第七章細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換線粒體和葉綠體

第七章 2）0.51.5~3.0數(shù)量與分布：從幾百到幾千不等，在不同的細(xì)胞中，以及同一細(xì)胞的不同時(shí)期，其數(shù)：外膜（outermembrane、內(nèi)膜（innermembrane、膜間隙（intermembrane）和基質(zhì)或內(nèi)室（matrix）四個(gè)功能區(qū)隔。1、Themitochondrionisthepowerhouseofthe cell.Itisthesiteofrespiration.Ithasadoublemembrane.Fromthisviewyoucanseeverylittle;2、Withtheoutermembraneremoveditismucheasiertoseethecontentsofthemitochondrion.Thewhitefoldedstructureistheinnermembrane.Mostofaerobicrespirationoccursalongthis3、Theinnermembranesisruffled.Ithasaverylargesurfacearea.Theserufflesarecalledcristae.MitochondriahavetheirownDNAandmanufacturesometheirownproteins. 環(huán)酶系，粒體表達(dá)酶等以及粒體NA、NA、核體等Mitochondriaaremembrane-enclosedorganellesdistributedthroughthecytosolofmosteukaryoticcells.TheirmainfunctionistheconversionofthepotentialenergyoffoodmoleculesintoATP.Mitochondriahave:anoutermembranethatenclosestheentireaninnermembranethatenclosesafluid-filledbetweenthetwoistheintermembranetheinnermembraneiselaborayfoldedwithshelflikecristaeprojectingintotheasmallnumber(some5–10)circularmoleculesof3/4；1:1（14037%是氧化還原酶，10%是合成酶，9%30種。Cellularrespirationistheprocessofoxidizingfoodmolecules,likeglucose,tocarbondioxideandwater.TheenergyreleasedistrappedintheformofATPforusebyalltheenergy-consumingactivitiesofthecell.Theprocessoccursintwoglycolysis,thebreakdownofglucosetopyruvicthecompleteoxidationofpyruvicacidtocarbondioxideand概念粒體內(nèi)膜上存在的有關(guān)氧化磷酸化的脂蛋白復(fù)合物他們是傳遞電子的酶體系，是由一系列能可逆地接受和釋放電子或H+脫氫酶類：以FMN或FAD為輔基輔酶QThereare 5complexesofintegralmembraneproteinsintheinnermembrane:1、NADHdehydrogenase(ComplexI)2、succinatedehydrogenaseComplex3、cytochromecredue(ComplexIII;alsoknownasthecytochromeb-c1complex)4、cytochromecoxidase(ComplexIV)5、ATPsynthase(ComplexV)NADH-CoQNADH脫氫酶，既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體。組成：由25條以上多肽鏈組成，以二聚體形式存在，至少6個(gè)Fe-S中心和1個(gè)蛋NADH2個(gè)高能電子輔酶Q4H+（質(zhì)子跨膜輸送）復(fù)合物Ⅱ：琥珀酸-CoQ還原酶，又稱琥珀酸脫氫酶，是電子傳遞體而非質(zhì)子移位體;FAD輔基，2Fe-Sb;作用：催化電子從琥珀酸FADFe-SQ無H+泵出Therespiratorychainconsistsof3complexesofintegralmembraneproteinstheNADHdehydrogenasecomplexthecytochromecreduecomplexthecytochromecoxidasecomplexandtwoly-diffusiblecytochrome 組成：2個(gè)cytb(b562,b566),1cytc11Fe-S蛋白；CoQcytc4H+ C6-13條多肽鏈組成，以二聚體形式存在；組成：cyta,cyta3,2Cu原子；作用：催化電子從cytc分子O2NADHNADHNADHADPATPNADHCoQ之b和細(xì)胞色素c之間。部位Ⅲ在細(xì)胞色素a和氧之間。魚 抗酶素 CN-或 O2E'0低高 ATP的合成。如桔瓣，各亞基分離時(shí)無酶活性，結(jié)合時(shí)有酶的活性，γ與ε亞基結(jié)合在一起貫穿α3β3復(fù)合F0接觸（相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，δF0b亞基形成固定αβ復(fù)合體的結(jié)構(gòu)（相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的定子。F0是嵌入內(nèi)膜的疏水蛋白復(fù)合體，形成一個(gè)跨膜質(zhì)子通道，由三種1979年代BoyerP提出構(gòu)象耦聯(lián)假說，一些有力的實(shí)驗(yàn)使這一學(xué)說得到廣泛的認(rèn)可。