细胞的能量转换

第六章细胞的能量转换-线粒体

选择题：

1.糖酵解酶系主要存在于

A.内质网

B.溶酶体

C.线粒体

D.细胞质基质

E.高尔基复合体

2.在线粒体中，三羧酸循环反应进行的场所是

A.内膜

B.膜间腔

C.基质

D.基粒

E.外膜

3.细胞有氧呼吸并进行氧化磷酸化的场所是

A.核糖体

B.线粒体

C.细胞膜

D.粗面内质网

E.高尔基复合体

4.线粒体的嵴来源于

A.外膜

B.膜间腔

C.内膜

D.基质颗粒衍生

E.内膜外膜共同形成

5.细胞质含有DNA并能产生A TP的细胞器是

A.线粒体

B.中心体

C.内质网

D.溶酶体

E.过氧化物酶体

6.在肿瘤细胞中，线粒体

A.数量增多，嵴数减少

B.数量减少，嵴数增多

C.数量和嵴数均减少

D.数量和嵴数均增多

E.数量和嵴数均不变

7.人的mtDNA可编码多少种肽

A.13种

B.18种

C.30种

D.120种

E.60种

8.线粒体核糖体的沉降系数为

A.80S

B.60S

C.55S

D.35S

E.25S

9.线粒体最富有标志性结构是

A.双层膜

B.嵴

C.基粒

D.mtDNA

E.核糖体

10.关于线粒体的结构和功能，哪种说法不正确

A.完成细胞氧化的全过程

B.是由双层膜包被的封闭的细胞器

C.是含有DNA的细胞器

D.是细胞内形成的ATP的中心

E.不同生物的线粒体的嵴形态不同。

11.下列哪些说法描述线粒体DNA较为确切

A.线状DNA

B.环状DNA

C.与核DNA密码略有不同线状DNA

D.与核DNA密码略有不同的环状DNA

E.包括线粒体全部蛋白质遗传信息的DNA

12.在线粒体中，ADP-ATP发生在

A.内膜

B.膜间腔

C.嵴

D.基质

E.基粒

13.正常线粒体的寿命约为一周，残损线粒体的清除主要靠

A.溶酶体的异噬作用

B.溶酶体的自噬作用

C.溶酶体的自溶作用

D.溶酶体的粒溶作用

E.细胞膜的胞吐作用

对应题

A.线粒体外膜上的筒状结构

B.基粒

C.mtDNA

D.基质

E.线粒体核糖体

14.三羧酸循环发生在15.线粒体蛋白质的合成场所是

16.小分子物质进入线粒体的通道是17.线粒体内能体现半自主性的结构是

18.线粒体内进行能量转换，合成A TP的关键部位

A.糖酵解酶系

B.酸性水解酶

C.氧化酶

D.三羧酸循环酶系

E.ATP酶

19.存在于线粒体基质中的是20.存在于细胞质基质中的是

21.存在于过氧化物酶体中的是22.存在于线粒体基粒中的是

23.存在于溶酶体中的是

A.线粒体

B.溶酶体

C.核糖体

D.滑面内质网

E.高尔基复合体

24.遗传上具有半自主性的细胞器是25.脂类和胆固醇类激素合成于

26.具有双层膜结构的细胞器是27.细胞内的分泌颗粒形成于

28.非膜相结构是29.具有特殊遗传密码并能进行上生物氧化的是30.可清除细胞内衰老、破损的细胞器是

对应题

A.DNA

B.RNA

C.二者均有

D.二者均无

31.细胞质基质中含有32.线粒体基质中含有

33.细胞核中含有34.线粒体基粒中含有

A线粒体外膜 B.线粒体内膜 C.二者均是 D.二者均不是

35.线粒体与内质网膜相似的结构36.最能反映线粒体半自主性的结构

对应题

37.线粒体的数目

A.不变化

B.在不同的生理条件下变化

C.在不同种类的细胞间有变化

D.在相同种类的细胞间有变化

E.在病理条件下变化

38.线粒体DNA上的基因

A.排列紧密

B.排列不紧密

C.有内含子

D.无内含子

E.具有基因相互重叠的现象

