黑龙江八一农垦大学：《细胞生物学》课程教学资源（PPT课件）第七章 细胞的能量转换（线粒体和叶绿体）

第七章 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

第七章 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

第一节 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 ●线粒体与疾病

第一节 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 ●线粒体与疾病

一、线粒体的形态结构 ●线粒体的形态、大小、数量与分布 ●线粒体的超微结构 ◆外膜(outer membrane）：含孔蛋白(porin)， 通透性较高。 ◆内膜（inner membrane）：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（intermembrane space）：含许多可溶性酶、底物及 辅助因子。 ◆ 基 质 （ matrix ） ：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

一、线粒体的形态结构 ●线粒体的形态、大小、数量与分布 ●线粒体的超微结构 ◆外膜(outer membrane）：含孔蛋白(porin)， 通透性较高。 ◆内膜（inner membrane）：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（intermembrane space）：含许多可溶性酶、底物及 辅助因子。 ◆ 基 质 （ matrix ） ：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

·执行氧化反应的电子传递链 ·ATP合成酶 ·线粒体内膜转运蛋白

·执行氧化反应的电子传递链 ·ATP合成酶 ·线粒体内膜转运蛋白

二、线粒体的化学组成及酶的定位 ●线粒体组分分离方法 ●线粒体的化学组成 ●线粒体酶的定位 线粒体各部分的功能

二、线粒体的化学组成及酶的定位 ●线粒体组分分离方法 ●线粒体的化学组成 ●线粒体酶的定位 线粒体各部分的功能

线粒体的化学组成 ◆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）

线粒体的化学组成 ◆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）

三、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；与细胞中氧自由基的生成、细胞凋亡、 细胞的信号转导、细胞内多种离子的跨膜转运及电解质稳 态平衡的调控有关。 ●氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)的分子基础 ●氧化磷酸化的偶联机制—化学渗透假说 (Chemiosmotic Hypothesis, Mithchell,1961) ●质子动力势的其他作用 ●线粒体能量转换过程略图

三、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；与细胞中氧自由基的生成、细胞凋亡、 细胞的信号转导、细胞内多种离子的跨膜转运及电解质稳 态平衡的调控有关。 ●氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)的分子基础 ●氧化磷酸化的偶联机制—化学渗透假说 (Chemiosmotic Hypothesis, Mithchell,1961) ●质子动力势的其他作用 ●线粒体能量转换过程略图

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

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

氧化磷酸化的分子基础 ◆电子传递链(electron-transport chain）的四种复合物， 组成两种 呼吸链：NADH呼吸链, FADH2呼吸链 ◆在电子传递过程中，有几点需要说明 ◆ATP合成酶（ATP synthase）(磷酸化的分子基础)

氧化磷酸化的分子基础 ◆电子传递链(electron-transport chain）的四种复合物， 组成两种 呼吸链：NADH呼吸链, FADH2呼吸链 ◆在电子传递过程中，有几点需要说明 ◆ATP合成酶（ATP synthase）(磷酸化的分子基础)

电子传递链的四种复合物(哺乳类) ◆复合物Ⅰ：NADH-CoQ还原酶复合物（既是电子传 递体又是质子移位体） ◆复合物Ⅱ：琥珀酸脱氢酶复合物（是电子传递体而 非质子移位体） ◆复合物Ⅲ：细胞色素bc1复合物（既是电子传递体又 是质子移位体） ◆ 复合物Ⅳ：细胞色素C氧化酶（既是电子传递体又 是质子移位体）

电子传递链的四种复合物(哺乳类) ◆复合物Ⅰ：NADH-CoQ还原酶复合物（既是电子传 递体又是质子移位体） ◆复合物Ⅱ：琥珀酸脱氢酶复合物（是电子传递体而 非质子移位体） ◆复合物Ⅲ：细胞色素bc1复合物（既是电子传递体又 是质子移位体） ◆ 复合物Ⅳ：细胞色素C氧化酶（既是电子传递体又 是质子移位体）