线粒体与叶绿体
叶绿体线粒体公式
叶绿体线粒体公式好的，以下是为您生成的文章：咱今天就来好好唠唠这叶绿体线粒体的公式。
要说这叶绿体和线粒体，那在咱生物学科里可太重要啦！这俩家伙就像是细胞里的“小工厂”，一个负责生产，一个负责消耗，配合得那叫一个默契。
先瞅瞅叶绿体，它就像是个神奇的“绿色工厂”，把光能变成化学能，存储起来。
这当中涉及的公式，那可是有讲究的。
比如说光合作用的总反应式：6CO₂ + 6H₂O（光照、叶绿体）→C₆H₁₂O₆ + 6O₂。
这个公式看着简单，里面的门道可不少。
我记得有一次给学生们上课，讲到这部分内容。
有个小家伙瞪着大眼睛问我：“老师，这二氧化碳和水咋就能变成葡萄糖和氧气啦？”我笑着跟他说：“这就好比你搭积木，不同的积木块在一定的规则下就能搭出不一样的造型。
叶绿体就是那个神奇的‘搭积木高手’，把二氧化碳和水这些‘小积木’按照特定的方式组合在一起，就变成了葡萄糖和氧气。
”再说线粒体，它可是细胞的“能量消耗站”。
通过呼吸作用，把有机物中的化学能释放出来，供细胞使用。
它的公式是：C₆H₁₂O₆ +6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 能量。
给你们讲讲我曾经带学生做实验的事儿。
我们弄了些新鲜的苹果，放在密封的容器里，监测里面氧气和二氧化碳的变化。
一开始，氧气含量挺高，随着时间推移，氧气逐渐减少，二氧化碳增多。
学生们那好奇的眼神，让我深深感觉到，让他们亲身感受这些知识的变化，比单纯在黑板上讲公式要有用得多。
在学习叶绿体和线粒体公式的过程中，大家可别死记硬背。
要去理解，去想象细胞里这两个“小工厂”忙碌工作的场景。
想象一下，叶绿体努力地把阳光转化为能量，线粒体则有条不紊地消耗能量，维持着细胞的正常运转。
这多有意思啊！而且，了解这些公式，不仅仅是为了考试能得分，更是为了让我们明白生命的奥秘。
就像我们每天的活动，都离不开细胞里这两个小家伙的辛勤工作。
总之，叶绿体线粒体的公式虽然看起来有点复杂，但只要我们用心去理解，去感受，就会发现其中的乐趣和奥秘。
叶绿体和线绿体的定义、区别和作用分别是什么
叶绿体和线粒体是细胞中两种不同的细胞器，它们在结构、功能和作用上有显著的区别。
定义：
- 叶绿体是植物细胞和一些原核生物（如藻类）中的细胞器，其内含有叶绿素等色素分子，能够进行光合作用，将太阳能转化为化学能。
- 线粒体则存在于所有真核生物细胞中，包括动物、植物和真菌细胞。
它们是细胞中的能量发生器，参与细胞呼吸过程，产生细胞所需的三磷酸腺苷（ATP）。
区别：
1. 结构：叶绿体呈扁平的圆盘状结构，内部被双层膜包围，并含有一系列葉綠素顆粒；而线粒体则为长圆筒状结构，也由双层膜组成，内部含有许多线粒体基质。
2. 色素分子：叶绿体中含有大量叶绿素等色素分子，可吸收光能进行光合作用；线粒体则没有这些色素分子，无法进行光合作用。
3. 功能：叶绿体是光合作用的关键场所，通过光合作用将光能转化为化学能，并合成有机物质（如葡萄糖）。
线粒体则扮演着细胞呼吸的主要角色，将有机物质在氧气存在下分解，产生能量（ATP）以供细胞使用。
4. 遗传物质：叶绿体和线粒体都含有自己的遗传物质。
叶绿体中的DNA（叶绿体DNA）编码了一部分光合作用所需的蛋白质，而线粒体中的DNA（线粒体DNA）则编码了部分与细胞呼吸相关的蛋白质。
作用：
- 叶绿体：叶绿体是光合作用的场所，能够利用太阳能、二氧化碳和水来合成有机物质，并释放出氧气。
- 线粒体：线粒体是细胞的能量中心，参与细胞呼吸过程，将有机物质分解产生能量（ATP），为细胞代谢活动提供动力。
综上所述，叶绿体主要参与光合作用，将太阳能转化为化学能；线粒体则参与细胞呼吸，产生细胞所需的能量。
这两个细胞器在维持细胞功能和生命活动中起着重要作用。
叶绿体与线粒体ppt课件
旺盛
_的细胞
