线粒体和叶绿体的结构
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线粒体和叶绿体的结构和功能
液态，含有氧呼吸有 关酶，少量DNA
叶绿体
C3植物主要叶肉细胞 C4植物主要叶肉细胞， 维管束鞘细胞
椭球形或球形
与周围细胞质基质分开
内膜光滑，无光合作用 有关的酶
圆柱状，由囊状结构 堆叠而成,分布有与光 反应有关色素、酶 液态，含有暗反应有关 酶，少量DNA
(1)没有线粒体的活细胞：
原核细胞(如细菌) 哺乳动物成熟的红细胞 厌氧型真核细胞(蛔虫细胞)
CH3COCOOH＋6H2O 酶 6CO2＋[H]+少量ATP 24[H]＋6O2 酶 12H2O＋大量ATP
O2
功能： 线粒体是有氧呼吸的主要场所 (1)分解丙酮酸的细胞器 (2)消耗O2的细胞器 (3)生成H2O、CO2的细胞器 (4)产生大量ATP的细胞器 (5)DNA的次要载体 进行场所：线粒体
2H2O 光 4H＋＋4e＋O2源自NADP＋＋H＋＋2e 酶 NADPH CO2＋C3
酶
C4
ADP＋Pi＋E 酶 ATP
维管束鞘细胞
C4 CO2＋C5 酶 2C3 2C3NAD酶PH ATP (CH2O)＋C5
功能
叶绿体是进行光合作用的场所
(1)将CO2、H2O合成有机物的细胞器 (2)吸收CO2、释放O2的细胞器 (3)把光能转变成化学能储存在有机物
问题：
（1）叶绿体中合成ATP的能量来源是
，合成的ATP用于
，
释放的氧气的来源是
， CO2除来自大气外，还来光源能
于
。
（2）线粒体中合成ATP的CO能2量的来还源原是
，合成的AT水P用的于分解
，吸收的氧气除来自大气外，还来源
于
。
线粒体的呼吸作用
有机物的分解
生命活动
叶绿体
C3植物主要叶肉细胞 C4植物主要叶肉细胞， 维管束鞘细胞
椭球形或球形
与周围细胞质基质分开
内膜光滑，无光合作用 有关的酶
圆柱状，由囊状结构 堆叠而成,分布有与光 反应有关色素、酶 液态，含有暗反应有关 酶，少量DNA
(1)没有线粒体的活细胞：
原核细胞(如细菌) 哺乳动物成熟的红细胞 厌氧型真核细胞(蛔虫细胞)
CH3COCOOH＋6H2O 酶 6CO2＋[H]+少量ATP 24[H]＋6O2 酶 12H2O＋大量ATP
O2
功能： 线粒体是有氧呼吸的主要场所 (1)分解丙酮酸的细胞器 (2)消耗O2的细胞器 (3)生成H2O、CO2的细胞器 (4)产生大量ATP的细胞器 (5)DNA的次要载体 进行场所：线粒体
2H2O 光 4H＋＋4e＋O2源自NADP＋＋H＋＋2e 酶 NADPH CO2＋C3
酶
C4
ADP＋Pi＋E 酶 ATP
维管束鞘细胞
C4 CO2＋C5 酶 2C3 2C3NAD酶PH ATP (CH2O)＋C5
功能
叶绿体是进行光合作用的场所
(1)将CO2、H2O合成有机物的细胞器 (2)吸收CO2、释放O2的细胞器 (3)把光能转变成化学能储存在有机物
问题：
（1）叶绿体中合成ATP的能量来源是
，合成的ATP用于
，
释放的氧气的来源是
， CO2除来自大气外，还来光源能
于
。
（2）线粒体中合成ATP的CO能2量的来还源原是
，合成的AT水P用的于分解
，吸收的氧气除来自大气外，还来源
于
。
线粒体的呼吸作用
有机物的分解
生命活动
第5章-线粒体与叶绿体1
线粒体DNA的复制
按半保留复制方式自我复制 复制时间不局限在S期 复制时附着于内膜为起始点
（2）线粒体基因组编码的RNA和蛋白质
-线粒体rRNA(12S和16S) -22种氨基酸的tRNA -13种蛋白质
电子传递链复合物蛋白的编码基因
ATP synthase: 2 F0 sub
（3）线粒体蛋白质的运送与组装
嵴（Cristae）：内膜和嵴的基质面上排列有许多基粒。
基质（Matrix）：DNA、RNA、核糖体及三羧酸循环、脂肪 酸氧化、氨基酸分解的酶等。
5.1.3 线粒体的功能
有机物最终氧化释放能量的场所。其最基本的功能是 进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动直接提供能量。
