细胞的能量转换线粒体与叶绿体讲稿.ppt

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1、关于细胞的能量转换线粒体与叶绿体第一页，讲稿共五十一页哦一、形态结构与化学组成一、形态结构与化学组成在高等植物中叶绿体大多呈凸透镜状或香蕉形，在高等植物中叶绿体大多呈凸透镜状或香蕉形，宽宽24m，长，长510m。高等植物的叶肉细胞。高等植物的叶肉细胞一般含一般含50200个叶绿体，可占细胞质的个叶绿体，可占细胞质的40%90%，叶绿体的形状、大小和数目因物，叶绿体的形状、大小和数目因物种、细胞类型、生态环境、生理状态而有所种、细胞类型、生态环境、生理状态而有所不同。不同。在藻类中通常只有一个巨大的叶绿体（长达在藻类中通常只有一个巨大的叶绿体（长达100m），形态多样，有带状、螺旋状和星状），形

2、态多样，有带状、螺旋状和星状等。等。第二页，讲稿共五十一页哦叶绿体的结构：叶绿体的结构：叶绿体膜或称叶绿体被膜叶绿体膜或称叶绿体被膜类囊体类囊体(thylakoid)基质基质(stroma)叶绿体含有叶绿体含有3种不同的膜：外膜、内膜、类囊种不同的膜：外膜、内膜、类囊体膜和体膜和3种彼此分开的腔：膜间隙、基质和种彼此分开的腔：膜间隙、基质和类囊体腔（图类囊体腔（图6-1）。）。第三页，讲稿共五十一页哦图图6-1叶绿体的结构叶绿体的结构第四页，讲稿共五十一页哦第五页，讲稿共五十一页哦第六页，讲稿共五十一页哦（一）叶绿体膜（一）叶绿体膜叶绿体膜由双层膜组成，厚叶绿体膜由双层膜组成，厚68nm，内外

3、膜，内外膜间为间为1020nm的膜间隙。外膜的渗透性大，如的膜间隙。外膜的渗透性大，如核苷、无机磷、磷酸衍生物、羧酸类化合物等核苷、无机磷、磷酸衍生物、羧酸类化合物等均可透过。均可透过。内膜对通过物质的选择性很强，是细胞质和内膜对通过物质的选择性很强，是细胞质和叶绿体基质间的功能性屏障，磷酸甘油酸、叶绿体基质间的功能性屏障，磷酸甘油酸、苹果酸、草酰乙酸等不能直接透过，需要特苹果酸、草酰乙酸等不能直接透过，需要特殊的转运体（殊的转运体（translator）才能通过内膜。）才能通过内膜。第七页，讲稿共五十一页哦（二）类囊体（二）类囊体是单层膜围成的扁平小囊，沿叶绿体的长轴平行排是单层膜围成的扁平

4、小囊，沿叶绿体的长轴平行排列。膜上含有光合色素和电子传递链组分，又称光列。膜上含有光合色素和电子传递链组分，又称光合膜。合膜。许多类囊体象圆盘一样叠在一起，称为基粒，每个许多类囊体象圆盘一样叠在一起，称为基粒，每个叶绿体中有叶绿体中有4060个。组成基粒的类囊体，叫做基个。组成基粒的类囊体，叫做基粒类囊体，构成内膜系统的基粒片层（粒类囊体，构成内膜系统的基粒片层（granalamella）。）。贯穿在两个或两个以上基粒之间的没有发生垛叠的贯穿在两个或两个以上基粒之间的没有发生垛叠的类囊体称为基质类囊体，它们形成了内膜系统的基类囊体称为基质类囊体，它们形成了内膜系统的基质片层（质片层（strom

5、alamella）。）。第八页，讲稿共五十一页哦内囊体膜有光合作用能量转换功能的组分：捕内囊体膜有光合作用能量转换功能的组分：捕光色素、光色素、2个光反应中心、电子载体、合成个光反应中心、电子载体、合成ATP的系统和从水中抽取电子的系统。它们分的系统和从水中抽取电子的系统。它们分别装配在别装配在PSI、PSII、细胞色素、细胞色素bf、CF0-CF1ATP酶等主要的膜蛋白复合物中。酶等主要的膜蛋白复合物中。PSI和和PSII复合物都是由核心复合物和捕光复合复合物都是由核心复合物和捕光复合物（物（LHC）组成，但在组分、结构和功能上存）组成，但在组分、结构和功能上存在差异。在差异。CF0-CF1

