第六章线粒体与细胞能量的转换
线粒体与细胞的能量转换(2)
III Cyt c还原酶 250 Cyt b, Cyt c1, FeS CoQ→Cyt c*
IV Cyt c氧化酶 160 Cyt a, Cyt a3, Cu Cyt c→O*
*伴随H+跨膜转运，#不伴随H+跨膜转运。 不参与复合体构成的载体成分：NAD, CoQ, Cyt c
编码，由细胞质运往线粒体）
5. 所有tRNA均由mtDNA编码 6. 多肽链起始氨基酸为甲酰甲硫氨酸。
2021/2/4
25
（三）线粒体DNA的复制 1.重链、轻链各有一个复制起始点 2.重链先复制，顺时针方向；轻链后复制，逆时针方向；
复制需2小时 3.复制不受细胞周期限制
2021/2/4
26
四、核基因编码蛋白质向线粒体的转运
2021/2/4
10
（4）结构区域： 基质腔(matrix space)：内膜围成，含基质， 膜间腔(intermembrane space)：内外膜之间的腔 嵴(cristae): 嵴是内膜向内腔突起形成的板状或管 状折叠。
嵴间腔(intercristae space) 嵴内腔(intracristae space)
组成； 3.熟悉线粒体基因组结构与特征；了解线粒体
遗传系统与细胞核遗传系统的相互关系； 4.熟悉氧化磷酸化的概念与机制； 5.了解线粒体相关的临床意义
2021/2/4
2
第一节 线粒体的基本特征
一、线粒体的形态、数量和结构
（一）线粒体的形态、数量与分布
1.形态：一般呈粒状或杆状。 可呈线状，哑铃形、分杈状或其它形状，因生物或
2021/2/4
9
2.内膜(inner membrane)
（1）形态：向内腔折叠形成嵴，表面积大；嵴上有特 化的基粒，膜厚4.5nm；
第六章线粒体与细胞的能量转换练习题及答案
第六章线粒体与细胞的能量转换一、名词解释1.呼吸链( respiratory chain)2.基质导入序列( matrix-targeting sequence,MTS)3.细胞呼吸( cellular respiration)4.化学渗透假说(chemiosmotic coupling hypothesis)5.基粒( elementary particle)6.转位接触点( (translocation contact site)7.热休克蛋白( heat shock protein,HSP)8.线粒体动力学( mitochondrial dynamics)二、单项选择题1.线粒体核糖体的沉降系数是A.45SB.40SC.50SD.70sE.80S2.线粒体的嵴源于A.外膜B.膜间腔C.内膜D.基质颗粒E.内膜外膜共同形成3.细胞中进行生物氧化和能量转换的主要场所是A.核糖体B.糙面内质网C.线粒体D.过氧化物酶体E.高尔基复合体4.线粒体疾病不具有的特征是A.高突变率B.阈值效应C.遗传异质性D.父系遗传E.母系遗传5.下列因素中与细胞内线粒体的数目改变无关的是A.氧气充足B.有害物质渗入C.病毒入侵D.细胞癌变E.细胞缺血性损伤6.线粒体中具有高度选择通透性的结构是A.外膜B.基粒C.内腔D.基质E.内膜7.下列疾病与线粒体有关的是A.Kjer病B.硅肺C.糖原累积病D.泰-萨病E.痛风8.线粒体内膜的标志酶是A.细胞色素氧化酶B.单胺氧化酶C.腺苷酸激酶D.苹果酸脱氢酶E.糖基转移酶9.线粒体中具有调控质子通道作用的是A.基粒头部B.基粒柄部C.基粒基片D.嵴内腔E.嵴间腔10.线粒体中的基粒又称为A.微粒体B.糖原颗粒C.核糖体D.ATP合酶E.质粒11.