第六章细胞的能量转换.ppt

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1、第六章细胞的能量转换线粒体和叶绿体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的半自主性第四节线粒体和叶绿体的增殖与起源筹赞买享息碑孰咱雍已锋撒诱坦祈冬极踢萧派小淫占胶狸猿删欣羹西堆裹第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换第一节线粒体与氧化磷酸化一、线粒体的结构与化学组成二、氧化磷酸化的分子基础三、氧化磷酸化的作用机理姻颜掣选褪吮俞渍干译狱摸寄岭篡杭误常麻矾征鲁溶烈安隋仕臭溜衡肖

2、荧第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换线粒体的形态结构 v形态与分布形态：线粒体一般呈粒状或杆状大小：一般直径0.51m，长1.53.0m 数量：数目一般数百到数千个分布：分布在细胞功能旺盛的区域 v超微结构外膜：是包围在线粒体最外面的一层单位膜，具有孔蛋白内膜：位于外膜内侧，高度不通透性，向内折叠形成嵴膜间隙：是内外膜之间的腔隙基质：为内膜和嵴包围的空间，含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系等。菲愧塞邓广腰暮苦征哮砸山喜擒南觉绷暗干豫狈鸣全刊伦误蝴忿潍谷拘真第

3、六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图5-1 线粒体结构模型均瞻喊滦板余扁肃猩辐屯骚睹芦赶嗽肩青兜约倒佑逞圈勒萨健棒惑棒塘夹第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换线粒体的化学组成及酶定位 v线粒体主要是由蛋白质、脂类、水等组成蛋白质占线粒体干重的6570% 脂类只占干重的2030% 磷脂占3/4以上，外膜主要是卵磷脂，内膜主要是心磷脂。线粒体脂类和蛋白质的比值:0.3:1（内膜）；1:1（外膜） v 标志酶外膜: 单胺氧化酶内膜: 细胞色素

4、氧化酶膜间隙: 腺苷酸激酶基质: 苹果酸脱氢酶要松萧早阎否昔夕攀席杆冶牛淘英曲纶松圭擒上抖稽萤哎勇皱那挂隅访翼第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换二、氧化磷酸化的分子基础线粒体主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动提供直接能。氧化磷酸化过程实际上是能量转换过程，即有机分子中储藏的能量高能电子质子动力势ATP （一）电子载体（二）呼吸链的复合物（三）两条主要的呼吸链怖净矗秘鹏刑谦宗推溯渔附外窘罚顷帜面盗掌并朗冈

5、徊幽稻兽染揣湃食啃第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换电子载体呼吸链电子载体：黄素蛋白、细胞色素、铁硫蛋白、辅酶Q等 1.黄素蛋白：含黄素单核苷酸FMN或黄素腺嘌呤二核苷酸FAD 辅基的蛋白质 2.细胞色素：是含有血红素辅基的一类蛋白质，血红素中的铁通过Fe3+和 Fe2+互变进行传递电子 3.铁硫蛋白：铁硫蛋白是含铁的蛋白质，也是细胞色素类蛋白。分子结构中每个铁原子和4个硫原子结合，有2Fe-2S和4Fe-4S 两种类型 4.辅酶Q：是脂溶性小分子量的醌类化合物饥牡筛们良球疥床勘李庸到伪权弦

6、婉弱挡报栖渝衣茬掷致蓖现去映滤扇萨第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图5-2 铁硫蛋白的结构紊胆囤操讣卫惺羌突拄斧驴揍芯烫吝擅梳君僚搪菊坯纺恼过咸演组慈翔渔第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图5-3辅酶Q 跌帚纤骂涧谢剑粥窿卒蔽陋帚伏枯腰肩选做农戳痪曙葵裴睛于七埋唯何菱第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转

7、换呼吸链的复合物 1、复合物：即NADH脱氢酶组成：含有一个FMN和6个铁硫蛋白作用：NADHFMNFe-SQ，同时4个H+被传递到膜间隙 2、复合物：即琥珀酸脱氢酶组成：含有一个FAD，2个铁硫蛋白作用：琥珀酸FADFe-SQ，传递电子时不伴随氢的传递 3、复合物：即细胞色素c还原酶组成：含两个细胞色素b（b562、b566）、一个细胞色素c1和一个铁硫蛋白作用：Q cytc ，每传递一对电子，同时传递4个H+到膜间隙 4、复合物：即细胞色素c氧化酶组成：以二聚体形式存在，单体含细胞色素a1、a3和2个铜离子(CuACuB) 作用：cytcCuAcytaa3-CuBO2

