膜脂=1/1筒状圆柱体的孔蛋白构成亲水通道2）内膜（innermembrane）：蛋白质/膜脂>3/1心磷脂含量高，缺乏胆固醇，通透性低，形成通透屏障，嵴：板层状、管状；基粒：头部F1、基部F0氧化磷酸化的的电子传递链位于内膜。53)膜间隙（intermembranespace）：PH值与细胞质相似。4）基质（matrix）：三羧酸循环、脂肪酸的氧化、氨基酸的氧化酶、丙酮酸的氧化酶mtDNA、70S型核糖体及线粒体基因表达有

4、关的成分。线粒体的功能：氧化磷酸化、细胞凋亡、细胞的信号转导、电解质稳态平衡调控、钙的稳态调控结构模式图678910氧化磷酸化wzf:氧化磷酸化（电子传递体系磷酸化）：当电子从NADH或FADH2经过电子传递体系（呼吸链）传递给氧形成水时，同时伴有ADP磷酸化为ATP，这一全过程称电子传递体系磷酸化。wzf:呼吸链的概念.：在线粒体内膜上存在的传递电子的酶体系，由一系列能可逆地接受和释放电子或质子的化学物质组成。在内膜上相互关联地有序排列。11氧化磷酸化的分子基础电子载体1、NAD功能：将中间代谢过程中脱下来的氢交给黄素蛋白。2、黄素蛋白含有FMN或FAD的蛋白质，

5、每个FMN、FAD可接受2个电子2个质子。3、细胞色素一类以铁卟啉为辅基的蛋白质，通过Fe离子化合价的变化传递电子。细胞色素：a、a3、b、c、c1其中a、a3含有Cu原子124、Cu原子：位于线粒体内膜的一个蛋白质上，形成类似于铁硫蛋白的结构通过Cu2+、Cu1+的变化传递电子。5、铁硫蛋白：在其分子结构中每个铁原子和4个硫原子结合，通过Fe2+、Fe3+互变进行电子传递，有2Fe-2S和4Fe-4S两种类型6、辅酶Q脂溶性小分子量的醌类化合物，通过氧化还原传递电子。3种形式：氧化型醌Q、还原型氢醌、自由基半醌13丙酮酸脂肪酸乙酰辅酶A动物细胞中80%的能量来自线

6、粒体14铁硫蛋白的结构15辅酶Q氧化型还原型1617异咯嗪FMN分子结构FAD分子结构18血红素结构19呼吸链的复合物复合物Ⅰ：NADH-CoQ还原酶，又称NADH脱氢酶分子结构与组成：是二聚体，由25条以上多肽链组成，含有1个FMN和至少6个铁硫蛋白作用：催化NADH的2个电子传递至辅酶Q，同时2个质子由基质侧被转运至膜间隙电子传递的方向为：NADH→FMN→Fe-S→Q复合物Ⅱ：琥珀酸脱氢酶分子结构与组成：至少由4条多肽链组成，含1个FAD，2个铁硫蛋白，1个细胞色素b。作用：催化电子从琥珀酸转移至辅酶Q，但不转移质子。电子传递的方向为：FAD→Fe-S→Qwz

7、f:CoQ和细胞色素C是呼吸链中可移动的递氢体，不是复合物中的组成成分。wzf:氧化型CoQ趋向于内膜的基质侧，还原型CoQ趋向于内膜的间隙侧。wzf:细胞色素C是内膜的外周蛋白。20呼吸链的复合物复合物Ⅲ：细胞色素c还原酶；CoQ-细胞色素c还原酶分子结构与组成：是二聚体，由10条多肽链组成。每个单体含2个细胞色素b、1个细胞色素c1、1个铁硫蛋白作用:催化2个电子从辅酶Q传给细胞色素c，同时发生2个质子的跨膜输送。电子传递方向：辅酶Q→Fe-S→Cytc1→Cytc复合物Ⅳ：细胞色素c氧化酶分子结构与组成：以二聚体形式存在，每个单体包含细胞色素a、a3，2个