39.人缺血时间过长得不到治疗和矫正时，线粒体表现为

A.A TP含量生高

B.ATP酶活性降低

C.体积增大

D.体积缩小

E.解体

40.下列哪些病与线粒体有关

A.感冒

B.克山病

C.肿瘤

D.外伤

E.线粒体肌病

41.线粒体DNA的特点

A.线状

B.环状

C.与组蛋白结合

D.不与组蛋白结合

E.信息量较大

42.线粒体DNA复制和转录所需的酶类

A.由mtDNA编码

B.由核基因编码

C.在细胞核中合成

D.在细胞质中合成

E.在线粒体基质中合成

名词解释：

1.细胞呼吸

2.膜间腔

3.呼吸链

填空题：

1.线粒体是由层膜围成的细胞器，膜光滑而有弹性，其上具有结构，是分子运输的通道。

2.线粒体的嵴由膜内凹而成，其上具有带柄的，由、和三部分组成。其中部球形称为。部杆形主要含。部嵌于内膜中，为分子，称为。

3.线粒体是细胞的基地，主要功能是。

4.细胞的氧化磷酸化过程可分为、、和四个步骤。

简答题：

1.线粒体的超微结构。

2.简述线粒体嵴上的基粒的结构和功能。

论述题：

1.线粒体的半自主性

答案：

1.D

2.C

3.B

4.C

5.A

6.C

7.A

8.C

9.B 10.A 11.D

12.E 13.B 14.D 15.E 16.A 17.C 18.B 19.D 20.A 21.C 22.E 23.B 24.A 25.D 26.A 27.E 28.C 29.A 30.B 31.B 32.C 33.C 34.D 35.A 36.D 37.B C E 38.A D 39.B C E

40.B C E 41.B D 42.B C

名词解释：

1.细胞呼吸：在细胞内特定的细胞器（主要是线粒体）内，在O2的参与下，分解各种大分子物质，产生CO2；与此同时分解代谢所释放的能量储存于ATP中，这一过程称为细胞呼吸。

2.膜间腔：内膜与外膜之间的空间称为外腔或膜间腔。

3.呼吸链：位于线粒体内膜上的、由多个复合物组成的，可将三羧酸循环H传给O，并生成H2O的电子传递体系。

填空题：

1.两外筒状小

2.内基粒头部柄部基部头F1因子柄

寡霉素敏感蛋白基疏水蛋白F O 3.有氧呼吸供应能量

4.大分子降解乙酰辅酶A生成三羧酸循环电子传递和氧化磷酸化

简答题：

1.线粒体的超微结构。

答：（1）外膜：光滑平整具有小孔。（2）内膜和内部空间：内膜上有线粒体的标志性结构-嵴，还有基粒催化ADP磷酸化生成ATP。（3）基质：催化三羧酸循环。

2.简述线粒体嵴上的基粒的结构和功能。

答：基粒位于线粒体内膜和嵴上，含有头部、柄部和基部三部分。

头部：球形。为可溶性ATP酶，是线粒体内能量转换、合成ATP的关键部位。

柄部：杆状，为寡霉素敏感蛋白（OSCP），是细胞呼吸释放能量的中转站，也是使F1对药物寡霉素敏感的蛋白，可使F1催化合成ATP的活性被寡霉素抑制。

基部：镶嵌与内膜中，为疏水蛋白（F O因子）可能是H+的导体，能传递H+并通过内膜交给F1的催化部位。

论述题：

1.线粒体的半自主性

答：（1）线粒体有自身的DNA，具有遗传上的自主性。

线粒体内存在着自身的DNA（mtDNA）和完整的遗传信息传递与表达系统。能合成自身的mRNA、tRNA、rRNA，并生成自身的蛋白质，具有一定的遗传性。

线粒体DNA环状、裸露。核糖体55S，遗传密码与核的遗传密码也有差异。

（2）线粒体的自主性是有限的，功能的实现有赖于两套遗传系统的协调作用。

线粒体的DNA只含有3种蛋白质的遗传信息，占全部蛋白质的10%，其余90%的蛋白质由核DNA编码；线粒体的DNA转录和翻译所需的酶由核DNA编码；线粒体的生物发生

