第六章-线粒体和叶绿体.ppt

一、叶绿体的基本形态及动态特征 1、基本特征 凸透镜或铁饼状，直径5-10 μm，厚2-4 μm； 分布在细胞质膜液泡间薄层的细胞质中，平层排列； 20-200个/叶肉细胞。 光学显微镜及荧光显微镜下观察到的叶绿体 聚焦细胞中部（中凸形） 聚焦细胞顶部（近圆形） 荧光显微观察 光照强度对叶绿体分布影响的示图 WT：野生型 Chup1：一种叶绿体定位异常的突变体 2、动态特征 躲避效应 集聚效应 目前罕见叶绿体分裂与融合的报道。 3、叶绿体分化及去分化 原质体 叶绿体 分化 去分化 4、叶绿体的分裂 质体和叶绿体通过分裂实现增殖； 在分裂中的叶绿体上，可以观察到分裂环； 分裂环的缢缩是叶绿体分裂的细胞动力学基础。 1、叶绿体膜：由内膜和外膜组成，膜间为10~20nm的膜间隙。膜的成分是蛋白质和脂质。 2、类囊体：是在叶绿体基质中，由许多单位膜封闭形成的扁平小囊。 a 结构 基粒类囊体：象圆盘一样叠在一起的类囊体。 基质类囊体：贯穿在两个或两个以上基粒之间的没有发生垛叠的类囊体。 b 化学组成 类囊体膜的主要成分是蛋白质和脂类（3/2），主要是不饱含脂肪酸，具有较高的流动性。 3、基质：是内膜与类囊体间的流动性成分，中间悬浮着片层系统。 包括：碳同化相关的酶类（RUBP羧化酶）、叶绿体DNA、蛋白质合成体系、一些颗粒成分等。 二、叶绿体的超微结构 三、光合作用 定义：即光能合成作用，是植物、藻类和蓝细菌在可见光的照射下，经过光反应和碳同化反应，利用光合色素，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。 （一）原初反应 （二）电子传递和光合磷酸化（定义） （三）光合碳同化 1、卡尔文循环 2、C4途径 3、景天酸代谢 叶绿体中的光系统及电子传递途径 第六章 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 线粒体和叶绿体的半自主性及其起源 光合作用和有氧呼吸的能量流动图 第一节 线粒体与氧化磷酸化 一、线粒体的基本形态及动态特征 二、线粒体的超微结构 三、氧化磷酸化 四、线粒体与疾病 1890年，R. Altaman(德）发现线粒体，命名为bioblast。 1898年，Benda将这种颗命名为mitochondrion。 1900年，L. Michaelis用Janus Green B 对线粒体进行染色，发现线粒体具有氧化作用。 1904年，Meves在植物细胞中发现了线粒体。 至20世纪50年代，证实三羧酸循环，氧化磷酸化和脂肪酸氧化等重要的能量代谢过程均发生在线粒体中。 现在，线粒体的结构和功能的研究已经深入到分子水平。 发现历史 一、基本形态与动态特征 形状：线粒体一般呈粒状或杆状。 组成：蛋白质和脂类。 大小：一般直径0.5~1μm，长1.5~3.0μm，在胰脏外分泌细胞中可长达10~20μm（称巨线粒体）。 数量及分布：植物细胞少于动物细胞；许多哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体。通常结合在微管上，分布在细胞功能旺盛的区域。 Mitochondria Mitochondrial plasticity.??Rapid changes of shape are observed when a mitochondrion is visualized in a living cell. 动态特征 洋葱表皮细胞内线粒体在1min时间内相继发生融合与分裂的偶联图 频繁的融合与分裂可能帮助线粒体共享遗传信息。 线粒体的融合与分裂 跨膜GTPase的模式结构 线粒体融合与分裂的分子及细胞生物学基础 发动蛋白纤维组装及分解驱动线粒体分裂的模式图 线粒体（mitochondrion）是由两层单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。 包括：外膜（outer membrane）、内膜（inner membrane）、膜间隙（intermembrane）和基质（matrix）四个功能区隔 。 二、线粒体的超微结构 孔蛋白 1、外膜：具有孔蛋白构成的亲水通道，允许小分子物质自由通过。标志酶为单胺氧化酶。 板层状和管状 2、内膜：内膜内陷形成嵴（cristae）来扩大内膜表面积。嵴有两种类型，板层状和管状。心磷脂含量高，通透性很低，H+和ATP等不能自由通过，必需有载体蛋白参与。其是氧化磷酸化的关键场所，标志酶为细胞色素氧化酶。 3、膜间隙：内外膜之间的间隙（6-8 nm, 可扩大)，延伸到嵴的轴心部。标志酶为腺苷酸激酶（催化腺苷三磷酸（ATP）使腺苷酸（AMP）磷酸化而生成腺苷二磷酸（ADP）反应的酶）。 4、基质：富含可溶性蛋白质的胶状物质。标志酶为苹果酸脱氢酶（催化L-苹果酸脱氢