第六章-线粒体和叶绿体课件.ppt

第六章 线粒体和叶绿体;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;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。;一、基本形态与动态特征;Localization of mitochondria near sites of high ATP utilization in cardiac muscle and a sperm tail.?;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;跨膜GTPase的模式结构;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 。;孔蛋白;板层状和管状;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-苹果酸脱氢并与草酰乙酸相互转化的酶）。;三、氧化磷酸化;;线粒体氧化磷酸化进行能量转化的基础： （1）ATP合酶； （2）电子传递链； （3）内膜的理化特性。;亚线粒体小泡形成（A）及ATP合酶的分子结构模型（B）;ATP合成酶是一种可逆性复合酶，既能利用质子动力势合成ATP, 又能水解ATP将质子从基质泵到膜间隙 。 ATP合成酶的分子结构由突出于膜外的F1头部和嵌入膜中的F0基部两部分组成。;F1头部：为水溶性的蛋白质，从内膜突出于基质，它可以利用质子动力势合成ATP，也可以水解ATP，转运质子，属于F型质子泵。 F1是由9个亚基组成的α3β3γδε复合体，具有三个ATP合成的催化位点（一个/β亚基）。α和β单位交替排列成桔瓣状结构。γ贯穿αβ复合体，发挥转子的作用来调节三个β 亚基催化位点的开放和关闭，并与F0接触，ε帮助γ与F0结合。δ与F0的两个b亚基形成固定αβ复合体的结构（相当于定子）。;ATP合成酶的结构;ATP合酶的“结合变构”模型（P91);线粒体产能（ATP）的原理示意图;3、电子传递链;铜原子：类似于铁硫蛋白的结构，通过Cu2+、Cu1+的变化传递电子。 ?铁硫蛋白：在其分子结构中每个铁原子和4个硫原子结合，通过Fe2+ 、 Fe3+互变进行电子传递，有2Fe-2S和4Fe-4S两种类型。 辅酶Q：是脂溶性小分子量的醌类化合物，通过氧化和还原传递电子。有3种氧化还原形式即氧化型醌Q，QH2和自由基半醌（QH）。 ;4、电子传递链的复合物 ;线粒体内膜电子传递复合物的排列及电子和质子传递示意图;复合物Ⅰ NADH脱氢酶，以二聚体形式存在，作用是催化NHDH的2电 子传递至辅酶Q，同时将4个质子由线粒体基质（M侧）转至 膜间隙（C侧）。 电子传递的方向为：NADH→FMN→Fe-S→Q 复合物Ⅱ 琥珀酸脱氢酶，含有一个FAD，2个铁硫蛋白，作用是催化电 子从琥珀酸转至辅酶Q。 电子传递的方向为：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q;复合物Ⅲ 细胞色素c还原酶，以二聚体形式存在，每个单体包含两个细胞色素b、一个细胞色素c1和一个铁硫蛋白。催化电子从辅酶Q传给细胞色素c，每转移1对电子，同时将4个质子由线粒体基质泵至膜间隙。 复合物Ⅳ 细胞色素c氧化酶，以二聚体形式存在，将细胞色素c接受的电子传给氧，每转移1对电子，在基质侧消耗2个质子，同时转移2个质子至膜间隙。;四、线粒体与疾病;第二节 叶绿体与光合作用;一、叶绿体的基本形态及动态特征;光学显微镜及荧光显微镜下观察到的叶绿体;光照强度对叶绿体分布影响的示图;3、叶绿体分化及去分化;4、叶绿体的分裂;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