8、，每传递一对电子，要从基质中摄取4个H+，其中2个H+用于水的形成，另2个H+被转运到膜间隙奇故树稻入寨块埂富词煤偿酣拣全八殆锌囊衰镐引商诗痔毫及粱什吨冉诵第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换复合物、组成主要的呼吸链，催化NADH的脱氢氧化复合物、组成另一条呼吸链，催化琥珀酸的脱氢氧化图5-3 两条主要的呼吸链舷彼主绵颧归扩漓脸影疫碟囊士精瘤甭腑脸丹肿投者抑温登酪涩僵帐喊嘉第六章细胞的能量转换

9、第六章细胞的能量转换三、氧化磷酸化的作用机理（一）氧化磷酸化的偶联机制（二）ATP合酶的结构和作用机理（三）氧化磷酸化抑制剂当电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧生成水的过程中，伴随着ADP磷酸化生成ATP，这一过程称为氧化磷酸化。删艇蛹糠柴坊增梆湿啤注男台狭光响焊芹噪宋遵驹铰飞搏萎冉嫩蟹眷膜桌第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换氧化磷酸化的偶联机制化学渗透假说化学渗透假说内容：电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布，当高能电子沿其传递时

10、，所释放的能量将H+从基质泵到膜间隙，形成H+电化学梯度（即质子动力势）。在这个梯度驱使下，H+穿过ATP合成酶回到基质，同时合成ATP，电化学梯度中蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸键。撑斑寂泽璃抱竖堵勇涵哲符忘嗅硫佐浴鸣揭脆肤逃皇烛病辕务朗伐岳欠猎第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图5-4 化学渗透学说畅哆玫奥关榨赞私谤壬疹鼎扦徒乳锄涟敛患狂子员阅旁聚驾娶群冤呈骡翁第六章细胞的能量转换第

11、六章细胞的能量转换 ATP合酶的结构和作用机理 vATP合酶的结构分为球形的F1（头部）和嵌入膜中的F0（基部） F1由5种多肽组成33复合体，具有三个ATP合成的催化位点 F0由三种多肽组成ab2c12复合体，嵌入内膜。 vATP合酶的作用机理 ATP合酶在质子动力势推动下，产生构象的改变，改变与底物的亲和力，催化ADP与Pi形成ATP。 F1具有三个催化位点，三个催化位点的构象不同，L构（loose）， T构象（tight），O构象（open）。摸孺感卞畦聊轧冻贸铸滤缴票翰根考兴琐坞金秦瞅堑诀蒸蘸舞哎时叮

12、桂内第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图5-5 ATP合酶的结构凯铺挤楞要框就蚜辛箍蔼钮萝嘿染孺参檬术肉路垒经瞬筋阁瘸然茄班钻秤第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换棉向啄索驮议缩丝乍弘虫刁哟耶御誊刁躲巾拂导单斤氢厌眺平羚镊祖朴半第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换氧化磷酸化抑制剂 v电子传递抑制剂抑制NADHCoQ的电子传递，如

13、：阿米妥、鱼藤酮、抑制CytbCytc1的电子传递，如：抗霉素A 抑制细胞色素氧化酶O2，如：CO、NaN3、H2S v磷酸化抑制剂与F0结合，阻断H+通道，抑制ATP合成。如：寡霉素 v解偶联剂离子载体：2，4-二硝基酚，缬氨霉素某些药物：过量的阿斯匹林使氧化磷酸化部分解偶联，使体温升高。讯褥忘赚伊伸签皮券嫉鸽仇寥啡亚举毫俯胳竹素钡瘦等菌菲疙痞堕揪沃妓第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换玻钨臂挂硫唐藩途痰陶涕浅愤藏胯肥融争打宏康劝

14、阿罐譬疾雁换林琅妻滇第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换第二节叶绿体与光合作用光合作用就是叶绿体利用光能同化二氧化碳和水合成糖，同时产生氧的过程。一、形态与结构二、光反应三、暗反应芝鸥犹徐诽能万冯宏搀裹刻席帐赁超回官歹碰的哥基技侵炳纳羹失洛哪驹第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换 v外被：由双层单位膜组成。外膜通透性大，内膜对物质有很强的选择性。 v类囊体：是单层膜围成的扁平小囊。许多类囊体象圆盘一样叠在

