细胞生物学第六章 节 线粒体与叶绿体.pptVIP

暗反应 — CO2的固定 C3循环（Calvin循环）：所有植物进行CO2固定所共有的基本途径 C4循环（Hatch-Slack循环） 景天酸代谢（CAM循环）：与C4循环途径相似，只是CO2固定与光合作用产物的生成，在时间及空间上与C4途径不同。 C3循环 CO2在RuBP羧化酶的催化下加到1，5-二磷酸核酮糖上，形成一个6碳中间物，然后马上分解为两个磷酸甘油酸，这个三碳物被光反应的产物NADPH还原为磷酸甘油醛，6个磷酸甘油醛经一系列反应可以再生出3个RuBP，循环使用，净得一个磷酸甘油醛用于糖的合成。 C4循环 某些热带或亚热带起源的植物，如甘蔗、高粱、玉米等植物中； CO2在叶肉细胞中先固定为一个四碳酸（草酰乙酸）； 在维管束鞘中再重新放出CO2按C3途径固定； 光合效率高。 三、线粒体和叶绿体的半自主性 含有DNA、DNA复制酶、RNA多聚酶、核糖体； 线粒体DNA（mtDNA）：环状，人的有16569bp，编码2个rRNA，22个tRNA，13个蛋白质，排列十分紧凑，无内含子； 叶绿体DNA（ctDNA）：烟草，155kb，可编码的蛋白质比线粒体DNA要多； 核糖体：类似于原核生物核糖体； 对核基因的依赖：组成线粒体和叶绿体中的蛋白质，绝大多数都是由核DNA编码、在细胞质核糖体上合成后运送到线粒体和叶绿体中去。 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 线粒体和叶绿体蛋白质合成体系对核基因组的依赖性 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。 四、线粒体和叶绿体的增殖 线粒体的增殖 分裂（隔膜分离、收缩分离） 出芽 叶绿体的发育和增殖 光照：叶绿体 白色体 前质体→质体→ 黑暗：白色体 叶绿体 有色体：含非光合作用色素、DNA 增殖：分裂增殖 黑暗 光照 五、线粒体和叶绿体的起源 内共生起源学说 线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的行有氧呼吸的细菌和行光能自养的蓝细菌。 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。 有独立、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多类似细菌而不同于真核生物。 两层被膜有不同的进化来源，外膜与细胞的内膜系统相似，内膜与细菌质膜相似。 以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同。 能在异源细胞内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有的自主性与共生性的特征。 线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌。 发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构--蓝小体，其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体演化的佐证。 细胞分化学说 非共生起源学说 认为真核细胞的前身可能是一种体积较大的好氧细菌。细胞膜通过内陷、扩张和分化，逐渐发展成了线粒体、叶绿体和其他细胞器，进而演化成真核细胞。 线状 短杆状 骨骼肌细胞 精子尾部 粒状 Se-克山病 左侧正常大脑细胞具有高水平的线粒体功能（红色所示） 右侧细胞水平较低（这部分红色染料是另一种用于标记细胞核的） 有色体 白色体 叶绿体 第六章线粒体与叶绿体 一、线粒体 1857年，昆虫肌肉细胞比较经典的染色方法——詹纳斯绿活体染色，在线粒体中呈氧化态，染成兰绿色，在胞质中呈还原态，无色。现在可用荧光染料染色的方法显示。 1.线粒体的形态、大小、数量和分布 形态：多样，但多呈短线状或颗粒状，也可呈环形、哑铃形、分枝状或其他形状。 大小：因细胞类型和生理状况不同而异，一般长1.5~3.0um，宽0.5~1.0um 数量：因细胞类型和生理状况不同而异，且相差悬殊。 肝细胞2000个，肾细胞400个，精子25个。 分布：与细胞内的能量需求密切相关，在细胞内位置可固定、可移动。 线粒体的融合与分裂：线粒体形态调控的基本方式，也是线粒体数目调控的基础。 2. 线粒体的超微结构 外膜：单位膜，平整光滑，有弹性，上有排列整齐的筒状圆柱体，成分为孔蛋白，孔径2~3nm，MW1000的小分子物质可自由通过。 内膜：内突为嵴，嵴上有大量基粒（ATP合成酶）（负染方法可见），标志酶细胞色素氧化酶。氧化磷酸化的关键场所。 4. 线粒体各部分的分离 组织匀浆 —— 差速离心，分离线粒体 线粒体 —— 低渗、高渗处理，结合离心，可以得到各组成部分 5. 线粒体主要酶的分布 部位 酶 的 名 称 部位 酶 的 名 称 外膜 单胺氧化酶 NADH-细胞色素还原酶（对鱼藤酮不敏感）