细胞生物学第1节：线粒体与氧化磷酸化
细胞生物学 06 线粒体和叶绿体
第六章
线粒体和叶绿体
氧化与磷酸化偶联部位
第 一 节 线 粒 体 和 氧 化 磷 酸 化
电子传递链将NADH和FADH2上的电子传递给
氧的过程中释放自由能，供给ATP的合成。其
中释放大量自由能的部位有3处，即复合物Ⅰ、
Ⅲ、Ⅳ ，这3个部位就是ATP合成的部位，称为
偶联部位。
第六章
线粒体和叶绿体
第 一 节 线 粒 体 和 氧 化 磷 酸 化
第六章
线粒体和叶绿体
二、线粒体与叶绿体蛋白质的运送与组装
第 三 节 线 粒 体 和 叶 绿 体 是 半 自 主 性 的 细 胞 器
线粒体蛋白运送的特点
分子伴侣：细胞中的某些分子，可
需要受体
从接触点进入
蛋白质要解折叠
需要分子伴侣 需要能量 需要导肽水解酶
以识别正在合成的多肽或部分折叠 的多肽，并与多肽的某些部位结合， 从而帮助这些多肽转运、折叠或装 配，但其本身不参与最终产物的形 成。 细胞质中Hsp蛋白家族的某些成员、 信号识别颗粒、Bip、PDI、核质蛋 白等。
第六章
线粒体和叶绿体
第六章
线粒体和叶绿体
NADPH在叶绿体基质中形成。 ③循环式光合磷酸化过程中只生成ATP，没有NADPH和氧气产生。 ④原初反应与电子传递光合磷酸化属于光反应
第六章
线粒体和叶绿体
（三）光合碳同化
第 二 节 叶 绿 体 与 光 合 作 用
光合碳同化：在叶绿体的基质进行
碳同化的三条途径： – 卡尔文循环（C3途径） – C4途径或Hatch-Slack循环 – 景天科代谢途径。
叶绿体的形态结构与组成 叶绿体的功能——光合作用
第六章
线粒体的氧化与磷酸化的偶联
线粒体的氧化与磷酸化的偶联线粒体是细胞中的一个重要器官，它在细胞内起着能量生产的关键作用。
线粒体通过氧化和磷酸化的偶联过程来产生细胞所需的能量分子ATP。
氧化是指线粒体内的呼吸链反应，它将有机物质（如葡萄糖、脂肪酸等）在氧气的存在下进行氧化代谢，生成二氧化碳和水，并释放出能量。
这个过程主要发生在线粒体内膜上的呼吸链复合物中。
呼吸链复合物是由多个蛋白质和辅酶组成的复杂结构，分布在线粒体内膜上。
它们通过一系列的氧化还原反应，将有机物质中的电子从高能态逐步转移到低能态，最终将电子转移到氧分子上，生成水。
在这个过程中，释放出的能量被用来推动质子泵，将质子从线粒体基质转运到内膜间隙。
质子泵是呼吸链复合物中的一部分，它通过将质子从线粒体基质转运到内膜间隙，形成质子浓度梯度。
这个质子浓度梯度是线粒体内膜上ATP合酶的驱动力。
ATP合酶是线粒体内膜上的一个复合物，它利用质子浓度梯度的能量，将ADP和磷酸根儿结合成ATP。
磷酸化是指线粒体内膜上ATP合酶的反应，它将ADP和磷酸根儿结合成ATP。
这个过程需要消耗能量，而能量正是通过氧化过程中释放出的。
所以，氧化和磷酸化是密切相关的过程，彼此相互依赖。
在线粒体中，氧化和磷酸化通过呼吸链复合物和ATP合酶之间的相互作用进行偶联。
当有机物质在呼吸链复合物中被氧化时，释放出的能量被用来推动质子泵，形成质子浓度梯度。
而这个梯度又被利用来驱动ATP合酶合成ATP的反应。
这种通过能量耦联的方式，使得线粒体能够高效地产生ATP，并提供给细胞所需的能量。
除了氧化和磷酸化之外，线粒体还参与了其他重要的生物学过程。
例如，线粒体还参与脂肪酸代谢、钙离子调节、细胞凋亡等。
线粒体的功能异常会导致多种疾病的发生，如线粒体病、肥胖症、糖尿病等。