化学能：合成代谢 机械能：肌肉收缩、分泌活动、膜泵运转等 电能：神经传导 光能：生物发光 热能：维持体温等
H+流动可以驱动细菌纤毛的旋转运动
线 粒 体 呼 吸 过 程 的 总 结
5.1.4 线粒体的半自主性
线粒体含有DNA（mtDNA）、RNA、 核蛋白体等所有合成蛋白质的一整套装置。
只能自主合成部分蛋白质。因此，其生 长和增殖是受核基因组和自身的基因组两套 遗传系统的控制。
线粒体的半自主性图解
电子传递链复合物
电子传递链组分在线粒体内膜上有序排列
各 电 子 传 递 体 间 的 氧 化 还 原 电 位
被 氧 气 氧 化 时 所 需 要 的 标 准 自 由 能
5.1.3.2 氧化磷酸化
线粒体内膜上氧化电子传递偶联产生ATP 的过程。
偶联机制: 化学渗透学说 由英国生物化学家Peter Mitchell于1961
（1）线粒体DNA的结构
多数为双链环状，一个线粒体含有 1至数个DNA分子。
第6章 线粒体和叶绿体09
叶绿体的增殖
从原质体分化而来。以幼龄叶绿体分裂繁 殖。分裂受环境因素影响较大。
线粒体的间壁分裂 出芽增殖
线粒体的收缩分裂
5. The proliferation and origin of Mit and Chl.
A. Organelle growth and division determine the number of Mitochondria and Plastids in a cell
碳 同 化
The ห้องสมุดไป่ตู้tructure and function in C4 plants
景天酸代谢途径 (CAM途径)
CAM途径与C4 途径有许多 相似之处， 只是将CO2 的固定和还 原在时间上 分开了。 景天科、仙人 掌科、凤梨 科、兰科
第三节 线粒体和叶绿体 是半自主性细胞器
一、线粒体和叶绿体是半自主性细胞器
++eH→H e
氧化能 能级逐渐 降低，释 放出来的 自由能部 分转化为 ATP，其 余以热能 释放
ADP+Pi
O2是呼吸链 的最后一环！
呼 吸 链
1/2 O2
H2O ATP
A. Molecular basis of oxidation: Electron-transport chain
氧化磷酸化作用与电子传递的偶联
叶绿体的个体发生
线粒体和叶绿体的起源
内共生起源学说
认为线粒体来源于细菌、叶绿体来源于蓝藻，即细菌被真核生 物吞噬后，在长期的共生过程中，通过演变，形成了线粒体。 革兰氏阴性菌
非共生起源学说
又称细胞内分化学说。认为线粒体的发生是质膜内陷的结果。
(细胞生物学基础)第五章线粒体和叶绿体
细胞生物学基础第五章：线粒体和叶绿
体
$number {01}
目 录
• 引言 • 线粒体概述 • 线粒体的生物学特性 • 叶绿体概述 • 叶绿体的生物学特性 • 线粒体和叶绿体的比较与联系 • 结论
01 引言
主题概述
01
线粒体和叶绿体是细胞内的两个 重要细胞器，分别负责细胞的呼 吸和光合作用。
02
线粒体和叶绿体在细胞中的相互作用和影响
能量转换的协同作用
线粒体和叶绿体在能量转换过程中相互协调，共同维持细胞的能 量平衡。
代谢调节的相互作用
线粒体和叶绿体的代谢过程相互影响，可以通过信号转导途径相互 调控。
细胞生长和分化的影响
线粒体和叶绿体的数量和功能在细胞生长和分化过程中发生变化， 影响细胞的生长和分化过程。
04
叶绿体概述
叶绿体的定义和功能
总结词
叶绿体是植物细胞中负责光合作用的细胞器，主要功能是利用光能将二氧化碳 和水转化为有机物和氧气。
详细描述
叶绿体是绿色植物细胞中重要的细胞器，主要负责光合作用。光合作用是将光 能转化为化学能的过程，通过这一过程，植物能够将二氧化碳和水转化为葡萄 糖，并释放氧气。叶绿体含有绿色的叶绿素，因此得名。
线粒体和叶绿体的差异
功能不同
线粒体的主要功能是氧化磷酸化，为细胞提供能量；而叶绿体的 主要功能是光合作用，将光能转换为化学能。
分布不同
线粒体存在于动物细胞和部分植物细胞中；而叶绿体仅存在于植 物细胞中，特别是绿色植物细胞。
成分不同
线粒体中含有丰富的酶和蛋白质，而叶绿体中含有大量的叶绿素 和蛋白质。
线粒体的形态和结构
总结词
线粒体具有多种形态和结构，包括圆形、杆状、螺旋形等，其结构由外膜、内膜、基质 和嵴组成。
体
$number {01}
目 录
• 引言 • 线粒体概述 • 线粒体的生物学特性 • 叶绿体概述 • 叶绿体的生物学特性 • 线粒体和叶绿体的比较与联系 • 结论
01 引言
主题概述
01
线粒体和叶绿体是细胞内的两个 重要细胞器，分别负责细胞的呼 吸和光合作用。
02
线粒体和叶绿体在细胞中的相互作用和影响