6、ATP酶，在亚基组分、结构和功能上与酶，在亚基组分、结构和功能上与线粒体线粒体ATP合成酶相似。合成酶相似。第九页，讲稿共五十一页哦内囊体膜的主要成分是蛋白质和脂类（内囊体膜的主要成分是蛋白质和脂类（60：40）脂类：含磷脂很少，富含含半乳糖的糖脂，其不饱脂肪酸脂类：含磷脂很少，富含含半乳糖的糖脂，其不饱脂肪酸脂类：含磷脂很少，富含含半乳糖的糖脂，其不饱脂肪酸脂类：含磷脂很少，富含含半乳糖的糖脂，其不饱脂肪酸（亚麻酸）含量高（约（亚麻酸）含量高（约（亚麻酸）含量高（约（亚麻酸）含量高（约87%87%），所以膜流动性高。），所以膜流动性高。），所以膜流动性高。），所以膜流动性高。蛋白质：蛋白质：

7、蛋白质：蛋白质：外在蛋白：在内囊体基质侧分布较多，如外在蛋白：在内囊体基质侧分布较多，如外在蛋白：在内囊体基质侧分布较多，如外在蛋白：在内囊体基质侧分布较多，如CF1 1和一些和一些和一些和一些与光反应有关的酶类。与光反应有关的酶类。与光反应有关的酶类。与光反应有关的酶类。内在蛋白：如叶绿素内在蛋白：如叶绿素内在蛋白：如叶绿素内在蛋白：如叶绿素-蛋白质复合物（蛋白质复合物（蛋白质复合物（蛋白质复合物（CPICPI和和和和CPII）、）、质体醌（质体醌（PQPQ）、细胞色素（）、细胞色素（）、细胞色素（）、细胞色素（Cyt）、质体蓝素（）、质体蓝素（）、质体蓝素（）、质体蓝素（PCPC）、）、）

8、、）、铁氧还蛋白（铁氧还蛋白（铁氧还蛋白（铁氧还蛋白（Fd）、黄素蛋白等。）、黄素蛋白等。）、黄素蛋白等。）、黄素蛋白等。第十页，讲稿共五十一页哦（三）基质（三）基质是内膜与类囊体之间的空间，主要成分包括：是内膜与类囊体之间的空间，主要成分包括：碳同化相关的酶类：如碳同化相关的酶类：如RuBP羧化酶羧化酶/加氧酶，加氧酶，占内囊体可溶性蛋白质的占内囊体可溶性蛋白质的80%和叶片可溶性蛋白和叶片可溶性蛋白质的质的50%。叶绿体叶绿体DNA、蛋白质合成体系：、蛋白质合成体系：如，如，ctDNA、各类、各类RNA、核糖体等。、核糖体等。一些颗一些颗粒成分：如淀粉粒、质体小球和植物铁蛋白等。粒成分：如

9、淀粉粒、质体小球和植物铁蛋白等。第十一页，讲稿共五十一页哦二、叶绿体与光合作用二、叶绿体与光合作用在在植物生理学植物生理学中讲授。中讲授。第十二页，讲稿共五十一页哦第三节第三节 线粒体和叶绿体是线粒体和叶绿体是半自主的细胞器半自主的细胞器19621962年，年，年，年，RisRis和和和和PlantPlant在衣藻叶绿体中发现在衣藻叶绿体中发现DNA；19631963年，年，年，年，M.Nass和和和和S.Nass在鸡胚肝细胞线粒体中发现在鸡胚肝细胞线粒体中发现在鸡胚肝细胞线粒体中发现在鸡胚肝细胞线粒体中发现DNADNA；线粒体和叶绿体中还有各种线粒体和叶绿体中还有各种线粒体和叶绿体中还有各种

10、线粒体和叶绿体中还有各种RNA、核糖体、氨基酸活、核糖体、氨基酸活、核糖体、氨基酸活、核糖体、氨基酸活化酶等。化酶等。化酶等。化酶等。线粒体和叶绿体由自身编码合成的蛋白质分别为约线粒体和叶绿体由自身编码合成的蛋白质分别为约线粒体和叶绿体由自身编码合成的蛋白质分别为约线粒体和叶绿体由自身编码合成的蛋白质分别为约20和和和和6060余种；大部分是由核基因编码，细胞质基质内合成，余种；大部分是由核基因编码，细胞质基质内合成，余种；大部分是由核基因编码，细胞质基质内合成，余种；大部分是由核基因编码，细胞质基质内合成，然后转移至线粒体和叶绿体的。然后转移至线粒体和叶绿体的。然后转移至线粒体和叶绿体的。然