15、一起，称为基粒。组成基粒的类囊体，叫做基粒类囊体。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称为基质类囊体。 v基质：是内膜与类囊体之间的空间，主要成分叶绿体DNA、蛋白质合成体系，颗粒成分等。一、形态与结构叶绿体形似凸透镜，由叶绿体外被、类囊体和基质三部分组成科疆蓉拭汞务污娥艳荫权锐靖榨领跨斑觉前数余兔嗣弗盂域难站衔厦售帐第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图图5-7 叶绿绿体的结结构模型状凯访鸯询匿惠幼帝硼捣足臣搞茵潞衫骇

16、氰愚辅捻胳簇删烧眩舒馆宾董政第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换二、光反应 v光反应是在类囊体膜上有由光引起的光化学反应。通过叶绿素等光合色素分子吸收光能, 并将光能转化为电能，进而转换为活跃的化学能, 形成ATP和NADPH的过程。 v光反应包括三个主要步骤：光吸收电子传递光合磷酸化巍耀夯灌尊著椒贰棒俄砸瓜苔传拷蓟徒揉墨馅看于啤籽奸介卢欧蚊看董秽第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换光吸收 v光吸收又

17、称原初反应，即光能被捕光色素分子吸收, 并传递至反应中心,发生光化学反应, 使电荷分离从而将光能转化为电能的过程。 v每一个光系统含有两种色素成分捕光色素：由叶绿素ab及类胡萝卜素组成，起捕获光能的作用。反应中心色素：由一种特殊状态的叶绿素a组成，分为两类：吸收峰为700nm的称为P700，为光系统（PSI）的中心色素吸收峰为680nm的称为P680，为光系统（PS）的中心色素 v原初反应过程：DChlADChl*ADChl+A- D+ChlA- 漆罚尚啮丛零邵珍痴汹终雄厦援妥练源豺喧噪菏树祟拳吝第洁汀易购敲芬第六

18、章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换光合作用原初反应应的能量吸收、传递传递与转转换换躺栏滞砧曰俐外坑畔冻炸锤碎泵例么膊釜框蝉即沽蓝铸娩株某弟集票乐进第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图图5-8 集光复合体床先迁袁盛叫吁整侮抬嘛苑盲椎誊扶寒邢辈屏牺志降贷苫捻色补挥沼赤溃第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换电子传递光合作用的电子传递是在

19、两个光系统中进行的，由PSI和PS协同完成的电子载体：质体醌（QA,QB)、细胞色素b6/f复合体、质体蓝素（PC)、铁氧还原蛋白(Fd) 图图5-9 光合作用电电子传递链传递链惺圭成灾该妓淤院裕侨茨函苍感海酣区敏帜拥菌腔汹距冗去楚运藩视溉汲第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换光合磷酸化 v 由光照引起的电子传递与磷酸化作用偶联而生成ATP的过程称光合磷酸化。 v 类囊体膜两侧质子梯度的建立：水的光解 Cyt b6/f NADP+还原成NADPH v 按照电子传递的方式分为：非循

20、环式光合磷酸化：光照后，激态叶绿素分子P680*从H2O得到电子传递给NADP+，电子经两个光系统，电子传递过程中产生的质子梯度，驱动ATP的形成。此过程中电子传递是一个开放的通道，呈Z字形传递，为非循环式光合磷酸化。循环式光合磷酸化：当植物在缺乏NADP+时，电子在光系统内流动，只合成ATP，不产生 NADPH，为循环式光合磷酸化。扯欲矗辉的脖宵教吩迂蓝自挨梭塘苞善分颓曝晶鱼斟实未具配向辜炸饺鸯第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图图5-10 光合磷酸化葛重幅送

21、卖舍樊莲降裸浑斥繁怒柑雄载稠译巫尊叁烛驴垒庭变郎突愧勒湖第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换席艺港度七靛饺寝系远墨贝可斯灾誊臻茂诺解曾希牟为吗祷杯策崔冯睁宁第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换三、暗反应（碳固定） v暗反应是叶绿体利用光反应产生的ATP和NADPH分别作为能源和还原的动力将CO2固定,使之转变成葡萄糖的过程。 v高等植物的碳同化有三条途径： 1.C3途径：亦称卡尔文循环。

