细胞的能量转换──线粒体和叶绿体

《细胞的能量转换──线粒体和叶绿体》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四节细胞的能量转换──线粒体和叶绿体●线粒体与氧化磷酸化●叶绿体与光合作用●线粒体和叶绿体是半自主性细胞器●线粒体和叶绿体的增殖与起源一、线粒体与氧化磷酸化●线粒体的形态结构●线粒体的化学组成及酶的定位●氧化磷酸化线粒体是一种普遍存在于真核细胞中的细胞器，各种生命活动所需的能量大部分都是靠线粒体中合成的ATP提供的，因此有细胞的“动力工厂”之称。（一）线粒体的形态结构●线粒体的形态、大小、数量与分布◆在大多数情况下，线粒体呈圆形、近似圆形、棒状或线状。◆线粒体的大小与细胞类型有关，一般长度为2-8μ

2、m，体积与细菌近似。◆线粒体的数量因细胞类型不同有很大差别。哺乳动物的红细胞无线粒体。一般动物细胞含量多于植物细胞◆线粒体的分布一般为随机均匀分布，也受代谢和能量需求的影响，线粒体的分布和迁移与微管有关，故常排列成长链形。●线粒体的超微结构◆外膜：含孔蛋白(porin)，通透性较高。◆内膜：高度不通透性，向内折叠形成嵴（cristae）。含有与能量转换相关的蛋白◆膜间隙：含许多可溶性酶、底物及辅助因子。◆基质：含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系等以及线粒体DNA,RNA，核糖体。·执行氧化反应的电

3、子传递链·ATP合成酶(基粒)·线粒体内膜转运蛋白（二）线粒体的化学组成线粒体主要由蛋白质和脂类组成，◆蛋白质(线粒体干重的65～70％)◆脂类(线粒体干重的25～30％)：·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）此外还有少量的DNA、RNA、辅酶等。线粒体含有许多种酶类，其中有的酶是线粒体某一结构特有的（标记酶），比如线粒体外膜的标记酶为单胺氧化酶，内膜为细胞色素氧化酶，膜间隙为腺苷酸激酶，线粒体基质的为苹果酸脱氢酶。（三

4、）氧化磷酸化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量；是细胞能量来源的主要途径.细胞生命活动所需能量的95%由线粒体提供.●氧化磷酸化的分子基础●氧化磷酸化的偶联机制—化学渗透假说糖、脂肪、氨基酸的中间代谢产物在线粒体基质中经三羧酸循环进行最终氧化分解。糖、脂肪、氨基酸在细胞质中经过降解作用产生丙酮酸和脂肪酸,这些物质选择性地从细胞质基质进入线粒体基质中,经过系列分解代谢形成乙酰CoA进入三羧酸循环,三羧酸循环脱下的氢经线粒体内膜上的呼吸链,最后传递给氧生成水.在此过程中

5、释放的能量将ADP合成ATP.--------氧化磷酸化氧化磷酸化的分子基础◆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◆氧化(电子传递、消耗氧,放能)与磷酸化(ADP+Pi，储能)同时进行，密切偶连，分别由两个不同的结构体系执行◆电子传递链(electron-transportchain）的四种复合物，组成两种呼吸链：NADH呼吸链,FADH2呼吸链◆ATP合成酶（ATPsynthase）(磷酸化的分子基础)G丙酮酸乙酰coACO2+H2O+ATP线粒体

6、内膜乳酸无氧酵解有氧分解TCA环呼吸链ⅠⅡⅢ丙酮酸脱氢酶系(E1+E2+E3)乙酰CoA一、丙酮酸的氧化脱羧(不可逆反应)二、三羧酸循环（tricarboxylicacidcycle，TCA环）步骤：8（柠檬酸循环、Krebs环）Kerbs，1953年诺贝尔化学奖部位：线粒体基质柠檬酸异柠檬酸-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸草酰乙酸苹果酸[顺乌头酸]乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸柠檬酸合成酶1不可逆反应乌头酸酶顺乌头酸异柠檬酸2柠檬酸异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸异柠檬酸第一次脱氢，脱羧3-酮戊二酸脱氢

7、酶系琥珀酰CoA-酮戊二酸不可逆反应，第二次脱氢、脱羧4琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酰CoA合成酶5底物水平磷酸化琥珀酸琥珀酸脱氢酶延胡索酸6第三次脱氢7延胡索酸延胡索酸酶苹果酸苹果酸苹果酸脱氢酶草酰乙酸8第四次脱氢总反应式：CH3COSCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+CoASH+3NADH(H+)+FADH2+GTP①两处不可逆反应：1、4②每次循环纳入一个乙酰基，消耗2H2O，生成2分子CO2三、TCA环小结：③草酰乙酸是新合成的：④能量计算：4次脱氢：3NADH(H+)

8、9ATP1FADH22ATP1次底物水平磷酸化：GTPATP12ATP（二）呼吸链：1.概念：代谢物脱下的氢(电子和质子)，沿着一系列有顺序的传递体组成的传递途径，传递给氧生成水的总过程。也称电子传递体系或电子传递链。3.呼吸链的组成:真核生物呼吸链在线粒体内膜上，原核生物在细胞膜上。2.分布：烟酰胺脱氢酶类(NADH脱氢酶类)黄素脱氢酶类(如:琥珀酸脱氢酶)铁硫蛋白类细胞色素类辅酶Q(CoQ)类呼吸链是由氧化还原酶和它们的辅因子组成的氢传递体和电子传