葡萄糖分解产生ATP的过程是A.糖酵解→丙酮酸脱氢→三羧酸循环→电子传递和氧化磷酸化B.糖酵解→电子传递和氧化磷酸化→丙酮酸脱氢→三羧酸循环C.丙酮酸脱氢→三羧酸循环→糖酵解→电子传递和氧化磷酸化D.丙酮酸脱氢→三羧酸循环→电子传递和氧化磷酸化→糖酵解E.糖酵解→三羧酸循环→丙酮酸脱氢→电子传递和氧化磷酸化12.关于线粒体合成蛋白质的正确叙述是中A.可运输到细胞质B.均由核编码蛋白取代C.全部在线粒体中发挥作用D.数量和种类众多E.占线粒体所需蛋白质的大部分13.下列不支持线粒体起源的内共生学说是A.线粒体的遗传系统与细菌相似鲁B.线粒体的蛋白质合成方式与细菌相似C.抑制蛋白质合成的机制与细菌相似D.线粒体的核糖体为70SE.DNA呈线状14.下列关于核编码蛋白向线粒体基质转运的叙述中,错误的是A.需要基质导入序列B.前体蛋白在线粒体外保持非折叠状态C.多肽链需要在线粒体基质内重新折叠才形成有活性的蛋白质D.大多数蛋白的基质导入序列在协助蛋白质运输后不被切除E.蛋白进入线粒体的过程中需要分子伴侣蛋白的协助15.下列关于线粒体遗传体系的描述中,错误的是A.线粒体密码子与核密码子编码的蛋白质相同B.线粒体编码的RNA和蛋白质并不运出线粒体C.线粒体mRNA不含内含子D.线粒体mRNA翻译的起始氨基酸为甲酰甲硫氨酸E.所有 mtdna编码的蛋白质都是在线粒体核糖体上进行翻译的16.不参与组成呼吸链的化合物是A.CoQB. FADC. CytbD.肉碱E.铁硫蛋白17.细胞中含酶最多的细胞器是A.线粒体B.内质网C.高尔基复合体D.过氧化物酶体E.溶酶体18.线粒体基质的标志酶是A.细胞色素氧化酶B.单胺氧化酶C.腺苷酸激酶D.苹果酸脱氢酶E.糖基转移酶19.线粒体中能催化ADP磷酸化生成ATP的结构是A.基粒头部B.基粒柄部C.基粒基片D.嵴内腔E.嵴间腔20.下列关于线粒体外膜的正确叙述是A.化学组成中20%是脂类,80%是蛋白质B.允许一些小分子多肽通过C.外膜比内膜稍薄D.膜上有大量向内腔突起的折叠形成嵴E.几乎没有转运蛋白21.在心肌,一分子葡萄糖在有氧氧化途径中,通过氧化磷酸化可生成ATP的数是A.18B.22C.28D.32E.3822.有关线粒体DNA复制,错误的是A.线粒体DNA的两条链有各自的复制起始点B.轻链的复制要晚于重链C.mDNA的复制需要RNA引物作为DNA合成的起始D.一般情况下,重链的合成方向是逆时针的,轻链的合成方向是顺时针的E. mtdna复制贯穿于整个细胞周期23.三羧酸循环的反应中,不为呼吸链提供氢原子的是A.柠檬酸→异柠檬酸B.异柠檬酸→α-酮戊二酸C.琥珀酸→延胡索酸D.苹果酸→草酰乙酸E.丙酮酸24.呼吸链中既能传递电子又能传递氢的传递体是A.铁硫蛋白B.细胞色素bC.细胞色素cD.细胞色素a3E.辅酶Q25.将葡萄糖的生物氧化与体外燃烧进行比较,发现二者A.终产物完全相同B.总能量不同C.耗氧量不同D.反应所需活化能相同E.反应条件相似26.ATP生成的主要方式是A.肌酸磷酸化B.氧化磷酸化C.糖的磷酸化D.底物水平磷酸化E.有机酸脱羧27.在呼吸链中能将电子直接传递给氧的传递体是A.铁硫蛋白B.细胞色素bC.细胞色素cD.细胞色素a3E.细胞色素c128.线粒体膜间腔的标志酶是A.细胞色素氧化酶B.单胺氧化酶C.腺苷酸激酶D.苹果酸脱氢酶E.糖基转移酶29.呼吸链存在于A.细胞膜B.线粒体外膜C.线粒体内膜D.微粒体E.过氧化物酶体30.下列关于线粒体内膜的正确叙述是A.允许分子量小于1000的分子通过B.标志酶为苹果酸脱氢酶C.蛋白质的含量占50%D.