能量转换的协同作用
线粒体和叶绿体在能量转换过程中相互协调，共同维持细胞的能 量平衡。
代谢调节的相互作用
线粒体和叶绿体的代谢过程相互影响，可以通过信号转导途径相互 调控。
细胞生长和分化的影响
线粒体和叶绿体的数量和功能在细胞生长和分化过程中发生变化， 影响细胞的生长和分化过程。
04
叶绿体概述
叶绿体的定义和功能
总结词
叶绿体是植物细胞中负责光合作用的细胞器，主要功能是利用光能将二氧化碳 和水转化为有机物和氧气。
详细描述
叶绿体是绿色植物细胞中重要的细胞器，主要负责光合作用。光合作用是将光 能转化为化学能的过程，通过这一过程，植物能够将二氧化碳和水转化为葡萄 糖，并释放氧气。叶绿体含有绿色的叶绿素，因此得名。
线粒体和叶绿体的差异
功能不同
线粒体的主要功能是氧化磷酸化，为细胞提供能量；而叶绿体的 主要功能是光合作用，将光能转换为化学能。
分布不同
线粒体存在于动物细胞和部分植物细胞中；而叶绿体仅存在于植 物细胞中，特别是绿色植物细胞。
成分不同
线粒体中含有丰富的酶和蛋白质，而叶绿体中含有大量的叶绿素 和蛋白质。
线粒体的形态和结构
总结词
线粒体具有多种形态和结构，包括圆形、杆状、螺旋形等，其结构由外膜、内膜、基质 和嵴组成。
线粒体与叶绿体(1)
叶绿体外被由双层膜组成，膜间为10~20nm的膜间隙。外膜的渗透性大，如核苷、 无机磷、蔗糖等许多细胞质中的营养分子可自由进入膜间隙。
内膜对通过物质的选择性很强，，CO2、O2、Pi、H2O、磷酸甘油酸、丙糖磷酸， 双羧酸和双羧酸氨基酸可以透过内膜，ADP、ATP已糖磷酸，葡萄糖及果糖等透 过内膜较慢。蔗糖，NADP+及焦磷酸等不能透过内膜，需要特殊的转运体 translator）才能通过内膜。
线粒体一般呈粒状或杆状，但因生物种类和生理状态而异，可呈环形， 哑铃形、线状、分杈状或其它形状。数目一般数百到数千个，线粒体通常 分布在细胞功能旺盛的区域。
线粒体的超微结构 图1 图2
外膜(outer membrane）：含孔蛋白(porin)，通透性较高。标志酶为单 胺氧化酶。 图2 内膜（inner membrane）：高度不通透性，向内折叠形成嵴。 （cristae），嵴能显著扩大内膜表面积（达5~10倍）。含有与能量转换 相关的蛋白 （执行氧化反应的电子传递链酶系、 ATP合成酶、线粒体内 膜转运蛋白）。标志酶为细胞色素氧化酶。 膜间隙（intermembrane space）：含许多可溶性酶、底物及辅助因子。 标志酶为腺苷酸激酶。 基质（matrix）：含三羧酸循环、脂肪酸和丙酮酸氧化等酶系、线粒体 基因表达酶系等以及线粒体DNA, RNA，核糖体。
个体发育：由前质体（proplastid）分化 而来。
增殖：分裂增殖
24
二、 线粒体和叶绿体的起源
内共生起源学说（endosymbiosis hypothesis)
叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻：ereschkowsky，1905 年
Margulis，1970年：线粒体的祖先-原线粒体是一种革兰 氏阴性细菌：叶绿体的祖先是原核生物的蓝细菌 （Cyanobacteria），即蓝藻。
线粒体和叶绿体的结构和功能
线粒体和叶绿体的结构和功能
线粒体的结构主要由膜和质膜组成，膜是由类脂质层（Lipid bilayer）形成的双层结构，可以把大分子物质传递到植物的内部；质膜主要包括膜蛋白和叶绿体特有的糖原--形成蛋白（ATPase-forming protein），负责细胞能量代谢。
此外，线粒体还有两个小结构，即线粒体粒状体（Granules）和线粒体导管（Tubules）。
线粒体粒状体主要由细胞质和膜质组成，是细胞遗传物质的定居地，是细胞新陈代谢的重要基础；线粒体导管则是线粒体内部传递物质和能量的通道。
叶绿体的结构主要由两个叶绿体膜层和叶绿体特有的多孔碳管组成。
初中叶绿体和线粒体的概念
初中叶绿体和线粒体的概念叶绿体和线粒体是细胞中重要的细胞器，分别负责光合作用和细胞呼吸两个关键的细胞过程。
下面我将详细介绍叶绿体和线粒体的概念，以及它们在生物体内的功能和作用。
叶绿体是植物细胞和某些原核生物中一个特化的细胞器，是光合作用的场所。
它是由两层膜组成的小囊泡状结构，内含叶绿素等色素，能够吸收光能并转化为化学能，从而使植物能够合成有机物质。
叶绿体主要包括外膜、内膜、叶绿体基质和嵴层四个主要部分。
叶绿体的外膜是细胞膜的延伸，与细胞质相连，具有选择性通透性；而内膜则形成了双膜结构，形成了一系列的袋状结构，即嵴层。
该结构增加了叶绿体的表面积，提高了光合作用的效率。
叶绿体基质是叶绿体内部的液体环境，其中含有叶绿素颗粒，可以吸收阳光并将其转化为化学能。