11、后转移至线粒体和叶绿体的。第十三页，讲稿共五十一页哦一、线粒体和叶绿体的一、线粒体和叶绿体的DNAmtDNA呈双链环状，裸露，与细菌呈双链环状，裸露，与细菌DNA相似。相似。人的人的mtDNA为为16569bp，含，含37个结构基因。个结构基因。ctDNA亦呈双链环状。亦呈双链环状。每个线粒体和叶绿体中每个线粒体和叶绿体中DNA的数量分别为约的数量分别为约6个和个和12个。个。mtDNAmtDNA16569bp16569bp3737个基因个基因个基因个基因2 2种种种种 编码编码编码编码 rRNA(12SrRNA(12S和和和和16S)16S)基因基因基因基因2222种种种种 编码编码编码编码

12、 tRNAtRNA基因基因基因基因1313种种种种 编码编码编码编码 蛋白质基因蛋白质基因蛋白质基因蛋白质基因第十四页，讲稿共五十一页哦mtDNA和和ctDNA均可自我复制（半保留方式）均可自我复制（半保留方式）。mtDNA的复制时间主要在的复制时间主要在S期和期和G2期期；ctDNA的复制时间在的复制时间在G1期期。复制所需的。复制所需的DNA聚聚合酶由核基因编码并在细胞质基质核糖体上合酶由核基因编码并在细胞质基质核糖体上合成。合成。第十五页，讲稿共五十一页哦线粒体与叶绿体的相似性线粒体与叶绿体的相似性均由两层膜包被，内外膜的性质、结构有显著均由两层膜包被，内外膜的性质、结构有显著的差异。的

13、差异。均为半自主性细胞器，具有自身的均为半自主性细胞器，具有自身的DNA及转录及转录翻译体系。因此绿色植物细胞内存在翻译体系。因此绿色植物细胞内存在3个遗传个遗传系统。系统。线粒体和叶绿体的线粒体和叶绿体的DNA都不足以编码其所需都不足以编码其所需的全部蛋白质，必须依靠核基因来编码其余的的全部蛋白质，必须依靠核基因来编码其余的蛋白质。通过定向转运进入线粒体和叶绿体的蛋白质。通过定向转运进入线粒体和叶绿体的各部分。各部分。第十六页，讲稿共五十一页哦第十七页，讲稿共五十一页哦二、线粒体和叶绿体的蛋白质合成二、线粒体和叶绿体的蛋白质合成组成线粒体各部分的蛋白质，绝大多数都是由组成线粒体各部分的蛋白质

14、，绝大多数都是由核核DNA编码并在细胞质核糖体上合成后再转运到编码并在细胞质核糖体上合成后再转运到线粒体各自的功能位点上。线粒体各自的功能位点上。由由mtDNA编码的编码的RNA和多肽有：线粒体核糖体和多肽有：线粒体核糖体中的中的2种种rRNA(12S和和16S)、22种种tRNA、13种种多肽（复合物多肽（复合物I中中7个亚基、复合物个亚基、复合物III中中1个亚基、个亚基、复合物复合物IV中中3个亚基、个亚基、F0中中2个亚基）。个亚基）。第十八页，讲稿共五十一页哦组成叶绿体的蛋白质有组成叶绿体的蛋白质有3种来源：种来源：ctDNA编码，叶绿体核糖体上合成；编码，叶绿体核糖体上合成；核核D

15、NA编码，细胞质核糖体上合成；编码，细胞质核糖体上合成；核核DNA编码，叶绿体核糖体上合成。编码，叶绿体核糖体上合成。第十九页，讲稿共五十一页哦由由ctDNA编码的编码的RNA和多肽有：叶绿体核糖体和多肽有：叶绿体核糖体中的中的4种种rRNA（23S、16S、4.5S、5S），），30种种（烟草）或（烟草）或31种（地钱）种（地钱）tRNA，100多种多肽。多种多肽。由叶绿体核糖体合成的重要蛋白质有：由叶绿体核糖体合成的重要蛋白质有：RuBP羧羧化酶的大亚基、化酶的大亚基、PSI的的2个亚基、个亚基、PSII的的8个亚个亚基、基、ATP合酶的合酶的6个亚基、个亚基、Cytb6f复合物的复合物的