具有高度的选择通透性E.比外膜稍厚31.参与呼吸链传递电子的金属离子是A.镁离子B.铁离子C.锌离子D.钴离子E.铜离子32.线粒体外膜的标志酶是A.细胞色素氧化酶B.单胺氧化酶C.腺苷酸激酶D.苹果酸脱氢酶E.糖基转移酶33.关于细胞色素,叙述正确的是A.均为递氢体B.均为递电子体C.都可与一氧化碳结合并失去活性D.辅基均为血红素E.只存在于线粒体34.Tim和Tom分别位于线粒体的A.外膜、内膜B.内膜、外膜C.内膜、膜间腔D.外膜、膜间腔E.膜间腔、外膜35.可进行底物水平磷酸化的是A.琥珀酰CoAB.葡萄糖6-磷酸C. UDPGD.果糖-1,6二磷酸E.2,3二磷酸甘油酸36.1分子琥珀酸脱下的2H经呼吸链传递与氧结合成水,生成的ATP分子数是A.1B.1.5C.2.5D.2E.537.呼吸链各成分排列顺序的依据是A.各成分的结构B.各化合物的类型C.分子的结构与性质D.按各成分的氧化还原电位的高低来排列E.分子的大小38.下列关于线粒体内膜的错误叙述是A.通透性很小B.具有高度的选择通透性C.由转运蛋白控制内外腔的物质交换D.蛋白质的含量明显低于其他膜成分E.比外膜稍薄9.关于底物水平磷酸化的正确叙述是A.底物分子上脱氢传递给氧产生能量,生成ATP的过程B.底物中的高能键直接转移给ADP生成ATP的过程C.体内产生高能磷酸化合物的主要途径D.底物分子的磷酸基团被氧化,释放出大量能量的过程E.高能底物水解ATP的过程40.存在于线粒体中,外漏时会引发细胞凋亡的是A.细胞色素a3B.细胞色素aC.细胞色素cD.细胞色素bE.细胞色素b5三、多项选择题1.线粒体的自主性体现在A.线粒体含有核糖体B. mtdna具有自我复制的能力C.在遗传上被核基因组控制D. mtdna与核DNA遗传密码有所不同E. mtna在S期合成2.相对于核DNA,线粒体DNA分子的特点是A.呈线状B.呈环状C.与组蛋白结合D.不与组蛋白结合E.信息量较小3.线粒体的增殖方式主要有A.出芽分裂B.收缩分裂C.间壁分裂D.减数分裂E.有丝分裂4.疾病过程中的线粒体变化有A.线粒体发生肿胀甚至破裂B.液泡状线粒体的形成C.线粒体融合D.线粒体基质颗粒大量增加E.线粒体凝集5.在胞浆中糖酵解产生的NADH,进入线粒体而被氧化的通过方式是A.α-磷酸甘油穿梭B.柠檬酸穿梭C.苹果酸穿梭D.丙酮酸穿梭E.谷氨酸穿梭6.目前线粒体疾病治疗的基本措施包括A.补充疗法B.选择疗法C.基因疗法D.靶向治疗E.营养补充7.呼吸链中有3个主要的质子由基质转运到膜间腔的部位,分别是A.NADH→FMNB.细胞色素b→细胞色素c之间C.细胞色素a→O2之间D.细胞色素b→细胞色素c1之间E.FMN→Fe-S8.线粒体内的生物氧化酶类有A.不需氧脱氢酶B.加单氧酶类C.过氧化物酶D.氧化酶类E.过氧化氢酶9.含有高能键的化合物有A.乙酰CoAB.1,6-二磷酸果糖C.1,3-二磷酸甘油酸D.2,3-二磷酸甘油酸E.磷酸烯醇式丙酮酸10.生物体内重要的呼吸链有A.以NAD+为辅酶的呼吸链B.以细胞色素氧化还原开始的呼吸链C.以FAD为辅酶的呼吸链D.以 NADPH氧化开始的呼吸链E.以FMNH氧化开始的氧化呼吸链参考答案一、名词解释1.呼吸链( respiratory chain):位于线粒体内膜上的一系列的递氢和递电子体,按一定顺序排列成相互关联的链状,可将还原氢传递给氧生成水,同时释放出的能量用于ATP合成。
线粒体与细胞能量转化知识点总结
线粒体与细胞能量转化知识点总结细胞是生命的基本单位，而能量是维持生命活动的基础。