叶绿体的功能主要有两个方面：光合作用和产生能量。
光合作用是叶绿体的主要功能，它是一种利用光能将二氧化碳和水转化为氧气和葡萄糖的化学过程。
在光合作用中，叶绿体中的叶绿素能吸收光能，将它转化为化学能。
这个过程中，光合作用生成的葡萄糖被称为“光合产物”，可以用于维持植物的生长和能量供应。
除了光合作用，叶绿体还能产生能量。
当葡萄糖和其他有机物被分解时，产生的化学能被转化为细胞所需的能量。
这个过程被称为“呼吸作用”，发生在叶绿体基质和嵴层内。
线粒体是植物和动物细胞中的一个细胞器，主要负责细胞的呼吸作用，是细胞内能量供应的中心。
线粒体结构复杂，由外膜、内膜、内膜襞和基质组成。
外膜与细胞质相连，内膜则形成许多襞状的结构，称为内膜襞。
内膜襞的存在增大了线粒体的表面积，提高了呼吸作用效率。
而线粒体内的基质则是线粒体内的液体环境，其中含有线粒体DNA和与呼吸作用相关的酶。
线粒体的主要功能是将有机物质转化为能量。
在呼吸作用中，线粒体内的酶能将葡萄糖等有机物分解为二氧化碳和水，并释放出大量的能量。
这个能量被细胞所利用，用于维持细胞的正常功能，如维持基础代谢、合成生物大分子、维持细胞膜的稳定性等。
叶绿体和线粒体
第七章 细胞的能量转换─ 线粒体和叶绿体
●线粒体
●叶绿体
●线粒体和叶绿体是半自主性细胞器
●线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配
内共生学说
2021/2/12
1
第一节 线粒体
（一）形态与分布 一、形态结构
形状:线粒体一般呈粒状或杆状。 化学组成:蛋白质和脂类。 大小：一般直径0.5~1μm,长1.5~3.0μm,在胰脏外分泌
2021/2/12
21
结构组成
ATP合成酶是一种可逆性复合酶,既能利用质子动力势合成ATP, 又 能水解ATP将质子从基质泵到膜间隙 。 ATP合成酶的分子结构由突出于膜外的F1头部和嵌入膜中的F0基 部两部分组成。
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16
2021/2/12
17
两条主要的呼吸链
根据接受代谢物上脱下的氢的原初受体不同,分为NADH呼 吸链和FADH2呼吸链。复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组成NADH呼吸链, 催化NADH的脱氢氧化，复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成FADH2呼吸链， 催化琥珀酸的脱氢氧化。
呼吸链各组分的排列是高度有序的使电子按氧化还原电位从 低向高传递，呼吸链中有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。
2021/2/12
10
2021/2/12
11
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 Fe2+ 、 Fe3+互变进行电子传递,有2Fe-2S和4Fe-4S两种类型。
辅酶Q:是脂溶性小分子量的醌类化合物，通过氧化和还原传递 电子。有3种氧化还原形式即氧化型醌Q，还原性QH2和自由基 半醌（QH）。
●线粒体
●叶绿体
●线粒体和叶绿体是半自主性细胞器
●线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配
内共生学说
2021/2/12
1
第一节 线粒体
（一）形态与分布 一、形态结构
形状:线粒体一般呈粒状或杆状。 化学组成:蛋白质和脂类。 大小：一般直径0.5~1μm,长1.5~3.0μm,在胰脏外分泌
2021/2/12
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结构组成
ATP合成酶是一种可逆性复合酶,既能利用质子动力势合成ATP, 又 能水解ATP将质子从基质泵到膜间隙 。 ATP合成酶的分子结构由突出于膜外的F1头部和嵌入膜中的F0基 部两部分组成。
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两条主要的呼吸链
根据接受代谢物上脱下的氢的原初受体不同,分为NADH呼 吸链和FADH2呼吸链。复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组成NADH呼吸链, 催化NADH的脱氢氧化，复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成FADH2呼吸链， 催化琥珀酸的脱氢氧化。