D.功 能：★★★细胞进行 有 氧 呼 吸 所。细胞生命活动所需的能量， 95% 粒体
的主要场 来自线
★★叶绿体和线粒体的共同点
1. 叶绿体和线粒体基质中都含有DNA、RNA和核糖 体，能够合成自身所需的某些蛋白质。
2. 在细胞生命活动过程中，叶绿体和线粒体都能够通 过分裂实现数量的增加。
叶绿体与线粒体
植物细胞
动物细胞
、叶绿体 能 合 成 有机 物 、储 存 能 量
寻找证据 观察
观 察细胞 中的 叶 绿体源自目的要求 :1.熟 练制作植物叶 片 临时装片 。
2.观 察植 物细胞中 叶 绿体 的形 态 、数量 和 分布。 3.举 例说 明叶绿体 的 形态、分 布与 光合 作用 相 适应的观 点 。
根据 观察获得的信 息 ，思考 下 列问 题 ： 1.藓类小 叶细胞中叶绿 体的形 态是 怎样 的? 叶绿 体 在细胞中如何 分布 ?细
胞中约有 多少个叶绿体 ?
2.水绵细 3.天竺葵
胞中的叶绿体 叶片中被碘液
数 量 、形态有什么特 点? 染成蓝 色的细胞结构是什
么?
该 结果说明 了
什么?
根据观察获得的信息，思考下列问题： 1.藓类小叶细胞中叶绿体的形态是怎样的?叶绿体在细胞中如何分布? 细胞中约有多少个叶绿体?
2.如图所示 为某真核细胞内三种具有双层膜 的结构(部分 示意 图 ) , 有关分析错误 的是( C)
外月莫 内膜
外膜 为膜
外奖 内膜
基质
些质
孔道
图a
图b
图c
A.图a 表示线粒体， [H]与氧结合形成水发生 在有折叠的 膜上
B.图b 表示叶 绿体 ,其具有自身的DNA和蛋 白质合成体系
线粒体和叶绿体
-（1）蛋白质：占叶绿体的0.3-0.5% -（2）脂质：主要是磷脂与糖脂 -（3）酶类：ATP酶、腺苷酸激酶等
2、类囊体
• 1）类囊体的结构
-(1)类囊体腔 -(2) 基 质 类 囊 体 （ 基 质 片 层 ） -(3)基粒（类囊体膜） 光合作用能量转换功能的组 分 – A、天线色素（LHC）
定位
细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜。电子传递链存在于 内膜上，氧化磷酸化作用由基粒 承担
（二）有机物的氧化分解
1、糖酵解
指细胞将葡萄糖分 子（6碳糖）分解 成3碳糖，最终形 成丙酮酸的过程。 细胞质中，不需要 O2的参与。 丙酮酸进入线粒体 氧化形成乙酰CoA。 底物磷酸化：
2、三羧酸循环 产生高能电子
• 内膜不含电子传 递链
• 除了膜间隙、基 质外，还有类囊 体(3个腔）
• 捕光系统、电子 传 递 链 和 ATP 合 成酶都位于类囊 体膜上
二、叶绿体的功能——光合作用
• 光合作用
• 光合作用的意义：
一切生命得以生存的基础 -合成有机物 -提供能量 -物质循环 -提供氧气 -防止紫外线
光合作用
❖有氧呼吸？
NADHO2: 2.5ATP/2e; FADH2 O2 : 1.5ATP/2e
生物氧化产生ATP的统计
一个葡萄糖分子经过细胞呼吸全过程产生多少ATP？
糖酵解：底物水平磷酸化产生 4 ATP（细胞质） 己糖分子活化消耗 2 ATP（细胞质） 产生 2NADH，经电子传递产生 3或 5 ATP
形成“转子”； 2）嵌入膜中的F0（基
部），组成“定子”；
F1:3:3:1:1:1 具3个ATP合成的催 化位点
F0: 1a：2b：12c 环形结构，具质 子通道
(细胞生物学基础)第五章线粒体和叶绿体
体
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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。
线粒体和叶绿体的比较
线粒体和叶绿体的比较线粒体和叶绿体是两种不同的细胞质器，它们在细胞的代谢过程中发挥着至关重要的作用。
它们都具有自主复制和自主繁殖的功能，且都具备着自己的遗传信息。