在细胞中，线粒体扮演着至关重要的角色，负责产生细胞所需的能量。
本文将对线粒体与细胞能量转化的相关知识进行总结。
一、线粒体的结构和功能线粒体是细胞内的一个细胞器，具有独特的结构和功能。
每个线粒体都由外膜、内膜、内膜间隙和基质组成。
外膜是线粒体最外层的膜，内膜是由许多折叠而成的，并形成了称为嵴的结构，从而增加了内膜的表面积。
线粒体的主要功能是产生细胞能量，通过细胞呼吸过程中的氧化磷酸化来合成三磷酸腺苷（ATP）。
线粒体还参与脂肪酸代谢、无机盐离子平衡调节和细胞凋亡等过程。
二、线粒体中的细胞呼吸过程细胞呼吸是指将有机物质转化为ATP的过程，一般分为糖酵解和线粒体呼吸两个阶段。
在线粒体呼吸中，有三个关键步骤：糖酸阶段、三羧酸循环和氧化磷酸化。
1. 糖酸阶段：葡萄糖分子在细胞质中被分解成两个嘌呤核苷酸，再被转化为丙酮酸。
丙酮酸进入线粒体内膜间隙，并通过酶的作用转化为丙酮酸酯。
接下来，丙酮酸酯在内膜间隙中被转化为乙酰辅酶A。
2. 三羧酸循环：乙酰辅酶A进入线粒体内膜，参与三羧酸循环。
乙酰辅酶A在三羧酸循环中被逐步分解，并在过程中释放出氢原子和电子，以供其他反应使用。
3. 氧化磷酸化：由三羧酸循环产生的氢原子和电子将被运载体NAD+和FAD接收，并将它们带到线粒体内膜嵴上的电子传递链。
在电子传递链中，通过电子的转移和氢原子的泵出，细胞内膜间隙的氢离子浓度增加。
最后，氢离子通过ATP合酶通道流回细胞质，产生ATP。
三、线粒体与其他细胞功能的关系除了细胞能量转化，线粒体还与其他细胞功能密切相关。
1. 脂肪酸代谢：线粒体参与脂肪酸的合成和分解。
在脂肪酸合成中，线粒体内的乙酰辅酶A被转化为脂肪酸，并被储存在线粒体膜上。
而在脂肪酸的分解过程中，脂肪酸被运输到线粒体内膜间隙，并经过一系列的反应逐步被分解为乙酰辅酶A。
2. 离子平衡调节：线粒体内的离子平衡对细胞正常功能的维持至关重要。
细胞生物学之笔记--第6章
第六章线粒体mitochondion与细胞的能量转换第一节线粒体的基本特征一、线粒体的形态、数量&结构（一）线粒体的形态、数量与细胞的类型和生理状态有关线状、粒状、杆状etc 直径0.5~1.0μm。
（二）线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构1.外膜是线粒体外层单位膜outer membrane5~7nm厚，50%脂类、50%蛋白（重量）外膜蛋白多为转运蛋白，形成跨膜水相通道（直径2~3μm），允许分子量10kD以下分子通过，包括小分子多肽（氨基酸平均分子量128D）2.内膜的内表面附着许多颗粒inner membrane4.5nm厚，20%脂类、80%蛋白✧内腔/基质腔（matrix space）由内膜包裹的空间✧外腔/膜间腔（intermembrane space）内、外膜之间的空间✧嵴（cristae）内膜大量向内腔突起性折叠形成✧嵴间腔（intercristae space）嵴与嵴之间的内腔部分✧嵴内空间（intracristae space）由于嵴向内腔突起，造成的外腔向内伸入的部分内膜通透性很小，分子量大于150D，就不能通过内膜有高度的选择通透性，膜上转运蛋白控制内外腔的物质交换内膜内表面附着许多颗粒，数目：104~105个/线粒体，称基粒elementary particle =A TP合酶复合体（A TP synthase complex）3.