2017/10/13
1 1 第六章
线粒体与细胞的能量转换
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化学组成和遗传体系。
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2 第一节 线粒体的基本特征
一、线粒体的形态、数量和结构
二、线粒体的化学组成
三、线粒体的遗传体系
四、线粒体核编码蛋白质的转运
五、线粒体的起源
六、线粒体的分裂与融合
七、线粒体的功能
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4 1.线粒体的形态、数量与细胞的类型和生理状
态有关
一、线粒体的形态、数量和结构
形态：光镜下，线状、粒状、短杆状；
有的圆形、哑铃形、星形；还有分枝
状、环状等
●低渗情况下，膨胀如泡状；高渗情
况下，伸长为线状
●胚胎肝细胞线粒体：发育早期短棒
状，发育晚期长棒状
●酸性环境下膨胀，碱性环境下粒状
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3 5 骨骼肌细胞中可见巨大线粒体，长达7—10微米 大小：细胞内较大的细胞器。一般直径：0.5—1.0um;
长度：3um。
数目：不同类型的细胞中差异较大。最少的细胞含1个
线粒体，最多的达50万个。正常细胞中：1000—2000
个。
●单细胞鞭毛藻中1个线粒体
●巨大变形虫中约50万个线粒体
●哺乳动物肝细胞中约2000个线粒体，肾细胞中约300个
6 ●精细胞中，沿鞭毛紧密排列；肌细胞中，包装在邻近肌原纤维中间
●细胞内线粒体分布可因细胞的生理状态改变产生移位现象
●肾小管细胞内交换功能旺盛时，线粒体集中于质膜近腔面内缘；
●有丝分裂过程中线粒体均匀分布在纺锤丝周围。
分布：因细胞形态和类型的不同而存在差异。通常分
布于细胞生理功能旺盛的区域和需要能量较多的部位。
总之：线粒体的形态、大小、
数目和分布在不同形态和类型
的细胞可塑性较大。
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7 2. 超微结构：线粒体是由双层单位膜套叠而成的
封闭性膜囊结构
☆内膜与外膜套叠形成囊中之囊
☆内、外囊膜不相通
☆内外膜组成线粒体的支架
8 (1) 外膜（outer membrane）：
线粒体的细胞生物学功能
1.线粒体的主要功能是高效的将有机物中储存的能量转换为细胞生命活动的直接能源ATP,线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位，是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所。线粒体负责的最终氧化的共同途径是三羧酸循环与氧化磷酸化，分别对应有氧呼吸的第二、三阶段。细胞内储能的大分子化合物和脂肪经糖酵解或分解形成丙酮酸和脂肪酸，脂肪酸进入线粒体后进一步分解为乙酰CoA。三羧酸循环酶系存在于线粒体基质中，乙酰CoA在线粒体基质中通过三羧酸循环，产生含有高能电子的NADH和FADH，这两种分子中的高能电子通过电子传递链最终传递给氧，生成水。在电子传递过程中，内膜上的电子传递复合物将基质中的质子转运至膜间隙，形成ATP合酶工作所需的质子浓度梯度。
2.细胞凋亡调控：在细胞凋亡的内源途径中，线粒体处于中心地位。当细胞受到凋亡信号刺激时，胞内线粒体的外膜通透性会发生改变，向细胞质中释放出凋亡相关因子，如Cyt c。Cyt c 再与另一个凋亡因子Apaf-1结合，诱导细胞发生凋亡。线粒体释放的另一个因子:限制性内切核酸酶G也能引发caspases非依赖性的细胞凋亡。
3.线粒体可以储存钙离子，与内质网、细胞外基质共同作用，调节细胞内钙离子浓度，从而调节与钙离子有关的细胞生命活动，如在细胞信号转导过程中，线粒体释放钙离子能激活第二信使IP3和DAG作为双信使G蛋白偶联受体介导的信号通路。
4.线粒体是半自主细胞器，它能储存遗传物质。
揭阳一中91届高二练习
第 1 页 共 5 页 91届高二生物选修3练习：专题二《细胞工程》
一、单项选择题
1、对细胞全能性的表达正确的是
