核糖体线粒体.pptx

0核糖体概述核糖体概述核糖体概述核糖体概述18971897年，首次观察到核糖体，当时称其为核外染色质。年，首次观察到核糖体，当时称其为核外染色质。年，首次观察到核糖体，当时称其为核外染色质。年，首次观察到核糖体，当时称其为核外染色质。19551955年，年，年，年，PaladePalade用电镜观察到大鼠腺细胞的核糖体，命名为用电镜观察到大鼠腺细胞的核糖体，命名为用电镜观察到大鼠腺细胞的核糖体，命名为用电镜观察到大鼠腺细胞的核糖体，命名为“PaladePalade颗粒颗粒颗粒颗粒”。19581958年，年，年，年，RobertsRoberts提出用提出用提出用提出用“ribosome”ribosome”来命名核糖体，来命名核糖体，来命名核糖体，来命名核糖体，ribosomeribosome是核糖核蛋白体是核糖核蛋白体是核糖核蛋白体是核糖核蛋白体的意思，中文简称核糖体。的意思，中文简称核糖体。的意思，中文简称核糖体。的意思，中文简称核糖体。PaladePalade，1955.1955.“Note that in the matrix there are numerous small and dense granules(g)which appear to have particular affinity for the membrane limiting the cavities of the endoplasmic reticulum.”1核糖体概述核糖体概述核糖体概述核糖体概述概念：核糖体是合成蛋白质的细胞器，其功能是按照概念：核糖体是合成蛋白质的细胞器，其功能是按照概念：核糖体是合成蛋白质的细胞器，其功能是按照概念：核糖体是合成蛋白质的细胞器，其功能是按照mRNAmRNA的指令由的指令由的指令由的指令由tRNAtRNA转运来转运来转运来转运来的氨基酸，在其有限空间内高效且精确地合成多肽链。的氨基酸，在其有限空间内高效且精确地合成多肽链。的氨基酸，在其有限空间内高效且精确地合成多肽链。的氨基酸，在其有限空间内高效且精确地合成多肽链。“蛋白质合成机蛋白质合成机蛋白质合成机蛋白质合成机”基本类型：基本类型：基本类型：基本类型：n n附着核糖体：附着于糙面内质网或外核膜表面。附着核糖体：附着于糙面内质网或外核膜表面。n n游离核糖体：游离于细胞质中。游离核糖体：游离于细胞质中。l l70S70S的核糖体：原核细胞；线粒体、叶绿体内的核糖体与的核糖体：原核细胞；线粒体、叶绿体内的核糖体与70S70S核糖体类似。核糖体类似。l l80S80S的核糖体：真核细胞胞质。的核糖体：真核细胞胞质。主要成分：主要成分：主要成分：主要成分：n nr r蛋白质：蛋白质：40%40%，核糖体表面。，核糖体表面。n nrRNArRNA：60%60%，核糖体内部。，核糖体内部。2核糖体形态结构核糖体形态结构核糖体形态结构核糖体形态结构核糖体由大、小两个亚基组成；大亚基：圆锥形；小亚基：弧形。核糖体由大、小两个亚基组成；大亚基：圆锥形；小亚基：弧形。核糖体由大、小两个亚基组成；大亚基：圆锥形；小亚基：弧形。核糖体由大、小两个亚基组成；大亚基：圆锥形；小亚基：弧形。蛋白质合成时核糖体大、小亚基聚合；合成完成后分开，游离于胞质中。蛋白质合成时核糖体大、小亚基聚合；合成完成后分开，游离于胞质中。蛋白质合成时核糖体大、小亚基聚合；合成完成后分开，游离于胞质中。蛋白质合成时核糖体大、小亚基聚合；合成完成后分开，游离于胞质中。3核糖体形态结构核糖体形态结构核糖体形态结构核糖体形态结构n n核糖体普遍分布于原核细胞和真核细胞；核糖体普遍分布于原核细胞和真核细胞；线粒体基质和叶绿体基质中含有核糖体。线粒体基质和叶绿体基质中含有核糖体。n n哺乳动物的哺乳动物的成熟红细胞成熟红细胞中中没有没有核糖体；非细胞形态的病毒不含核糖体。核糖体；非细胞形态的病毒不含核糖体。4核糖体形态结构核糖体形态结构核糖体形态结构核糖体形态结构核糖体活性功能部位核糖体活性功能部位核糖体活性功能部位核糖体活性功能部位n n核糖体结合位点：位于小亚基，识别并结合核糖体结合位点：位于小亚基，识别并结合mRNAmRNA。n n氨酰位：又称氨酰位：又称A A位点，位于大亚基，是新掺位点，位于大亚基，是新掺入的氨酰入的氨酰-tRNA-tRNA与与mRNAmRNA密码子识别结合的密码子识别结合的位点。位点。n n肽酰位：又称肽酰位：又称P P位点，位于小亚基，结合延位点，位于小亚基，结合延伸中的肽酰伸中的肽酰-tRNA-tRNA。