内外膜相互接近所形成的转位接触点是物质转运到线粒体的临时性结构转位接触点translocation contact site 电镜观察揭示内外膜有些接触点转位接触点分布有蛋白质等物质进出线粒体的通道蛋白和特异性受体，称内膜转位子translocon of the inner membrane, Tim; 和外膜转位子translocon of the outer membrane, Tom4.基质是氧化代谢的场所✧基质matrix 内腔中充满的电子密度较低的可溶性蛋白质和脂肪等成分✧基质中含各种酶：三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸分解、蛋白质合成✧基质中含有双链环状DNA、70S核糖体有1~多个DNA拷贝，有独立遗传物质复制、转录、翻译5.基质的化学本质是ATP合酶基粒，又称A TP合酶复合体，头部直径9nm，柄部长5nm，宽4nm二、线粒体的化学组成三、线粒体的遗传体系（一）线粒体DNA构成了线粒体基因组mtDNA(mitochondrial DNA) 裸露、不与组蛋白结合，基质内一个线粒体平均5~10个DNA分子，编码线粒体的t RNA、rRNA及一些线粒体蛋白质但大多数酶和蛋白质仍由细胞核DNA编码，在细胞质中合成，转送到线粒体中线粒体基因组共16 569 bp，双链环状DNA，一条重链，一条轻链。
线粒体与细胞的能量转换
有机物氧化时需O2分解成无机物（CO2 H2O）
细胞呼吸(cellular respiration) ：细胞利用氧氧化有机 物成为无机物（CO2 H2O），同时释放能量的过程。与 动物中呼吸现象相似，也称为生物氧化(biological oxidation) 或细胞氧化(cellular oxidation)。 细胞获能与非细胞获能的区别： 本质上无区别
①发现：1894年，德· Altmann发现，基本形状为线状、粒状
的颗粒，变形为哑铃型、分枝型；1897年Benda命名为线粒体， 所有真核细胞都有线粒体。大小? ②数目：数百上千, 数目与功能相关，心肌、肝脏、骨骼肌含 量丰富，淋巴细胞中线粒体少至只有几个 脑部？
③位置：分泌腺细胞中线粒体围绕分泌泡，肌细胞中线粒体围
4CO2 +6NADH+6H+ 2+ 2FADH+2HSCoA+2ATP 1分子的葡萄糖经无氧氧化、 丙酮酸脱氢和TAC循环， 共产生了6分子的CO2和 12对高能H、 4分子ATP
6．三羧酸循环能量储存方式：
① 以高能磷酸键直接生成2ATP ②以高能氢原子（4对H）一般认为是高能电子，由 NAD+和FAD+携带
②转运过程：
蛋白质合成后→分子伴侣去折叠（HSP70、HSP60、HSP10； NAC)→导肽引导,ATP水解→内外膜转位接触点，ATP水解→穿 膜（电荷引力和分子绞力）→导肽切除,分子伴侣帮助折叠。
第三节 细胞呼吸与能量转换
一、引言 ：非细胞细胞获能量：
燃烧有机物
化学能变热能、光能等
本质是物质氧化反应，释放化学能
转运条件：
导肽(1eader sequence)。N端一段20~80个氨基酸序列，富含带正电 荷氨基酸和疏水氨基酸，形成一边正电荷一边是疏水的螺旋 结构。线粒体基质腔带负电多，电荷引力！ ②内外膜转位接触点：成孔膜蛋白形成通道 ③分子伴侣(molecular chaperone)：热休克蛋白(heat shock protein， HSP )类：HSP70、HSP60、HSP10；新生多肽相关复合物 (nascent associated complex，NAC), ATP。
第六章线粒体和细胞的能量转换
