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线粒体的结构示意图 PPT

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线粒体PPT演示课件

线粒体PPT演示课件
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mtDNA的复制、转录
复制——半保留 需要核基因编码的酶类、调控因子的参与 两个单向复制叉 两条链合成的方向相反，不同步 不受细胞周期的影响
转录——需要核基因编码的酶和转录因子的参与 重链和轻链各有一个启动子 成熟的mRNA无帽，有靴
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线粒体蛋白质的来源
内源性：10%
线粒体完成电子传递和氧化磷酸化必需的
脂类 ： 占25%-30% 主要是磷脂 含丰富的心磷脂、少量的胆固醇
DNA/RNA/核糖体 辅酶、维生素和无机离子
13
线粒体的遗传体系
除植物中的叶绿体外，真核细胞中唯一含
有核外遗传物质的细胞器
线粒体DNA(mtDNA)
裸露的，不与组蛋白结合 多拷贝 编码线粒体的tRNA,rRNA,部分线粒体蛋白
包括ATP合酶、转运蛋白、 电子传递链
inner membrane7
孔蛋白（porin）
8
线粒体内膜
是细胞质与线粒体基质之间主要的通透屏障 内表面有负责多种功能的蛋白
9
线粒体的内部空间
膜间腔（外腔）
充满无定形液体
含有多种可溶性酶、底物和辅助因子
基质腔（内腔）
酶:DNA聚合酶、氨基酸活化酶等
25
线粒体的起源与发生
增殖方式：分裂 出芽分裂 收缩分裂 间壁分裂
不是绝对均等的
分裂过程中mtDNA随机、不均等地分配到新的线粒体中
线粒体起源于共生的早期细菌
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第二节 细胞呼吸与能量转换
细胞呼吸（生物氧化；细胞氧化） 细胞内特定的细胞器（线粒体）内，在氧的参与下，分解大分 子物质,产生CO2、释放能量并储存于ATP中的过程。
3
4

第七章线粒体的结构与功能PPT课件

第七章线粒体的结构与功能PPT课件
1894年 ——Altmann —— 光镜 —— 生命小体 (bioblast) 1897年 —— Benda —— 线粒体(mitochondria)
一.线粒体的形态、大小和分布 形态：光镜： 线状、粒状、短杆状；有的圆形、哑铃形、星形；还有分枝状、环状等
*
线粒体的形态
光学显微镜下线粒体的形态
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*
化学渗透学说示意图
*
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。
*
细胞氧化的基本过程
1、酵 解： 在细胞质基质内进行，反应过程不需要氧——无氧酵解
2、乙酰辅酶A生成: 线粒体基质内进行
3、三羧酸循环: 在线粒体基质内进行
线粒体的形态多种多样， 一般呈线状，也有粒状或短线状。细胞的生理状况发生变化时线粒体的形态亦将随之而改变。
*
线粒体的数量
同一类型细胞中，线粒体的数目是相对稳定的。 在不同类型的细胞中线粒体的数目相差很大。 生理活动旺盛的细胞（心肌细胞）线粒体多。
数百 ~ 数千个
3 105万个(有些卵母细胞)
特征酶：苹果酸脱氢酶
氧化还原酶 37%*源自线粒体各部分蛋白及酶的分布
线粒体的化学组成
线粒体的化学组分主要是由蛋白质、脂类和水份等组成
红色标注各部分的标志酶
*
线粒体：提供细胞95%以上的能量--- 细胞内的动力工厂 糖酵解：提供细胞少量的能量
细胞内的供能物质：主要糖类
*
知识回顾：真核细胞中的氧化作用 糖的氧化: 葡萄糖→细胞→ 胞质中分解为丙酮酸(不需要氧，糖酵解) ◆糖氧化成丙酮酸 ◆丙酮酸脱羧生成乙酰CoA ◆乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化