n n出口位：又称出口位：又称 E E位点，位于大亚基，是肽酰位点，位于大亚基，是肽酰-tRNA-tRNA移交肽链后，移交肽链后，tRNAtRNA释放的位点。释放的位点。n n中央管出口：位于大亚基，释放多肽链。中央管出口：位于大亚基，释放多肽链。n n肽酰转移酶的催化位点、起始因子、延伸因肽酰转移酶的催化位点、起始因子、延伸因子、终止因子等的结合位点子、终止因子等的结合位点 。5蛋白质合成过程蛋白质合成过程蛋白质合成过程蛋白质合成过程n n1 1）起始因子）起始因子-3(IF-3)-3(IF-3)介导介导30S30S小亚基与小亚基与mRNAmRNA结合，形成结合，形成IF3-30SIF3-30S亚基亚基-mRNA-mRNA复合复合物。物。n n2 2）IF-2IF-2介导介导fMet-tRNAfMet-tRNA与与mRNAmRNA的的AUGAUG互补互补结合，形成结合，形成 ”IF2-30S”IF2-30S亚基亚基-mRNA-fMet-mRNA-fMet-tRNA”30StRNA”30S起始前复合物。起始前复合物。n n3 3）在）在GTPGTP与与Mg2+Mg2+参与下，参与下，50S50S亚基与亚基与30S30S起始前复合物结合，起始前复合物结合，IF-2IF-2与与IF-3IF-3脱落，形成脱落，形成”30S”30S亚基亚基-mRNA-50S-mRNA-50S亚基亚基-fMet-tRNA”70S-fMet-tRNA”70S起始复合物。起始复合物。fMet-tRNAfMet-tRNA占据占据P P位，位，A A位空位空缺。缺。（一）氨基酸活化（一）氨基酸活化（一）氨基酸活化（一）氨基酸活化（二）起始（二）起始（二）起始（二）起始6蛋白质合成过程蛋白质合成过程蛋白质合成过程蛋白质合成过程mRNAmRNA分子以分子以分子以分子以5353方向，从方向，从方向，从方向，从AUGAUG开始每三个连续的核苷酸组成一个密码子。开始每三个连续的核苷酸组成一个密码子。开始每三个连续的核苷酸组成一个密码子。开始每三个连续的核苷酸组成一个密码子。每种氨基酸至少对应一种密码子，最多的可对应六个密码子。每种氨基酸至少对应一种密码子，最多的可对应六个密码子。每种氨基酸至少对应一种密码子，最多的可对应六个密码子。每种氨基酸至少对应一种密码子，最多的可对应六个密码子。7蛋白质合成过程蛋白质合成过程蛋白质合成过程蛋白质合成过程n n1 1）进位：第二个氨酰）进位：第二个氨酰-tRNA-tRNA进入进入A A位。位。n n2 2）成肽：）成肽：肽酰转移酶催化肽酰转移酶催化A A位位氨酰氨酰-tRNAtRNA的氨基与的氨基与P P位位肽酰肽酰-tRNA-tRNA的羧基的羧基形成肽键。形成肽键。n n3 3）移位：核糖体沿）移位：核糖体沿5353方向移动一方向移动一个密码子，原来个密码子，原来P P位的位的tRNAtRNA移到移到E E位，位，A A位的肽酰位的肽酰-tRNA-tRNA移到移到P P位，位，A A位空出。位空出。n n4 4）释放：移到）释放：移到E E位的位的tRNAtRNA释出。释出。n n核糖体循环：核糖体循环：蛋白质合成过程中肽链蛋白质合成过程中肽链延伸阶段的进位、成肽、移位、释放延伸阶段的进位、成肽、移位、释放的全过程称为核糖体循环，每经过一的全过程称为核糖体循环，每经过一次循环，肽链增加一个氨基酸。次循环，肽链增加一个氨基酸。（三）肽链延伸（三）肽链延伸（三）肽链延伸（三）肽链延伸8蛋白质合成过程蛋白质合成过程蛋白质合成过程蛋白质合成过程n n1 1）mRNAmRNA的终止密码的终止密码（UAAUAGUGAUAAUAGUGA）进入）进入A A位，阻止位，阻止氨酰氨酰-tRNAtRNA进位。进位。n n2 2）相关释放因子（）相关释放因子（RFRF）识别结合）识别结合A A位位终止密码；终止密码；P P位的肽酰位的肽酰-tRNA-tRNA经酶经酶解肽链与解肽链与tRNAtRNA分离。分离。n n3 3）肽链由中央管出口释放，）肽链由中央管出口释放，tRNAtRNA从从P P位脱落，大小亚基解聚并与位脱落，大小亚基解聚并与mRNA mRNA 分离。分离。（四）终止（四）终止（四）终止（四）终止9多核糖体多核糖体多核糖体多核糖体概念：概念：概念：概念：细胞内蛋白质合成时，一个细胞内蛋白质合成时，一个细胞内蛋白质合成时，一个细胞内蛋白质合成时，一个mRNAmRNA分子可结合多个核糖体，同时进行多条多分子可结合多个核糖体，同时进行多条多分子可结合多个核糖体，同时进行多条多分子可结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成；当前一个核糖体结合肽链的合成；当前一个核糖体结合肽链的合成；当前一个核糖体结合肽链的合成；当前一个核糖体结合mRNAmRNA启动多肽链合成并向启动多肽链合成并向启动多肽链合成并向启动多肽链合成并向mRNA3mRNA3端移动一定端移动一定端移动一定端移动一定距离后，下一个核糖体就结合到距离后，下一个核糖体就结合到距离后，下一个核糖体就结合到距离后，下一个核糖体就结合到mRNAmRNA起始位点。