·线粒体DNA通常是裸露的，不与组蛋白结合。 ·存在与线粒体基质内或依附于线粒体内膜。 ·每个线粒体内平均含有5-10个线粒体DNA分子。 ·主要编码线粒体tRNA、rRNA及一些线粒体蛋白质。
cell Biology
线粒体基因组序列（剑桥序列），为一条双链环 状DNA分子，一条为重链，一条为轻链。 人类线粒体基因组 共编码了37个基因： 2种rRNA(12s,16s) 22种tRNA 13种mRNA(多肽)
cell Biology
cell Biology
线粒体的化学组成
线粒体干重的主要成分是蛋白质和脂类，分别 占65%-70%和25%-30%。 此外线粒体中还含有DNA和完整的遗传系统， 多种辅酶、维生素和各类无机离子。
线粒体的遗传体系
线粒体DNA（mtDNA）构成了线粒体基因组。
cell Biology
cell Biology
医学细胞生物学
Medical Cell Biology
cell Biology
cell Biology
cell Biology
第六章 线粒体和细胞的能量转换
第一节 线粒体的基本特征
cell Biology
·在光镜下，线粒体呈线状、粒状或杆状，直径0.5-1um。 ·不同类型或不同生理状态的细胞，线粒体形态、大小、 数量及排列分布并不相同。 ·代谢活动旺盛的细胞，线粒体数目较多。
线粒体形态的可变性
cell Biology
cell Biology
线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构。
膜间腔
基质 基粒
外膜
内膜
嵴
cell Biology
cell Biology
cell Biology
第六章 细胞的能量转换—线粒体和叶绿体 南开大学细胞生物学课件
1. 电子载体
电子传递链是由一系列特殊的电子载体构成的。 在电子传递过程中，与释放的电子结合并将电子传递 下去的化合物称为电子载体（electron carrier）。
电子载体有五种： 黄素蛋白（flavoprotein） 细胞色素(cytochrome) 泛醌(ubiquinone, UQ) 铁硫蛋白(iron-sulfur protein) 铜原子(copper atom)
Fis1和Mdv1 2. 参与作用
endophilin B1 Mff(mitochondrial fission factor) GDAP1(ganglioside-induced
fifferentiation associated protein 1)
2. 线粒体融合与分裂的细胞生物学基础
二、线粒体的超微结构
复合物Ⅱ
复合物Ⅲ
复合Ⅳ
在电子传递过程中，有几点需要说明
◆ 五种类型电子载体：黄素蛋白、细胞色素(含血红素辅基)、 Fe-S中心、铜原子、辅酶Q。前四种与蛋白质结合，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)
叶肉细胞
维管束 维管束鞘细胞
第三节 线粒体和叶绿体的半自主性及其起源
线粒体和叶绿体的功能主要受细胞核 基因组调控，但同时又受到自身基因组的 调控，被称为半自主性细胞器。
线粒体和叶绿体以非孟德尔方式遗传。
一、线粒体和叶绿体的半自主性 二、线粒体和叶绿体的起源
一、线粒体和叶绿体的半自主性
（一）线粒体和叶绿体DNA （二）线粒体和叶绿体中的蛋白质 （三）线粒体和叶绿体基因组与细胞核
医学细胞生物学（中山大学）第六章线粒体与细胞的能量转换
第六章线粒体与细胞的能量转换第一节线粒体的基本特征一、线粒体的形态、数量和结构（一）线粒体的形态、数量与细胞的类型和生理状态有关（细胞类型、生理状态、代谢需求）1.光镜下的线粒体成线状、粒状或杆状。