16、3个个亚基）。亚基）。第二十页，讲稿共五十一页哦三、线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配三、线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配线粒体前体蛋白质在运输以前，以未折叠的线粒体前体蛋白质在运输以前，以未折叠的形式存在，形式存在，N端有一段信号序列称为端有一段信号序列称为导肽导肽（leaderpeptide），），完成转运后被信号肽酶完成转运后被信号肽酶（signalpeptidase）切除，就成为成熟蛋白，）切除，就成为成熟蛋白，这种现象就叫做这种现象就叫做后转移（后转移（post-translocation）。）。第二十一页，讲稿共五十一页哦导肽的特点：导肽的特点：多位于肽链的多位于肽链的N端，由大约端

17、，由大约2080个氨基酸残基个氨基酸残基构成；构成；形成一个既具亲水性又具疏水性的两性形成一个既具亲水性又具疏水性的两性螺旋，螺旋，带正电荷的氨基酸残基和不带电荷的疏水氨带正电荷的氨基酸残基和不带电荷的疏水氨基酸残基分别位于螺旋的两侧；基酸残基分别位于螺旋的两侧；对所牵引的蛋白质没有特异性要求。对所牵引的蛋白质没有特异性要求。带正电荷的氨基酸（如带正电荷的氨基酸（如Arg）和羟基氨基酸）和羟基氨基酸（如（如Ser）含量高。）含量高。第二十二页，讲稿共五十一页哦第二十三页，讲稿共五十一页哦蛋白质的转运涉及多种蛋白复合体，即蛋白质的转运涉及多种蛋白复合体，即转位因转位因子子（translocato

18、r），由两部分构成：），由两部分构成：受体受体和和蛋蛋白质通过的孔道白质通过的孔道。主要包括：。主要包括：TOMTOM复合体复合体：负责通过外膜，进入膜间隙。：负责通过外膜，进入膜间隙。：负责通过外膜，进入膜间隙。：负责通过外膜，进入膜间隙。TIM复合体复合体复合体复合体：TIM23TIM23负责将蛋白质转运到基质，或安装在负责将蛋白质转运到基质，或安装在负责将蛋白质转运到基质，或安装在负责将蛋白质转运到基质，或安装在内膜上；内膜上；内膜上；内膜上；TIM22TIM22负责将某些转运器蛋白质插入内膜。负责将某些转运器蛋白质插入内膜。OXA复合体复合体复合体复合体：负责将线粒体合成的蛋白和某些进

19、入基质的：负责将线粒体合成的蛋白和某些进入基质的：负责将线粒体合成的蛋白和某些进入基质的：负责将线粒体合成的蛋白和某些进入基质的蛋白插到内膜上。蛋白插到内膜上。蛋白插到内膜上。蛋白插到内膜上。第二十四页，讲稿共五十一页哦TOM和和TIM复合体复合体分子伴侣分子伴侣(molecularchaperone)：细胞中某：细胞中某些蛋白质分子可以识些蛋白质分子可以识别正在合成或部分折别正在合成或部分折叠的多肽，并与之结叠的多肽，并与之结合，帮助其转运、折合，帮助其转运、折叠或装配，本身并不叠或装配，本身并不参与最终产物的形成。参与最终产物的形成。如如Hsp60,Hsp70第二十五页，讲稿共五十一页哦T

20、OM复合体的通道被称为复合体的通道被称为GIP（generalimportpore)第二十六页，讲稿共五十一页哦线粒体具有四个功能区隔，即外膜、内膜、膜间隙、线粒体具有四个功能区隔，即外膜、内膜、膜间隙、基质。进入不同部位的蛋白具有不同的转运途径。基质。进入不同部位的蛋白具有不同的转运途径。进入外膜的蛋白进入外膜的蛋白进入外膜的蛋白进入外膜的蛋白：具有不被切除的具有不被切除的具有不被切除的具有不被切除的N N端信号序列，其后还有端信号序列，其后还有端信号序列，其后还有端信号序列，其后还有疏水性序列作为停止转移序列，然后蛋白质被疏水性序列作为停止转移序列，然后蛋白质被疏水性序列作为停止转移序列，

