第七章線粒體與細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換

第七章線粒體與細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換第1頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三線粒體的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？

ATP產(chǎn)生的主要步驟？

為什么說線粒體是半自主性細(xì)胞器？第2頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化1、線粒體的形態(tài)、大小、數(shù)量與分布2、線粒體的超微結(jié)構(gòu)（1）外膜（outermembrane）：含孔蛋白(porin)，通透性較高。（2）內(nèi)膜（innermembrane）：高度不通透性，向內(nèi)折疊形成嵴（cristae）。含有與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的蛋白

a、執(zhí)行氧化反應(yīng)的電子傳遞鏈

b、ATP合成酶

c、線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白一、線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)第3頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三（3）膜間隙（intermembranespace）：含許多可溶性酶、底物及輔助因子。（4）基質(zhì)（matrix）：含三羧酸循環(huán)酶系、線粒體基因表達(dá)酶系等以及線粒體DNA,RNA，核糖體。第4頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三線粒體的超微結(jié)構(gòu)線粒體是由兩層單位膜套疊而成的封閉的囊狀結(jié)構(gòu).由以下4部分組成:外膜(outermembrane)內(nèi)膜(innermembrane)膜間隙(intermembranespace)基質(zhì)(matrix)第5頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三Mitochondria

第6頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三第7頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三第8頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三MuscleCellMitochondrion(TEMx190,920).第9頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三二、線粒體的化學(xué)組成及酶的定位1、線粒體的化學(xué)組成:（1）蛋白質(zhì)(線粒體干重的65～70％)（2）脂類(線粒體干重的25～30％)：a、磷脂占3/4以上，外膜主要是卵磷脂，內(nèi)膜主要是心磷脂。

b、線粒體脂類和蛋白質(zhì)的比值:0.3:1（內(nèi)膜）；1:1（外膜）

2、線粒體酶的定位第10頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三Enzymes

inthemitochondrion第11頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三三、線粒體的功能

線粒體的主要功能是進(jìn)行氧化磷酸化,合成ATP,為細(xì)胞生命活動(dòng)提供直接能量.線粒體是糖類、脂肪和氨基酸最終氧化釋能的場(chǎng)所。1、糖氧化過程,部位2、氧化磷酸化的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)3、ATP合酶復(fù)合體第12頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三1.氧化過程,部位葡萄糖(胞質(zhì))----丙酮酸(胞質(zhì))----三羧酸循環(huán)(線粒體基質(zhì))----氧化磷酸化(內(nèi)膜基粒),ATP合成一分子葡萄糖可形成38個(gè)ATP分子.能量轉(zhuǎn)換率40%,一般機(jī)械10—20%.第13頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三第14頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2、氧化磷酸化的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ).a、氧化磷酸化過程實(shí)際上是能量轉(zhuǎn)化過程,即有機(jī)分子中儲(chǔ)存的能量高能電子質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)ATP。氧化和磷酸化勢(shì)同時(shí)進(jìn)行并密切偶聯(lián)在一起的,但卻是由兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。a、電子傳遞鏈(呼吸鏈)b、ATP合酶復(fù)合體第15頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三Electrontransportsystem第16頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三電子傳遞鏈的四種復(fù)合物a、NADH脫氫酶復(fù)合物b、琥珀酸脫氫酶復(fù)合物

c、細(xì)胞色素bc1復(fù)合物d、細(xì)胞色素C氧化酶第17頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三3、ATP合酶復(fù)合體a、分子結(jié)構(gòu)b、ATP合成機(jī)制第18頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三第19頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三Electrontransportsystem第20頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三第21頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三四、線粒體與疾病

線粒體是細(xì)胞內(nèi)最易受損傷的一個(gè)敏感的細(xì)胞器,它可顯示細(xì)胞受傷的程度.許多研究工作表明,線粒體與人的疾病、衰老和細(xì)胞凋亡有關(guān),線粒體的異常會(huì)影響整個(gè)細(xì)胞的正常功能,從而導(dǎo)致病變。第22頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)線粒體的半自主性

自身含有遺傳表達(dá)系統(tǒng)(自主性)；但編碼 的遺傳信息十分有限，其RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯、自身構(gòu)建和功能發(fā)揮等必須依賴核基因組編碼的遺傳信息(自主性有限)。第23頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三

線粒體的生長(zhǎng)和增殖是受核基因組及其自身的基因組兩套遺傳系統(tǒng)的控制,顯然也是屬于半自主細(xì)胞器

1、線粒體DNA2、線粒體的蛋白質(zhì)合成第24頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三一、線粒體的DNA1、mtDNA/ctDNA形狀、數(shù)量、大小人mtDNA：16,569bp，37個(gè)基因是目前所知的最小的mtDNA.2、mtDNA和ctDNA以半保留方式進(jìn)行自我復(fù)制3、mtDNA復(fù)制的時(shí)間主要在細(xì)胞周期的S期及G2期，DNA先復(fù)制，隨后線粒體分裂。ctDNA復(fù)制的時(shí)間在G1期。復(fù)制仍受核控制第25頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三二、線粒體的蛋白質(zhì)合成

線粒體雖能合成蛋白質(zhì),但其種類十分有限。線粒體蛋白質(zhì)合成體系對(duì)核基因組具有依賴性。組成線粒體各部分的蛋白質(zhì),絕大多數(shù)都是由核編碼并在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成后再運(yùn)送到線粒體各自的功能位點(diǎn)上.不同來源的線粒體基因，其表達(dá)產(chǎn)物既有共性，也存在差異。第26頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三線粒體是細(xì)胞內(nèi)參與能量代謝的主要結(jié)構(gòu),它由雙層單位膜構(gòu)成,內(nèi)膜上分布著具有電子傳遞功能的蛋白質(zhì)系統(tǒng)和使ADP+Pi生成ATP的ATP合酶復(fù)合體;線粒體還具有自己相對(duì)獨(dú)立的遺傳體系,但又依賴于核遺傳體系,所以具有半自主性.第27頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三核糖體核糖體與RNA的關(guān)系？第28頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三RIBOSOME第29頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)核糖體的類型與結(jié)構(gòu)核糖體是合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器，其唯一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精確地合成多肽鍵。核糖體RNA稱為rRNA，蛋白質(zhì)稱r蛋白，蛋白質(zhì)含量約占40%，RNA含量約占60％。第30頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三一核糖體的基本類型與成分兩種基本類型的核糖體：70S(S為Svedberg沉降系數(shù)單位)和80S。每個(gè)核糖體有大小二個(gè)亞基。第31頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三rRNA的結(jié)構(gòu)比r蛋白的結(jié)構(gòu)具有更高的保守性。rRNA在蛋白質(zhì)合成過程中可能具有重要作用。第32頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)多聚核糖體與蛋白質(zhì)的合成一多聚核糖體（polyribosome或polysome）第33頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三TranslationofmRNAbytheRibosome第34頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三核糖體與三種RNA

a.遺傳密碼

b.遺傳密碼特點(diǎn)

c.核糖體與三種RNA的關(guān)系第35頁，共37頁