細胞的能量轉換-線粒體和葉綠體-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 地將有機物中儲存的能量轉換為細胞生命活動的直接能源 ATP的細胞器。 線粒體的形狀與大小不是固定的，而是隨著代謝條件的不同而改變，它可能反映線粒體處于不同的代謝狀態。線粒體在細胞質中的定 位與遷移，往往與微管有關。外膜中蛋白質和脂質約各占 50%。心磷脂與離子的不可滲透性有關。 內膜的標志酶是細胞色素氧化酶。 (一 )線粒體中的氧化代謝 在細胞中，線粒體是氧化代謝的中心，是糖類、脂質和蛋白質最終氧化釋能的場所。 ☆ FMN，黃素單核苷酸。 氧化還原電位值越低，提供電子的能力越強，越易成為還原劑而處于傳遞鏈的前面。由于質子跨內膜的轉移而形成了膜兩側的質子濃度差即 PH梯度 (△ pH)及電位差即膜電位 (△ Ψ)。 氧化磷酸化 是需氧細胞生命活動的主要能量來源， 是 ATP生成的主要途徑。 γ 與 ε 亞基有很強的親和力，結合在一起形成“轉子”，位于 α 3β 3的中央，共同旋轉以調節 3個 β 亞基催化位點的開放和關閉。③ ATP通過旋轉催化而合成， γ 亞基的一次完整旋轉 (360o)使每一個 β 亞基都經歷 3種不同的構象改變，導致合成 3個 ATP以及從酶表面的釋放。線粒體是通過釋放細胞色素 c參與細胞凋亡的。 高等植物的葉綠體多 呈凸透鏡狀或香蕉形， 寬 2～ 4μ m，長 5～ 10 μ m。 類囊體： 葉綠體內部由內膜發展而來的封閉的扁平膜囊，稱為類囊體。 小麥葉片葉綠體 類囊體的垛疊是動態的，即垛疊與非垛疊是可逆發生的。大亞基是由葉綠體基因組編碼，而小亞基則是由核基因組編碼。 原初反應的特點：歷程時間短， 1019～ 1012s；光能利用率高；可在低溫下 (196℃) 進行。高等植物葉綠體含有葉綠素 a和葉綠素 b,二者都呈綠 色，但吸收光譜有差別 且光吸收范圍呈現互補 現象。 在光合單位中只有一對特殊的葉綠素 a分子 (反應中心色素，是二聚體 )具有將光能轉換為化學能的特殊功能，其余的光合色素稱為捕光色素分子或天線色素分子。 Chl Chl* Chl+ D+ A A D e 189。 類囊體膜上存在光系統 Ⅰ 和光系統 Ⅱ ，兩個光系統具有獨特而又互補的功能。 非循環光合磷酸化的電子傳遞經過兩個光系統，電子傳遞是一個單向的電子流動。 卡爾文循環：卡爾文循環固定 CO2的最初產物是甘油酸 3磷酸(三碳化合物 )，故也稱 C3途徑。四碳植物如甘蔗、玉米、高粱等。也就是說，線粒體和葉綠體的自主程度是有限的，它們對核遺傳系統有很大的依賴性。它們的復制仍受核的控制，復制所需的DNA聚合酶是由核 DNA編碼，在細胞質核糖體上合成的。導肽的不同片斷含有不同的導向信息，不同的導肽所含的信息不同，可使不同的線粒體蛋白質運送至線粒體的基質中，或定位于內膜或膜間隙。 B、進入內膜和膜間隙的前體蛋白信號序列的后面具有停止轉移序列 (疏水序列 )，被 TIM23安插在膜上 。 收縮分離 :分裂時線粒體中部縊縮并向兩端拉長，約呈啞鈴形，最后分開成為兩個線粒體。 