第6章 线粒体与叶绿体 上ppt课件.ppt

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1、合肥师范学院生命科学系张雁第六章线粒体和叶绿体本章主要内容相关背景：线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器。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和叶绿体是半自主性细胞器第四节线粒体和叶绿体的增殖与起源2相关背景：1、生物的基本能量来源于太阳光的辐射能。但生物体不能直接利用太阳光的辐射能，必须先使之转换成化学能，再为生物体利用。叶绿体通过光合作用把光能转换为化学能，并储存于糖类、脂肪和蛋白质等大分子有机物中。线粒体是一种高效地将有机物转换为细胞生命活动的直接能源ATP的细胞器。因此，线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器。2、线粒体和叶绿体都具有环状DNA及自身转RN

2、A与翻译蛋白质体系。很多学者把线粒体和叶绿体的遗传信息系统称为真核细胞的第二遗传信息系统，或称为核外基因及其表达体系。3、线粒体和叶绿体都是半自主性细胞器。第一节线粒体与氧化磷酸化人体内的细胞每天要合成几千克的ATP，且95%的ATP是由线粒体中的呼吸链所产生，因此线粒体被称为细胞内的“能量工厂”（powerplants）。线粒体通过氧化磷酸化作用，进行能量转换，为所需要的细胞进行各种生命活动提供能量。一、线粒体的形态结构二、线粒体的超微结构三、线粒体的化学组成及酶的定位四、线粒体的功能——氧化磷酸化五、线粒体与疾病5一、线粒体的形态结构1、线粒体的形态、大小、数量与分布1)线粒体的形状

3、线粒体的形状各种各样，以线状和颗粒状最常见。但因生物种类和生理状态而异也可呈环形、哑铃形、枝状或其他形状。2)线粒体的大小线粒体的一般直径为0.5～1.0μm,长,1.5～3.0μm。有的长达5μm（如肝细胞）或10－20μm（胰腺细胞）或40μm（人的成纤维细胞）。3)线粒体的数量线粒体的数目由数百――数千个不等。如利什曼原虫中只有一个巨大的线粒体，海胆卵细胞则多达30万个。4)线粒体的分布线粒体在细胞中的分布一般是不均匀的，通常分布在细胞功能旺盛的区域。7二、线粒体的超微结构在电镜下观察到线粒体是由两层单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。线粒体主要由外膜（outermembrane）、内

4、膜（innermembrane）、膜间隙（intermembrane）、基质（matrix）或内室（innerchamber）4部分组成。1.外膜外膜是包围在线粒体最外面的一层单位膜，光滑而有弹性，厚约6um。外膜上有排列整齐的筒状圆柱体，其成分为孔蛋白(porin)，圆柱体上有小孔。2．内膜位于外膜内侧，把膜间隙与基质（内室）分开。内膜对物质的通透性极低，能严格控制分子和离子的通过。内膜含有大量的心磷脂（cadiolipin），形成通透性屏障，如H＋、ATP、丙酮酸等不能自由透过内膜，必须在载体或通透酶（permease）系统的协助下才能实现跨膜运输。内膜向线粒体内室褶叠形成嵴（cri

5、stae），嵴使内膜的表面积大大增加。嵴有两种类型：1）板层状2）管状高等动物细胞中主要是板层的排列,多数垂直于线粒体长轴。在原生动物和植物中常见的是管状排列。用电镜负染色法观察分离的线粒体时，可见内膜和嵴的基质面上有许多排列规则的带柄的球状小体，称为基粒。基粒分两部分：头部，又称F1，为球形，直径9μm的颗粒。基部，又称Fo，嵌入线粒体内膜。3、膜间隙膜间隙是内外之间封闭，宽约6－8μm，其中充满无定形液体，内含许多可溶性酶、底物和辅助因子。嵴内间隙（intracristalspace）与膜间隙相通，实际上是膜间隙的延伸。由于外膜具有大量亲水孔道与细胞质相通，因此膜间隙的pH值与细胞质

6、的相似。标志酶为腺苷酸激酶。4．基质或内室基质为内膜所包围的嵴外空间，腔内充满可溶性蛋白状的胶状物，呈均质状，具有一定的PH和渗透压。除糖酵解在细胞质中进行外，其他的生物氧化过程都在线粒体中进行。催化三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于基质中，其标志酶为苹果酸脱氢酶。基质具有一套完整的转录和翻译体系。包括线粒体DNA（mtDNA），70S型核糖体，tRNAs、rRNA、DNA聚合酶、氨基酸活化酶等。三、线粒体的化学组成及酶的定位1、线粒体的化学组成线粒体的化学成分主要是蛋白质和脂质。其中蛋白质占线粒体干重的65%～70%，脂质占25%～30%。线粒体脂类和蛋白质的比值:0.3:1（

7、内膜）；1:1（外膜）线粒体的蛋白质可分为可溶性与不可溶性两类。可溶性蛋白大多数是基质中的酶和膜的外周蛋白。不溶性蛋白是膜的镶嵌蛋白、结构蛋白和部分酶蛋白。线粒体的脂质主要成分是磷脂，占脂质的3/4以上。外膜主要是卵磷脂，内膜主要是心磷脂。其中含磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、心磷脂和少量的肌醇及胆固醇等。2、线粒体酶的定位线粒体约有140余种酶，分布在各个结构组分中，其中37%是氧化还原酶，10%是合成酶，水解酶不到9%，标志酶约30种