是核DNA和mtDNA分别受控的过程。线粒体基础支架的形成、DNA的复制、转录、线粒体的生长、增殖等高度依赖核基因编码的蛋白质。而内膜上的氧化磷酸化的位点的分化受核DNA和mtDNA共同控制。

第六章线粒体与细胞的能量转换练习题及答案

第六章线粒体与细胞的能量转换 一、名词解释 1.呼吸链( respiratory chain) 2.基质导入序列( matrix-targeting sequence,MTS) 3.细胞呼吸( cellular respiration) 4.化学渗透假说(chemiosmotic coupling hypothesis) 5.基粒( elementary particle) 6.转位接触点( (translocation contact site) 7.热休克蛋白( heat shock protein,HSP) 8.线粒体动力学( mitochondrial dynamics) 二、单项选择题 1.线粒体核糖体的沉降系数是 A.45S B.40S C.50S D.70s E.80S 2.线粒体的嵴源于 A.外膜 B.膜间腔 C.内膜 D.基质颗粒 E.内膜外膜共同形成 3.细胞中进行生物氧化和能量转换的主要场所是 A.核糖体 B.糙面内质网 C.线粒体 D.过氧化物酶体 E.高尔基复合体 4.线粒体疾病不具有的特征是 A.高突变率 B.阈值效应 C.遗传异质性 D.父系遗传 E.母系遗传 5.下列因素中与细胞内线粒体的数目改变无关的是 A.氧气充足 B.有害物质渗入 C.病毒入侵 D.细胞癌变 E.细胞缺血性损伤 6.线粒体中具有高度选择通透性的结构是

A.外膜 B.基粒 C.内腔 D.基质 E.内膜 7.下列疾病与线粒体有关的是 A.Kjer病 B.硅肺 C.糖原累积病 D.泰-萨病 E.痛风 8.线粒体内膜的标志酶是 A.细胞色素氧化酶 B.单胺氧化酶 C.腺苷酸激酶 D.苹果酸脱氢酶 E.糖基转移酶 9.线粒体中具有调控质子通道作用的是 A.基粒头部 B.基粒柄部 C.基粒基片 D.嵴内腔 E.嵴间腔 10.线粒体中的基粒又称为 A.微粒体 B.糖原颗粒 C.核糖体 D.ATP合酶 E.质粒 11.葡萄糖分解产生ATP的过程是 A.糖酵解→丙酮酸脱氢→三羧酸循环→电子传递和氧化磷酸化 B.糖酵解→电子传递和氧化磷酸化→丙酮酸脱氢→三羧酸循环 C.丙酮酸脱氢→三羧酸循环→糖酵解→电子传递和氧化磷酸化 D.丙酮酸脱氢→三羧酸循环→电子传递和氧化磷酸化→糖酵解 E.糖酵解→三羧酸循环→丙酮酸脱氢→电子传递和氧化磷酸化 12.关于线粒体合成蛋白质的正确叙述是中 A.可运输到细胞质 B.均由核编码蛋白取代 C.全部在线粒体中发挥作用

细胞的能量转换线粒体和叶绿体

第七章细胞的能量转换—线粒体和叶绿体 教学目的：掌握线粒体、叶绿体的超微结构及功能 教学重点：1线粒体、叶绿体的超微结构 2化学渗透学说 3线粒体、叶绿体的半自主性 教学难点：线粒体、叶绿体的超微结构及功能的关系 讲授与讨论 第一节线粒体与氧化磷酸化 一、线粒体形态、大小、数目和分布 二、线粒体的超微结构 本世纪50年代后，在电镜下观察研究线粒体的结构问题。是由双层单位膜套叠成的所谓“囊中之囊”，在空间结构上人为地划分为四大部分，即外膜、内膜、外室、内室。 （一）外膜（outer membrane） 指包围在线粒体最外面的一层膜，看上去平整光滑而具有弹性，膜厚约

