第七章 細胞的能量轉換-線粒體和葉綠體ppt課件.ppt

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1、第六章細胞的能量轉換—線粒體和葉綠體葉綠體通過光合作用把光能轉換為化學能，并儲存于糖類、脂質和蛋白質等大分子有機物中。這種能量的轉換是在葉綠體和藍藻的光合片層中進行的。線粒體也是一種能量轉換細胞器，普遍存在于各類真核細胞中，其功能是將儲存在生物大分子中的化學能轉換為細胞可直接利用的能源。線粒體和葉綠體的形態(tài)特征主要是封閉的雙層單位膜結構，且內膜經過折疊并演化為表面極大擴增的內膜特化結構系統(tǒng)。內膜在能量轉換功能中起著主要作用。大量擴增的內膜不僅為線粒體的氧化磷酸化和葉綠體的光合磷酸化反應提供了結構框架，而且圍成了一個包含能催化細胞其他生化反應的多種酶的內腔(基質

2、)。線粒體和葉綠體都是高效的產生ATP的精密裝置。盡管它們最初的能量來源有所不同，但卻有著相似的基本結構，而且以類似的方式合成ATP。ATP是細胞生命活動的直接供能者，也是細胞內能量的獲得、轉換、儲存和利用等環(huán)節(jié)的聯(lián)系紐帶。線粒體和葉綠體都具有環(huán)狀DNA及自身轉錄RNA與翻譯蛋白質的體系，但組成線粒體和葉綠體的各種蛋白質則是由核DNA和它們自身DNA分別編碼的。所以線粒體和葉綠體都是半自主性的細胞器。第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化線粒體是真核細胞內一種高效地將有機物中儲存的能量轉換為細胞生命活動的直接能源ATP的細胞器。在生物體中，ATP不斷地消耗和再生，維持著生命

3、的高度有序狀態(tài)。細胞內合成的ATP中絕大部分是由線粒體產生的。線粒體通過氧化磷酸化作用進行能量轉換，為細胞的生命活動提供能量。一、線粒體的形態(tài)結構(一)線粒體的形態(tài)與分布線粒體是一個動態(tài)細胞器，在生活細胞中具有多形性、易變性、運動性和適應性等特點。線粒體形狀多種多樣，但以線狀和顆粒狀最常見，也可呈環(huán)形、啞鈴形、枝狀或其他形狀。在一定條件下形狀的變化是可逆的。直徑一般為0.5～1.0μm，長1.5～3.0μm。線粒體的形狀與大小不是固定的，而是隨著代謝條件的不同而改變，它可能反映線粒體處于不同的代謝狀態(tài)。不同類型的細胞中線粒體的數(shù)目相差很大，由數(shù)百到數(shù)千個不等，

4、同一類型細胞則數(shù)目相對穩(wěn)定。在新陳代謝旺盛的細胞中線粒體多。植物細胞的線粒體數(shù)量一般比動物細胞的少。線粒體在細胞質中的分布一般是均勻的。在某些細胞中，線粒體往往集中在細胞代謝旺盛的需能部位。線粒體的分布形式主要是有利于需能部位的ATP供應。根據(jù)細胞代謝的需要，線粒體可在細胞質中運動、變形、融合和分裂增殖。線粒體在細胞質中的定位與遷移，往往與微管有關。人成纖維細胞內線粒體動態(tài)網(wǎng)絡圖綠色為線粒體的網(wǎng)絡狀結構(二)線粒體的結構與化學組成線粒體是由內外兩層彼此平行的單位膜套疊而成的封閉的囊狀結構。外膜起界膜作用，內膜向內折疊形成嵴。外膜和內膜將線粒體分割成兩個區(qū)室：一

5、個是內外膜之間的腔隙，稱為膜間隙；另一個是內膜所包圍的空間，稱為基質。與線粒體功能有關的上千種生物大分子都分別組裝或分布于不同的膜系結構和空間。線粒體外膜與內質網(wǎng)或細胞骨架等細胞組分有結構和功能的聯(lián)系。線粒體內外膜的接觸點1、外膜：包圍在線粒體最外面的一層單位膜，光滑面有彈性，厚約6nm。外膜中蛋白質和脂質約各占50%。外膜含有孔蛋白，呈筒狀結構，其中心有一直徑為2～3nm的小孔，可開閉。外膜的通透性很高。外膜含有一些特殊的酶類，不僅可參與膜磷脂的合成，而且還可對將在線粒體基質中進行徹底氧化的物質先行初步分解。外膜的標志酶是單胺氧化酶。孔蛋白肽聚糖2、內膜：是

6、位于外膜的內側把膜間隙與基質分開的一層單位膜結構，厚約6～8nm。內膜相對于外膜，蛋白質/脂質比(質量比＞3∶1)較高。內膜缺乏膽固醇，富含心磷脂。心磷脂與離子的不可滲透性有關。內膜對物質的通透性很低，能嚴格地控制分子和離子通過。分子和離子的運輸需借助于膜上一些特異的轉運蛋白。線粒體內膜向基質內折疊形成嵴，大大增加了內膜的表面積。嵴的形狀、數(shù)量和排列與細胞種類及生理狀況密切相關，需能多的細胞，不但線粒體多，嵴的數(shù)量也多。嵴有板層狀和管狀兩種類型。線粒體內膜含有大量的合成ATP的裝置。在內膜及其嵴上有許多排列規(guī)則的顆粒，稱為線粒體基粒(實際上是ATP合酶的F1頭

7、部)。內膜的標志酶是細胞色素氧化酶。3、膜間隙：是線粒體內外膜之間的腔隙，寬約6～8nm，其中充滿無定形液體，內含可溶性酶、底物和輔助因子。膜間隙的標志酶是腺苷酸激酶，它的功能是催化ATP分子末端磷酸基團轉移到AMP，生成ADP。4、線粒體基質：內膜所包圍的嵴外空間為線粒體基質，基質內充滿包含可溶性蛋白質的膠狀物質，具有一定的pH和滲透壓?；|中的酶類最多，三羧酸循環(huán)、脂肪酸氧化、氨基酸降解等有關的酶都存在于基質中。標志酶為蘋果酸脫氫酶。此外，基質中還含有線粒體的遺傳系統(tǒng)，包括DNA、RNA、核糖體和轉錄、翻譯遺傳信息所必需的各種裝置。線粒體主要酶的分布魚藤酮

8、是從魚藤屬等植物根部提取出來的具有殺蟲