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《細胞的能量轉(zhuǎn)換--線粒體和葉綠體1》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第七章細胞的能量轉(zhuǎn)換──線粒體和葉綠體Mitochondrion&Chloroplast第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化●線粒體的發(fā)現(xiàn)及形態(tài)結(jié)構(gòu)●線粒體的化學(xué)組成及酶的定位●氧化磷酸化●線粒體與疾病一、線粒體的發(fā)現(xiàn)及研究簡史（1）1890年R.Altaman首次利用光鏡，在動物細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)，命名為bioblast；1898年vonBenda命名mitochondrion；1900年L.Michaelis用JanusGreenB活體染色，發(fā)現(xiàn)線粒體具有氧化還原作用；1948年Green證實線粒體含所有三羧酸循環(huán)的酶；1949Kennedy和Lehnin
2、ger發(fā)現(xiàn)脂肪酸氧化為CO2的過程是在線粒體內(nèi)完成的；50年代后電鏡精細結(jié)構(gòu)觀察；60年代后線粒體DNA發(fā)現(xiàn)及研究。一、線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)（2）●線粒體的形態(tài)、大小、數(shù)量與分布●線粒體的超微結(jié)構(gòu)◆外膜(outermembrane）：含孔蛋白(porin)，通透性較高?！魞?nèi)膜（innermembrane）：高度不通透性，向內(nèi)折疊形成嵴（cristae）。含有與能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋白◆膜間隙（intermembranespace）：含許多可溶性酶、底物及輔助因子?！艋|(zhì)（matrix）：含三羧酸循環(huán)酶系、線粒體基因表達酶系等以及線粒體DNA,RNA
3、，核糖體。1線粒體的形態(tài),大小,數(shù)目與分布形態(tài)：線狀，顆粒狀大?。洪L1.5?m-3?m;直徑0.5-1.0?m。胰臟外分泌細胞中有長達10~20μm的巨線粒體。數(shù)目：幾百到幾千（與細胞種類，細胞生理功能和生理狀態(tài)有關(guān)）。肝細胞約1700個線粒體，占細胞體積的20%；許多哺乳動物成熟的紅細胞無線粒體。分布：不均勻（與細胞能量需求有關(guān)）·執(zhí)行氧化反應(yīng)的電子傳遞鏈·ATP合成酶·線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運蛋白線粒體與疾病克山病（心肌線粒體病）：缺硒線粒體與衰老、凋亡相關(guān)二、線粒體的化學(xué)組成及酶的定位●線粒體組分分離方法●線粒體的化學(xué)組成●線粒體酶的定位線粒體
4、的化學(xué)組成◆蛋白質(zhì)(線粒體干重的65～70％)◆脂類(線粒體干重的25～30％)：·磷脂占3/4以上，外膜主要是卵磷脂，內(nèi)膜主要是心磷脂?！ぞ€粒體脂類和蛋白質(zhì)的比值:0.3:1（內(nèi)膜）；1:1（外膜）三、氧化磷酸化線粒體主要功能是進行氧化磷酸化，合成ATP，為細胞生命活動提供直接能量；與細胞中氧自由基的生成、細胞凋亡、細胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細胞內(nèi)多種離子的跨膜轉(zhuǎn)運及電解質(zhì)穩(wěn)態(tài)平衡的調(diào)控有關(guān)?！裱趸姿峄?oxidativephosphorylation)的分子基礎(chǔ)●氧化磷酸化的偶聯(lián)機制—化學(xué)滲透假說(ChemiosmoticHypothesis,
5、Mithchell,1961)●質(zhì)子動力勢的其他作用:物質(zhì)轉(zhuǎn)運●線粒體能量轉(zhuǎn)換過程略圖氧化磷酸化的分子基礎(chǔ)◆氧化磷酸化過程實際上是能量轉(zhuǎn)換過程，即有機分子中儲藏的能量?高能電子?質(zhì)子動力勢?ATP◆氧化(電子傳遞、消耗氧,放能)與磷酸化(ADP+Pi，儲能)同時進行，密切偶連，分別由兩個不同的結(jié)構(gòu)體系執(zhí)行◆電子傳遞鏈(electron-transportchain）的四種復(fù)合物，組成兩種呼吸鏈：NADH呼吸鏈,FADH2呼吸鏈*在電子傳遞過程中，有幾點需要說明◆ATP合成酶（ATPsynthase）(磷酸化的分子基礎(chǔ))電子傳遞鏈的四種復(fù)合物
6、(哺乳類)◆復(fù)合物Ⅰ：NADH-CoQ還原酶復(fù)合物（既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體）組成：含42個蛋白亞基，至少6個Fe-S中心和1個黃素蛋白。作用：催化NADH氧化，從中獲得2高能電子?輔酶Q；泵出4H+◆復(fù)合物Ⅱ：琥珀酸脫氫酶復(fù)合物（是電子傳遞體而非質(zhì)子移位體）組成：含F(xiàn)AD輔基，2Fe-S中心，作用：催化2低能電子?FAD?Fe-S?輔酶Q(無H+泵出)◆復(fù)合物Ⅲ：細胞色素bc1復(fù)合物（既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體）組成：包括1cytc1、1cytb、1Fe-S蛋白作用：催化電子從UQH2?cytc；泵出4H+（2個來自UQ，2個來自基
7、質(zhì)）◆復(fù)合物Ⅳ：細胞色素C氧化酶（既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體）組成：二聚體，每一單體含13個亞基，三維構(gòu)象，cyta,cyta3,Cu,Fe作用：催化電子從cytc?分子O2形成水，2H+泵出，2H+參與形成水在電子傳遞過程中，有幾點需要說明◆四種類型電子載體：黃素蛋白、細胞色素(含血紅素輔基)、Fe-S中心、輔酶Q。前三種與蛋白質(zhì)結(jié)合，輔酶Q為脂溶性醌?！綦娮觽鬟f起始于NADH脫氫酶催化NADH氧化，形成高能電子(能量轉(zhuǎn)化)，終止于O2形成水。◆電子傳遞方向按氧化還原電勢遞增的方向傳遞(NAD+/NAD最低，H2O/O2最高)◆高能電子
8、釋放的能量驅(qū)動線粒體內(nèi)膜三大復(fù)合物(H+-泵)將H+從基質(zhì)側(cè)泵到膜間隙，形成跨線粒體內(nèi)膜H+梯度(能量轉(zhuǎn)化)◆電子傳遞鏈各組分在膜上不對稱分布ATP合成酶(磷酸化的分子基礎(chǔ))◆分