这种多个核糖体与同一起始位点。这种多个核糖体与同一起始位点。这种多个核糖体与同一起始位点。这种多个核糖体与同一mRNAmRNA结结结结合的聚合体称为多聚核糖体。合的聚合体称为多聚核糖体。合的聚合体称为多聚核糖体。合的聚合体称为多聚核糖体。意义：提供意义：提供意义：提供意义：提供mRNAmRNA利用率，在一定时间内合成更多的蛋白质。利用率，在一定时间内合成更多的蛋白质。利用率，在一定时间内合成更多的蛋白质。利用率，在一定时间内合成更多的蛋白质。10线粒体线粒体概述概述概述概述结构结构结构结构Electron-transport chainElectron-transport chainOOxidative phosphorylationxidative phosphorylation11线粒体概述线粒体概述线粒体概述线粒体概述3030亿年前地球的假想环境亿年前地球的假想环境亿年前地球的假想环境亿年前地球的假想环境厌氧菌厌氧菌厌氧菌厌氧菌n n早期地球大气中主要含有氢气、氨气、水，缺乏氧气早期地球大气中主要含有氢气、氨气、水，缺乏氧气早期地球大气中主要含有氢气、氨气、水，缺乏氧气早期地球大气中主要含有氢气、氨气、水，缺乏氧气n n生命形式主要为厌氧菌生命形式主要为厌氧菌生命形式主要为厌氧菌生命形式主要为厌氧菌n n能量代谢方式为无氧代谢，如糖酵解、发酵作用等能量代谢方式为无氧代谢，如糖酵解、发酵作用等能量代谢方式为无氧代谢，如糖酵解、发酵作用等能量代谢方式为无氧代谢，如糖酵解、发酵作用等12线粒体概述线粒体概述线粒体概述线粒体概述3030亿年前地球的假想环境亿年前地球的假想环境亿年前地球的假想环境亿年前地球的假想环境厌氧菌厌氧菌厌氧菌厌氧菌n n新型的光合作用方式新型的光合作用方式新型的光合作用方式新型的光合作用方式n n水水水水氧气氧气氧气氧气n n大气环境改变大气环境改变大气环境改变大气环境改变n n新型生命体出现新型生命体出现新型生命体出现新型生命体出现蓝细菌（蓝藻）蓝细菌（蓝藻）蓝细菌（蓝藻）蓝细菌（蓝藻）2.42.72.42.7亿年前亿年前亿年前亿年前,地球大气中开始逐渐积累越来越多的地球大气中开始逐渐积累越来越多的地球大气中开始逐渐积累越来越多的地球大气中开始逐渐积累越来越多的氧气。氧气。氧气。氧气。13线粒体线粒体线粒体线粒体线粒体在氧化反应带来的自然选择过程中出现线粒体在氧化反应带来的自然选择过程中出现线粒体在氧化反应带来的自然选择过程中出现线粒体在氧化反应带来的自然选择过程中出现氧气对厌氧菌产生威胁氧气对厌氧菌产生威胁氧气对厌氧菌产生威胁氧气对厌氧菌产生威胁自然选择压力自然选择压力自然选择压力自然选择压力生命体进化出自我保护生命体进化出自我保护生命体进化出自我保护生命体进化出自我保护机制抵抗氧毒性，并能机制抵抗氧毒性，并能机制抵抗氧毒性，并能机制抵抗氧毒性，并能利用氧气产生能量利用氧气产生能量利用氧气产生能量利用氧气产生能量真核细胞进行有氧呼吸真核细胞进行有氧呼吸真核细胞进行有氧呼吸真核细胞进行有氧呼吸产生能量的过程在特化产生能量的过程在特化产生能量的过程在特化产生能量的过程在特化的细胞器中进行的细胞器中进行的细胞器中进行的细胞器中进行线线线线粒体粒体粒体粒体线粒体概述线粒体概述线粒体概述线粒体概述14形状形状形状形状:线状或颗粒状线状或颗粒状线状或颗粒状线状或颗粒状体积体积体积体积:直径为直径为直径为直径为0.51.00.51.0 mm，与细菌接近，与细菌接近，与细菌接近，与细菌接近 