呼吸链各组分的排列是高度有序的使电子按氧化还原电位从 低向高传递，呼吸链中有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。
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11
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 Fe2+ 、 Fe3+互变进行电子传递,有2Fe-2S和4Fe-4S两种类型。
辅酶Q:是脂溶性小分子量的醌类化合物，通过氧化和还原传递 电子。有3种氧化还原形式即氧化型醌Q，还原性QH2和自由基 半醌（QH）。
线粒体和叶绿体
线粒体和叶绿体与细胞核的相互作用
线粒体与细胞核的相互作 用
线粒体和细胞核之间的相互作用涉及到了复 杂的信号转导途径。线粒体会释放信号分子 ，如细胞色素c，与细胞核进行交互，影响 细胞核的基因表达。
叶绿体与细胞核的相互作 用
叶绿体和细胞核之间的相互作用也涉及到了 复杂的信号转导途径。叶绿体会释放信号分 子，如atp/adp比值，与细胞核进行交互，
线粒体和叶绿体的遗传和 调控
线粒体和叶绿体的基因组特点
线粒体基因组
线粒体基因组是独立于细胞核的，具有自 己的DNA序列，且具有母系遗传的特点 。其包含编码线粒体蛋白质的基因和非编 码RNA。
VS
叶绿体基因组
叶绿体基因组也是独立于细胞核的，具有 自己的DNA序列。它编码与光合作用相 关的蛋白质和酶，以及一些核糖体蛋白和 RNA。
酶则参与脂肪酸、氨基酸、核苷酸等物质的合成和分 解
基质蛋白涉及氧化呼吸链、脂肪酸合成、核苷酸代谢 等过程
核酸则参与DNA和RNA的合成和降解等过程
03
叶绿体的结构和组成
叶绿体的基本结构
叶绿体由双层膜包裹，内部含有多种酶和蛋白质。
叶绿体内含有基质、类囊体和间质等结构。
叶绿体内膜的结构和功能
叶绿体内膜具有高度选择性的通透性，能够控制物质进出叶绿体。
线粒体和叶绿体的比较
01
结构
线粒体和叶绿体在结构上都有两层膜，内膜向内突起形成嵴，嵴上有
基粒。但是线粒体内膜向内折叠形成嵴较多，而叶绿体内膜形成的嵴
较少。
02
功能
线粒体和叶绿体在功能上也有所不同。线粒体是细胞进行有氧呼吸的
主要场所，为细胞代谢提供能量；而叶绿体主要进行光合作用，吸收
比较线粒体和叶绿体的异同
比较线粒体和叶绿体的异同
（1）共同点
①结构上：它们都有内、外膜，即都具有双层膜，都有基质。
②功能上：它们均与能量代谢有关。
线粒体分解有机物，为生命活动提供能量，称为“动力工厂”。
叶绿体转换光能，把能量储存在合成的有机物中，称为“能量转换站”。
③在成分上：都含有少量DNA，与各自的独立遗传有密切关系。
（2）不同点
①分布上：线粒体在动、植物细胞中普遍存在，而叶绿体只存在于植物的叶肉细胞和幼茎皮层细胞中。
②形态上；线粒体呈椭球形，而叶绿体呈扁平的椭球形或球形。
③内膜结构上：线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，而叶绿体内膜没有向内折叠。
线粒体和叶绿体
图5-10 线粒体的收缩分裂
第一节 线粒体
（2）收缩分离
分裂时线粒体中部缢缩并向两端不断拉长，整个线粒 体约呈哑铃形，然后分裂为两个线粒体（图5-10）。
（3）出芽
一般是先从线粒体上出现球形小芽，然后与母体分 离，脱落后逐渐长大，发育成新的线粒体。
第二节 叶绿体
一、叶绿体的形状、大小和分布
叶绿体的形状、大小及数目因植物种类不同而又很大 差别，尤其是藻类植物的叶绿体变化更大。大多数高等植 物的叶细胞中一般含有50～200个叶绿体，可占细胞质体 积的40%～90%。典型的叶绿体形状为透镜形，长径为5～ 10 ℳ m，短径为2～4 ℳ m，厚2～3ℳm，其体积大约比线粒 体大2～4倍。低等植物的叶绿体形态差别很大，可呈网状、 螺旋带状、杯状和星状等，其叶绿体数目少则一个，多则 上千个不等，且体积大小不一。通常叶绿体多在细胞核周 围和近细胞壁处，但有时也呈均匀分布。外界条件可影响 叶绿体的分布、大小及数量，在阳光充足的条件下，叶绿 体的体积大、数目多。
第一节 线粒体
（2）ATP合成酶的分子结构与组成
ATP合成酶（ATP synthetase）或-ATP酶（或H+-ATP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。该酶分别位于线粒体内膜、类囊 体膜或质膜上，参与氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜质 子动力势的推动下催化合成ATP。