幼齡的葉綠體 成熟的葉綠體 前質體 出芽 淀粉體 白色體或黃化質體 分裂 有色體 黑暗 光照 光照 在黑暗條件下，前質體形成的小泡轉變成小管狀，小管相互之間規則連接構成三維晶格結構，稱為前片層體。兩個學說各有其實驗證據和支持者。葉綠體數目的增多主要靠幼齡葉綠體的分裂，成熟葉綠體通常不再分裂，前質體不能進行分裂。在未發育的前質體中，內膜內折形成小管狀的類囊體原基，前質體的進一步發育主要與光照條件有關。轉運到外膜上的蛋白分兩類：一類含內部信號序列；另一類蛋白的 N 端序列被切除后，其后的停止轉移序列使蛋白質定位在外膜。 細胞質中合成的葉綠體前體蛋白，在 N端也含有一個額外的氨基酸序列，稱為轉運肽。 現已有 40多種線粒體蛋白質導肽的一級結構已闡明，它們約含 20～ 80個氨基酸殘基。各種生物的 mtDNA大小不一樣。 線粒體和葉綠體中 還 有 DNA、 RNA(mRNA、 tRNA、 rRNA)、核糖體、氨基酸活化酶等自我繁殖所必需的基本組分，具有獨立進行轉錄和翻澤的功能。每固定 1個 CO2分子需要 3分子 ATP和 2分子 NADPH。 碳同化是將光反應所生成的 ATP和 NADPH中的活躍的化學能，轉換為貯存在糖類中穩定的化學能的過程。 ① CF0CF1ATP合成酶：位于類囊體膜外表面朝向基質一側，由 CF0和CF1兩部分組成。 電子傳遞 光電子傳遞鏈是由一系列特殊的電子載體構成的。 光化學反應：是指反應中心色素分子吸收光能所引起的氧化還原反應。葉綠素 b和葉綠素 a的區別在于吡咯環 Ⅱ 上是甲酰基或是甲基 類胡蘿卜素：是類囊體膜上含有的一些輔助色素，其中最重要的是 β 胡蘿卜素和葉黃素。失去電子的葉綠素 a變成一種強氧化劑，能夠從水分子中奪取電子，使水分子氧化生成氧分子和氫離子（ H+），葉綠素a由于獲得電子而恢復穩態。 光合作用的前兩步屬于光反應， 它是在類囊體膜上由光引起的光化學反應，通過葉綠素等光合色素分子吸收、傳遞光能，并將光能轉換為電能，進而轉換為活躍的化學能，形成 ATP和 NADPH的過程。類囊體膜上的蛋白質 /脂質比很高。貫穿在兩個或兩個以上基粒之間沒有發生垛疊的片層結構，稱為基質片層或基質類囊體。每層膜厚約 6～ 8nm，內外膜之間為 10～ 20nm寬的腔隙，稱為膜間隙。葉綠體是植物細胞所特有的能量轉換細胞器，其主要功能是進行光合作用。它是以心肌損傷為主要病變的地方性心肌病，因缺硒而引起。 F1和 F0通過“轉子”和 “定子”連接起來，在合成或水解 ATP的過程中，“轉子”在通過 F0的 H+流驅動下在 α 3β 3的中央旋轉，調節 3個 β 亞基催化位點的構象變化。 ATP合酶包括兩個基本組分：球狀的 F1頭部 (直徑約為 90nm)和嵌于內膜的 F0基部。 質子濃度梯度和跨膜電位共同構成了質子驅動力，這種質子驅動力可驅動 ATP的合成。 電子轉運復合物：電子傳遞鏈中的各組分并不是游離存在的。 它們都具有氧化還原作用。電子通過呼吸鏈的流動，稱為電子傳遞。基質中的酶類最多，三羧酸循環、脂肪酸氧化、氨基酸降解等有關的酶都存在于基質中。嵴的形狀、數量和排列與細胞種類及生理狀況密切相關，需能多的細胞，不但線粒體多，嵴的數量也多。 外膜的 標志酶是單胺氧化酶。外膜和內膜將線粒體分割成兩個區室：一個是內外膜之間的腔隙，