总之，线粒体的氧化和磷酸化偶联过程是细胞中能量生产的关键步骤。
通过氧化过程中释放出的能量推动质子泵形成质子浓度梯度，然后利用这个梯度驱动ATP合酶合成ATP。
细胞生物学第6章
① 复合物Ⅰ
NADH脱氢酶（ NADH—CoQ还原酶 ）
组成：42条肽链，呈L型，含一个FMN和至少6个铁 硫蛋白，分子量约1MD，以二聚体形式存在。
作用：催化NADH的2个电子传递至辅酶Q；同时将
4个质子由线粒体基质转移至膜间隙
NADH→FMN→Fe-S→Q NADH + 5H+M + Q→NAD+ + QH2 + 4H+C
作用：将从细胞色素c接受的电子传给氧，每转移一
对电子，在基质侧消耗2个质子，同时转移2个质子至
膜间隙。
cyt c→CuA→heme a→a3- CuB→O2 4还原态cyt c + 8 H+M + O2→4氧化态cyt c + 4H+C + 2H2O
（2）ATP合成酶的分子结构与组成
ATP合成酶广泛存在于线粒体、叶绿体、异养菌和 光合细菌中，是生物体能量转换的核心酶。
辅酶Q和细胞色素c这样的可扩散性分子连接。
NAD （nicotinamide adenine dinucleotide）， ＆ NADP
Flavin mononucleotide（FMN）& Flavin adenine dinucleotide（FAD）
铁硫蛋白：在其分子结构中每个铁原子和4个硫原 子结合，通过Fe3+ 、 Fe2+互变进行电子传递，有 2Fe-2S和4Fe-4S两种类型。
第六章
细胞的能量转换
叶绿体通过光合作用把光能转换为 化学能，并储存在糖类、脂肪 和蛋白质等大分子有机物中
线粒体能高效地将有机物转换为细 胞生命活动的直接能源ATP
细胞生物学第七章线粒体与叶绿体知识点整理
《第七章 线粒体与叶绿体》知识点整理一、线粒体与氧化磷酸化 1． 形态结构 外膜：标志酶：单胺氧化酶 是线粒体最外面一层平滑的单位膜结构; 通透性高；50％蛋白，50％脂类； 内膜：标志酶:细胞色素氧化酶 是位于外膜内侧的一层单位膜结构；缺乏胆固醇，富含心磷脂-—决定了内膜的不透性（限制所有分子和离子的自由通过)；蛋白质/ 脂类:3:1； 氧化磷酸化的关键场所 膜间隙:标志酶:腺苷酸激酶 其功能是催化ATP 大分子末端磷酸基团转移到AMP ，生成ADP 嵴：内膜内折形成,增加面积；需能大的细胞线粒体嵴数多 片状(板状）:高等动物细胞中，垂直于线粒体长轴 管状：原生动物和植物中 基粒（ATP 合成酶)：位于线粒体内膜的嵴上的规则排列的颗粒 基质：标志酶：苹果酸脱氢酶 为内膜和嵴包围的空间,富含可溶性蛋白质的胶状物质，具有特定的pH 和渗透压； 三羧酸循环、脂肪酸和丙酮酸氧化进行场所 含有大量蛋白质和酶，DNA,RNA ，核糖体，Ca2+ 2． 功能 (1) 通过基质中的三羧酸循环，进行糖类、脂肪和氨基酸的最终氧化 (2) 通过内膜上的电子传递链，形成跨内膜的质子梯度 (3) 通过内膜上的ATP 合成酶，合成ATP ATP 合成酶的结合变化和旋转催化机制（书P90）头部F 1(α3β3γδε) 亲水性 α、β亚基具有ATP 结合位点，β亚基具有催化ATP 合成的活性 γε结合为转子,旋转以调节β亚基的3种构象状态δ与a 、b 亚基结合为定子基部F 0(a 1b 2c 10-12） 疏水性 C 亚基12 聚体形成一个环状结构定子在一侧将α3β3与F 0连接起来>〉氧化磷酸化的具体过程① 细胞内的储能大分子糖类、脂肪经酵解或分解形成丙酮酸和脂肪酸,氨基 酸可被分解为丙酮酸,脂肪酸或氨基酸进入线粒体后进一步分解为乙酰CoA;② 乙酰CoA 通过基质中的TCA 循环,产生含有高能电子的NADH 和FADH2； ③ 这两种分子中的高能电子通过电子传递链，在过程中形成跨内膜的质子梯度； 氧化磷酸化*Delta *epsilon《第七章 线粒体与叶绿体》知识点整理④ 质子梯度驱动ATP 合成酶将ADP 磷酸化成ATP,势能转变为化学能。
