[理学]第五章 线粒体与叶绿体.ppt

第五章线粒体与叶绿体 第五章 线粒体与叶绿体 线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器。 形态特征主要是封闭的双层单位膜结构，且内膜经过折叠并演化为表面积极大扩增的内膜特化结构系统。 线粒体和叶绿体都具有环状DNA及自身转录RNA与翻译蛋白质的体系。 线粒体和叶绿体都是半自主性的细胞器。 第五章 线粒体与叶绿体 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 线粒体与叶绿体都是半自主性细胞器 第四节 线粒体与叶绿体的增殖和起源 第五章 线粒体与叶绿体 第一节 线粒体与氧化磷酸化 线粒体就是细胞中制造能量的器官。 线粒体由两层膜包被，外膜平滑，内膜向内折叠形成嵴，两层膜之间有腔，线粒体中央是基质。 在细胞质中，线粒体常常集中在代谢活跃的区域,因为这些区域需要较多的ATP。 第一节 线粒体与氧化磷酸化 一、线粒体的形态结构 (一)线粒体的形态与分布 线粒体的外形多种多样，这种变化与细胞类型及所处生理条件密切相关。 主要化学成分是蛋白质和脂类，其中蛋白质占线粒体干重的65-70%，脂类占25-30%。 第一节 线粒体与氧化磷酸化 一、线粒体的形态结构 (一)线粒体的形态与分布 第一节 线粒体与氧化磷酸化 一、线粒体的形态结构 (一)线粒体的形态与分布 线粒体的大小随细胞类型不同而各异。 数目一般数百到数千个。 线粒体的数目与细胞的生理状态有关。 在细胞中线粒体经常分布在需能较多的区域。 线粒体在细胞质中可以向功能旺盛的区域迁移，微管是其导轨，由马达蛋白提供动力。 第一节 线粒体与氧化磷酸化 一、线粒体的形态结构 (二)线粒体的结构与化学组成 1、结构： 由内外两层膜封闭，包括外膜、内膜、膜间隙和基质四个功能区隔。 第一节 线粒体与氧化磷酸化 一、线粒体的形态结构 第一节 线粒体与氧化磷酸化 一、线粒体的形态结构 一、线粒体的形态结构 ①外膜(out membrane) 含40%的脂类和60%的蛋白质，具有孔蛋白构成的亲水通道标志酶为单胺氧化酶。 一、线粒体的形态结构 ②内膜(inner membrane) 含100种以上的多肽，蛋白质和脂类的比例高于3:1。 线粒体氧化磷酸化的电子传递链位于内膜，因此从能量转换角度来说，内膜起主要的作用。 内膜的标志酶为细胞色素C氧化酶。 一、线粒体的形态结构 ②内膜(inner membrane) 内膜向线粒体基质褶入形成嵴(cristae)，嵴能显著扩大内膜表面积(达5~10倍)，嵴有两种类型：①板层状、②管状但多呈板层状。 嵴上覆有基粒(elementary particle)，基粒由头部(F1偶联因子)和基部(F0偶联因子)构成，F0嵌入线粒体内膜。 一、线粒体的形态结构 ②内膜(inner membrane) 一、线粒体的形态结构 ③膜间隙(intermembrane space) 是内外膜之间的腔隙，延伸至嵴的轴心部，腔隙宽约6-8nm。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值与细胞质的相似。标志酶为腺苷酸激酶。 一、线粒体的形态结构 ④基质(matrix) 为内膜和嵴包围的空间。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， rRNA、 tRNAs 、DNA聚合酶、氨基酸活化酶等。 基质中还含有纤维丝和电子密度很大的致密颗粒状物质，内含Ca2+、Mg2+、Zn2+等离子。 一、线粒体的形态结构 2、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%。 线粒体的蛋白质可分为可溶性与不溶性两类。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。 一、线粒体的形态结构 2、化学组成 线粒体的脂质主要成分是磷脂，占脂质的3/4以上。其中含磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、心磷脂和少量肌醇及胆固醇等。 磷脂在内外膜上的组成不同，外膜上主要是磷脂酰胆碱，其次是磷脂酰乙醇胺，磷脂酰肌醇和胆固醇的含量较少。 内膜主要含心磷脂，高达20%，比任何膜的都高，但胆固醇含量极低，这与内膜的高度疏水性有关。 一、线粒体的形态结构 2、化学组成 线粒体内、外膜的脂质和蛋白质比值不同，内膜的脂质与蛋白质的比值低，外膜的比值较高。 线粒体的基质中含有催化三羧酸循环、脂肪酸b-氧化、氨基酸氧化、蛋白质合成等有关的上百种酶和其他成分，如环状DNA、RNA、核糖体及较大的致密颗粒，这些颗粒是含磷酸钙的沉积物 一、线粒体的形态结构 3、线粒体酶 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。线粒体各组成部分所含的酶是不同的，这与各部分的功能有关。