《线粒体和叶绿体.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《线粒体和叶绿体.ppt（35页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、1,第 六 章线 粒 体 和 叶 绿 体,2,要点综述掌握线粒体和叶绿体的结构与功能，线粒体和叶绿体的遗传自主性问题和蛋白质合成及其转运的知识。,3,6.1 线粒体 6.1.1 线粒体的形态与分布,4,线粒体是一种动态细胞器，其形态、数量和分布随细胞种类和生理状态变化而变化。外形：具多形性，有线状、粒状、哑铃状、环形、圆柱形等，但以线状和粒状最常见。大小：直径0.51um，长为23um。数目：动物细胞多于植物细胞；代谢旺盛的细胞中较多；人成熟的红细胞中无线粒体。分布：集中在细胞功能旺盛区域；迁移时以微管为运动轨道、由马达蛋白提供动力。,5,6.1.2 线粒体结构与化学组成,6,外膜平整光滑。含
2、有较多的通道蛋白-孔蛋白，因此，通透性很高，小分子物质可通过小孔进出膜间隙。含有一些特殊的酶类，分别催化肾上腺素氧化、色氨酸降解、脂肪酸降解、脂肪酸链延长、脂肪酸链去饱和、磷脂合成等。标志酶:单胺氧化酶。,7,内膜不含胆固醇，富含心磷脂。对物质的通透性很低，能严格控制分子和离子通过。内膜向基质内褶叠成嵴，在嵴膜的基质面上有许多排列规则的小球体-线粒体基粒，又称耦联因子1，简称F1，实际是H+-ATP合酶的头部；是线粒体进行电子传递和氧化磷酸化的部位；内膜的标志酶：细胞色素氧化酶;,8,膜间隙 内外膜之间的腔隙，充满无定形液体，含有可溶性酶、底物和辅助因子。标志酶:腺苷酸激酶 功能：核苷的磷酸化
3、,9,线粒体基质（内室）内膜所包围的嵴外空间，含有DNA、RNA、核糖体、上百种酶类及其它成分。标志酶:苹果酸脱氢酶,10,6.1.3 线粒体的功能进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动提供能量；与细胞中氧自由基的生成、细胞程序性死亡、细胞信号转导、细胞内多种离子的跨膜运输及电解质稳态平衡的调控等有关。,11,6.1.4 线粒体与疾病线粒体最易受损伤，可显示细胞受损伤的程度线粒体与人的疾病、衰老和细胞凋亡有关线粒体异常会影响细胞的正常功能，导致疾病发生-线粒体病（MD）线粒体病的原发机制是mtDNA异常引起的遗传性疾病,12,6.2 叶绿体,13,6.2.1 叶绿体的形态结构,14,一、叶
4、绿体的形状、大小和数量叶绿体的形状、大小和数量因植物种类不同而差别很大。叶绿体是一种不稳定的细胞器。形状：高等植物多呈凸透镜状或香蕉状。大小：长510um，宽24um.,15,二、叶绿体结构,由叶绿体膜或外被、类囊体和基质组成。含有3种不同的膜(外膜、内膜和类囊体膜)含有3种彼此分隔的间隙(膜间隙、叶绿体基质和类囊体腔)。,16,基粒,基粒类囊体,基质,基粒,基质类囊体,类囊体腔,17,（一）叶绿体膜,外膜通透性大，内膜对物质透过具强选择性；组成叶绿体膜的脂质以磷脂和糖脂最多；膜中分布很多种酶类。,18,（二）类囊体,形态结构：叶绿体的基粒结构：基粒类囊体：基质类囊体：类囊体膜上的物质组成：集