虽然两者在细胞功能上存在着相似之处，但是它们之间依然存在着很多的差异和不同之处。
第一，线粒体和叶绿体的位置是不同的。
线粒体主要分布在细胞的质壁上，参与细胞的氧化代谢和能量供应等重要功能。
而叶绿体则分布在植物细胞的叶片和茎干等绿色组织中，参与光合作用和碳素循环等重要功能。
这也说明了它们在细胞中的不同作用和位置。
第二，线粒体和叶绿体在结构上存在差异。
线粒体呈长椭球形，可以看做一个半自主的小器官。
它有两层膜结构，内膜上有许多的褶皱，增加了表面积，方便了线粒体内的化学反应。
而叶绿体则呈扁平片状，有一个外膜和内膜，内膜有许多的穿孔结构，称为叶绿体基粒。
这些基粒像是小孔板，可以让物质在细胞膜之间快速交换。
第三，线粒体和叶绿体的代谢功能是不同的。
线粒体主要参与葡萄糖的氧化分解和三羧酸循环，产生ATP。
这些ATP可以储存成能量，也可以在细胞代谢过程中直接使用。
而叶绿体则是通过光合作用来合成有机物质和氧气。
它可以光合合成葡萄糖等有机物质，也可以产生ATP，但是它产生的ATP数量相对较少，主要是提供能量和产生氧气等生命活动的必需物质。
第四，线粒体和叶绿体的基因组大小和结构也有所不同。
线粒体的基因组大小约为16kb，有37个基因，主要编码线粒体内的蛋白质和RNA。
而叶绿体则是大小约为160kb，有100多个基因，其中大部分是编码光合作用相关的蛋白质和RNA。
叶绿体的基因组更加复杂，受到多个因素的影响，其中很多和气候环境相关。
最后，线粒体和叶绿体的遗传方式也有所不同。
线粒体遵循母系遗传，母亲传递给子女的线粒体基因保持不变。
而叶绿体遵循父母双亲遗传，父母的叶绿体基因都可以继承给子女。
不同的继承方式也意味着线粒体和叶绿体的灵活性和遗传稳定性有所不同。
综合来看，线粒体和叶绿体在细胞代谢和生命活动中都具有着不可或缺的作用。
线粒体和叶绿体
A
线粒体和叶绿体基因组编码的蛋白质在线粒体和叶绿体的生命活动中是重要和不可缺少的；
B
这些蛋白质还远远不足以支撑线粒体和叶绿体的基本功能。
线粒体和叶绿体中的蛋白质
线粒体、叶绿体基因组与细胞核的关系 线粒体和叶绿体的生命活动受到细胞核以及它们自身基因组的双重调控； 细胞核与线粒体、叶绿体之间在遗传信息和基因表达调控等层次上建立的分子协作机制被称为核质互作
Rubisco 是光合作用中的一个重要的酶系统，亦是自然界含量最丰富的蛋白质。
基质中还存在叶绿体DNA、核糖体、脂滴、植物铁蛋白和淀粉粒等物质。
叶绿体基质
三、光合作用 （一）原初反应 1.光合色素 2.光化学反应 光化学反应是指反应中心色素分子吸收光能而引发的氧化还原反应。
光合电子传递链（photosynthetic electron transfer chain）由一系列的电子载体构成。
内膜的不透性（impermeability）----有很高的蛋白质/ 脂质比（质量比≥3∶1），缺乏胆固醇，富含心磷脂。从而限制了所有分子和离子的自由通过；
嵴上存在许多规则排列的颗粒，称为线粒体基粒（elementary particle），即ATP 合酶（ATP synthase）
内膜的标志酶是细胞色素氧化酶。
内膜
膜间隙
宽约6～8 nm。 膜间隙内的液态介质含有可溶性的酶、底物和辅助因子。 腺苷酸激酶是膜间隙的标志酶，可催化ATP 分子末端磷酸基团转移到AMP生成ADP。
01
02
03
富含可溶性蛋白质的胶状物质，具有特定的pH 和渗透压。
催化线粒体重要生化反应，如三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解等
还含有DNA、RNA、核糖体以及转录、翻译所必需的重要分子。
线粒体与叶绿体
线粒体电镜照片
第一节 线粒体
1.1 形态与结构
二、线粒体的超微结构
线粒体由内外两层膜封闭，包括外膜、内膜、 线粒体由内外两层膜封闭，包括外膜、内膜、 外膜 膜间隙和基质四个功能区隔。 膜间隙和基质四个功能区隔。 四个功能区隔