21、然后蛋白质被疏水性序列作为停止转移序列，然后蛋白质被TOMTOM复合体复合体复合体复合体安装到外膜上，如线粒体的各类孔蛋白。安装到外膜上，如线粒体的各类孔蛋白。安装到外膜上，如线粒体的各类孔蛋白。安装到外膜上，如线粒体的各类孔蛋白。进入基质的蛋白进入基质的蛋白进入基质的蛋白进入基质的蛋白：可以先通过可以先通过可以先通过可以先通过TOMTOM复合体进入膜间隙，然复合体进入膜间隙，然复合体进入膜间隙，然复合体进入膜间隙，然后通过后通过后通过后通过TIMTIM复合体进入基质。也可以通过线粒体内、外膜复合体进入基质。也可以通过线粒体内、外膜复合体进入基质。也可以通过线粒体内、外膜复合体进入基质。也可以

22、通过线粒体内、外膜间的接触点（鼠肝直径间的接触点（鼠肝直径间的接触点（鼠肝直径间的接触点（鼠肝直径1 mm线粒体上约线粒体上约线粒体上约线粒体上约115115个接触点），一个接触点），一个接触点），一个接触点），一步进入基质。（图）步进入基质。（图）步进入基质。（图）步进入基质。（图）第二十七页，讲稿共五十一页哦第二十八页，讲稿共五十一页哦进入线粒体内膜和膜间隙的蛋白进入线粒体内膜和膜间隙的蛋白，具有以下几种具有以下几种情况：情况：蛋白蛋白N端具有两个信号序列，首先被运送到基端具有两个信号序列，首先被运送到基质，然后质，然后N端信号肽被切除，暴露出导向内膜的信端信号肽被切除，暴露出导向内膜的信

23、号序列，在号序列，在OXA的帮助下插入内膜。如果第二的帮助下插入内膜。如果第二段信号序列被内膜外表面的异二聚体内膜肽酶段信号序列被内膜外表面的异二聚体内膜肽酶(heterodimericinnermembranepeptidase,Imp1/imp2)切除，则成为膜间隙蛋白（图切除，则成为膜间隙蛋白（图A）。）。第二十九页，讲稿共五十一页哦N端信号序列的后面有一段疏水序列，扮演停端信号序列的后面有一段疏水序列，扮演停止转移序列的角色，能与止转移序列的角色，能与TIM23复合体结合，复合体结合，当进入基质的信号序列被切除后，脱离转位因当进入基质的信号序列被切除后，脱离转位因子复合体而进入内膜，如

24、果插入膜中的部分又子复合体而进入内膜，如果插入膜中的部分又被酶切除，则成为定位于膜间隙的蛋白（图被酶切除，则成为定位于膜间隙的蛋白（图B、C）。）。第三十页，讲稿共五十一页哦线粒体内膜上负责代谢底物产物转运的蛋线粒体内膜上负责代谢底物产物转运的蛋白，如腺苷转位酶是多次跨膜蛋白，其白，如腺苷转位酶是多次跨膜蛋白，其N端没有端没有可被切除的信号序列，但包含可被切除的信号序列，但包含36个内部信号序个内部信号序列，可被列，可被TIM22复合体插到内膜上（图复合体插到内膜上（图D）。）。第三十一页，讲稿共五十一页哦第三十二页，讲稿共五十一页哦蛋白质的输入是一个耗能过程：蛋白质的输入是一个耗能过程：1.

25、在线粒体外解除与前体蛋白质结合的分子伴侣，需要在线粒体外解除与前体蛋白质结合的分子伴侣，需要通过水解通过水解ATP获得能量。获得能量。2.在通过在通过TIM复合体时利用质子动力势作为动力。复合体时利用质子动力势作为动力。3.前体蛋白进入线粒体基质后，线粒体前体蛋白进入线粒体基质后，线粒体hsp70一个一个接一个的结合在蛋白质线性分子上，像齿轮一样将接一个的结合在蛋白质线性分子上，像齿轮一样将蛋白质蛋白质“铰进（铰进（handoverhand）”基质，这一过程基质，这一过程也需要消耗也需要消耗ATP。然后线粒体。然后线粒体hsp70将蛋白质交给将蛋白质交给hsp60，完成折叠。，完成折叠。第三十