《细胞生物学》课程教学大纲
《细胞生物学》课程教学大纲（Cell Biology）课程编号：1922011（1923011）课程类别：学科基础课（专业课）适用专业：生物技术、生物科学、生物科学（师范）、生物工程先修课程：动物生物学、植物生物学、生物化学后续课程：分子生物学、发育生物学、细胞工程、基因工程总学分：3.5 其中实验学分：1总学时：72 （其中理论40学时、实验32学时）教学目的和要求：细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，是生命科学的四大基础学科之一，它在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容。
通过本课程的学习，使学生了解和掌握细胞的结构与功能，阐明细胞生命活动的基本规律，并为细胞的生命活动提供理论基础，为今后从事该领域及其相关领域的科学研究提供必要的基础。
教学内容与学时安排结论（1学时）一、课程介绍与要求二、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科三、细胞生物学的主要研究内容四、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域本章重点：细胞生物学的主要研究内容。
难点：细胞生物学研究的总趋势与重点领域。
教学基本要求：了解当前细胞生物学研究的总趋势，理解细胞生物学是生命科学的重要基础课，掌握细胞生物学的主要研究内容。
第一章细胞概述（3学时）第一节细胞的发现及细胞学说的创立一、细胞的发现二、细胞学说的创立三、细胞学理论对细胞学发展的推动作用第二节细胞的共性一、细胞结构的共性二、细胞功能的共性三、细胞的形态四、细胞的大小及体积的恒定五、细胞及细胞器的计量单位第三节细胞的分子基础一、细胞中的水二、无机盐三、有机小分子四、生物分子及其功能五、细胞结构体系的组装第四节细胞的类型和结构体系一、原核细胞二、真核细胞的两种主要类型：动物细胞和植物细胞三、真核细胞的结构体系四、真核细胞与原核细胞的比较第五节病毒：非细胞的生命体一、病毒是比细胞更小的生命体二、病毒只能在细胞中增殖三、冠状病毒与SARS第六节细胞生命的进化一、细胞生命的起源二、真核细胞的起源三、从单细胞向多细胞进化本章重点：细胞学说的内容；细胞的共性；细胞的类型和结构体系；细胞生命的进化。
第六章 细胞的能量转换—线粒体和叶绿体 南开大学细胞生物学课件
1. 电子载体
电子传递链是由一系列特殊的电子载体构成的。 在电子传递过程中，与释放的电子结合并将电子传递 下去的化合物称为电子载体（electron carrier）。
电子载体有五种： 黄素蛋白（flavoprotein） 细胞色素(cytochrome) 泛醌(ubiquinone, UQ) 铁硫蛋白(iron-sulfur protein) 铜原子(copper atom)
Fis1和Mdv1 2. 参与作用
