导图社区 细胞呼吸与能量转换2yqxycz1128
细胞生物学之细胞呼吸与能量转换,它的功能有: 营养物质在线粒体内氧化并与磷酸化偶联生成ATP; 摄取钙离子和释放钙离子,调节胞质中钙离子浓度; 细胞死亡。
细胞生物学之细胞衰老与细胞死亡,细胞衰老是细胞内部结构的衰变。 在正常情况下细胞随着年龄的增加,机能和结构发生退行性变化,趋向死亡的不可逆的现象。
细胞生物学之细胞周期与细胞分裂,细胞周期是通过细胞分裂产生的新细胞的生长开始到下一次细胞分裂形成子细胞结束为止所经历的过程。
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线粒体与细胞的能量转换
形态、数量和结构
受细胞的生理状态影响
形态——线状、杆状、粒状
结构——由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构
1外膜是线粒体外层单位膜
2内膜的内表面附着许多颗粒
膜间腔、嵴内空间、嵴间腔、基粒
3内外膜相互接近所形成的转位接触点是物质转运到线粒体的临时结构
4基质是氧化代谢的场所
5基粒的化学本质是ATP合成酶
化学组成
可溶性蛋白——基质中的酶,膜外周蛋白
不溶性蛋白——膜结构蛋白,膜镶嵌酶蛋白
DNA等
遗传体系
线粒体DNA构成了线粒体基因组——16568个碱基对(剑桥序列)一条双链环状DNA分子
外环:12种多肽链、12种sRNA、16种SrRNA、14种tRNA
内环:1种多肽链、8种tRNA
双链裸露不与组蛋白结合,易突变——更能代表个体特征
重链和轻链各有一个启动子启动线粒体基因的转录
转录过程多顺反子
重链上的转录起始位点有两个,形成两个初级转录物
与核mRNA不同,线粒体mRNA不含内含子,也很少有非翻译区
线粒体遗传密码与核基因也不完全相同
线粒体DNA的两条链有各自的复制起始点
自我复制、半保留复制、D环复制
轻链的复制晚于重链
重链合成的方向是顺时针,轻链的合成方向是顺时针
线粒体核编码蛋白的转运
核编码蛋白向线粒体基质中的转运
1.核编码蛋白进入线粒体时需要信号序列
2.前体蛋白在线粒体外保持非折叠状态
3.分子运动产生的动力协助多肽链穿过线粒体膜
多肽链需要在线粒体基质内重新折叠才形成有活性的蛋白质
核编码蛋白向线粒体其他部位的转运
起源
内共生学说
非共生假说
分裂与融合
线粒体是通过分裂方式实现增殖的
出芽分裂
收缩分裂
间壁分裂
mtDNA随机的不均的等被分配到新的线粒体中
线粒体融合也是有一系列相关蛋白介导的过程
功能
营养物质在线粒体内氧化并与磷酸化偶联生成ATP
摄取钙离子和释放钙离子,调节胞质中钙离子浓度
细胞死亡
细胞呼吸与能量转换
细胞呼吸
细胞呼吸的特点
细胞呼吸本质上是在线粒体中进行的一系列由酶系所催化的氧化还原过程
所产生的能量储存在 ATP 的高能磷酸键中
整个反应过程是分步进行的,能量也是逐步释放的
反应是恒温37℃和恒压条件下进行的
反应过程中需要水的参与
葡萄糖氧化的三个步骤
糖酵解
三羧酸循环
氧化磷酸化
葡萄糖在细胞质中的糖酵解
方程式
场所
细胞质
过程
第二步
底物水平磷酸化
第一步
丙酮酸进一步分解
线粒体基质
第三步
总反应式
示意图
氧化磷酸化耦联与ATP形成
呼吸链和ATP合酶复合体是氧化磷酸化的结构基础
1.呼吸链是一系列能够可逆地接受和释放氢离子和电子的酶体系
呼吸链的定义
电子载体
电子传递体
只传递电子的酶和辅酶
醌类,细胞色素,铁硫蛋白
递氢体
传递电子和质子的酶和辅酶
呼吸链成员
泛醌
脂溶性蛋白,可在脂双层中从膜的一侧向另一侧移动
细胞色素c
膜周边蛋白,可在膜表面移动
线粒体内膜的整合蛋白
罗马数字1-4
2.ATP合酶复合体催化ATP的合成
基粒
线粒体内膜的内表面
组成
头部
具有酶活性,又成偶联因子F1
柄部
这是一种对寡霉素敏感的蛋白质OSCP
基片
不仅起连接F1和内膜的作用,而且还是质子流向F1的穿模通道
又称偶联因子Fo
有多种多肽构成的复合体
氧化过程伴随着磷酸化的耦联
电子传递时氢离子穿膜形成电化学梯度
电化学梯度所包含的能量转化成ATP的化学能