形态因细胞类型、生理状态、发育阶段而异形态因细胞类型、生理状态、发育阶段而异形态因细胞类型、生理状态、发育阶段而异形态因细胞类型、生理状态、发育阶段而异数量数量数量数量:在不同类型细胞中差异很大，在不同类型细胞中差异很大，在不同类型细胞中差异很大，在不同类型细胞中差异很大，并随细胞的能量需求而变化并随细胞的能量需求而变化并随细胞的能量需求而变化并随细胞的能量需求而变化细胞内定位细胞内定位细胞内定位细胞内定位:与微管相连与微管相连与微管相连与微管相连特征特征特征特征:多形性、可塑性、移动性、适应性多形性、可塑性、移动性、适应性多形性、可塑性、移动性、适应性多形性、可塑性、移动性、适应性线粒体概述线粒体概述线粒体概述线粒体概述概念：概念：概念：概念：线粒体是一种普遍存在于几乎所有真核细胞中的细胞器；它能够分解有机大线粒体是一种普遍存在于几乎所有真核细胞中的细胞器；它能够分解有机大线粒体是一种普遍存在于几乎所有真核细胞中的细胞器；它能够分解有机大线粒体是一种普遍存在于几乎所有真核细胞中的细胞器；它能够分解有机大分子底物，并将其化学能转化为细胞可以直接利用的分子底物，并将其化学能转化为细胞可以直接利用的分子底物，并将其化学能转化为细胞可以直接利用的分子底物，并将其化学能转化为细胞可以直接利用的ATPATP；因此被比喻为细胞的；因此被比喻为细胞的；因此被比喻为细胞的；因此被比喻为细胞的“动力工厂动力工厂动力工厂动力工厂”。15贴壁生长的成纤维细胞中，镜下观察线粒贴壁生长的成纤维细胞中，镜下观察线粒体为短线状小体体为短线状小体放大观察可见线粒体能以放大观察可见线粒体能以 bean-bean-shaped shaped 形态存在，形态存在，长度约为长度约为 1 1 至至 4 4 m m。线粒体概述线粒体概述线粒体概述线粒体概述16Cardiac muscleCardiac muscleA Amoebamoeba A Adrenal cortexdrenal cortexA AstrocytestrocyteF Fish pseudobranchish pseudobranchA Adrenal drenal s steroid secreting teroid secreting cellscells多形性多形性多形性多形性17D Dramatic changes in shaperamatic changes in shape可塑可塑可塑可塑性性性性在活细胞内使用荧光标记观察在活细胞内使用荧光标记观察在活细胞内使用荧光标记观察在活细胞内使用荧光标记观察到的线粒体形状剧烈变化的现象到的线粒体形状剧烈变化的现象到的线粒体形状剧烈变化的现象到的线粒体形状剧烈变化的现象18移动性和适应性移动性和适应性移动性和适应性移动性和适应性线粒体的融合与分裂线粒体的融合与分裂一个线粒体可以与另外一个融合成新的线粒体，也可以一分为二的分裂。一个线粒体可以与另外一个融合成新的线粒体，也可以一分为二的分裂。一个线粒体可以与另外一个融合成新的线粒体，也可以一分为二的分裂。一个线粒体可以与另外一个融合成新的线粒体，也可以一分为二的分裂。融合与分裂的动态平衡是线粒体数量、形状与接合度的重要影响因素。融合与分裂的动态平衡是线粒体数量、形状与接合度的重要影响因素。融合与分裂的动态平衡是线粒体数量、形状与接合度的重要影响因素。融合与分裂的动态平衡是线粒体数量、形状与接合度的重要影响因素。19线粒体结构线粒体结构线粒体结构线粒体结构线粒体外膜线粒体外膜线粒体外膜线粒体外膜n n包裹整个线粒体包裹整个线粒体包裹整个线粒体包裹整个线粒体n n线粒体的外部边界线粒体的外部边界线粒体的外部边界线粒体的外部边界线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜n n线粒体的内部边界线粒体的内部边界线粒体的内部边界线粒体的内部边界n n形成线粒体嵴形成线粒体嵴形成线粒体嵴形成线粒体嵴膜间隙膜间隙膜间隙膜间隙线粒体基质线粒体基质线粒体基质线粒体基质20线粒体嵴线粒体嵴线粒体嵴线粒体嵴概念概念概念概念：线粒体内膜内陷突入基质形成的内折结构成为线粒体嵴；嵴的存在大：线粒体内膜内陷突入基质形成的内折结构成为线粒体嵴；嵴的存在大：线粒体内膜内陷突入基质形成的内折结构成为线粒体嵴；嵴的存在大：线粒体内膜内陷突入基质形成的内折结构成为线粒体嵴；嵴的存在大大增加了线粒体内膜的表面积，提高了大增加了线粒体内膜的表面积，提高了大增加了线粒体内膜的表面积，提高了大增加了线粒体内膜的表面积，提高了ATPATP合成的效率。合成的效率。合成的效率。合成的效率。21ThreeThree dimensional reconstruction of a mitochondriondimensional reconstruction of a mitochondrion深蓝色深蓝色深蓝色深蓝色:线粒体外膜线粒体外膜线粒体外膜线粒体外膜浅蓝色浅蓝色浅蓝色浅蓝色:线粒体内膜的内线粒体内膜的内线粒体内膜的内线粒体内膜的内部边界部分部边界部分部边界部分部边界部分黄色黄色黄色黄色:线粒体嵴线粒体嵴线粒体嵴线粒体嵴线粒体结构线粒体结构线粒体结构线粒体结构22线粒体结构线粒体结构线粒体结构线粒体结构外膜：含孔蛋白外膜：含孔蛋白外膜：含孔蛋白外膜：含孔蛋白(porin)(porin)，通透性较高。