A．离体的植物细胞均能够表现出全能性 B．动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现
C．花粉可培育成单倍体植株是细胞全能性的表现
D．单克隆抗体的制备依据的原理是细胞的全能性
2、在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是
①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株 ②获取大量的脱毒苗
③制备人工种子 ④单倍体育种 ⑤无子西瓜的快速大量繁殖
A.①②③ B.③④⑤ C.①②④⑤ D.②③④⑤
3、植物组织培养过程的顺序是
①离体的植物器官、组织或细胞 ②根、芽③愈伤组织④脱分化 ⑤再分化⑥植物体
A.①④③⑤②⑥ B.①④③②⑤⑥ C.①⑤④③②⑥ D.⑥①④③⑤②
4、下面为植物组织培养过程流程图解，以下相关叙述不正确的是
A.上述过程中脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用
B.再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
C.从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性
D.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
5、下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的是
A．不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程
B．参与杂种细胞壁形成的细胞器主要是线粒体和核糖体
C．植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种植株
D．杂种植株表现出的性状是基因选择性表达的结果
6、下图所示为植物体细胞杂交技术的过程，错误的是
A.A和B细胞诱导融合前要先去除细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶处理
B.从A和B细胞到C细胞的过程中，常用离心、振动、电刺激用聚乙二醇（PEG）作为诱
线粒体形态结构：
椭圆形 少数圆形
宽0.8~1m，长1～2m（特殊7～40m）
两层单位膜
外膜、内膜、外室、内室组成
内膜向线粒体腔形成褶叠，称Mit嵴（嵴间平行，与纵轴垂直）
嵴增加内膜面积（外膜的5倍，细胞膜结构总面积的1/3）
基粒（F1颗粒、F1因子、内膜亚单位）
外膜、内膜、外室、内室组成
线粒体化学组成
蛋白质、脂、水（脂：磷脂等膜脂；水：代谢产生）
蛋白质最重要成份
可溶性：基质酶、膜外周蛋白
不溶性：内外膜整合蛋白（受体、酶等）
蛋白质 在线粒体各部分分布不同
外膜两类：
►（1）氧化还原酶：单胺氧化酶、NADH-细胞色素C还原酶等（单胺氧化酶是外膜标志酶）
►（2）脂类代谢酶：酰基辅酶A合成酶、脂肪酸延伸酶等 此外：孔蛋白，2～3nm通道，外膜具有通透性，小分子物质自由进出
外室中酶种类少，主要为激酶，如腺苷酸激酶（标志酶）、二磷酸激酶等
内膜上酶种类多、结构复杂、许多酶以复合物的形式出现
内膜上的酶，四类：
（1） 移位酶：特异性载体，运输磷酸、Ca2+、核苷酸、－酮戊二酸、谷氨酸、鸟氨酸等代谢产物
（2）生物合成酶类：参与Mit DNA、RNA、蛋白质合成、脂肪酸、血红素合成
（3）呼吸链酶：
构成内膜的主要成份
a.复合物I：NADH脱氢酶
b.复合物II: 琥珀酸脱氢酶
c.复合物III：CoQ-细胞色素C还原酶
d.复合物IV：细胞色素氧化酶
（4）能量转换酶——基粒（ATP酶复合体）
基粒：ATP合成酶（F1-F0偶联因子， F1-F0 ATP酶）
三部分：
头部：
球状，直径9nm，容易分离，水溶性，称F1因子，由33 9亚基组成
►分离的F1因子能催化：
ADP+Pi ATP
也能催化： ATP ADP+Pi
►但Mit内，合成反应，存在一种热稳定蛋白（MW1万），可与F1结合，抑制ATP水解，促进合成
