细胞生物学[第六章细胞的能量转换—一线粒体和叶绿体]课程预习VIP专享VIP免费

第六章 细胞的能量转换—一线粒体和叶绿体 线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器。它们最初的能量来源有所不同，但却有着相似的基本结构，而且以类似的方式合成 ATP。线粒体是一种高效地将有机物转换为细胞生命活动的直接能源 ATP的细胞器。叶绿体通过光合作用把光能转换为化学能，并储存于糖类、脂肪和蛋白质等大分子有机物中。 线粒体和叶绿体都具有环状 DNA及自身转录 RNA与翻译蛋白质的体系。线粒体和叶绿体都是半自主性的细胞器。 一、线粒体和氧化磷酸化 线粒体通过氧化磷酸化作用，进行能量转换，为所需要的细胞进行各种生命活动提供能量。 (一)线粒体的形态结构 1．线粒体的形态与分布 线粒体一般呈粒状或杆状，但因生物种类和生理状态而异，可呈环形、哑铃形、线状、分权状或其他形状。主要化学成分是蛋白质和脂类，其中蛋白质占线粒体干重的65％～70％，脂类占 25％～30％。 一般直径 0．5～1μ m，长 1．5～3．0μ m，在胰脏外分泌细胞中可长达10～20μ m，称巨线粒体。 数目一般数百到数千个，植物因有叶绿体的缘故，线粒体数目相对较少；肝细胞约 1300个线粒体，占细胞体积的20％；单细胞鞭毛藻仅 1个，酵母细胞具有一个大型分支的线粒体，巨大变形中达 50万个；许多哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体。 通常结合在维管上，分布在细胞功能旺盛的区域。线粒体在细胞质中可以向功能旺盛的区域迁移，微管是其导轨，由马达蛋白提供动力。 2．线粒体的结构与化学组成 线粒体的超微结构在电镜下观察到线粒体是由两层单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。主要由外膜(outer membrane)、内膜(inner membrane)、膜间隙(intermembrane)、基质(matrix)或内室(inner chamber)四部分组成。 (1)外膜是包围在线粒体最外面的一层单位膜，光滑而有弹性，厚约 6μ m。外膜上有排列整齐的筒状圆柱体，其成分为孔蛋白(porin)，圆柱体上有小孔。 (2)内膜位于外膜内侧，把膜间隙与基质(内室)分开。内膜对物质的通透性极低，能严格控制分子和离子的通过。内膜含有大量的心磷脂(cadiolipin)，形成通透性屏障，如 H+、ATP、丙酮酸等不能自由透过内膜，必须在载体或通透酶(permease)系统的协助下才能实现跨膜运输。 内膜向线粒体内室褶叠形成嵴(cristae)，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴有两种类型：板层状和管状。用电镜负染色法观察分离的线粒体时，可见内膜和嵴的基质面上有许多排列规则的带柄的球状小体，称为基粒。基粒分两...