，通透性较高。，通透性较高。，通透性较高。内膜：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；膜的基质面内膜：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；膜的基质面内膜：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；膜的基质面内膜：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；膜的基质面附着基质颗粒附着基质颗粒附着基质颗粒附着基质颗粒(ATP(ATP合成酶颗粒合成酶颗粒合成酶颗粒合成酶颗粒)。膜间隙：含许多可溶性酶、膜间隙：含许多可溶性酶、膜间隙：含许多可溶性酶、膜间隙：含许多可溶性酶、底物及辅助因子。底物及辅助因子。底物及辅助因子。底物及辅助因子。基质：溶胶状，含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系；双链环状的线粒体基质：溶胶状，含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系；双链环状的线粒体基质：溶胶状，含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系；双链环状的线粒体基质：溶胶状，含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系；双链环状的线粒体DNADNA，核糖体等。，核糖体等。，核糖体等。，核糖体等。23ATP synthase particlesATP synthase particles线粒体结构线粒体结构线粒体结构线粒体结构线粒体基粒线粒体基粒线粒体基粒线粒体基粒：线粒体内膜特别是嵴膜基质面上带柄的球状颗粒称为基粒。基粒是由：线粒体内膜特别是嵴膜基质面上带柄的球状颗粒称为基粒。基粒是由：线粒体内膜特别是嵴膜基质面上带柄的球状颗粒称为基粒。基粒是由：线粒体内膜特别是嵴膜基质面上带柄的球状颗粒称为基粒。基粒是由多个蛋白亚基组成的大分子蛋白，其化学本质是多个蛋白亚基组成的大分子蛋白，其化学本质是多个蛋白亚基组成的大分子蛋白，其化学本质是多个蛋白亚基组成的大分子蛋白，其化学本质是ATPATP合酶，能将呼吸链电子传递过合酶，能将呼吸链电子传递过合酶，能将呼吸链电子传递过合酶，能将呼吸链电子传递过程中释放的能量用于程中释放的能量用于程中释放的能量用于程中释放的能量用于ADPADP磷酸化生成磷酸化生成磷酸化生成磷酸化生成ATPATP。24线粒体化学组成线粒体化学组成线粒体化学组成线粒体化学组成线粒体主要由蛋白质和脂质组成线粒体主要由蛋白质和脂质组成线粒体主要由蛋白质和脂质组成线粒体主要由蛋白质和脂质组成n n可溶性蛋白：酶、周边膜蛋白可溶性蛋白：酶、周边膜蛋白可溶性蛋白：酶、周边膜蛋白可溶性蛋白：酶、周边膜蛋白n n不溶性蛋白：整合膜蛋白、膜镶嵌酶蛋白不溶性蛋白：整合膜蛋白、膜镶嵌酶蛋白不溶性蛋白：整合膜蛋白、膜镶嵌酶蛋白不溶性蛋白：整合膜蛋白、膜镶嵌酶蛋白n n脂类以磷脂为主脂类以磷脂为主脂类以磷脂为主脂类以磷脂为主外膜与内膜化学组成上的差异外膜与内膜化学组成上的差异外膜与内膜化学组成上的差异外膜与内膜化学组成上的差异n n外膜蛋白与脂质的比例约为外膜蛋白与脂质的比例约为外膜蛋白与脂质的比例约为外膜蛋白与脂质的比例约为1 1：1 1n n内膜蛋白与脂质的比例约为内膜蛋白与脂质的比例约为内膜蛋白与脂质的比例约为内膜蛋白与脂质的比例约为4 4：1 1膜间隙的化学组成与胞质相似膜间隙的化学组成与胞质相似膜间隙的化学组成与胞质相似膜间隙的化学组成与胞质相似基质的化学组成以参与能量代谢的酶类为特征基质的化学组成以参与能量代谢的酶类为特征基质的化学组成以参与能量代谢的酶类为特征基质的化学组成以参与能量代谢的酶类为特征25线粒体外膜（高通透性）线粒体外膜（高通透性）线粒体外膜（高通透性）线粒体外膜（高通透性）:含通道形成蛋白含通道形成蛋白含通道形成蛋白含通道形成蛋白孔蛋白孔蛋白孔蛋白孔蛋白 