endophilin B1 Mff(mitochondrial fission factor) GDAP1(ganglioside-induced
fifferentiation associated protein 1)
2. 线粒体融合与分裂的细胞生物学基础
二、线粒体的超微结构
复合物Ⅱ
复合物Ⅲ
复合Ⅳ
在电子传递过程中，有几点需要说明
◆ 五种类型电子载体：黄素蛋白、细胞色素(含血红素辅基)、 Fe-S中心、铜原子、辅酶Q。前四种与蛋白质结合，辅 酶Q为脂溶性醌。
◆ 电子传递起始于NADH脱氢酶催化NADH氧化，形成高 能电子(能量转化)， 终止于O2形成水。
◆ 电子传递方向按氧化还原电势递增的方向传递 (NAD+/NAD最低，H2O/O2最高)
叶肉细胞
维管束 维管束鞘细胞
第三节 线粒体和叶绿体的半自主性及其起源
线粒体和叶绿体的功能主要受细胞核 基因组调控，但同时又受到自身基因组的 调控，被称为半自主性细胞器。
线粒体和叶绿体以非孟德尔方式遗传。
一、线粒体和叶绿体的半自主性 二、线粒体和叶绿体的起源
一、线粒体和叶绿体的半自主性
（一）线粒体和叶绿体DNA （二）线粒体和叶绿体中的蛋白质 （三）线粒体和叶绿体基因组与细胞核
名词解释 氧化磷酸化
氧化磷酸化1. 概述氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）是一种细胞内的能量产生过程，通过将氧化还原反应与磷酸化反应耦合在一起，将细胞代谢产生的化学能转化为细胞所需的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP），提供给细胞进行各种生命活动所需的能量。
氧化磷酸化是真核生物和某些原核生物中最主要的能量产生途径。
2. ATP的重要性ATP是细胞内最常见的高能分子，被认为是能量的“通用货币”。
它在细胞内参与各种生物学过程，如肌肉收缩、物质运输、信号传导等。
由于ATP分解释放出大量能量，在细胞内进行各种非耗散性活动时提供动力。
3. 细胞呼吸与氧化磷酸化细胞呼吸是指通过氧化有机物质来释放储存在其中的能量，并将其转换成ATP。
它包括糖类、脂肪和蛋白质的分解，产生二氧化碳和水。
细胞呼吸的过程可以分为三个主要阶段：糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
氧化磷酸化发生在细胞呼吸的最后一个阶段，即线粒体内的内膜系统。
在这个过程中，通过电子传递链将NADH和FADH2等高能电子供体转化为水。
这种过程涉及到一系列蛋白质复合物，其中包括呼吸链中心的线粒体复合物I至IV。
4. 线粒体复合物4.1 复合物I（NADH脱氢酶）复合物I是线粒体内膜上的第一个蛋白质复合物，也被称为NADH脱氢酶。
它接收来自三羧酸循环或糖酵解过程中产生的NADH电子供体，并将其转化为NAD+。
在这一过程中，复合物I将电子从NADH转移到辅酶Q上，并释放出能量。
4.2 复合物II（琥珀酸脱氢酶）复合物II也被称为琥珀酸脱氢酶，它在氧化磷酸化过程中起到辅助作用。
复合物II接收来自三羧酸循环的FADH2电子供体，并将其转移到辅酶Q上。
与复合物I不同的是，复合物II不直接将电子传递给细胞色素c。
4.3 复合物III（细胞色素bc1）复合物III，也称为细胞色素bc1，是氧化磷酸化过程中的一个关键蛋白质复合物。
它接收来自复合物I和II的电子，并将其转移到细胞色素c上。
细胞生物学第六章线粒体与叶绿体