6nm。对各种小分子物质（分子量在10000 doldon以内，如电解质、水、蔗糖等）的通透性较高，有人认为外膜上具有小孔（ф2~3nm）。（二）内膜（inner membrane） 也是一单位膜，约厚6~8nm。内膜不同于外膜。首先是在结构上，内膜不是平滑的，而是由许多向线粒体腔内的突起（褶叠或小管），被称为“线粒体嵴”（mitochondria cristae），是线粒体最富有标志性的结构，它的存在大大扩大了内膜的表面积，增加了内膜的代谢效率。（三）外室（outer space）（膜间隙） 指内、外膜之间的窄小空隙，宽约6~8 nm，又称膜间隙（intermembrane space）。 （四）内室（mner space） 指由内膜包围的空间，其内充满蛋白质性质的物质，称线粒体基质（mitochondria matrix）。 三、线粒体的化学组成及定位（chemical composition） （一）蛋白质外膜含量（60%）低于内膜含量（80%），主要为酶类（约120余种）。 外膜：单胺氧化酶（标记酶）、NADH—细胞色素C还原酶、脂肪酸辅

细胞的能量转换

第六章细胞的能量转换-线粒体 选择题： 1.糖酵解酶系主要存在于 A.内质网 B.溶酶体 C.线粒体 D.细胞质基质 E.高尔基复合体 2.在线粒体中，三羧酸循环反应进行的场所是 A.内膜 B.膜间腔 C.基质 D.基粒 E.外膜 3.细胞有氧呼吸并进行氧化磷酸化的场所是 A.核糖体 B.线粒体 C.细胞膜 D.粗面内质网 E.高尔基复合体 4.线粒体的嵴来源于 A.外膜 B.膜间腔 C.内膜 D.基质颗粒衍生 E.内膜外膜共同形成 5.细胞质含有DNA并能产生A TP的细胞器是 A.线粒体 B.中心体 C.内质网 D.溶酶体 E.过氧化物酶体 6.在肿瘤细胞中，线粒体 A.数量增多，嵴数减少 B.数量减少，嵴数增多 C.数量和嵴数均减少 D.数量和嵴数均增多 E.数量和嵴数均不变 7.人的mtDNA可编码多少种肽 A.13种 B.18种 C.30种 D.120种 E.60种 8.线粒体核糖体的沉降系数为 A.80S B.60S C.55S D.35S E.25S 9.线粒体最富有标志性结构是 A.双层膜 B.嵴 C.基粒 D.mtDNA E.核糖体 10.关于线粒体的结构和功能，哪种说法不正确 A.完成细胞氧化的全过程 B.是由双层膜包被的封闭的细胞器 C.是含有DNA的细胞器 D.是细胞内形成的ATP的中心 E.不同生物的线粒体的嵴形态不同。 11.下列哪些说法描述线粒体DNA较为确切 A.线状DNA B.环状DNA C.与核DNA密码略有不同线状DNA D.与核DNA密码略有不同的环状DNA E.包括线粒体全部蛋白质遗传信息的DNA 12.在线粒体中，ADP-ATP发生在 A.内膜 B.膜间腔 C.嵴 D.基质 E.基粒 13.正常线粒体的寿命约为一周，残损线粒体的清除主要靠 A.溶酶体的异噬作用 B.溶酶体的自噬作用 C.溶酶体的自溶作用 D.溶酶体的粒溶作用 E.细胞膜的胞吐作用 对应题 A.线粒体外膜上的筒状结构 B.基粒 C.mtDNA D.基质 E.线粒体核糖体 14.三羧酸循环发生在15.线粒体蛋白质的合成场所是 16.小分子物质进入线粒体的通道是17.线粒体内能体现半自主性的结构是 18.线粒体内进行能量转换，合成A TP的关键部位 A.糖酵解酶系 B.酸性水解酶 C.氧化酶 D.三羧酸循环酶系 E.ATP酶