PorinPorin对相对分子量对相对分子量对相对分子量对相对分子量1000010000以下的物质具有高通透性以下的物质具有高通透性以下的物质具有高通透性以下的物质具有高通透性线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜 (选择透过性选择透过性选择透过性选择透过性):):含有丰富蛋白质，主要有以下三方面作用含有丰富蛋白质，主要有以下三方面作用含有丰富蛋白质，主要有以下三方面作用含有丰富蛋白质，主要有以下三方面作用:(1)(1)电子传递链电子传递链电子传递链电子传递链:执行氧化反应执行氧化反应执行氧化反应执行氧化反应;(2)ATP(2)ATP 合酶合酶合酶合酶:在线粒体基质中产生在线粒体基质中产生在线粒体基质中产生在线粒体基质中产生ATP;ATP;(3)(3)运输蛋白运输蛋白运输蛋白运输蛋白:转运代谢产物转运代谢产物转运代谢产物转运代谢产物 线粒体膜间隙线粒体膜间隙线粒体膜间隙线粒体膜间隙:含有多种可以利用含有多种可以利用含有多种可以利用含有多种可以利用ATPATP来磷酸化其它核苷酸的酶类来磷酸化其它核苷酸的酶类来磷酸化其它核苷酸的酶类来磷酸化其它核苷酸的酶类线粒体基质线粒体基质线粒体基质线粒体基质:能量代谢相关酶类能量代谢相关酶类能量代谢相关酶类能量代谢相关酶类;线粒体线粒体线粒体线粒体DNADNA；核糖体；核糖体；核糖体；核糖体26TestTestExplainthefollowingtermsExplainthefollowingterms Mitochondrial cristaeMitochondrial cristaeMitochondrionMitochondrionFillintheblanksFillintheblanks The mitochondria could be subdivided from the outer to the inner The mitochondria could be subdivided from the outer to the inner into _,_,_,_.into _,_,_,_.27TestTestBestselectionBestselection Which of the following cells does not contain mitochondria ()Which of the following cells does not contain mitochondria ()A.A.Liver cell Liver cell B.Red blood cell B.Red blood cell C.C.Muscle cell Muscle cell D.D.Secreting cell Secreting cell ShortanswersShortanswers/briefessays/briefessays Please describe the structure of mitochondriaPlease describe the structure of mitochondria 28TestTestWrightorwrongWrightorwrong1.1.In general,animal cells have more mitochondria than plant cells.()In general,animal cells have more mitochondria than plant cells.()2.2.DNA mutation of mitochondria is more common in old men than ()DNA mutation of mitochondria is more common in old men than ()in young people.in young people.3.Keshan disease is directly caused by mitochondria dysfunction,()3.Keshan disease is directly caused by mitochondria dysfunction,()and deficiency of selenium is one of its primary pathogeny.and deficiency of selenium is one of its primary pathogeny.29细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸在氧分子的参与下，细胞分解各种大分子物质，产生二氧化碳；同时将分在氧分子的参与下，细胞分解各种大分子物质，产生二氧化碳；同时将分在氧分子的参与下，细胞分解各种大分子物质，产生二氧化碳；同时将分在氧分子的参与下，细胞分解各种大分子物质，产生二氧化碳；同时将分解代谢所释出的能量储存于解代谢所释出的能量储存于解代谢所释出的能量储存于解代谢所释出的能量储存于ATPATP中。