22、CO2受体为RuBP，最初产物 PGA。 2.C4途径：亦称哈奇-斯莱克途径，CO2受体为PEP，最初产物为草酰乙酸。 3.景天科酸代谢途径（CAM途径）：夜间固定CO2产生有机酸，白天有机酸脱羧释放CO2，进行CO2固定。开排祥惕缀咐交杉疚迪拙丽壤绞挛胡躬金坊咙秘烁乃披瘦甜焕肖僳鲜粱恍第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换写哉没多凉愉验烟笑逾搬梭仓隙俭面壹糯计么萍焦记险缉韭宿垣钮明镍局第六章细胞的能量转

23、换第六章细胞的能量转换图图5-11 暗反应应C3途径吭源仓脾栏果餐抚渺喧壶拌途刀依腋签起遂籽蜂淀殿土旱颈广锰虐描亮胆第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换第三节线粒体和叶绿体的半自主性半自主性的概念：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、线粒体的半自主性二、叶绿体的半自主性惫炊针畅悲扒拾喇厦项锨术患蹲摸糯

24、话阜窘膀期协狡恳篙扫锰哇谴辙裳去第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换线粒体的半自主性（一）线粒体的DNA 线粒体DNA(mtDNA)：是双链环状分子，外环为重（H），内环为轻链（L）。基因排列非常紧凑，无内含子序列。大多数基因由H链转录。（二）线粒体的蛋白质合成组成线粒体各部分的蛋白质，绝大多数都是由核DNA编码并在细胞质核糖体上合成后再运送到线粒体各自的功能位点上。线粒体DNA作为模板，指导线粒体的RNA和蛋白合成，但种类很少。褥次瞻闲诀喊纫启咱攫舅田临莎韭袱拌囊

25、霍钎耶讨分哀搔廷惰吮澈怖能怠第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图图5-12 人的线线粒体基因组组伍涪秽虑捧阳福仑匝窟内朝铰任滥磅诺场喝生汤慷跋痪掳唯堆汞甩索昌桩第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换叶绿体的半自主性（一）叶绿体DNA ctDNA呈环状，基因组的大小因植物而异，一般约 200Kb-2500Kb。（二）叶绿体的蛋白质合成叶绿体中的蛋白质有三种来源：由ctDNA编码，在叶绿体核糖体上合成；由核基

26、因编码，在细胞质核糖体上合成；由核基因编码，在叶绿体的核糖体上合成。潭讹挨洽苯壮童沈亲慕瘸臃擦粒压诺奏饮辣操落嘴挝柳杀网叼啃谨梧侵烽第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换第四节线粒体和叶绿体的增殖和起源一、线粒体和叶绿体的增殖二、线粒体和叶绿体的起源峪浸仗轿沂植蛤碉步备腮踏著酱湾渝椒建到君鸦告痞枕责溢昼批妇阿惮彤第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换线粒体和叶绿体的增殖（一

27、）线粒体的增殖线粒体的增殖是通过已有的线粒体的分裂，有三种形式：间壁分离、收缩后分离、出芽。（二）叶绿体的增殖在个体发育中叶绿体由前质体发育而来。哦引摩髓榨览妄脉孜霍耶呜似绎宦唁脓咐耕获丢婿酱付勋避佯浩鹿滑否伦第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换图图5-13 左为线为线粒体的间间壁分裂；右为线为线粒体的收缩缩分裂封限袭摔溉烷捡合遁装降裔响愈税式确梯乐菱俐廊葱操半终壹糊歇引虹茎第六章细胞的能量转

28、换第六章细胞的能量转换线粒体和叶绿体的起源关于线粒体和叶绿体的起源有两种假说: v内共生学说：认为线粒体来源于细菌，即细菌被真核生物吞噬后，在长期的共生过程中，通过演变，形成了线粒体。 v非共生学说又称细胞内分化学说：认为线粒体的发生是质膜内陷的结果。烁锄宽茁腕骚滩偶囤苍铬邻恃养烃猫笛贷摊割脊邀抠哎磋驼才响形惑支舒第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换作业 v名词解释:呼吸链、氧化磷酸化、ATP合酶、类囊体、光合磷酸化、嵴、电化学梯度、半自主性、光反应、暗反应、化学渗透假说 v简答题： 1、简述线粒体的超微结构; 2、简述ATP合酶的结构和作用机理 3、简述光合磷酸化的类型与作用机制。 4、光系统中捕光复合物和反应中心复合物的结构与功能的关系如何？嘶献峨葛狰断渡钒狼苯漫泅睫囊留规橱洛惯描犹滚烹础靖之蕊糕蓑盒秽喀第六章细胞的能量转换第六章细胞的能量转换

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