26、三页，讲稿共五十一页哦叶绿体蛋白转运运输机理与线粒体的相似。如：叶绿体蛋白转运运输机理与线粒体的相似。如：后转移；后转移；每一种膜上有特定的转位因子；每一种膜上有特定的转位因子；具有接触点（具有接触点（contactsite）；）；需要能量，同需要能量，同样利用样利用ATP和质子动力势；和质子动力势；前体蛋白前体蛋白N端有端有信号序列（信号序列（转运肽转运肽），使用后被信号肽酶切除。），使用后被信号肽酶切除。但两者的蛋白质转运体系中除了某些但两者的蛋白质转运体系中除了某些hsp分子相分子相同外，同外，转位因子复合体是不同的转位因子复合体是不同的。第三十四页，讲稿共五十一页哦第三十五页，讲稿共五

27、十一页哦叶绿体有叶绿体有6个区隔：个区隔：外膜、外膜、膜间隙、膜间隙、内膜、内膜、基质、基质、类囊体膜、类囊体膜、类囊体腔。因此叶绿类囊体腔。因此叶绿体的蛋白转运途径更复杂一些。体的蛋白转运途径更复杂一些。叶绿体前体蛋白（叶绿体前体蛋白（precursorprotein）的）的N端信号端信号序列长为序列长为20150个氨基酸残基，同一植物不同个氨基酸残基，同一植物不同前体蛋白的前体蛋白的N端序列不具有同源性，分为端序列不具有同源性，分为3个部个部分：分：N端缺乏带正电荷的氨基酸，以及甘氨酸端缺乏带正电荷的氨基酸，以及甘氨酸和脯氨酸；和脯氨酸；C端形成两性端形成两性折叠；中间富含羟基折叠；中间富

28、含羟基化的氨基酸，如丝氨酸和苏氨酸。化的氨基酸，如丝氨酸和苏氨酸。第三十六页，讲稿共五十一页哦转运到叶绿体基质的前体蛋白具有典型的转运到叶绿体基质的前体蛋白具有典型的转运到叶绿体基质的前体蛋白具有典型的转运到叶绿体基质的前体蛋白具有典型的N N端序列。端序列。转运到叶绿体内膜和类囊体的前体蛋白含有两个转运到叶绿体内膜和类囊体的前体蛋白含有两个转运到叶绿体内膜和类囊体的前体蛋白含有两个转运到叶绿体内膜和类囊体的前体蛋白含有两个N N端信端信号序列，第一个被切除后，暴露出第二个信号序列，号序列，第一个被切除后，暴露出第二个信号序列，将蛋白导向内膜或类囊体膜（图）。将蛋白导向内膜或类囊体膜（图）。转

29、运到叶绿体外膜上的蛋白分两类：一类含内部信号序转运到叶绿体外膜上的蛋白分两类：一类含内部信号序转运到叶绿体外膜上的蛋白分两类：一类含内部信号序转运到叶绿体外膜上的蛋白分两类：一类含内部信号序列；另一类蛋白的列；另一类蛋白的列；另一类蛋白的列；另一类蛋白的NN端序列被切除后，其后的停止转移端序列被切除后，其后的停止转移端序列被切除后，其后的停止转移端序列被切除后，其后的停止转移序列使蛋白质定位在外膜。序列使蛋白质定位在外膜。序列使蛋白质定位在外膜。序列使蛋白质定位在外膜。第三十七页，讲稿共五十一页哦第三十八页，讲稿共五十一页哦第四节第四节 线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体的增殖与起源的增殖与起源一、

30、线粒体和叶绿体的增殖一、线粒体和叶绿体的增殖第三十九页，讲稿共五十一页哦线线粒粒体体的的增增殖殖间壁分离间壁分离间壁分离间壁分离收缩分离收缩分离出芽分裂出芽分裂：线粒体线粒体线粒体线粒体的内膜向中心内褶形成间壁，或的内膜向中心内褶形成间壁，或某一个嵴的延伸，当延伸到对侧内膜时，某一个嵴的延伸，当延伸到对侧内膜时，线粒体一分为二，成为只有外膜相连的两线粒体一分为二，成为只有外膜相连的两个独立细胞器，接着线粒体就完全分离。个独立细胞器，接着线粒体就完全分离。：线粒体中央部分收缩并向两端拉长，中线粒体中央部分收缩并向两端拉长，中央形成很细的颈，整个线粒体成哑铃形，央形成很细的颈，整个线粒体成哑铃形，