外 膜
最外面的一层单位 厚约6nm，具有孔蛋 膜，厚约 ，具有孔蛋 白（porin）构成的亲水通 ） 允许分子量为5KD 以 道，允许分子量为 下的分子通过， 下的分子通过，1KD 以下 的分子可自由通过。 的分子可自由通过。标志 酶为单胺氧化酶。 酶为单胺氧化酶。
第一节 线粒体
1.1 形态与结构
数目一般数百到数千个， 数目一般数百到数千个，植物因有叶绿体的缘 线粒体数目相对较少； 故，线粒体数目相对较少；许多哺乳动物成熟的红 细胞中无线粒体。通常结合在微管上， 细胞中无线粒体。通常结合在微管上，分布在细胞 功能旺盛的区域。 功能旺盛的区域。线粒体在细胞质中可以向功能旺 盛的区域迁移，微管是其导轨， 盛的区域迁移，微管是其导轨，由马达蛋白提供动 力。 线粒体在细胞内的分布一般是不均匀的， 线粒体在细胞内的分布一般是不均匀的，往往 在细胞代谢旺盛的需能部位比较集中。 在细胞代谢旺盛的需能部位比较集中。
线粒体的增殖：由原来的线粒体分裂或出芽而来。 线粒体的增殖：由原来的线粒体分裂或出芽而来。 叶绿体的增殖：分裂增殖 叶绿体的增殖：
第四节 线粒体和叶绿体的增殖与起源
内共生起源学说 线粒体来源于细菌，叶绿体的祖先是蓝藻或光合 线粒体来源于细菌， 细菌，在生物进化过程中被真核生物捕获吞噬，共 细菌，在生物进化过程中被真核生物捕获吞噬， 生在一起，进化成为线粒体和叶绿体。依据？ 生在一起，进化成为线粒体和叶绿体。依据？ 分化假说
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。
线粒体和叶绿体知识点总结
线粒体和叶绿体知识点总结一、线粒体1. 结构线粒体是植物和动物细胞内的一种细胞器，它具有双层膜结构，外膜和内膜之间形成的空间称为间隙质，内膜上有许多折叠成片的褶皱，称为线粒体内膜。
线粒体内膜将线粒体分为内膜空间和内膜腔两部分。
线粒体内膜上的褶皱分为许多圆盘状结构，称为线粒体内膜结。
2. 功能线粒体是细胞内的主要能量产生器，它通过细胞呼吸作用将有机物氧化成二氧化碳和水，从中产生大量的能量（ATP）。
线粒体在此过程中还通过氧化磷酸化作用，将ADP还原成ATP，提供给细胞进行生命活动所需的能量。
此外，线粒体还具有细胞的代谢调节功能，参与钙离子的储存和释放等生理过程。
3. 特点线粒体是细胞内能量的主要来源，其结构和功能与其他细胞器有明显的差别。
线粒体的内膜系统是其最具特色的结构，具有大量的氧化酶和磷酸化系统，参与呼吸作用和ATP的合成过程。
另外，线粒体还拥有自主复制的能力，可以自主繁殖，对细胞代谢和生理功能的保持起到重要作用。
二、叶绿体1. 结构叶绿体是植物细胞内的一种独特的细胞器，它具有双层膜结构，内部含有一种独特的绿色色素——叶绿素。
叶绿体内部还含有一系列葡萄糖、淀粉颗粒、核糖体、DNA和酶等成分。
叶绿体内部的叶绿体基粒含有一系列的叶绿素颗粒，是光合作用的关键部位。
2. 功能叶绿体是植物细胞的光合作用的场所，它利用阳光能合成有机物，并释放氧气。
光合作用是植物生长和代谢的重要过程，能够使二氧化碳和水转化为葡萄糖等有机物，并释放氧气。
叶绿体内部的叶绿体基粒具有合成ATP和NADPH的能力，这些物质是维持生物体生命活动所必需的。
3. 特点叶绿体是植物细胞内最为显著的特征，其独特的结构和功能使得植物细胞能够进行光合作用，将太阳能转化为化学能，并合成有机物质。
叶绿体内部的复杂结构使得其具有合成ATP和NADPH的能力，并能够储存和利用光能，从而维持植物的生长和代谢。
综上所述，线粒体和叶绿体是细胞内功能明显的两种细胞器，分别参与细胞的呼吸作用和光合作用，为细胞的能量供应和有机物质的合成提供了重要的条件。
线粒体和叶绿体
