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②电子传递链中唯一的H+-pump是cytb6f复合物。类囊体腔的 质子浓度比叶绿体基质高,该浓度梯度产生的原因归于: H2O光解、cytb6f 的H+-pump、NADPH的形成。ATP、 NADPH在叶绿体基质中形成。 ③电子沿光合电子传递链传递时,分为非循环式光合磷酸化和 循环式光合磷酸化两条通路。循环式传递的高能电子在PSⅠ被光能激发后经cytb6f复合物回到PSⅠ。结果是不裂解H2O、产生O2,不形成NADPH,只产生H+跨膜梯度,合成ATP 。 暗反应(碳固定) 利用光反应产生的ATP 和NADPH,使CO2还原为糖类等有机物,即将活跃的化学能最后转换为稳定的化学能,积存于有机物中。这一过程不直接需要光(在叶绿体基质中进行)。 ◆卡尔文循环 (Calvin cycle) (C3途径) ◆C4途径或 Hatch-Slack循环 ◆景天科酸代谢途径 ●光合作用与有氧呼吸的关系图 2013年诺贝尔生理学或医学奖 2013年诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家,他们揭示了细胞如何组织其转运系统的奥秘。 诺贝尔奖官网发文称:每个细胞都是一个生产和出口分子的工厂——胰岛素被合成并释放到血液中、神经递质从一个神经细胞发送到另一个。这些分子被包装在“囊泡”中,再运输到周围的细胞。 这三名诺贝尔奖得主发现了这种运输系统背后的分子机制,揭示了这些细胞货物如何在正确的时间被运送到正确的细胞靶点。 兰迪·谢克曼发现了一系列囊泡运输所需的基因;詹姆斯·罗斯曼阐明了允许囊泡与目标进行融合、使分子得以转运的蛋白质机制。托马斯·聚德霍夫则揭示了指导囊泡精确释放货物的信号机制。 鉴于以上发现,罗斯曼、谢克曼和聚德霍夫揭示了控制细胞货物进行精确转运分子机制。如果转运系统受到干扰,则会对有机体产生有害影响,并导致如神经系统疾病,糖尿病,免疫疾病等病症。 第三节 线粒体和叶绿体是半自主性细胞器 ●半自主性细胞器的概念: 自身含有遗传表达系统(自主性);但编码 的遗传信息十分有限,其RNA转录、蛋白质翻译、 自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的 遗传信息(自主性有限)。 一、线粒体和叶绿体的DNA ●mtDNA /ctDNA形状、数量、大小 ◆双链环状(除绿藻mtDNA,草履虫mtDNA) ◆mtDNA大小在动物中变化不大,但在植物中变化较大高等植物,120kbp~200kbp; ◆人mtDNA:16,569bp,37个基因(编码12S,16S rRNA;22种tRNA;13种多肽:NADH脱氢酶7个亚基,cyt b-c1复合物中1个cytb,细胞色素C氧化酶3个亚基, ATP合成酶2个Fo亚基) ●mtDNA和ctDNA均以半保留方式进行自我复制 ●mtDNA复制的时间主要在细胞周期的S期及G2期, DNA先复制,随后线粒体分裂。ctDNA复制的时 间在G1期。 复制仍受核控制。 酵母线粒体主要酶复合物的生物合成 二、线粒体和叶绿体的蛋白质合成 ● 线粒体和叶绿体合成蛋白质的种类十分有限 ●线粒体或叶绿体蛋白质合成体系对核基因组具有依赖性 ●不同来源的线粒体基因,其表达产物既有共性,也存在差异 ●参加叶绿体组成的蛋白质来源有3种情况: ◆由ctDNA编码,在叶绿体核糖体上合成; ◆由核DNA编码,在细胞质核糖体上合成; ◆由核DNA编码,在叶绿体核糖体上合成。 三、线粒体和叶绿体蛋白质的运送与组装 ●线粒体蛋白质的运送与组装 ◆定位于线粒体基质的蛋白质的运送 ◆定位于线粒体内膜或膜间隙的蛋白质运送 ●叶绿体蛋白质的运送及组装 第四节 线粒体和叶绿体的增殖与起源 ●线粒体和叶绿体的增殖 ●线粒体和叶绿体的起源 一、线粒体和叶绿体的增殖 ●线粒体的增殖:由原来的线粒体分裂或出芽而来。 ●叶绿体的发育和增殖 ◆个体发育:由前质体(proplastid)分化而来。 ◆增殖:分裂增殖 二、 线粒体和叶绿体的起源 ●内共生起源学说(endosymbiosis hypothesis) ●非共生起源学说 内共生起源学说 ◆叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻: Mereschkowsky,1905年 ◆Margulis,1970年:线粒体的祖先-原线粒体 是一种革兰氏阴性细菌:叶绿体的祖先是原核 生物的蓝细菌(Cyanobacteria),即蓝藻。 ◆内共生起源学说的主要论据: ◆基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似。 ◆有自己完整的蛋白质合成系统,能独立合成蛋白质,蛋白质合成机制有很
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