这一过程称为细胞呼吸，又成为生物中。这一过程称为细胞呼吸，又成为生物中。这一过程称为细胞呼吸，又成为生物中。这一过程称为细胞呼吸，又成为生物氧化或细胞氧化。氧化或细胞氧化。氧化或细胞氧化。氧化或细胞氧化。n n本质上是线粒体中的一系列由酶催化进行的氧化还原反应本质上是线粒体中的一系列由酶催化进行的氧化还原反应本质上是线粒体中的一系列由酶催化进行的氧化还原反应本质上是线粒体中的一系列由酶催化进行的氧化还原反应n n反应在恒温、恒压条件下进行反应在恒温、恒压条件下进行反应在恒温、恒压条件下进行反应在恒温、恒压条件下进行n n所产生的能量储存于所产生的能量储存于所产生的能量储存于所产生的能量储存于ATPATP的高能磷酸键中的高能磷酸键中的高能磷酸键中的高能磷酸键中n n整个反应分步进行，能量逐步释放整个反应分步进行，能量逐步释放整个反应分步进行，能量逐步释放整个反应分步进行，能量逐步释放n n反应过程需要水分子参与反应过程需要水分子参与反应过程需要水分子参与反应过程需要水分子参与30细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸糖类、蛋白质和脂肪消化水解糖类、蛋白质和脂肪消化水解糖类、蛋白质和脂肪消化水解糖类、蛋白质和脂肪消化水解产物，进一步分解为共同产物产物，进一步分解为共同产物产物，进一步分解为共同产物产物，进一步分解为共同产物乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA，进入三羧酸循环。，进入三羧酸循环。，进入三羧酸循环。，进入三羧酸循环。三羧酸循环在线粒体基质中完三羧酸循环在线粒体基质中完三羧酸循环在线粒体基质中完三羧酸循环在线粒体基质中完成，是物质氧化的最终共同途成，是物质氧化的最终共同途成，是物质氧化的最终共同途成，是物质氧化的最终共同途径。径。径。径。线粒体成为绝大多数细胞代谢线粒体成为绝大多数细胞代谢线粒体成为绝大多数细胞代谢线粒体成为绝大多数细胞代谢过程中最终的能量转换和输出过程中最终的能量转换和输出过程中最终的能量转换和输出过程中最终的能量转换和输出中心。中心。中心。中心。31电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化线粒体基质中大分子分解代谢线粒体基质中大分子分解代谢线粒体基质中大分子分解代谢线粒体基质中大分子分解代谢产生携带高能电子的产生携带高能电子的产生携带高能电子的产生携带高能电子的NADH NADH 和和和和FADHFADH2 2NADH NADH 和和和和FADHFADH2 2通过电子传递通过电子传递通过电子传递通过电子传递链将高能电子最终传至氧分子链将高能电子最终传至氧分子链将高能电子最终传至氧分子链将高能电子最终传至氧分子电子传递过程中形成跨线粒体电子传递过程中形成跨线粒体电子传递过程中形成跨线粒体电子传递过程中形成跨线粒体内膜的内膜的内膜的内膜的质子电化学梯度差质子电化学梯度差质子电化学梯度差质子电化学梯度差电化学梯度差储存的的能量用电化学梯度差储存的的能量用电化学梯度差储存的的能量用电化学梯度差储存的的能量用来合成来合成来合成来合成ATPATP氧化过程：氧化过程：氧化过程：氧化过程：电子传递链电子传递链电子传递链电子传递链完成完成完成完成磷酸化过程：磷酸化过程：磷酸化过程：磷酸化过程：ATPATP合酶合酶合酶合酶完成完成完成完成线粒体中的能量代谢线粒体中的能量代谢线粒体中的能量代谢线粒体中的能量代谢32电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化I I：NADH-CoQNADH-CoQ还原酶还原酶还原酶还原酶IIII：琥珀酸：琥珀酸：琥珀酸：琥珀酸-CoQ-CoQ还原酶还原酶还原酶还原酶IIIIII：CoQ-CoQ-细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素c c还原酶还原酶还原酶还原酶IVIV：细胞色素：细胞色素：细胞色素：细胞色素c