2.在低渗环境下，线粒体膨胀如泡状，在高渗环境下，线粒体又伸长为线状3.酸性时线粒体膨胀，碱性时线粒体为粒状（二）线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构1.外膜是线粒体外层单位膜在组成上，外模的1/2为脂类，1/2位蛋白质，外膜上镶嵌的蛋白质包括多种转运蛋白，允许通过分子量在10000以下的物质（通透性大）2.内膜的内表面附着许多颗粒①内膜直接包围的空间称内腔，含有基质，也称基质腔；内膜与外膜之间的空间称为外腔，或膜间腔。
②嵴的形成大大扩大了内膜的面积，提高了内膜的代谢效率③内膜的化学组成中20%是脂类（心磷脂占20%），80%是蛋白质④内膜的通透性很小，但内膜有高度的选择通透性⑤基粒分为头部、柄部、基片三部分，由多种蛋白质亚基组成。
机理头部具有酶活性，能催化ADP磷酸化生成ATP，因此，基粒又称ATP合成酶或ATP合酶复合体3.内外膜相互接近所形成的转为接触点是物质转运到线粒体的临时性结构线粒体的内外膜上存在着一些内膜与外模相互接触的地方，在这些地方膜间隙变狭窄，称为转位接触点4.基质是氧化代谢的场所线粒体中催化三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸分解、蛋白质合成等有关的酶都在基质中，参与物质的代谢5.基粒的化学本质是ATP合成酶二、线粒体的化学组成1.线粒体的主要成分是蛋白质，且多数分布于内膜和基质，分为两类：可溶性蛋白和不可溶性蛋白或膜镶嵌酶蛋白（线粒体是细胞中含酶最多的细胞器）2.线粒体内外膜的标志酶分别是细胞色素氧化酶和单胺氧化酶等；基质和膜间腔的标志酶分别为苹果酸脱氢酶和腺苷酸激酶三．线粒体的遗传体系（一）线粒体DNA构成了线粒体基因组1.线粒体基因组序列（也称剑桥序列）共16569个碱基对，为一条裸露的，不与组蛋白结合的双链环状的DNA分子。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一节 线粒体的基本特征
• 2.核编码蛋白向线粒体其他部位的转移 • 1)向膜间腔转运 • ISTS序列介导，前体全部或部分进入基质
后进入膜间腔 • 直接从胞浆通过外膜扩散进入
• 2)向线粒体外膜或内膜的转运
第一节 线粒体的基本特征
• 五、线粒体的起源与发生 • 1.通过分裂方式实现增殖
• 2.DNA随机不均等被重新分配
质等物质进出线粒体的通道 • 基质：含有独立的DNA遗传物质和整套转录
翻译系统，也是三羧酸循环、脂肪酸氧化、 氨基酸分解和蛋白质合成等反应场所。 • 基粒：ATP酶复合体。
第一节 线粒体的基本特征
• 二、线粒体的化学组成 • 主要成分为蛋白质，分为可溶性蛋白和不
溶性蛋白。 • 标志酶： • 内膜——细胞色素氧化酶 • 外膜——单胺氧化酶 • 基质——苹果酸脱氢酶 • 膜间腔——腺苷酸激酶
第六章 线粒体与细胞能量的转换
第一节 线粒体的基本特征
• 一、线粒体的形态、 数量与结构
• 1.形态、数量与细胞 的类型和生理状态相 关
• 2.由双层单位膜套叠 而成的封闭膜囊结构
第一节 线粒体的基本特征
• 外膜：光滑平整，通透性高。 • 内膜：稍薄，向内突出为嵴。蛋白质含量
高，通透性低。附着有基粒。 • 内外膜转移接触点：转位接触点，是蛋白
成的核糖体基因组不同
第一节 线粒体的基本特征
• 3.线粒体DNA的复制 • 1)重链和轻链各自有复制起始点，轻链的复制
晚于重链，二者合成方向相反（重链合成方向 为顺时针，轻链合成方向为逆时针）。