ATP合酶的“结合变构模 型
三、线粒体与疾病
1、线粒体病：属母系遗传，如克山病、Leber遗 传性视神经病、肌阵挛性癫痫 2、线粒体与衰老 数目与体积的变化 mtDNA的损伤、缺失 线粒体是细胞内自由基的主要来源 3、线粒体与细胞凋亡
第二节 叶绿体与光合作用
一、叶绿体的形态、大小和数目 不同植物种类之间有很大差异。 一般形态为香蕉形，或者称为透镜形。宽2-4um， 长5-10um。叶肉细胞含50-200个叶绿体。 二、叶绿体的结构和化学组成 （一）叶绿体被膜 双层单位膜，6-8nm，之间为10-20nm的膜间 隙。外膜有孔蛋白，通透性大。
THE ESTABLISHMENT OF A PROTONMOTIVE FORCE
33
（四）ATP形成机制——氧化磷酸化
氧化磷酸化：在呼吸链上与电子传递相耦联的由 ADP被磷酸化生成ATP的酶促过程。 呼吸链上有三个部位是氧化还原放能与ADP磷酸 化生成ATP偶联的部位。这三个部位有较大的自 由能变化，足以使ADP与无机磷结合形成ATP。 部位Ⅰ在NADH至CoQ之间。部位Ⅱ在细胞色素 b和细胞色素c之间。部位Ⅲ在细胞色素a和氧之 间。
第二节 叶绿体与光合作用
内膜通透性低。 内膜上有特殊的转运载体，如磷酸交换载体、二 羧酸交换载体，都属于被动运输。 内膜上有与糖脂、磷脂合成有关的酶类。因此， 叶绿体被膜不仅是叶绿体脂合成的场所，也是整 个植物细胞脂合成的主要场所。
（二）类囊体 1、类囊体的结构 叶绿体基质中由单位膜包围形成的扁平小 囊称为类囊体。 基粒、基粒类囊体、基质类囊体。 一个叶绿体的全部类囊体是一个完整连续 的封闭膜囊。含有丰富的具半乳糖的糖脂。 流动性很大。类囊体膜上的成分有：PSI、 PSII、细胞色素bf、CF0-CF1ATP酶。其分 布不对称。
与线粒体功能密切相关,尤其是线粒体氧化磷酸化。-概述说明以及解释
与线粒体功能密切相关,尤其是线粒体氧化磷酸化。
-概述说明以及解释1.引言1.1 概述线粒体是细胞内的一个重要器官，具有许多关键功能，尤其是在能量代谢方面发挥着至关重要的作用。
线粒体氧化磷酸化是线粒体的主要功能之一，它是指在线粒体内发生的一系列复杂化学反应，通过将氧化还原反应和磷酸化反应相结合，将葡萄糖等有机物转化为细胞能量的主要来源——三磷酸腺苷（ATP）。
由于线粒体氧化磷酸化直接参与能量供应，因此对细胞生存和机能维持至关重要。
线粒体氧化磷酸化主要包括三个主要过程：糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
其中，糖酵解是将葡萄糖分解为丙酮酸，并产生少量ATP和NADH。
接下来，丙酮酸进入三羧酸循环，通过一系列氧化反应，产生更多的ATP、NADH和FADH2。
最后，NADH和FADH2通过电子传递链的过程对氧气进行还原，形成水，并产生大量的ATP。
通过线粒体氧化磷酸化，细胞能够将有机物质转化为细胞能量的最终形式，ATP。
ATP在细胞的生存和功能维持中起着重要的作用。
例如，ATP 驱动许多细胞功能的进行，如信号传导、蛋白质合成、细胞分裂等。
此外，细胞内的大部分能量需求都通过线粒体氧化磷酸化来满足，如肌肉的运动、器官的正常工作等，都离不开线粒体的功能支持。
线粒体氧化磷酸化对细胞的生存、发育和适应环境变化具有重要意义。
一旦线粒体功能发生障碍，将会影响能量产生和供应，导致细胞功能的异常、代谢疾病的发生以及细胞死亡等严重后果。