线粒体和叶绿体第一节线粒体与氧化磷酸化一、线粒体形态、大小、数目和分布二、线粒体的超微结构本世纪50年代后，在电镜下观察研究线粒体的结构问题。
是由双层单位膜套叠成的所谓〃囊中之囊〃，在空间结构上人为地划分为四大部分，即外膜、内膜、外室、内室。
（一）外膜指包围在线粒体最外面的一层膜，看上去平整光滑而具有弹性，膜厚约6nm。
对各种小分子物质（分子量在10000 doldon以内，如电解质、水、蔗糖等）的通透性较高，有人认为外膜上具有小孔（小2〜3nm）。
（二）内膜也是一单位膜，约厚6〜8nm。
内膜不同于外膜。
首先是在结构上，内膜不是平滑的，而是由许多向线粒体腔内的突起（褶叠或小管），被称为〃线粒体崎〃，是线粒体最富有标志性的结构，它的存在大大扩大了内膜的表面积，增加了内膜的代谢效率。
（三）外室（outer space）（膜间隙）指内、外膜之间的窄小空隙，宽约6~8 nm，又称膜间隙。
（四）内室指由内膜包围的空间，具内充满蛋白质性质的物质，称线粒体基质。
三、线粒体的化学组成及定位（一）蛋白质外膜含量（60%）低于内膜含量（80%），主要为酶类（约120余种）。
外膜：单胺氧化酶（标记酶）、NADH—细胞色素C还原酶、脂肪酸辅酶A连接酶等等；内膜：呼吸链酶系（细胞色素氧化酶为标记酶）、ATP合成酶、琥珀酸脱H酶等等；外室：腺昔酸激酶（标记酶）、核昔二磷酸激酶；内室：三竣酸循环酶系（其中苹果酸脱H酶是标记酶）、脂肪酸氧化酶、蛋白质合成酶系等等（二）脂类外膜中含量（40%）高于内膜中的含量（20%）。
其中内膜不含胆固醇，而含心磷脂较多。
（三）核酸基质中有DNA，称mt—DNA四、线粒体的功能——生物氧化亦称细胞呼吸（cellular respiration），指各类有机物质在细胞内进行氧化分解，最终产生CO2和H2O，同时释放能量（ATP）的过程。
包括TCA环、电子传递和氧化磷酸化三个步骤，分别是在线粒体的不同部位进行的。
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
第六章线粒体与叶绿体(共85张PPT)
线粒体的增殖
分裂（隔膜分离、收缩分离）
出芽
叶绿体的发育和增殖
前质体→质体→
光照：叶绿体 黑暗 白色体 黑暗：白色体 光照 叶绿体
有色体：含非光合作用色素、DNA
增殖：分裂增殖
五、线粒体和叶绿体的起源
内共生起源学说
线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的行 有氧呼吸的细菌和行光能自养的蓝细菌。
线粒体和叶绿体的蛋白质合成
线粒体和叶绿体合成蛋白质的种类十分有限
线粒体和叶绿体蛋白质合成体系对核基因组的依赖 性
参加叶绿体组成的蛋白质来源有３种情况：
由ctDNA编码，在叶绿体核糖体上合成； 由核DNA编码，在细胞质核糖体上合成；
由核DNA编码，在叶绿体核糖体上合成。
四、线粒体和叶绿体的增殖
内膜：内突为嵴，嵴上有大量基粒（ATP合成酶） （负染方法可见），标志酶细胞色素氧化酶。氧化 磷酸化的关键场所。
嵴：板层状，管状，其形态、数量、排列与细胞种类 及生理状态有关。
膜间隙：内外膜之间封闭的腔隙，包括孔周间隙和嵴 内间隙，含可溶性酶、底物及辅助因子。标志酶是腺
苷酸激酶。
基质（内室）：含大量可溶性蛋白（脂肪酸氧化、三羧 酸循环酶类），DNA，RNA，核糖体，脂类等，呈均质状， 具有特定的pH和渗透压。
第六章 线粒体与叶绿体
一、线粒体
1857年，昆虫肌肉细胞比较经典的染色方法——詹纳 斯绿活体染色，在线粒体中呈氧化态，染成兰绿色， 在胞质中呈还原态，无色。现在可用荧光染料染色的 方法显示。
1.线粒体的形态、大小、数量和分布
形态：多样，但多呈短线状或颗粒状，也可呈环形、哑铃 形、分枝状或其他形状。
的基本途径
C4循环（Hatch-Slack循环） 景天酸代谢（CAM循环）：与C4循环途径相似，只是
