細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件

第五章細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換一線粒體和葉綠體(3學(xué)時(shí))線粒體和葉綠體是細(xì)胞內(nèi)的兩種產(chǎn)能細(xì)胞器。●線粒體與氧化磷酸化●葉綠體與光合作用●線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器●線粒體和葉綠體的增殖與起源細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體第五章細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換一線粒體和葉綠體(3學(xué)時(shí))線粒體和葉綠體是細(xì)胞內(nèi)的兩種產(chǎn)能細(xì)胞器。●線粒體與氧化磷酸化●葉綠體與光合作用●線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器●線粒體和葉綠體的增殖與起源第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化●線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)●線粒體的化學(xué)組成及酶的定位●氧化磷酸化第五章細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換一線粒體和葉綠體細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和1第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化●線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)●線粒體的化學(xué)組成及酶的定位●氧化磷酸化第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化2細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件3細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件4線粒體主要酶的分布部位單胺氧化酶腺苷酸激酶外膜NADH-細(xì)胞色素c還原酶(對魚藤酮不敏感)膜間隙、二磷酸激酶犬尿酸羥化酶苷酸激酶?；o酶A合成酶細(xì)胞色素b,c,c,a,a3氧化酶檸檬酸合成酶、蘋果酸脫氫酶ATP合成酶系延胡索酸酶、異檸檬酸脫氫琥珀酸脫氫酶順烏頭酸酶、谷氨酸脫氫酶內(nèi)膜B-羥丁酸和β-羥丙酸脫氫酶基質(zhì)脂肪酸氧化酶系肉毒堿?；D(zhuǎn)移天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶丙酮酸氧化酶蛋白質(zhì)和核酸合成酶系NADH脫氫酶(對魚藤酮敏感)丙酮酸脫氫酶復(fù)合物線粒體主要酶的分布5、氧化磷酸化線粒體主要功能是進(jìn)行氧化磷酸化,合成ATP,為細(xì)胞生命活動(dòng)提供直接能量什么是氧化磷酸化當(dāng)電子從NADH或FADH經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧形成水時(shí),同時(shí)伴有ADP磷酸化形成ATP,這一過程稱為氧化磷酸化什么是呼吸鏈☆在線粒體內(nèi)膜上存在有關(guān)氧化磷酸化的脂蛋白復(fù)合物,它們是傳遞電子的酶體系,由一系列可逆地接受和釋放電子或H的化學(xué)物質(zhì)組成在內(nèi)膜上相互關(guān)聯(lián)地有序排列,稱為電子傳遞鏈(electron-transportchain)或呼吸鏈(respiratorychain)氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)的分子基礎(chǔ)氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制_化學(xué)滲透假說(ChemiosmoticHypothesis,Mithchell,1961)線粒體能量轉(zhuǎn)換過程略圖、氧化磷酸化6氧化磷酸化的分子基礎(chǔ)電子載體呼吸鏈電子載體主要有:黃素蛋白、細(xì)胞色素、鐵硫蛋白、輔酶Q等。黃素蛋白:含F(xiàn)MN或FAD的蛋白質(zhì),每個(gè)FMN或FAD可接受2個(gè)電子2個(gè)質(zhì)子細(xì)胞色素:分子中含有血紅素鐵,以共價(jià)形式與蛋白結(jié)合,通Fe3+、Fe2+形式變化傳遞呼吸鏈中有5類,即:細(xì)胞色素a、a3、b、CC1,其中a、a含有銅原子鐵硫蛋白:在其分子結(jié)構(gòu)中每個(gè)鐵原子和4個(gè)硫原子結(jié)合,通過FeFe3+互變進(jìn)行電子傳遞,有2Fe-2S和4Fe-4S兩種類型輔酶Q:是脂溶性小分子量的醌類化合物,通過氧化和還原傳遞電有3種氧化還原形式即氧化型醌Q,還原型氫醌(QH2)和介于兩者者的自由基半醌(QH)。呼吸鏈的復(fù)合物兩條主要的呼吸鏈:NADH呼吸鏈,FADH2呼吸鏈ATP合成酶(ATPsynthase)(磷酸化的分子基礎(chǔ))氧化磷酸化的分子基礎(chǔ)7電子傳遞鏈的四種復(fù)合物哺乳類)復(fù)合物I:NADH-CoQ還原酶復(fù)合物(既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體)◆組成:含42個(gè)蛋白亞基,至少6個(gè)Fe-S中心和1個(gè)黃素蛋白令作用:催化NADH氧化,從中獲得2高能電子→輔酶Q;泵出4H復(fù)合物Ⅱ:琥珀酸脫氫酶復(fù)合物(是電子傳遞體而非質(zhì)子移位體)☆組成:含F(xiàn)AD輔基,2Fe-S中心,☆作用:催化2低能電子→FAD→FeS→輔酶Q(無H泵出)●復(fù)合物Ⅲ:細(xì)胞色素bc1復(fù)合物(既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體)組成:包括Icytc1、Icytb、IFeS蛋白作用:催化電子從UQH2→cytc;泵出4H(2個(gè)來自UQ,2個(gè)來自基質(zhì))復(fù)合物Ⅳ:細(xì)胞色素C氧化酶(既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體)組成:二聚體,每一單體含13個(gè)亞基,cyta,cyta3,Cu,Fe令作用:催化電子從cyc→分子O2形成水,2H泵出,2H參與形成水電子傳遞鏈的四種復(fù)合物哺乳類)8兩條主要的呼吸鏈復(fù)合物l、Ⅱl、Ⅳ組成主要的呼吸鏈,催化NADH的脫氫氧化復(fù)合物Ⅱ、Ⅱ、Ⅳ組成另一條呼吸鏈,催化琥珀酸的脫氫氧化呼吸鏈各組分的排列是高度有序的使電子按氧化還原電位從低向高傳遞,呼吸鏈中有三個(gè)部位有較大的自由能變化,足以使ADP與無機(jī)磷結(jié)合形成ATP。