细胞生物学第七章 线粒体ppt课件

细胞生物学第七章 线粒体ppt课件

■ 两套遗传体系的协同性
通过离体实验发现两套 遗传体系的遗传机制不 同。 如放线菌酮是细胞质蛋 白质合成抑制剂，但是 对细胞器蛋白质的翻译 却没有作用。另外，一 些抗生素，如氯霉素、 四环素、红霉素等能够 抑制线粒体蛋白质的合 成，但对细胞质蛋白质 合成没有多大影响。 通过对转录的抑制研究， 发现线粒体基因转录的 RNA聚合酶也是特异 的(图)。
线粒体蛋白转运
图 线粒体蛋白转运的部位
分子伴侣（molecular chaperon）
概念：一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它 们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在 组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的 组份。 种类：伴侣素家族（chaperonin, Cpn）、热休克蛋白 家族 （ Hsp family ）、 核质素、T 受体结合蛋白 (TRAP) 等 特征：1、分子伴侣对靶蛋白没有高度专一性，同一分子伴 侣可以促进多种氨基酸序列完全不同的多肽链折叠成为空间 结构、性质和功能都不相关的蛋白质。 2、它的催化效率很低。行使功能需要水解ATP，以改 变其构象，释放底物，进行再循环。 3、它和肽链折叠的关系，是阻止错误折叠，而不是促 进正确折叠。 4. 多能性（胁迫保护防止交联聚沉，转运，调节转录 和复制，组装细胞骨架） 5. 进化保守性
细胞生物学第七 章 线粒体
第一节、 线粒体的生物学特征
线粒体是能够在光学显微镜进行 观察的显微结构。 ● 1890年，德国生物学家 Altmann第一个发现线粒体。 ● 1897年对线粒体进行命名。 ● 1900年，Leonor Michaelis用 染料Janus green对肝细胞进行 染色，发现细胞消耗氧之后，线 粒体的颜色逐渐消失了，从而提 示线粒体具有氧化还原反应的作 用。

第六章线粒体和叶绿体(共80张PPT)

第六章线粒体和叶绿体(共80张PPT)

