第7章 线粒体与叶绿的体 上(张雁老师).ppt

合肥师范学院 生命科学系 张雁;相关背景：线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器。 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 线粒体和叶绿体是半自主性细胞器 第四节 线粒体和叶绿体的增殖与起源 ; 1、 生物的基本能量来源于太阳光的辐射能。但生物体不能直接利用太阳光的辐射能，必须先使之转换成化学能，再为生物体利用。 叶绿体通过光合作用把光能转换为化学能，并储存于糖类、脂肪和蛋白质等大分子有机物中。 线粒体是一种高效地将有机物转换为细胞生命活动的直接能源ATP的细胞器。 因此，线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器。;; 人体内的细胞每天要合成几千克的 ATP，且 95%的 ATP是由线粒体中的呼吸链所产生，因此线粒体被称为细胞内的 “能量工厂 ”（power plants）。线粒体通过氧化磷酸化作用，进行能量转换，为所需要的细胞进行各种生命活动提供能量。 一、线粒体的形态结构 二、线粒体的超微结构 三、线粒体的化学组成及酶的定位 四、线粒体的功能——氧化磷酸化 五、线粒体与疾病 ;1、线粒体的形态、大小、数量与分布 1) 线粒体的形状线粒体的形状各种各样，以线状和颗粒状最常见。但因生物种类和生理状态而异也可呈环形、哑铃形、枝状或其他形状。 2) 线粒体的大小线粒体的一般直径为 0.5～1.0μm,长,1.5～3.0μm。有的长达 5μm（如肝细胞）或 10－20 μm（胰腺细胞）或 40 μm（人的成纤维细胞）。 3) 线粒体的数量线粒体的数目由数百――数千个不等。如利什曼原虫中只有一个巨大的线粒体，海胆卵细胞则多达30万个。 4) 线粒体的分布线粒体在细胞中的分布一般是不均匀的，通常分布在细胞功能旺盛的区域。 ;; 在电镜下观察到线粒体是由两层单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。; 线粒体主要由外膜（outer membrane）、内膜（inner membrane）、膜间隙（intermembrane）、基质（matrix）或内室（inner chamber）4部分组成。;1.外膜 外膜是包围在线粒体最外面的一层单位膜，光滑而有弹性，厚约 6 um。外膜上有排列整齐的筒状圆柱体，其成分为孔蛋白 (porin)，圆柱体上有小孔。 ;2．内膜 位于外膜内侧，把膜间隙与基质（内室）分开。内膜对物质的通透性极低，能严格控制分子和离子的通过。内膜含有大量的心磷脂（cadiolipin），形成通透性屏障，如 H＋、ATP、丙酮酸等不能自由透过内膜，必须在载体或通透酶（permease）系统的协助下才能实现跨膜运输。 内膜向线粒体内室褶叠形成嵴（cristae），嵴使内膜的表面积大大增加。 嵴有两种类型： 1）板层状 2）管状 高等动物细胞中主要是板层的排列, 多数垂直于线粒体长轴。在原生动物和植物中常见的是管状排列。;; 用电镜负染色法观察分离的线粒体时，可见内膜和嵴的基质面上有许多排列规则的带柄的球状小体，称为基粒。 基粒分两部分：头部，又称 F1，为球形，直径 9μm的颗粒。 基部，又称 Fo，嵌入线粒体内膜。;3、膜间隙 膜间隙是内外之间封闭，宽约 6－8 μm，其中充满无定形液体，内含许多可溶性酶、底物和辅助因子。嵴内间隙（intracristal space）与膜间隙相通，实际上是膜间隙的延伸。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。;4．基质或内室 基质为内膜所包围的嵴外空间，腔内充满可溶性蛋白状的胶状物，呈均质状，具有一定的 PH和渗透压。 除糖酵解在细胞质中进行外，其他的生物氧化过程都在线粒体中进行。催化三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于基质中，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，tRNAs 、rRNA、DNA聚合酶、氨基酸活化酶等。;1、线粒体的化学组成 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%。线粒体脂类和蛋白质的比值: 0.3:1（内膜）；1:1（外膜） 线粒体的蛋白质可分为可溶性与不可溶性两类。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。 线粒体的脂质主要成分是磷脂，占脂质的3/4以上。外膜主要是卵磷脂，内膜主要是心磷脂。其中含磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、心磷脂和