31、最后断裂为二，形成两个新线粒体。最后断裂为二，形成两个新线粒体。：先从线粒体上长出小芽，然后小芽与母先从线粒体上长出小芽，然后小芽与母线粒体分离，线粒体分离，经过经过经过经过不断长大，形成新的不断长大，形成新的线粒体。线粒体。线粒体的增殖线粒体的增殖线粒体来源于已有的线粒体的分裂。线粒体来源于已有的线粒体的分裂。第四十页，讲稿共五十一页哦间壁分离间壁分离收缩分离收缩分离出芽分裂出芽分裂第四十一页，讲稿共五十一页哦在个体发育中叶绿体由原质体发育而来。在个体发育中叶绿体由原质体发育而来。在有光条件下原质体的小泡数目增加并融合形成在有光条件下原质体的小泡数目增加并融合形成片层，发育为基粒，形成叶绿体

32、。片层，发育为基粒，形成叶绿体。在黑暗生长时，原质体小泡融合速度减慢，并在黑暗生长时，原质体小泡融合速度减慢，并转变为排列成网格的三维晶格结构，称为原片转变为排列成网格的三维晶格结构，称为原片层，这种质体称为白色体或黄化质体。在有光层，这种质体称为白色体或黄化质体。在有光下仍可发育为叶绿体。下仍可发育为叶绿体。幼小叶绿体能靠分裂而增殖。幼小叶绿体能靠分裂而增殖。成熟叶绿体一般不再分裂或很少分裂。成熟叶绿体一般不再分裂或很少分裂。叶绿体的增殖叶绿体的增殖第四十二页，讲稿共五十一页哦二、线粒体和叶绿体的起源二、线粒体和叶绿体的起源l内共生起源学说：内共生起源学说：1905年，年，Mereschko

33、wsky提出叶绿体起源于提出叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻。细胞内共生的蓝藻。1918年年Porteir和和1922年年Wallin提出线粒体来自提出线粒体来自细胞内共生的细菌（细胞内共生的细菌（-变变形形细细菌菌）。）。第四十三页，讲稿共五十一页哦l内共生假说的依据：内共生假说的依据：线粒体和叶绿体的基因组在大小、形态和结构线粒体和叶绿体的基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似：单个裸露的环状双链方面与细菌相似：单个裸露的环状双链DNA分子。分子。（但含内含子）（但含内含子）独立完整的转录翻译体系：核糖体大小比真独立完整的转录翻译体系：核糖体大小比真核生物的小，无核生物的小，无5.8SrRNA

34、；蛋白质合成的起始；蛋白质合成的起始氨基酸为氨基酸为N-甲酰甲硫氨酸；甲酰甲硫氨酸；RNAPol受利福平而受利福平而不受放线菌素不受放线菌素D抑制。抑制。第四十四页，讲稿共五十一页哦线粒体和叶绿体的两层膜有不同的进化来源，线粒体和叶绿体的两层膜有不同的进化来源，内、外膜在结构和化学组成上差异很大，内膜内、外膜在结构和化学组成上差异很大，内膜与细菌质膜相似与细菌质膜相似线粒体和叶绿体以分裂方式增殖，与细菌类线粒体和叶绿体以分裂方式增殖，与细菌类似似线粒体和叶绿体能在异源细胞内长期生存线粒体和叶绿体能在异源细胞内长期生存线粒体磷脂成分、呼吸类型和线粒体磷脂成分、呼吸类型和Cytc的初级结构与的初级

35、结构与反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌类似反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌类似第四十五页，讲稿共五十一页哦介于胞内共生蓝藻和叶绿体之间的过渡结构介于胞内共生蓝藻和叶绿体之间的过渡结构蓝小体蓝小体的发现的发现第四十六页，讲稿共五十一页哦非共生假说的依据非共生假说的依据：1.细菌的间体与线粒体非常相似，均为凹陷的细胞细菌的间体与线粒体非常相似，均为凹陷的细胞膜。膜。2.质粒质粒DNA与线粒体与线粒体DNA比较有许多相似之处。比较有许多相似之处。（二）非共生起源学说：（二）非共生起源学说：好氧细菌好氧细菌 真核细胞。真核细胞。线粒体的发生是质膜内陷的结果。线粒体的发生是质膜内陷的结果。第四十七页，讲稿共五十一页哦第四十八页，讲稿共五十一页哦第四十九页，讲稿共五十一页哦第五十页，讲稿共五十一页哦感谢大家观看第五十一页，讲稿共五十一页哦