• 2)速度较慢
• 3)不受细胞周期的影响
细胞质中游离核糖体合成的蛋白质种类
• 3.线粒体可能起源于共生的早期细菌
第二节 细胞呼吸与能量转换
线粒体是糖、脂肪、氨基酸等能源物质最终氧化释放能 量的场所。
生命活动中95%的能量来自线粒体——细胞的动力工厂。
细胞氧化：在酶的催化下，氧将细胞内各种供能物质 氧化而释放能量的过程。由于细胞氧化过程中，要消 耗O2释放CO2和H2O所以又称细胞呼吸。
第一节 线粒体的基本特征
• 四、核编码蛋白质向线粒体的转运 • 1.核编码蛋白向线粒体基质的转移 • 1) 需要分子伴侣蛋白的协助
• 具有MTS序列
• 2) 在线粒体外保持非折叠状态 • 3) 分子运动产生的动力协助多肽链穿越线
粒体膜 • 4)多肽链在线粒体基质内重新折叠为活性
结构(mthsp70的双重作用)
第二节 细胞呼吸与能量转换
• 二、ATP • 高能磷酸化合物，可以在细胞内储存、转
换、提供能量，被称为能量货币。
第三节 细胞的能量转换
第三节 细胞的能量转换
• 一、糖酵解 • 由葡萄糖产生丙酮酸的过程，释放少许能
量，胞质内完成。
底物水平 磷酸化
第三节 细胞的能量转换
NADPH进入线粒体 机制
⑴糖酵解 细胞氧化的基本过程： ⑵乙酰辅酶A生成
⑶三羧酸循环 ⑷电子传递和氧化磷酸化
第二节 细胞呼吸与能量转换
• 一、细胞呼吸 • O2的参与下，分解大分子，产生CO2；分解代
谢产生的能量储存于ATP中。 • 1.本质上实在线粒体中进行的一系列酶催化的
氧化还原反应 • 2.产生的能量储存于ATP的高能磷酸键中 • 3.整个反应分步进行，能量逐步释放 • 4.恒温恒压条件下 • 5.需要H2O参与
不同信号诱导
诱导期
私有途径
线粒体膜通透性发生改变
效应期
线粒体内各种蛋白质释放 凋亡
共有途径 降解期
第五节 线粒体与疾病
• 一、疾病过程中的线粒体变化
• 二、mtDNA突变与疾病
第一节 线粒体的基本特征
• 三、线粒体的遗传体系 • 1.线粒体基因组 • 双链、环状DNA分子，无组蛋白。
第一节 线粒体的基本特征
①线粒体有自己的DNA和蛋白质合成系统——独立 的遗传系统，表明有一定的自主性。
②mtDNA分子量小、基因数量少、编码的蛋白质 有限，只占线粒体蛋白质的10%,而大多数线粒体蛋 白质（90%）由核基因编码的，并在细胞质中合成 后转运到线粒体中去。
第三节 细胞的能量转换
• 二、三羧酸循环 • 完全氧化的最后
过程
• 有机物相互转化 的枢纽
第三节 细胞的能量转换
• 三、氧化磷酸化 • 呼吸链：一系列可逆接受和释放H+和e-的化
学物质构成的传递电子的酶体系，在线粒 体内膜上有序排列成相互关联的链状。
第三节 细胞的能量转换
• 氧化过程(电子传递过程)与磷酸化的耦联
③线粒体遗传系统受控于细胞核遗传系统。
因此，线粒体为半自主性细胞器。
第一节 线粒体的基本特征
• 2.线粒体DNA的转录 • 1)重链和轻链各有一个启动子(重链上有两处) • 2)转录形成多顺反子，而后剪切为多个RNA分
子 • 3)mRNA分子无内含子，很少有非翻译区 • 4)mtDNA编码蛋白质均在线粒体内由线粒体合
第三节 细胞的能量转换
• ATP酶复合体（基粒）：
F1头部：为水溶性蛋 白质，它可以利用质 子动力势合成ATP， 也可以水解ATP，转 运质子，属于F型质子 泵。 F1是由9个亚基组成的 α3β3γδε复合体，具 有三个ATP合成的催 化位点。
第四节 线粒体与细胞死亡
• 线粒体膜通透性与细胞死亡关系密切