部位Ⅰ在NADH至CoQ之間。部位Ⅱ在細(xì)胞色素b和細(xì)胞色素c之間。部位Ⅲ在細(xì)胞色素a和氧間電子傳遞起始于NADH脫氫酶催化NADH氧化,形成高能電子(能量轉(zhuǎn)化),終止于O2形成水電子傳遞鏈各組分在膜上不對稱分布兩條主要的呼吸鏈9ATP合成酶(磷酸化的分子基礎(chǔ))分子結(jié)構(gòu)令基粒(elementarypart基粒由頭部(F1偶聯(lián)因子)和基部(F偶聯(lián)因子)構(gòu)成,F0嵌入線粒體內(nèi)膜令F1由5種多肽組成α3β3y6e復(fù)合體,具有三個(gè)ATP合成的催化位點(diǎn)(每個(gè)β亞基具有一個(gè))。a和β單位交替排列,狀如桔瓣。γ貫穿αβ復(fù)合體(相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)并與F0接觸,ε與F0結(jié)合。δ與FO的兩個(gè)b亞基形成固定復(fù)合體的結(jié)構(gòu)(相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的定子)☆FO由三種多肽組成ab2c12復(fù)合體,嵌入內(nèi)膜,12個(gè)c亞基組成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu),具有質(zhì)子通道,可使質(zhì)子由膜間隙流回基質(zhì)工作特點(diǎn):可逆性復(fù)合酶,即既能利用質(zhì)子電化學(xué)梯度儲(chǔ)存的能量合成ATP,又能水解ATP將質(zhì)子從基質(zhì)泵到膜間隙。ATP合成機(jī)制—構(gòu)象耦聯(lián)假說(Boyer1979)冷γ亞單位相對于αβ亞單位旋轉(zhuǎn)的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)ATP合成酶(磷酸化的分子基礎(chǔ))10細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件11細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件12細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件13細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件14細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件15細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件16細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件17細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件18細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件19細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件20細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件21細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件22細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件23細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件24細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件25細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件26細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件27細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件28細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件29細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件30細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件31細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件32細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件33細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件34細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件35細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件36細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件37細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件38細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件39細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件40細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