14．F1具有三個(gè)催化位點(diǎn)，但在特定的時(shí)間，三個(gè)催化位點(diǎn)的構(gòu)象不同、因而與核苷酸的親和L構(gòu)象（loose，ADPPiT構(gòu)象（tight）底物（ADP、Pi）O構(gòu)象（open）ATP與酶的OPiATP。NADHFADH2ADP磷酸化形成ATP的過程。NADH呼吸鏈： cytcyt cytc； cyt FAD復(fù)合物I 復(fù)合物III 復(fù)合物IV cytc1 cytc cytaa3 (三)H+H+電化學(xué)梯度。在這個(gè)梯度驅(qū)使下，H+穿過ATP合成酶回到基質(zhì)，同時(shí)合成ATP,電化學(xué)梯度中蘊(yùn)藏的能量到ATP高能磷酸鍵中。H+濃度差2、質(zhì)子動力勢：膜電位TheenergyreleasedaselectronspassdownthegradientfromNADHtooxygenisharnessedbythreeenzymecomplexesoftherespiratorychain(I,III,andIV)topumpprotons(H+)againsttheirconcentrationgradientfromthematrixofthemitochondrionintotheintermembranespaceAstheirconcentrationincreasesthere(whichisthesameassayingthatthepHdecreases),astrongdiffusiongradientissetup.TheonlyexitfortheseprotonsisthroughtheATPsynthasecomplex.Asinchlorosts,theenergyreleasedastheseprotonsflowdowntheirgradientisharnessedtothesynthesisofATP.TheprocessiscalledchemiosmosisATP2個(gè)H+1第二節(jié)5~10um2~4um2~3um。Chlorostsarespecializedorganellesfoundinallhigherntcells.Theseorganellescontainthentcell'schlorophyll,henceprovidethegreencolor.Theyhaveadoubleoutermembrane.Withinthestromaareothermembranestructures-thethylakoidsandgrana(singular=granum)wherephotosynthesistakesce.23（32（三）主要成分包括：碳同化相關(guān)的酶類（RUBP羧化酶DNA、蛋白質(zhì)合成體系、一些顆1，以誘導(dǎo)方式傳遞到反應(yīng)中心色素。因此這些色素被稱為天線色素。葉綠體中全部葉綠素b和大部分葉綠素a都是天線色素。另外類胡蘿卜素和葉分子也起捕獲光能的作用，叫做輔體（light-hawestingcomnplexⅡ，LHCⅡ（oxygenevolvingcomplex。D1和D2為兩條肽鏈，結(jié)合中心色素P680、去鎂葉綠素囊體膜中。由集合體Ⅰ和作用中心構(gòu)成。結(jié)合100個(gè)左右葉綠素分子、除了幾個(gè)特殊的葉A1(K1)34Fe-4S。細(xì)胞色素b6/f復(fù)合體(cytb6/fb6（b563reaction 原初電子受體3、過程DChl. D.Chl* D.Chl+ D+.Chl.(四)1（PSI）PSPSI又把電子從中間點(diǎn)提到高于NADP+的水平，兩個(gè)光系統(tǒng)的反應(yīng)是接力進(jìn)行的①最初電子供體是H2ONADP+H+-pump是cytb6f復(fù)合物。類囊體腔的質(zhì)子濃度比葉綠體基質(zhì)高，該濃度梯度產(chǎn)生的原因歸于：H2O光解、cytb6f的H+-pump、NADPH的形成。ATP、NADPH在H2O、產(chǎn)生O2，不形成NADPHH+ATP非循環(huán)式光合磷酸化：PSII接受紅光激發(fā)態(tài)P680*從水光解得到電子 電子傳遞經(jīng)過兩個(gè)光系統(tǒng)產(chǎn)生H+電化學(xué)梯度ATP合成循環(huán)式光合磷酸化：PSIA0、A1FeSFd，又傳cytbfPCPSIH+ATP的合成。在整個(gè)ATPNADPH的生成，PSII也不參加，所以不產(chǎn)生氧。P680P700傳至NADP+4個(gè)H+，2個(gè)來源于H2O光解，2pH≈8ATP（7-26ATPCF1-F0ATP合酶。CF15種亞基組成α3β3γδε的結(jié)構(gòu)。CF04種亞基構(gòu)成，是質(zhì)子通過類囊體膜的通道。1、碳同化：將光反應(yīng)所產(chǎn)生的ATP和NADPH中的活躍的化學(xué)能，轉(zhuǎn)換為在糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能的過程。這一過程不直接需要光(在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行)。2、循環(huán)（Calvincycle） RuBp再生階段：3-磷酸甘油醛 3、C4途徑或Hatch-Slack循環(huán) 自身含有遺傳表達(dá)系統(tǒng)(自主性)RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯、DNA2、mtDNActDNAmtDNA的時(shí)間主要在細(xì)胞周期的S期及G2期,DNA先，隨后線粒體 的時(shí)間在G11DNA編碼，在葉綠體核糖體上合成。N端轉(zhuǎn)運(yùn)肽分為兩個(gè)區(qū)域，分別引導(dǎo)兩步轉(zhuǎn)運(yùn)，其NC端有導(dǎo)向類囊體的序列，又引導(dǎo)其穿過類第四節(jié)線粒體和葉綠體的增殖與間壁分離，時(shí)先由內(nèi)膜向中心，將線粒體分