因此，深入了解线粒体功能和线粒体氧化磷酸化的机制对于揭示细胞活动的本质，以及开发针对相关疾病的治疗方法具有重要的意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按以下方式进行编写:文章结构部分的目的是为读者提供一个清晰的导读，使他们能够了解整篇文章的框架和内容组织。
本文将依照以下三个主要部分进行组织: 引言、正文和结论。
引言部分将提供对线粒体功能与线粒体氧化磷酸化的概述，以及本文的目的。
首先，我们将对线粒体的重要性进行简要介绍，强调其在细胞代谢和能量产生中的关键作用。
线粒体氧化磷酸化线粒体融合裂解
线粒体氧化磷酸化线粒体融合裂解一、线粒体氧化磷酸化的机制线粒体氧化磷酸化是细胞内产生能量的重要途径，主要涉及到三个过程：糖酵解、三羧酸循环和线粒体呼吸链。
其中，线粒体呼吸链是最重要的氧化磷酸化过程，其是通过线粒体内膜上的氧化还原过程来合成ATP的。
（一）糖酵解糖酵解是将葡萄糖分解成丙酮酸和琥珀酸，然后进入线粒体内继续氧化过程的过程。
糖酵解是细胞内产生ATP的最初途径，但是其产生的ATP量相对较少。
（二）三羧酸循环三羧酸循环是细胞内有氧氧化代谢的重要环节，其将丙酮酸和琥珀酸分解为二氧化碳和水，并合成一定量的ATP。
三羧酸循环通过氧化还原反应来释放出能量，并转化为ATP。
（三）线粒体呼吸链线粒体呼吸链是氧化还原反应的过程，其是产生ATP最重要的途径。
线粒体内膜上存在多个氧化还原酶和通道蛋白，它们将电子传递给氧气，从而释放能量并合成ATP。
线粒体呼吸链产生的ATP占细胞内总ATP的绝大部分。
以上三个过程共同构成了线粒体氧化磷酸化的机制，通过这些过程，细胞能够产生足够的ATP来维持正常的生理活动。
同时，线粒体氧化磷酸化对于细胞内的代谢平衡和能量供给具有重要意义。
二、线粒体融合裂解的机制线粒体融合裂解是指线粒体在细胞内的动态过程，包括线粒体融合和线粒体裂解两个过程。
线粒体的融合裂解对于细胞的功能维持、代谢平衡以及细胞凋亡等生理活动具有重要影响。
（一）线粒体融合线粒体的融合是指两个线粒体相互融合成为一个更大的线粒体的过程。
线粒体融合通常发生在细胞内能量需求较高的情况下，例如在细胞代谢活跃或受外界刺激时。
线粒体融合可以增加线粒体内膜的通透性，从而提高线粒体内膜上的氧化还原酶和ATP合成酶的活性，增加ATP的产生量。
（二）线粒体裂解线粒体裂解是指一个线粒体分裂成两个或更多的线粒体的过程。
线粒体裂解通常发生在细胞受到外界刺激或细胞内环境发生变化时，例如在细胞凋亡或细胞代谢减缓时。
线粒体裂解可以减少线粒体内膜上的氧化还原酶和ATP合成酶的活性，降低细胞内的ATP产生量。
氧化磷酸化途径
氧化磷酸化途径氧化磷酸化途径（oxidative phosphorylation）是细胞呼吸过程中合成三磷酸腺苷（ATP）的主要方式之一。
在氧化磷酸化途径中，通过将氧气还原为水，能量转化成化学能，并将其储存到ATP分子中。
这个过程发生在线粒体内。
在本文中，将详细介绍氧化磷酸化途径的过程和参与其中的生物分子。
氧化磷酸化途径是由多个复杂蛋白质组成的线粒体呼吸链所完成的。
线粒体呼吸链是线粒体内嵌折叠蛋白质的群体，它们作为电子传递体和质子泵参与到氧化磷酸化的过程中。
线粒体呼吸链可以分为四个复合物：复合物I、复合物II、复合物III和复合物IV。
除了这四个复合物外，还有两个质子泵：复合物I和复合物III之间的质子泵和复合物III和复合物IV之间的质子泵。