件41細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件42細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件43細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件44細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件45細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件46細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件47細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件48細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件49細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件50細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件51細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件52細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件53細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件54細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件55細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件56細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件57第五章細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換一線粒體和葉綠體(3學(xué)時(shí))線粒體和葉綠體是細(xì)胞內(nèi)的兩種產(chǎn)能細(xì)胞器?！窬€粒體與氧化磷酸化●葉綠體與光合作用●線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器●線粒體和葉綠體的增殖與起源細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體第五章細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換一線粒體和葉綠體(3學(xué)時(shí))線粒體和葉綠體是細(xì)胞內(nèi)的兩種產(chǎn)能細(xì)胞器。●線粒體與氧化磷酸化●葉綠體與光合作用●線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器●線粒體和葉綠體的增殖與起源第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化●線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)●線粒體的化學(xué)組成及酶的定位●氧化磷酸化第五章細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換一線粒體和葉綠體細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和58第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化●線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)●線粒體的化學(xué)組成及酶的定位●氧化磷酸化第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化59細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件60細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件61線粒體主要酶的分布部位單胺氧化酶腺苷酸激酶外膜NADH-細(xì)胞色素c還原酶(對魚藤酮不敏感)膜間隙、二磷酸激酶犬尿酸羥化酶苷酸激酶酰基輔酶A合成酶細(xì)胞色素b,c,c,a,a3氧化酶檸檬酸合成酶、蘋果酸脫氫酶ATP合成酶系延胡索酸酶、異檸檬酸脫氫琥珀酸脫氫酶順烏頭酸酶、谷氨酸脫氫酶內(nèi)膜B-羥丁酸和β-羥丙酸脫氫酶基質(zhì)脂肪酸氧化酶系肉毒堿?；D(zhuǎn)移天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶丙酮酸氧化酶蛋白質(zhì)和核酸合成酶系NADH脫氫酶(對魚藤酮敏感)丙酮酸脫氫酶復(fù)合物線粒體主要酶的分布62、氧化磷酸化線粒體主要功能是進(jìn)行氧化磷酸化,合成ATP,為細(xì)胞生命活動(dòng)提供直接能量什么是氧化磷酸化當(dāng)電子從NADH或FADH經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧形成水時(shí),同時(shí)伴有ADP磷酸化形成ATP,這一過程稱為氧化磷酸化什么是呼吸鏈☆在線粒體內(nèi)膜上存在有關(guān)氧化磷酸化的脂蛋白復(fù)合物,它們是傳遞電子的酶體系,由一系列可逆地接受和釋放電子或H的化學(xué)物質(zhì)組成在內(nèi)膜上相互關(guān)聯(lián)地有序排列,稱為電子傳遞鏈(electron-transportchain)或呼吸鏈(respiratorychain)氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)的分子基礎(chǔ)氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制_化學(xué)滲透假說(ChemiosmoticHypothesis,Mithchell,1961)線粒體能量轉(zhuǎn)換過程略圖、氧化磷酸化63氧化磷酸化的分子基礎(chǔ)電子載體呼吸鏈電子載體主要有:黃素蛋白、細(xì)胞色素、鐵硫蛋白、輔酶Q等。