复合物IV：细胞色素c氧化酶
• 组成：为二聚体，每个单体含至少13条肽链，分为三个亚单位。
• 作用：将从细胞色素c接受的电子传给氧形成水，每转移一对电子，在基
质侧消耗2个质子，同时转移2个质子至膜间隙。（2 H+泵出， 2 H+ 参与 形成水）
• cyt c→CuA→heme a→a3- CuB→O2
Transport of electrons from NADH
Transport of electrons from FADH2
在电子传递过程中，有几点需要说明
• 四种类型电子载体：黄素蛋白、细胞色素(含血红素辅基)、铁硫蛋白、辅酶 Q。前三种与蛋白质结合，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。
• 4还原态cyt c + 8 H+M + O2→4氧化态cyt c + 4H+C + 2H2O
两条主要的呼吸链
• ①由复合物I、III、IV组成，催化NADH的脱氢氧化。
• ②由复合物II、III、IV组成，催化琥珀酸的脱氢氧化。
• 对应于每个复合物Ⅰ，大约需要3个复合物Ⅲ，7个复合物Ⅳ，任 何两个复合物之间没有稳定的连接结构，而是由辅酶Q和细胞色 素c这样的可扩散性分子连接。
（二） 线粒体的超微结构（两膜两室）
基质
膜间隙
外膜
嵴
内膜
A three-dimensional diagram of a mitochondrion cut longitudinally
•线粒体的超微结构
◆外膜(outer membrane）：含孔蛋白(porin)，通透性较高。外膜的 标志酶是单胺氧化酶。 ◆内膜（inner membrane）：富含心磷脂，高度不通透性，向内折叠
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•
(2)说明无氧呼吸强度与O2含量之间的关系
__________________。
•
(3)实线和虚线相交于C点，对于B、C点，
以下叙述正确的有__________。
•
A．C点时，植物既进行无氧呼吸，又进行
有氧呼吸
•
B．C点时，植物只进行有氧呼吸，此时无
氧呼吸被完全抑制
•
C．B点时，植物无氧呼吸强度最弱
水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻 的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气 腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比， 水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水 稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以 稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不 足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时 间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用 ，使根系变黑、腐烂。
较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽 孢杆菌适合在这种环境中生存并大 量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉 扎伤后，患者应及时请医生处理。
有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情 况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过 有氧呼吸可以获得较多的能量。相反， 百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺 氧条件下进行的高速运动。 无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳 酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激 肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌 肉酸胀乏力的感觉。
变式训练2 一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1h后测
得该容器中O2减少24mL，CO2增加48mL，则在1h内酒精发酵所消 耗的葡萄糖量是有氧呼吸的( )
A.13 C．2倍 答案：D
B.12 D．3倍
解析：酵母菌是兼性厌氧型生物。O2减少24mL，说明有氧呼 吸消耗氧气24mL，根据反应式可知有氧呼吸消耗葡萄糖4mL，生成
3、无氧呼吸：
196.65KJ/mol
(1)进行场所：细胞质基质 61.08KJ 2ATP
(2)过程： (3)总反应式：C6H12O6 (4)概念:
2C3H6O3 + 能量 2CO2 + C2H5OH +能量
是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化 作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧 化产物，同时释放出少量能量的过程。
有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系：
场所
有氧呼吸
细胞质基质、线粒体
无氧呼吸
细胞质基质
条件 不 同 产物 点
分解程度
释放能量
相 联系 同 点 实质
需O2、酶 H2O、CO2 CO2
彻底
不需O2、需酶 C2H5OH、
或 C3H6O3 不彻底
较多
较少
有氧呼吸和无氧呼吸第一个阶段是相同的 分解有机物，释放能量
醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足 和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大 量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。
谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状 杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为 谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠──味精。
