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细胞生物学第七章线粒

体与叶绿体知识点整理

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

一、线粒体与氧化磷酸化

1．形态结构

外膜：标志酶：单胺氧化酶

是线粒体最外面一层平滑的单位膜结构；

通透性高；50%蛋白，50%脂类；

内膜：标志酶：细胞色素氧化酶

是位于外膜内侧的一层单位膜结构；缺乏胆

固醇，富含心磷脂——决定了内膜的不透性（限

制所有分子和离子的自由通过）；蛋白质/脂类：3:1；

氧化磷酸化的关键场所

膜间隙：标志酶：腺苷酸激酶

其功能是催化ATP大分子末端磷酸基团转移到AMP,生成ADP

嵴：内膜内折形成，增加面积；需能大的细胞线粒体嵴数多

片状（板状）：高等动物细胞中，垂直于线粒体长轴

管状：原生动物和植物中

基粒（ATP合成酶）：位于线粒体内膜的嵴上的规则排列的颗粒

基质：标志酶：苹果酸脱氢酶

为内膜和嵴包围的空间，富含可溶性蛋白质的胶状物质，具有特定的pH

和渗透压；

三羧酸循环、脂肪酸和丙酮酸氧化进行场所

含有大量蛋白质和酶，DNA，RNA，核糖体，Ca2+

2．功能

氧(1)通过基质中的三羧酸循环，进行糖类、脂肪和氨基酸的最终氧化

化

磷(2)通过内膜上的电子传递链，形成跨内膜的质子梯度

酸

化

(3)通过内膜上的ATP合成酶，合成ATP

2

ATP合成酶的结合变化和旋转催化机制（书P90）

头部F(αβγδε)α、β亚基具有ATP结合位点，

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亲水性β亚基具有催化ATP合成的活性

*Delta*epsilonγε结合为转子，旋转以调节β亚基的3种构象

状态

δ与a、b亚基结合为定子

基部F（abc）C亚基12聚体形成一个环状结构

01210-12

疏水性定子在一侧将αβ与F连接起来

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（4）细胞中Ca2+浓度的调节

氧化磷酸化的具体过程

①细胞内的储能大分子糖类、脂肪经酵解或分解形成丙酮酸和脂肪酸，氨基

酸可被分解为丙酮酸，脂肪酸或氨基酸进入线粒体后进一步分解为乙酰CoA；

②乙酰CoA通过基质中的TCA循环，产生含有高能电子的NADH和FADH2;

③这两种分子中的高能电子通过电子传递链，在过程中形成跨内膜的质子梯

度；4H+4H+

2H+

④质子梯度驱动ATP合成酶将ADP磷酸化成ATP，势能转变为化学能。

电子传递链（FMN→（cytb-FeS-cytc1）

FeS）

NADH链：复合物Ⅰ（NADH脱氢酶）UQ（泛醌）→复合物Ⅲ（细胞色素

FADH2链：复合物Ⅱ（琥珀酸脱氢酶）

（FAD→

FeS）

还原酶）→Cytc