黃素蛋白:含F(xiàn)MN或FAD的蛋白質(zhì),每個(gè)FMN或FAD可接受2個(gè)電子2個(gè)質(zhì)子細(xì)胞色素:分子中含有血紅素鐵,以共價(jià)形式與蛋白結(jié)合,通Fe3+、Fe2+形式變化傳遞呼吸鏈中有5類,即:細(xì)胞色素a、a3、b、CC1,其中a、a含有銅原子鐵硫蛋白:在其分子結(jié)構(gòu)中每個(gè)鐵原子和4個(gè)硫原子結(jié)合,通過FeFe3+互變進(jìn)行電子傳遞,有2Fe-2S和4Fe-4S兩種類型輔酶Q:是脂溶性小分子量的醌類化合物,通過氧化和還原傳遞電有3種氧化還原形式即氧化型醌Q,還原型氫醌(QH2)和介于兩者者的自由基半醌(QH)。呼吸鏈的復(fù)合物兩條主要的呼吸鏈:NADH呼吸鏈,FADH2呼吸鏈ATP合成酶(ATPsynthase)(磷酸化的分子基礎(chǔ))氧化磷酸化的分子基礎(chǔ)64電子傳遞鏈的四種復(fù)合物哺乳類)復(fù)合物I:NADH-CoQ還原酶復(fù)合物(既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體)◆組成:含42個(gè)蛋白亞基,至少6個(gè)Fe-S中心和1個(gè)黃素蛋白令作用:催化NADH氧化,從中獲得2高能電子→輔酶Q;泵出4H復(fù)合物Ⅱ:琥珀酸脫氫酶復(fù)合物(是電子傳遞體而非質(zhì)子移位體)☆組成:含F(xiàn)AD輔基,2Fe-S中心,☆作用:催化2低能電子→FAD→FeS→輔酶Q(無H泵出)●復(fù)合物Ⅲ:細(xì)胞色素bc1復(fù)合物(既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體)組成:包括Icytc1、Icytb、IFeS蛋白作用:催化電子從UQH2→cytc;泵出4H(2個(gè)來自UQ,2個(gè)來自基質(zhì))復(fù)合物Ⅳ:細(xì)胞色素C氧化酶(既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體)組成:二聚體,每一單體含13個(gè)亞基,cyta,cyta3,Cu,Fe令作用:催化電子從cyc→分子O2形成水,2H泵出,2H參與形成水電子傳遞鏈的四種復(fù)合物哺乳類)65兩條主要的呼吸鏈復(fù)合物l、Ⅱl、Ⅳ組成主要的呼吸鏈,催化NADH的脫氫氧化復(fù)合物Ⅱ、Ⅱ、Ⅳ組成另一條呼吸鏈,催化琥珀酸的脫氫氧化呼吸鏈各組分的排列是高度有序的使電子按氧化還原電位從低向高傳遞,呼吸鏈中有三個(gè)部位有較大的自由能變化,足以使ADP與無機(jī)磷結(jié)合形成ATP。部位Ⅰ在NADH至CoQ之間。部位Ⅱ在細(xì)胞色素b和細(xì)胞色素c之間。部位Ⅲ在細(xì)胞色素a和氧間電子傳遞起始于NADH脫氫酶催化NADH氧化,形成高能電子(能量轉(zhuǎn)化),終止于O2形成水電子傳遞鏈各組分在膜上不對稱分布兩條主要的呼吸鏈66ATP合成酶(磷酸化的分子基礎(chǔ))分子結(jié)構(gòu)令基粒(elementarypart基粒由頭部(F1偶聯(lián)因子)和基部(F偶聯(lián)因子)構(gòu)成,F0嵌入線粒體內(nèi)膜令F1由5種多肽組成α3β3y6e復(fù)合體,具有三個(gè)ATP合成的催化位點(diǎn)(每個(gè)β亞基具有一個(gè))。a和β單位交替排列,狀如桔瓣。γ貫穿αβ復(fù)合體(相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)并與F0接觸,ε與F0結(jié)合。δ與FO的兩個(gè)b亞基形成固定復(fù)合體的結(jié)構(gòu)(相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的定子)☆FO由三種多肽組成ab2c12復(fù)合體,嵌入內(nèi)膜,12個(gè)c亞基組成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu),具有質(zhì)子通道,可使質(zhì)子由膜間隙流回基質(zhì)工作特點(diǎn):可逆性復(fù)合酶,即既能利用質(zhì)子電化學(xué)梯度儲(chǔ)存的能量合成ATP,又能水解ATP將質(zhì)子從基質(zhì)泵到膜間隙。ATP合成機(jī)制—構(gòu)象耦聯(lián)假說(Boyer1979)冷γ亞單位相對于αβ亞單位旋轉(zhuǎn)的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)ATP合成酶(磷酸化的分子基礎(chǔ))67細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件68細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件69細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件70細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件71細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件72細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件73細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件74細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件75細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件76細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件77細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件78細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件79細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件80細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠體課件81細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換─線粒體和葉綠