(2) 内膜(inner membrane)
内膜位于外膜内侧，把膜间隙与基质分开，具有单 位膜的结构，厚约6~8nm。内膜渗透性很差，能严格地 控制分子和离子通过，这种“不透性”在ATP的生成过 程中起重要作用。内膜向线粒体腔内凸出褶叠形成嵴 (cristae)。嵴是线粒体很重要的特殊结构，它使内膜的表 面积大大扩增。
细胞生物学第六章-线粒体和叶绿体PPT课件
▪ 辅酶Q的氧化还原： 辅酶Q 半醌 全醌。
辅酶Q的氧化和还原形式
2021
■ 氧化还原电位与载体排列顺序
2021
▪ ● 呼吸链电子载体 的排列顺序：
▪ 电子从一个载体传 向另一个载体，直 至最终的受体被还 原为止，在该呼吸 链中的最终的受体 是O2，接收电子后 生成水。
电子传递链中几种电子载体及电子传递
2021
■ 偶联因子1(coupling factor 1)
ATP偶联因子电镜照片（负染）
2021
■ ATP合酶(ATP synthase)的结构和功能
图 ATP合酶的形态 (a) 电镜照片; (b)根据电镜照片绘制的模式图和各部分的大小。
2021
● F1颗粒组成
2021
● 定子（stator）和转子（rotor）
叶绿体内膜中苹果酸延胡索酸穿梭转运蛋白50叶绿体内膜中的其他转运载体表载体功能adpatp交换载体进行细胞质和叶绿体基质间的adpatp交换二羧酸交换载体进行细胞质和叶绿体基质间二羧酸的交换葡萄糖载体将叶绿体基质中的葡萄糖运输到胞质溶胶乙醇酸载体将叶绿体基质中的乙醇酸运输到胞质溶胶磷酸交换载体将细胞质中的无机磷与叶绿体基质中的三碳糖进行交换512类囊体thylakoid类囊体由内膜发展而来的呈扁平小囊是光合作用的光反应场所
2021
F1和γ旋转的实验证明
2021
氧化磷酸化抑制剂
▪ 1．电子传递抑制剂： ▪ 抑制NADH→CoQ的电子传递。阿米妥、鱼藤酮。 ▪ 抑制复合物III。抗霉素A 。 ▪ 抑制复合物IV。如：CO、CN、H2S。 ▪ 电子传递抑制剂可用来研究呼吸链各组分的排列顺序，当
呼吸链某一特定部位被抑制后，底物一侧均为还原状态， 氧一侧均为氧化态，可用分光光度计检测。
辅酶Q的氧化和还原形式
2021
■ 氧化还原电位与载体排列顺序
2021
▪ ● 呼吸链电子载体 的排列顺序：
▪ 电子从一个载体传 向另一个载体，直 至最终的受体被还 原为止，在该呼吸 链中的最终的受体 是O2，接收电子后 生成水。
电子传递链中几种电子载体及电子传递
2021
■ 偶联因子1(coupling factor 1)
ATP偶联因子电镜照片（负染）
2021
■ ATP合酶(ATP synthase)的结构和功能
图 ATP合酶的形态 (a) 电镜照片; (b)根据电镜照片绘制的模式图和各部分的大小。
2021
● F1颗粒组成
2021
● 定子（stator）和转子（rotor）
叶绿体内膜中苹果酸延胡索酸穿梭转运蛋白50叶绿体内膜中的其他转运载体表载体功能adpatp交换载体进行细胞质和叶绿体基质间的adpatp交换二羧酸交换载体进行细胞质和叶绿体基质间二羧酸的交换葡萄糖载体将叶绿体基质中的葡萄糖运输到胞质溶胶乙醇酸载体将叶绿体基质中的乙醇酸运输到胞质溶胶磷酸交换载体将细胞质中的无机磷与叶绿体基质中的三碳糖进行交换512类囊体thylakoid类囊体由内膜发展而来的呈扁平小囊是光合作用的光反应场所
2021
F1和γ旋转的实验证明
2021
氧化磷酸化抑制剂
▪ 1．电子传递抑制剂： ▪ 抑制NADH→CoQ的电子传递。阿米妥、鱼藤酮。 ▪ 抑制复合物III。抗霉素A 。 ▪ 抑制复合物IV。如：CO、CN、H2S。 ▪ 电子传递抑制剂可用来研究呼吸链各组分的排列顺序，当
呼吸链某一特定部位被抑制后，底物一侧均为还原状态， 氧一侧均为氧化态，可用分光光度计检测。
叶绿体和线粒体
一、叶绿体
（一）叶绿体的结构
类囊体 外膜 内膜 基 粒
吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上！
（二）叶绿体是光合作用的场所!
光能
叶绿体
植物体有机物中化学能
二、线粒体
（一）线粒体的结构
嵴
外膜 内膜
嵴的周围是与有氧 呼吸有关 的酶。
（二）线粒体是呼吸作用的主要场所！
动物体有机 线粒体 物中化学能
摄食
动物生命活 动所需能量
植物体有机 线粒体 物中化学能
植物生命活 动所需能量
线粒体
叶绿体
叶绿体和线粒体都是细 胞中的能量转换器！
（一）叶绿体的结构
类囊体 外膜 内膜 基 粒
吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上！
（二）叶绿体是光合作用的场所!