氧化磷酸化的过程可以分为四个主要步骤：电子传递、质子泵、ATP合成以及化学异位联合。
第一步是电子传递。
在这一步中，NADH或FADH2这样的辅酶通过在线粒体内嵌折叠蛋白质上相继氧化还原，电子从一个载体传递到另一个载体。
复合物I在这一过程中起到了关键作用。
它将辅酶NADH的电子从NADH过渡到辅酶Q。
在这个过程中，复合物I将质子从线粒体基质侧泵入到线粒体内膜间隙内。
第二步是质子泵。
在线粒体内膜上存在两个质子泵：复合物I和复合物III之间的质子泵和复合物III和复合物IV之间的质子泵。
在这一步中，质子从线粒体基质侧被泵入到线粒体内膜间隙内，形成了质子浓度梯度。
这个质子浓度梯度是产生ATP所必需的。
第三步是ATP合成。
在线粒体内膜上存在复合物V，也被称为ATP 合成酶复合物。
在这一步中，质子从线粒体内膜间隙通过复合物V流回线粒体基质侧。
这个过程中，复合物V利用质子流动的能量催化ADP 和磷酸的结合，从而合成ATP分子。
最后一步是化学异位联合。
在这一步中，合成的ATP分子通过透过线粒体内膜的磷酸转移酶转移到线粒体基质中，从而能被细胞质中的其他细胞器和细胞结构所利用。
细胞生物学课程教学大纲
细胞生物学课程教学大纲《细胞生物学》课程教学大纲课程代码：1092709 适用专业：生物技术专业本科学时数：72 学分数： 4执笔者：龚宁编写时间：2004年8月一、课程的性质和目的细胞生物学是综合运用各种现代科学技术，从细胞水平、亚细胞水平和分子水平上全面系统地研究细胞生命规律的科学。
它是生物学很多分支学科和分子生物学的会合点，是生命科学中的一门重要前沿学科，在现代生物教育体系中起着不可替代的重要作用。
本课程的目的是在分子水平上讲授细胞结构和功能的基础知识和关于细胞生命活动的基本理论。
关于还处在探讨过程中的细胞的某些生命活动的机理，只介绍和讨论其中较为重要的假说。
本课程按照计划教学时数72学时，安排理论课教学42学时，实验课30学时。
通过理论课的教学，使学生了解和掌握细胞不同的结构与功能以及结构与功能的相关关系，阐明细胞生命活动的基本规律，并为细胞的生命活动提供理论基础。
通过本课程的实验，使学生加深和巩固对某些基本知识和基本理论的理解，并初步掌握细胞生物学实验的一些基本操作技术，获得一定的基本技能训练。
二、课程教学要求及内容：第一章绪论（2学时）（一）教学要求：1. 掌握细胞及细胞生物学的概念与研究内容；2. 了解细胞生物学发展简史及对细胞生物学发展有密切关系的关键事件；3. 了解细胞生物学的一些分支学科；4. 掌握细胞、细胞学、细胞学说、细胞生物学等相关概念；（二）教学内容：重点：掌握细胞、细胞学、细胞学说、细胞生物学等相关概念。
难点：无。
第一节、细胞及细胞生物学：细胞与细胞生物学的定义及研究内容第二节、细胞生物学的发展简史：细胞的发现、细胞学说的建立、电子显微镜与细胞超微结构的研究、分子水平上对细胞的研究、从细胞学到细胞生物学。
第二章细胞生物学研究方法（4学时）（一）教学要求：1、对细胞生物学的研究手段和方法进行初步的了解，对不同的研究方法和手段在细胞生物学研究中的应用有初步的认识；（二）教学内容：重点：光学显微镜原理及应用；电泳技术；放射自显影技术；免疫胶体金技术。
线粒体氧化磷酸化功能曲线
线粒体氧化磷酸化功能曲线线粒体氧化磷酸化功能曲线是用来描述线粒体在氧化磷酸化过程中，随着氧气浓度变化所表现出的功能变化曲线。
线粒体是细胞内的重要细胞器，是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