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。
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线粒体和叶绿体是细胞内能量转换的主要场所。
线粒体大小不一，形状大多为棒状，细丝状或球状颗粒，长1~2纳米。
线粒体超微结构可大致分为外膜，内膜，膜间隙与基质。
外膜通透性较高，含孔蛋白，是线粒体的通道蛋白，允许较大的分子通过，如蛋白质，rRNA等。
内膜具有高度不通透性，向内折叠形成嵴。
含有与能量转换相关的蛋白，如ATP合成酶，线粒体内膜转运蛋白等，是执行氧化反应的电子传递链所在地。
膜间隙含许多可溶性酶，底物及辅助因子。
基质含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系等以及线粒体DNA, RNA，核糖体。
核糖体主要由蛋白质与脂质组成，蛋白质占线粒体干重的65~70%，脂类占线粒体干重的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。
在内膜上，脂类与蛋白质的比值为0.3：1，在外膜上为1：1。
在线粒体的不同部位含有不同数量不同种类的酶，外膜上含有单胺氧化酶，NADH-细胞色素c还原酶等；内膜上含有细胞色素b,c,c1,a,a3氧化酶，ATP合成酶系等；膜间隙上含有腺苷酸激酶，二磷酸激酶等；基质上含有柠檬酸合成酶，苹果酸脱氢酶等。
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。
线粒体ATP合成系统的解离与重建实验证明电子传递与ATP合成是由两个不同的结构体系执行, F1颗粒具有ATP 酶活性，ATP合成酶是可逆性复合酶，即既能利用质子电化学梯度储存的能量合成ATP, 又能水解ATP将质子从基质泵到膜间隙，这是ATP合成酶磷酸化的分子基础。
化学渗透假说：电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布，当高能电子沿其传递时，所释放的能量将H+从基质泵到膜间隙，形成H+电化学梯度。
在这个梯度驱使下，H+穿过ATP合成酶回到基质，同时合成ATP,电化学梯度中蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸键。
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。
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。
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），
含42个蛋白亚基，至少6个Fe-S中心和1个黄素腺嘌呤单核苷酸FMN。
作用是催化NADH氧化，从中获得2电子辅酶Q，泵出4个H+；
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），含FAD 辅基，2Fe-S中心，一个细胞色素b。
作用是催化2电子FAD Fe-S辅酶Q (无H+泵出)
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）包括1cyt c1、2cyt b、1Fe-S蛋白。
作用是催化电子从UQH2cyt c；泵出4 H+ （2个来自UQ，2个来自基质）
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），为二聚体，每一单体含13个亚基以及三维构象cyt a, cyt a3 , 2Cu，作用是催化电子从cyt c变成分子O2 形成水，2 H+泵出，2 H+ 参与形成水。
在电子传递过程中，有四种类型电子载体：黄素蛋白、细胞色素(含血红素辅基)、Fe-S中心、辅酶Q。