c氧化酶氧化酶氧化酶氧化酶33电子载体电子载体电子载体电子载体黄素蛋白（黄素蛋白（黄素蛋白（黄素蛋白（FMNFMN，FADFAD）CoQCoQ细胞色素类（含铁血红素）细胞色素类（含铁血红素）细胞色素类（含铁血红素）细胞色素类（含铁血红素）铁硫中心（铁硫中心（铁硫中心（铁硫中心（FeSFeS）铜原子铜原子铜原子铜原子电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化34氧化还原电位越高，氧化性氧化还原电位越高，氧化性氧化还原电位越高，氧化性氧化还原电位越高，氧化性（获得电子的能力）越强（获得电子的能力）越强（获得电子的能力）越强（获得电子的能力）越强电子传递链各组分氧化还原电子传递链各组分氧化还原电子传递链各组分氧化还原电子传递链各组分氧化还原电位逐级升高电位逐级升高电位逐级升高电位逐级升高电子自由能逐级降低电子自由能逐级降低电子自由能逐级降低电子自由能逐级降低电子逐级传递电子逐级传递电子逐级传递电子逐级传递电子传递链的氧化还原电位电子传递链的氧化还原电位电子传递链的氧化还原电位电子传递链的氧化还原电位电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化35质子电化学梯度差驱动质子电化学梯度差驱动质子电化学梯度差驱动质子电化学梯度差驱动ATPATP合成合成合成合成电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化36线粒体的半自主性线粒体的半自主性线粒体的半自主性线粒体的半自主性半自主性细胞器：自身含有遗传表达系统半自主性细胞器：自身含有遗传表达系统半自主性细胞器：自身含有遗传表达系统半自主性细胞器：自身含有遗传表达系统(自主性自主性自主性自主性)；但编码的遗传信息十；但编码的遗传信息十；但编码的遗传信息十；但编码的遗传信息十分有限，其分有限，其分有限，其分有限，其RNARNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基转录、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因组编码的遗传信息因组编码的遗传信息因组编码的遗传信息(自主性有限自主性有限自主性有限自主性有限)。线粒体线粒体线粒体线粒体DNADNAmtDNAmtDNA为双链环状，不与组蛋白结合，部分遗传密码与通用遗传密码不同为双链环状，不与组蛋白结合，部分遗传密码与通用遗传密码不同为双链环状，不与组蛋白结合，部分遗传密码与通用遗传密码不同为双链环状，不与组蛋白结合，部分遗传密码与通用遗传密码不同mtDNAmtDNA以半保留方式进行自我复制以半保留方式进行自我复制以半保留方式进行自我复制以半保留方式进行自我复制mtDNAmtDNA的复制不限于的复制不限于的复制不限于的复制不限于S S期，可以发生在整个细胞周期期，可以发生在整个细胞周期期，可以发生在整个细胞周期期，可以发生在整个细胞周期mtDNAmtDNA的转录类似于原核细胞的转录类似于原核细胞的转录类似于原核细胞的转录类似于原核细胞37线粒体的半自主性线粒体的半自主性线粒体的半自主性线粒体的半自主性线粒体蛋白质合成线粒体蛋白质合成线粒体蛋白质合成线粒体蛋白质合成1 1）合成蛋白质的种类十分有限）合成蛋白质的种类十分有限）合成蛋白质的种类十分有限）合成蛋白质的种类十分有限酵母线粒体主要酶复合物的生物合成酵母线粒体主要酶复合物的生物合成酵母线粒体主要酶复合物的生物合成酵母线粒体主要酶复合物的生物合成38线粒体的半自主性线粒体的半自主性线粒体的半自主性线粒体的半自主性线粒体蛋白质合成线粒体蛋白质合成线粒体蛋白质合成线粒体蛋白质合成2 2）蛋白质合成体系对核基因组具有依赖性）蛋白质合成体系对核基因组具有依赖性）蛋白质合成体系对核基因组具有依赖性）蛋白质合成体系对核基因组具有依赖性39核基因编码的线粒体蛋白质及其转运核基因编码的线粒体蛋白质及其转运核基因编码的线粒体蛋白质及其转运核基因编码的线粒体蛋白质及其转运n n线粒体中的蛋白质线粒体中的蛋白质线粒体中的蛋白质线粒体中的蛋白质98%98%以上由核以上由核以上由核以上由核DNADNA编码，在细胞质核糖体合成后转运到线粒体。编码，在细胞质核糖体合成后转运到线粒体。编码，在细胞质核糖体合成后转运到线粒体。编码，在细胞质核糖体合成后转运到线粒体。n n绝大多数运送到线粒体基质，少数输入膜间隙及插入内膜、外膜。绝大多数运送到线粒体基质，少数输入膜间隙及插入内膜、外膜。绝大多数运送到线粒体基质，少数输入膜间隙及插入内膜、外膜。绝大多数运送到线粒体基质，少数输入膜间隙及插入内膜、外膜。n n蛋白质前体蛋白质前体蛋白质前体蛋白质前体-N-N端前导肽被受体识别端前导肽被受体识别端前导肽被受体识别端前导肽被受体识别-经外膜、膜间隙、内膜进入基质经外膜、膜间隙、内膜进入基质经外膜、膜间隙、内膜进入基质经外膜、膜间