细胞生物习题第五章 线粒体及细胞内的能量转换

第六章线粒体及细胞内的能量转换 一、选择题 1．可在光学显微镜下见到的结构是 A、微粒体 B、基粒 C、溶酶体 D、线粒体 E、过氧物酶体 ２．由两层单位膜围成的细胞器是 A、高尔基复合体 B、溶酶体 C、线粒体 D、内质网 E、过氧物酶体３．真核细胞的核膜外DNA存在于 A、核膜 B、线粒体 C、内质网 D、核糖体 E、过氧物酶体 ４．动物细胞中含有DNA分子并能产生ATP的细胞器是 A、中心体 B、溶酶体 C、核糖体Ｄ、线粒体E、过氧物酶体 ５．线粒体半自主性的一个重要方面体现于下列那一事实 A、线粒体ＤＮＡ能独立复制 B、线粒体含有核糖体 C、在遗传上由线粒体基因组和细胞核基因组共同控制 D、线粒体ＤＮＡ与细胞核ＤＮＡ的遗传密码有所不同 E、线粒体ＤＮＡ是裸露的 ６．关于线粒体的结构哪一种说法是不正确的 A、是由单层膜包裹而成的细胞器 B、是由双层单位膜封闭的细胞器 C、线粒体嵴上有许多基粒 D、是含ＤＮＡ的细胞器 E、是含核糖体的细胞器７．线粒体的功能是 A、蛋白质合成场所 B、营养和保护作用 C、细胞的供能中心 D、物质储存与加工 E、消化场所 8．下列细胞中含线粒体最多的是 A、上皮细胞 B、心肌细胞 C、成熟红细胞 D、成纤维细胞 E、淋巴细胞 9.合成A TP的关键部位是 A、线粒体嵴 B、线粒体基粒 C、线粒体基粒的头部 D、线粒体基粒的柄部 E、线粒体基粒的基片 10.具有“动力站”之称的细胞器是 A、中心体 B、溶酶体 C、核糖体 D、线粒体 E、高尔基复合体 11.真核细胞的核膜外DNA存在于 A、核膜 B、线粒体 C、内质网 D、核糖体 E、过氧物酶体 12.被称为细胞内能量货币的是（） A、ATP B、ADP C、AMP D、GTP 13.下列哪种细胞器以分裂方式增殖（） A、线粒体 B、高尔基体 C、溶酶体 D、内质网 14.下列哪种配对是错误的( ) A、ATP----三磷酸腺苷 B、SRP----滑面内质网 C、mtDNA----线粒体DNA D、MPF----有丝分裂促进因子 15.除了细胞核外，动物细胞中还含有DNA的细胞器是 A、线粒体 B、高尔基复合体 C、内质网 D、核糖体 16.线粒体具有半自主性，其中，自主性体现于下列哪一事实。（） A、线粒体DNA（mtDNA）能独立复制 B、线粒体含有核糖体 C、在遗传上由线粒体基因组和细胞核基因组共同控制 D、mtDNA与细胞核DNA的遗传密码有所不同 17. 细胞中不含有DNA的结构有：（）