5、中了光合作用能量转换的全部组分，分别装配在光系统、光系统、细胞色素bf、CFO-CF1ATP合成酶等主要的膜蛋白复合物中。CFO-CF1ATP合成酶是类囊体膜上伸向基质的带柄小球体结构。P226 图7-11,19,类囊体的结构,20,类囊体膜蛋白的不对称分布,类囊体膜的外周蛋白在类囊体膜上朝向叶绿体基质面的较多，内在蛋白镶嵌在脂双层中。,21,（三）叶绿体基质,物质组成：RuBP羧化酶结构组成：,叶绿体的功能,进行光合作用，通过光合磷酸化将光能转换成化学能供细胞利用。,22,6.3 线粒体和叶绿体的半自主性,6.3.1 线粒体和叶绿体的DNA 6.3.2 线粒体和叶绿体的蛋白质合成组成线粒体和
6、叶绿体中的蛋白质，仅有少数是由两种细胞器内的核糖体所合成的。绝大多数都是由核DNA编码并在细胞质中合成后，再通过导肽或转运肽运输到各自特定的功能位点上的。,23,线粒体DNA所编码的RNA和多肽种类：叶绿体DNA所编码的RNA和多肽种类：在各种植物的叶绿体中已被确定的基因：,24,6.4 线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配,由核基因编码的向线粒体和叶绿体运送的蛋白质，先在细胞质基质中合成前体形式，然后通过后转移方式运输到线粒体和叶绿体内。前体蛋白由成熟形式的蛋白和N端的一段称为导肽或转运肽的氨基酸序列共同组成。,25,6.4.1 导 肽,何谓导肽？导肽的结构特征 导肽的功能能识别线粒体（导肽序列
7、中含有识别线粒体的信息）能牵引蛋白质通过线粒体膜进行运送导肽决定蛋白质运送方向，对其后所牵引的被运送的蛋白质无特异性要求,26,导肽中的导向信息蛋白质进入线粒体的部位是由其导肽所含的导向信息决定的不同的导肽所含的信息不同，同一导肽中的不同片断中含有的信息也不同，因而可使不同的线粒体蛋白运送到基质中，或定位于内膜或膜间隙。并非所有线粒体蛋白质合成完成时都含有导肽，有人认为这些蛋白的导向信息可能存在于蛋白质分子内的特定氨基酸序列中。,27,九九年诺贝尔医学奖得主-布洛贝尔,28,6.4.2 线粒体蛋白的运送,含导肽的前体蛋白的跨膜运送需要消耗能量;需要线粒体外膜上的相应受体蛋白需要线粒体外膜上的G
8、IP蛋白需要分子伴侣(P204)需要内膜两侧膜电位启动,29,定位于线粒体基质中的蛋白跨膜转运,30,外膜蛋白的定位 运送到外膜的蛋白质没有导肽,它的氨基酸末端延伸部分就有识别受体的功能,直接插入到外膜。,31,6.4.3 叶绿体蛋白的运送,运输机理 与线粒体有许多类同之处,但由于叶绿体结构复杂，使得细胞质中合成的蛋白运送到叶绿体的特定部位比线粒体更复杂、更困难。细胞质中合成的叶绿体前体蛋白N末端也含有一段类似线粒体蛋白导肽的序列,称为转运肽。,32,定位于叶绿体基质蛋白的运送,如RuBP羧化酶8个小亚基,它们的运输过程大致分为两步:第一步转运肽与叶绿体的外膜受体结合；第二步以类似于线粒体蛋白运输的机制跨过叶绿体的膜进入基质，转运肽被特异的蛋白酶水解掉。,33,定位于类囊体膜和类囊体腔中的蛋白的运输,大致分为三个过程:第一步是前体连接到叶绿体膜的特定的受体上,第二步是前体进入叶绿体基质、经特异的蛋白酶加工后插入到类囊体膜或进入类囊体腔,第三步在类囊体腔中经特异的蛋白酶加工后再装配成成熟的蛋白质。,34,35,第六章重点一、比较线粒体和叶绿体结构的异同？二、RuBP羧化酶存在部位？由哪些亚基组成？各由何基因组编码？三、何谓导肽？结构特点如何？思考题：9、11,