光能
叶绿体
植物体有机物中化学能
二、线粒体
（一）线粒体的结构
嵴
外膜 内膜
嵴的周围是与有氧 呼吸有关 的酶。
（二）线粒体是呼吸作用的主要场所！
动物体有机 线粒体 物中化学能
摄食
动物生命活 动所需能量
植物体有机 线粒体 物中化学能
植物生命活 动所需能量
线粒体
叶绿体
叶绿体和线粒体都是细 胞中的能量转换器！
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Ｏ２、 Ｈ２Ｏ、 ＣＯ２、 （ＣＨ２Ｏ）
练习（四）
下列的叙述正确的是
（D ）
A 光合作用和呼吸作用产生的[H]是同一种物 质
B 细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿 体
C 无氧条件下，光合作用是细胞中ATP的唯一 来源
D 有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基 质都能产生ATP
在练习（五）下图表示的是
2.线粒体和叶绿体的不同点主要有： （1）色素和___酶_____分布不同 （2）增大 ___膜_____面积方式不同
3.线粒体和叶绿体内、外膜的成 分是否相同？
研究表明：线粒体、叶绿体的外膜成
分和真核细胞膜成分相似，而内膜成分
分别和细菌细胞膜，蓝藻细胞膜相似。
4. 根 据 线 粒 体 和 叶 绿 体 内 、 外 膜 成分的不同你能推测出线粒体和 叶绿体是怎样进化来的吗？
光照强度与光合作用强度之
间关系的曲线，该曲线是通
过实测一片叶子在不同光照
强度条件下的CO2吸收和释 放的情况。你认为下列四个
选项中，能代表细胞中发生
的情况与曲线中EF段相符
的是
（B ）
G F
E
A
B
C
D
练习（六）如图是验证酵母菌细胞呼吸类型的实验装置，两
套装置的培养条件一致,不考虑环境中物理因素的影响,下列相
类囊体薄膜
(2)图B中②的本质是 蛋白质 ，图A中①的作 用 是 吸收、传递、转化光能 。
练习（一）
下列细胞结构中含有磷脂和胸腺嘧啶的
一组结构是（C ）
A.线粒体和中心体 B.核糖体和细胞核 C. 线粒体和叶绿体 D.叶绿体和液泡
练习（二）
关于线粒体的起源，有一种说法是“内共生 ”假说：
线粒体来源于被原始的前真核生物吞噬的好氧细菌，这
种细菌和前真核生物共生，在长期的共生过程中演化成
了线粒体。下列哪项叙述不支持该假说
D.叶绿体和线粒体都有ATP合成酶
光合作用与呼吸作用专题
——线粒体、叶绿体的结构与功能
一 线粒体和叶绿体的 ■ 结构
1.线粒体和叶绿体的相同点主要有： （1）都有_双___层膜结构 （2）基质中都有少量_D_N_A__、__R_N_A__ （3）都是___半_自__主__性_____的细胞器 （4）都 与__能_量____转换有关
请回答与光合作用有关的问题
（2009上海卷）
下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确
的是
( D)
A. 适 宜 光 照 条 件 下 ， 叶 绿 体 和 线 粒 体 合 成 ATP都需要O2
B. 只 要 提 供 O2 线 粒 体 就 为 叶 绿 体 提 供 CO2 和 ATP
C.无光条件下线粒体,叶绿体都产生ATP
对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正
确的是
D( )
A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C.c条件下，无氧呼吸最弱 D.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体
5.如图为植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构， 以及其上发生的生化反应
(1)图A和B所示的生物膜分是： 和 线粒体内膜 。
巩固练习
1 (2009·安徽卷)叶绿体是植物进行光合作用的 场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述， 正确的是
( D)
A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在 基质中
C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D．光合作用的产物——淀粉是在基质中合 成的
2. 下列关于生物膜成分及结构特点的说法，
正确的是（Ｃ ）源自① 线粒体外膜与内膜成分种类差不多，但
内膜因表面积大，蛋白质含量更高
②线粒体内膜与外膜相比，不容易涨破
③线粒体外膜与内膜具有更多的功能
④细胞膜上糖蛋白含量在不同时期可能发生 变化
A ① ③ B② ③ C ② ④ D ① ④
3.（ 2009年高考上海卷）在a、b、c、d条件下，
测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相
（C ）
①线粒体DNA在大小、形态和结构方面与细菌相 似遗传上具有半自主性 ②线粒体具有双层膜结构，其内膜与细菌细胞 膜 相似 ③线粒体与细菌中都没有叶绿体 ④线粒体与细菌都有类似的核糖体
A. ① B. ② C. ③ D. ④
二 线粒体和叶绿体的 ■ 功能
练习（三）
如果将一株绿色植物栽培在H218O 的完全培养液中，给予充足的光照经 过较长时间后，可发现18O存在于植 物体内哪些物质中？
关叙述不正确的是
( C)
A．若装置1中的红色液滴向左移，移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消 耗的氧气量 B．若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红 色液滴向右移 C．若酵母菌只进行有氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红 色液滴向左移 D．若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则装置1中红色液滴向左移， 装置装置2中红色液滴向右移