氧化磷酸化是线粒体内的一种重要的能量代谢过程，通过这个过程，细胞可以将有机物氧化，释放出能量，供细胞各种生物化学反应使用。
一、线粒体氧化磷酸化过程线粒体氧化磷酸化过程主要经历以下几个步骤：1. 电子传递链：在线粒体内，营养物质被氧化，产生电子。
这些电子沿着电子传递链传递，释放出能量。
2. 质子泵：电子传递过程中，质子被泵出线粒体内部，到线粒体外部。
3. ATP合成：质子通过ATP合酶回流到线粒体内部，驱动ADP和无机磷酸合成ATP。
二、线粒体氧化磷酸化功能曲线线粒体氧化磷酸化功能曲线可以描述线粒体在不同氧气浓度下的功能状态。
在低氧气浓度下，线粒体的氧化磷酸化功能会受到影响，因为氧气是电子传递链的最终受体。
随着氧气浓度的增加，线粒体的氧化磷酸化功能逐渐恢复。
当氧气浓度达到一定水平时，线粒体的氧化磷酸化功能可以达到最大值，此时线粒体的能量代谢水平最高。
三、影响线粒体氧化磷酸化功能的因素1. 氧气浓度：如上所述，线粒体的氧化磷酸化功能随着氧气浓度的增加而增加。
2. 营养物质：线粒体的氧化磷酸化功能与细胞内的营养物质水平密切相关。
营养物质充足时，线粒体的氧化磷酸化功能较强。
3. 细胞内环境：线粒体的氧化磷酸化功能还受到细胞内环境的影响，如pH 值、温度等。
4. 线粒体DNA：线粒体的氧化磷酸化功能也与线粒体DNA的完整性密切相关。
线粒体DNA受损，会导致线粒体的氧化磷酸化功能下降。
四、线粒体氧化磷酸化功能曲线的应用线粒体氧化磷酸化功能曲线可以用来评估线粒体的功能状态，对于研究线粒体相关疾病、寻找治疗线粒体病的新方法等具有重要意义。
通过测定线粒体氧化磷酸化功能曲线，可以了解线粒体在不同氧气浓度下的功能状态，为临床诊断和治疗提供有力的依据。
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最新整理
一、线粒体的基本形态及动态特征
（一）线粒体在细胞内的分布与细胞内的能量需求密切相关；线粒体的数目呈动态变化并接受调控。
（二）线粒体的融合与分裂是线粒体形态调控的基本方式，也是数目调控的基础；由于植物细胞中线粒体DNA的拷贝数远小于线粒体数目，所以融合与分裂可能是
线粒体间共享遗传信息的重要途径。
二、线粒体的超微结构
（一）外膜：分布有孔蛋白构成的桶状通道，通透性很高，标志酶，单胺氧化酶；
（二）内膜：缺乏胆固醇，通透性差，是质子电化学梯度建立及ATP合成所必需的，也是氧化磷酸化的关键场所，标志酶，细胞色素氧化酶；
（三）膜间隙：标志酶，腺苷酸激酶
（四）线粒体基质：三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解等相关的酶
三、氧化磷酸化
（一）电子传递链组成：
复合物Ⅰ（NADH脱氢酶）
复合物Ⅱ（琥珀酸脱氢酶）
复合物Ⅲ（细胞色素还原酶）
复合物Ⅳ（细胞色素C氧化酶）
电子载体：黄素蛋白、细胞色素、泛醌、铁硫蛋白、铜原子
名解：线粒体中电子传递的本质是一个氧化过程(TCA循环)，在此过程中形成质子梯度，是质子驱动力用于驱动ADP磷酸化形成ATP，由于ATP的合成是以电子传递
中的氧化过程为基础的磷酸化，所以称之为氧化磷酸化。
（二）质子驱动力
①膜间隙与基质之间浓度梯度的形成与保持是线粒体合成ATP的基本前提
②线粒体内膜上的电子传递为膜间隙与基质之间的质子梯度提供了保证
（三）ATP合酶
α3β3γεδ。