对于板结的土壤及时进行松土透气， 可以使根细胞进行充分的有氧呼吸， 从而有利于根系的生长和对无机盐 的吸收。此外，松土透气还有利于 土壤中好氧微生物的生长繁殖，这 能够促使这些微生物对土壤中有机 物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。
C、H、O的来龙去脉：
C： C6H12O6 →丙酮酸→CO2
H：
C6H12O6
丙酮酸→[H] →H2O [H] →H2O
H2O →[H] →H2O
O：
O2 →H2O C6H12O6 →丙酮酸
H2O
CO2
有氧呼吸小结
①主要场所： 线粒体
②能量去向：
一部分以热能形式散失 (1709kJ/mol,约60%)
另一部分转移到ATP中 (1161kJ/mol,约40%)
③总反应式：
C6H12O6+6H2O+酶6O2
④有氧呼吸概念：
6CO2+ 12H2O 3+8能个量 ATP
细胞在_氧___的参与下，通过_多__种__酶__的催化作用，把
_葡__萄__糖__等有机物__彻__底__氧_化__分__解____，产生__C_O_2_和 _H__2_O_，释放_能__量___,生成_许__多__A__T_P_的过程。
针对训练
1. 图2表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程，下列有关
A 叙述正确的是( )
A.图中①、②两物质依次是H2O和O2 B.图中（一）、（二）两阶段产生［H］的场所都是线粒 C. D.该过程只能在有光的条件下进行，无光时不能进行
苹果储藏久了为什么会有酒味呢？
无氧呼吸的场所在哪里呢? 反应是如何进行的呢？
二氧化碳24mL。CO2增加48mL，还有24mL是酒精发酵生成，酒精 发酵消耗葡萄糖12mL。
五、影响呼吸作用的因素及在农业上的应用
• 1、温度：主要是影响酶的活性 应用：蔬菜和水果储存应降温；大棚栽培植物有昼夜温差
• 2 氧气：直接影响呼吸速率和呼吸性质。氧 气的存在对无氧呼吸有抑制作用
应用：蔬菜和水果储存；氧浓度控制在呼吸作用最低点。 施肥后，中耕松土，提高肥效
3 二氧化碳：使呼吸酶活性下降； 在CO2浓度上升到1—10%以上时呼吸作用明显被抑制 应用：北方地窖，蔬菜保鲜，保鲜袋中自体保鲜
相当于有氧呼吸的__________倍。
(3)B、D (4)氧气含量逐
•
渐升高到5%时，无氧呼
吸逐渐被抑制，而有氧
呼吸仍十分微弱 (5)1.5
课堂检测
１．马铃薯块茎进行无氧呼吸只能释放少量能量， 其他能量（ ） A．贮藏在葡萄糖中 B．存留于酒精中 C．存留于乳酸中 D．以热能形式散失
２．人在剧烈运动后，血浆中的 ＰＨ 会明显下 降，其原因是（ ） A．血浆中乳酸过少 B．血浆中 CO2过多 C．血浆中乳酸过多 D．血浆中丙酮酸过多
针对训练
1.与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是（ ）
Ａ．分解有机物
Ｂ．释放能量
Ｃ．需要酶催化
Ｄ．有机物分解不彻底
例2 将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和 沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别 放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔 绝空气的条件下。下列叙述正确的是( )
无氧呼吸是否有害？
酒精和乳酸在细胞中大量积 累对细胞有毒害作用，且释 放的能量太少，不足维持生 命活动的需求。大多数生物 不能长时间用无氧呼吸维持 生命！
无氧呼吸是否有利？
生物体或部分组织器官在缺氧 条件下，无氧呼吸作为有氧呼 吸的补充，是生物的适应性的 表现!
有氧呼吸是在无氧 呼吸的基础上发展而来 的，由于有氧呼吸比无 氧呼吸优越，有氧呼吸 逐渐成为绝大多数生物 的主要呼吸形式，但还 保留着无氧呼吸的能力。
•
D．B点时，植Βιβλιοθήκη 呼吸作用最弱•(4)AB段表示CO2释放量减少，其原因是
•
_C0._O4_m2_的o_(5l_。释)_当_此放_外时_量界。，为氧无0含.6氧m量呼o为l吸，4消%而～耗O25葡的%萄时吸糖，收的该量相器为对官值约((量12))的无无升氧 氧高呼呼而吸吸逐和强渐有度减氧随弱呼O2吸含
三、有氧呼吸 1、场所：主要在线粒体
线粒体的结构示意图
外膜 内膜
基质
嵴
2、有氧呼吸最常利用的物质 ----葡萄糖(C6H12O6)
细 胞 膜 线 粒 体
有氧呼吸的三个阶段
① 葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH +4 [H] +能量(少量)
（丙酮酸）
② 丙酮酸彻底分解 场所：线粒体基质
• 4 水：在一定范围内含水越多，呼吸作用越强 应用：种子储存应晒干，降低呼吸作用
•
如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧
浓度下CO2的释放量和O2吸收量的变化，请据
图回答：(注：实线表示O2吸收量；虚线表示
CO2释放量)
•
(1)在外界氧浓度为10%以下时，该器官的
呼吸作用方式是__________。
A．甲试管中最终产物为CO2和H2O B．乙试管中不发生反应 C．丙试管中有大量的ATP产生 D．丙试管中无CO2产生
三、细胞呼吸原理的应用
选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上 了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、 避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的 痊愈。
酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜 的通气、温度和pH等条件下，进行有氧 呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行 酒精发酵。
线粒体
基质
线粒体
内膜
丙酮酸,H2O CO2、[H] 少量 [H]、O2 H2O 大量
下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：
①产生CO2的阶段（ 二 ） ②产生H2O的阶段（ 三 ） ③氧气参与的阶段（ 三 ） ④产生ATP的阶段（一、二、三） ⑤产生ATP最多的阶段（ 三 ）
C6H12O6+6H2O+6*O2 酶 6CO2+ 12H2*O +能量
酶
2CH3COCOOH +6H2O （丙酮酸）
6CO2 +20 [H] +能量(少量)
③ [H]的氧化 24[H] + 6O2 酶
场所：线粒体内膜 12H2O +能量（大量）
对比
有氧呼吸三个阶段的比较
有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能
细胞质 主要是 第一阶段 基质 葡萄糖
丙酮酸 [H]
少量
第二阶段 第三阶段