前三种与蛋白质结合，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)；高能电子释放的能量驱动线粒体内膜三大复合物(H+-泵)将H+从基质侧泵到膜间隙，形成跨线粒体内膜H+梯度(能量转化)；电子传递链各组分在膜上不对称分布。
叶绿体在植物种广泛存在，与线粒体相比，叶绿体内膜并不向内折叠成嵴；内膜不含电子传递链；除了膜间隙、基质外，还有类囊体；捕光系统、电子传递链和ATP合成酶都位于类囊体膜上。
叶绿体分布受光照影响，在一定光强下，会在光照强的地方聚集，在光照过强的地方，叶绿体减少，以减少强光的伤害。
叶绿体的主要功能是光合作用，光合作用分为两大部分，光反应以及暗反应。
光反应即光合电子传递反应，暗反应是碳固定反应。
光反应是在类囊体膜上由光引起的光化学反应，通过叶绿素等光合色素分子吸收、传递光能，水光解，并将光能转换为电能（生成高能电子），进而通过电子传递与光合磷酸化将电能转换为活跃化学能，形成ATP和NADPH并放出O2 的过程。
包括原初反应、电子传递和光合磷酸化。
原初反应（primary reaction)是指光能的吸收、传递与转换，形成高能电子，由光系统复合物完成。
电子传递链最初电子供体是H2O，最终电子受体是NADP+；电子传递链中唯一的
H+-pump是cytb6f复合物。
类囊体腔的质子浓度比叶绿体基质高，该浓度梯度产生的原因为H2O光解、cytb6f 的H+-pump、NADPH的形成。
ATP、NADPH 在叶绿体基质中形成；电子沿光合电子传递链传递时，分为非循环式光合磷酸化和循环式光合磷酸化两条通路。
循环式传递的高能电子在PSⅠ被光能激发后经cytb6f复合物回到PSⅠ。
结果是不裂解H2O、产生O2，不形成NADPH，只产生H+跨膜梯度，合成ATP。
暗反应是利用光反应产生的ATP 和NADPH，使CO2还原为糖类等有机物，即将活跃的化学能最后转换为稳定的化学能，积存于有机物中。
这一过程不直接需要光(在叶绿体基质中进行)。
具体有三条途径：C3途径，C4途径与景天科酸代谢途径。
线粒体和叶绿体都是半自主性细胞器，自身含有遗传表达系统(自主性)；但编码的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息自主性有限，仍受核基因控制。
线粒体以及叶绿体依靠自身合成的蛋白质种类十分有限，其合成体系对核基因组具有依赖性。
由于其半自主性，线粒体的增殖方式为由原来的线粒体分裂或出芽而来，叶绿体为分裂增殖或由前质体分化而来。
由于线粒体和叶绿体有自己的基因组，因此它们的起源有两大学说，内共生起源学说以及非共生起源学说。
内共生起源学说认为叶绿体起源于体内共生的蓝藻，主要依据有：基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似；有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物；两层被膜有不同的进化来源，外膜与细胞的内膜系统相似，内膜与细菌质膜相似；以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同；能在异源细胞内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有的自主性与共生性的特征；线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌；发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构--蓝小体，其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体演化的佐证。