西北农林科技大学：《细胞生物学》课程教学资源（课件讲稿）第6章 细胞的能量转换——线粒体和叶绿体

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第6章 细胞的能量转换 ——线粒体和叶绿体 细胞生物学课件

本章内容提要 ■第一节线粒体与氧化磷酸化 线粒体的形态与结构，氧化磷酸化的分 子基础、作用机理。 ·第二节叶绿体与光合作用 叶绿体的形态与结构，光合磷酸化作用 机理。 ■第三节线粒体和叶绿体的半自主性及起源

本章内容提要 ◼ 第一节 线粒体与氧化磷酸化 线粒体的形态与结构，氧化磷酸化的分 子基础、作用机理。 ◼ 第二节 叶绿体与光合作用 叶绿体的形态与结构，光合磷酸化作用 机理。 ◼ 第三节 线粒体和叶绿体的半自主性及起源

线粒体与叶绿体比较 线粒体广泛存在于各类真核细胞中，而叶绿体仅存 在于植物细胞中。 都是高效的产生ATP的装置 都呈封闭的双层膜结构，且内膜经折叠并演化为特 化的结构系统。 都是半自主性的细胞器

线粒体与叶绿体比较 ◼ 线粒体广泛存在于各类真核细胞中，而叶绿体仅存 在于植物细胞中。 ◼ 都是高效的产生ATP的装置 ◼ 都呈封闭的双层膜结构，且内膜经折叠并演化为特 化的结构系统。 ◼ 都是半自主性的细胞器

Photosynthesis Aerobic respiration Chloroplast CHOH Mitochondrion C02+H20—→ C02+H20 n 0 OH 2 Carbohydrate ATP (contains high energy electrons) NADPH 图图■■圆■ NADH ADP NADP+ > NAD+ 02 02 chemical energy (ATP) Sun Light energy H20 e- (contains low energy electrons) e e e e eeeeee e- e e e Figure 6.4 An overview of the energetics of photosynthesis and aerobic respiration

mitochondria 6.1线粒体与氧化磷酸化 hondria Inner Structure Figure 1 http://www.microscopy.fsu.edu/cells/animals/mitochondria.html http://www.hybridmedicalanimation.com/pages/chloroplast.html

6.1 线粒体与氧化磷酸化

线粒体 细胞呼吸线粒体电子传递链 电子传递链与氧T化磷酸T化COMPLEX 电子传递链与氟T化磷酸T化COM促CEXI亚 电子传巍链与氧T化磷酸T化COMM俚CEX

线粒体 细胞呼吸--线粒体电子传递链 电子传递链与氧化磷酸化COMPLEX Ⅰ 电子传递链与氧化磷酸化COMPLEX II 电子传递链与氧化磷酸化COMPLEX III

6.1.1线粒体的形态及动态特征 6.1.1.1线粒体的形态、分布及数目 线粒体的发现 1890,Altaman首次发现，命名为bioblast: 1898,von Benda提出mitochondrion: ◆ 1900,Michaelis发现线粒体具有氧化作用； 1948,Green,1949,Kennedy和Lehninger分别发 现三羧酸循环和脂肪酸氧化是在线粒体内完成的。 形态结构 形态多种多样，粒状、杆状、哑铃形、线状、分叉状等。 一般直径0.5~1.0um,长1.5~3.0um,不均匀分布。 ◆ 具组织特异性。 在同一细胞中具多形性、易变性、运动性和适应性

6.1.1 线粒体的形态及动态特征 ◼ 线粒体的发现 ◆ 1890，Altaman首次发现，命名为bioblast； ◆ 1898，von Benda提出mitochondrion； ◆ 1900，Michaelis发现线粒体具有氧化作用； ◆ 1948，Green，1949，Kennedy和Lehninger分别发 现三羧酸循环和脂肪酸氧化是在线粒体内完成的。 ◼ 形态结构 ◆ 形态多种多样，粒状、杆状、哑铃形、线状、分叉状等。 一般直径0.5～1.0um，长1.5～ 3.0um，不均匀分布。 ◆ 具组织特异性。 ◆ 在同一细胞中具多形性、易变性、运动性和适应性 6.1.1.1 线粒体的形态、分布及数目

▣分布 多分布在细胞代谢旺盛的区域，可向这些区域迁移，微管是其导轨、马 达蛋白提供动力。 线粒体沿肌原纤 维规则排列。 P277 mitochondria 0 线粒体沿心肌原 纤维规则排列及 flagellar axoneme 围绕在精子尾巴 myofibril 上。 CARDIAC MUSCLE SPERM TAIL

◼ 分布 多分布在细胞代谢旺盛的区域，可向这些区域迁移，微管是其导轨、马 达蛋白提供动力。 线粒体沿肌原纤 维规则排列。 P277 线粒体沿心肌原 纤维规则排列及 围绕在精子尾巴 上

(A) (B) 10 um 线粒体与微管关系 线粒体是一个动态结构，再生 活的细胞中形态常发生变化

线粒体与微管关系 线粒体是一个动态结构，再生 活的细胞中形态常发生变化

数目 线粒体的数目呈现动态变化并接受调控：不同类型真核细胞数目相差大 而同类型中则相对稳定；衣藻和红藻等低等的真核细胞只含有一个 线粒体，而高等动物细胞内有数百到数千个。 6.1.1.2线粒体的融合与分裂 线粒体频繁的融合与分裂现象，是线粒体形态调控的基本方式，也是 线粒体数目调控的基础。实际上把细胞中所有的线粒体联系成一个不 连续的动态整体，可能是线粒体间共享遗传信息的重要途径。 线粒体融合与分裂的偶联：洋葱表皮细胞线粒体在约1min内相继发生融合与分裂。可 变色荧光蛋白(Kaide)标记不同线粒体，融合后颜色发生变化

◼ 数目 线粒体的数目呈现动态变化并接受调控：不同类型真核细胞数目相差大 而同类型中则相对稳定；衣藻和红藻等低等的真核细胞只含有一个 线粒体，而高等动物细胞内有数百到数千个。 6.1.1.2 线粒体的融合与分裂 线粒体频繁的融合与分裂现象，是线粒体形态调控的基本方式，也是 线粒体数目调控的基础。实际上把细胞中所有的线粒体联系成一个不 连续的动态整体，可能是线粒体间共享遗传信息的重要途径。 线粒体融合与分裂的偶联：洋葱表皮细胞线粒体在约1min内相继发生融合与分裂。可 变色荧光蛋白（Kaide）标记不同线粒体，融合后颜色发生变化