练习（四）
下列的叙述正确的是
（D ）
A 光合作用和呼吸作用产生的[H]是同一种物 质
B 细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿 体
C 无氧条件下，光合作用是细胞中ATP的唯一 来源
D 有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基 质都能产生ATP
在练习（五）下图表示的是
2.线粒体和叶绿体的不同点主要有： （1）色素和___酶_____分布不同 （2）增大 ___膜_____面积方式不同
3.线粒体和叶绿体内、外膜的成 分是否相同？
研究表明：线粒体、叶绿体的外膜成
分和真核细胞膜成分相似，而内膜成分
分别和细菌细胞膜，蓝藻细胞膜相似。
4. 根 据 线 粒 体 和 叶 绿 体 内 、 外 膜 成分的不同你能推测出线粒体和 叶绿体是怎样进化来的吗？
光照强度与光合作用强度之
间关系的曲线，该曲线是通
过实测一片叶子在不同光照
强度条件下的CO2吸收和释 放的情况。你认为下列四个
选项中，能代表细胞中发生
的情况与曲线中EF段相符
的是
（B ）
G F
E
A
B
C
D
练习（六）如图是验证酵母菌细胞呼吸类型的实验装置，两
套装置的培养条件一致,不考虑环境中物理因素的影响,下列相
类囊体薄膜
(2)图B中②的本质是 蛋白质 ，图A中①的作 用 是 吸收、传递、转化光能 。
练习（一）
下列细胞结构中含有磷脂和胸腺嘧啶的
一组结构是（C ）
A.线粒体和中心体 B.核糖体和细胞核 C. 线粒体和叶绿体 D.叶绿体和液泡
练习（二）
关于线粒体的起源，有一种说法是“内共生 ”假说：
线粒体来源于被原始的前真核生物吞噬的好氧细菌，这
种细菌和前真核生物共生，在长期的共生过程中演化成
了线粒体。下列哪项叙述不支持该假说
D.叶绿体和线粒体都有ATP合成酶
光合作用与呼吸作用专题
——线粒体、叶绿体的结构与功能
一 线粒体和叶绿体的 ■ 结构
1.线粒体和叶绿体的相同点主要有： （1）都有_双___层膜结构 （2）基质中都有少量_D_N_A__、__R_N_A__ （3）都是___半_自__主__性_____的细胞器 （4）都 与__能_量____转换有关
请回答与光合作用有关的问题
（2009上海卷）
下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确
的是
( D)
A. 适 宜 光 照 条 件 下 ， 叶 绿 体 和 线 粒 体 合 成 ATP都需要O2
B. 只 要 提 供 O2 线 粒 体 就 为 叶 绿 体 提 供 CO2 和 ATP
C.无光条件下线粒体,叶绿体都产生ATP
对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正
确的是
D( )
A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C.c条件下，无氧呼吸最弱 D.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体
5.如图为植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构， 以及其上发生的生化反应
(1)图A和B所示的生物膜分是： 和 线粒体内膜 。
巩固练习
1 (2009·安徽卷)叶绿体是植物进行光合作用的 场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述， 正确的是
( D)
A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在 基质中
C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D．光合作用的产物——淀粉是在基质中合 成的
2. 下列关于生物膜成分及结构特点的说法，
正确的是（Ｃ ）源自① 线粒体外膜与内膜成分种类差不多，但
内膜因表面积大，蛋白质含量更高
②线粒体内膜与外膜相比，不容易涨破
③线粒体外膜与内膜具有更多的功能
④细胞膜上糖蛋白含量在不同时期可能发生 变化
A ① ③ B② ③ C ② ④ D ① ④
3.（ 2009年高考上海卷）在a、b、c、d条件下，
测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相
（C ）
①线粒体DNA在大小、形态和结构方面与细菌相 似遗传上具有半自主性 ②线粒体具有双层膜结构，其内膜与细菌细胞 膜 相似 ③线粒体与细菌中都没有叶绿体 ④线粒体与细菌都有类似的核糖体
A. ① B. ② C. ③ D. ④
二 线粒体和叶绿体的 ■ 功能
练习（三）
如果将一株绿色植物栽培在H218O 的完全培养液中，给予充足的光照经 过较长时间后，可发现18O存在于植 物体内哪些物质中？
关叙述不正确的是
( C)
A．若装置1中的红色液滴向左移，移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消 耗的氧气量 B．若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红 色液滴向右移 C．若酵母菌只进行有氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红 色液滴向左移 D．若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则装置1中红色液滴向左移， 装置装置2中红色液滴向右移