第六章 细胞的能量转换——线粒体和叶绿体

第六章细胞的能量转换－－线粒体和叶绿体 （本章内容详见生物化学） 一、线粒体的形态结构 （一）线粒体的形态与分布 线粒体是一个动态细胞器，在生活细胞中具有多样性、易变性、运动型和适应性等特点，其形状、大小、数量与分布在不同细胞内变动很大，机制在同一细胞，随着代谢条件的不同也会发生变化。线粒体的形状多种多样，但以线状和粒状最常见。 （二）线粒体的结构与化学组成 线粒体只有外层彼此平行的单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。外膜（outer membrane）起界膜作用，内膜（inner membrane）向内折叠形成嵴（cristae）。外膜和内膜将线粒体分割成两个区室：一个是内外膜之间的腔隙，称为膜间隙（intermembrane space）；另一个是内膜所包围的空间，称为基质（matrix）。 1、外膜 线粒体最外面的一层单位魔结构，厚约6nm，光滑而有弹性。外膜中蛋白质和脂质约各占50%。外膜含有孔蛋白（porin），孔蛋白是由β链形成桶状结构，中心是一直径为2~3nm的小孔，即内部通道。 外膜的标志酶是单胺氧化酶（monoamine oxidase）。 2、内膜 内膜是位于外膜的内侧把膜间隙与基质分开的一层单位膜结构，厚6~8nm。相对外膜而言，内膜有很高的蛋白质/脂质比（质量比>3:1）。内膜缺乏胆固醇，富含心磷脂（cardiolipin），约占磷脂含量的20%，心磷脂与离子的不可渗透性有关。 线粒体内膜除含有多种转运系统外，还含有大量的合成ATP的装置。在内膜上有许多排列规则的颗粒，称为线粒体基粒（elementary particle），又称耦联因子1（coupling factor 1），简称F1，实质是ATP合酶（ATP synthesis）的头部。 3、膜间隙 线粒体内、外膜之间的腔隙，宽6~8nm，但在细胞进行活跃呼吸时，膜间隙可扩大。膜间隙中充满无定型液体，含有可溶性的酶、底物和辅助因子。其中腺苷酸激酶是膜间隙的标志酶。 4、线粒体基质 内膜所包围的嵴外空间为线粒体基质。（P130） 二、线粒体的功能 线粒体是物质最终彻底氧化分解的场所，其主要功能是进行三羧酸循环及氧化磷酸化合成ATP，为细胞生命活动提供直接能量。此外，线粒体海域细胞中氧自由基的生成，调节细胞艳华还原电位和信号转导，调控细胞凋亡、基因表达、细胞膜内多种离子的跨膜转运及电解质稳定平衡，包括线粒体对细胞中Ca2+的稳态调节等有关。 （一）线粒体中的氧化代谢 在细胞中，线粒体是氧化还原的中心，是糖类、脂质和蛋白质最终氧化释能的场所。线粒体中的三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle），简称TCA循环，是物质氧化的最终共同途径，氧化磷酸化是生物获得能量的主要途径。 细胞之中糖酵解产生的NADH虽不能透过内膜浸入线粒体氧化，但是NDAH上的电子去能通过两种“穿梭”途径进入线粒体：①苹果酸-天冬氨酸穿梭途径（malate-asparate shuttle）；②甘油-3-磷酸穿梭途径（glycerol-3-phosphate shuttle）。（P132） 当NADH中的1对电子传递到O2时，有10个H+被泵出，二FADH2中的1对电子的传递有6个H+被泵出。（二）电子传递链与电子传递 在线粒体内膜上存在的有关氧化磷酸化的脂蛋白复合物，是由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质组成，它们在内膜上相互关联的有序排列构成呼吸链，称为电子传递链（electron transport chain）或呼吸链（respiratory chain），是典型的多酶体系。 电子通过呼吸链的流动，称为电子传递。 1、电子载体（electron carrier） 参与电子传递链的电子载体有5种：黄素蛋白、细胞色素、泛醌、铁硫蛋白和铜离子。 黄素蛋白（flavoprotein），是由一条多肽与黄素蛋白腺嘌呤单核苷酸（FMN）或黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）紧密结合组成的结合蛋白。 细胞色素（cytochrome），是一种带有含铁血红素辅基二队可见光具有特征性强吸收的蛋白。 泛醌（ubiquinone，UQ）或称辅酶Q（coenzyme Q，CoQ），或简称为Q，是一种脂溶性的、带有一条的类异戊

细胞生物学 第7章 细胞的能量转换-线粒体和叶绿体

第七章细胞的能量转换――线粒体和叶绿体 生物的基本能量来源于太阳光的辐射能。但生物体不能直接利用太阳光的辐射能，必须先使之转换成化学能，再为生物体利用。 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。 因此，线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器。 线粒体和叶绿体都具有环状DNA及自身转录RNA与翻译蛋白质体系。 很多学者把线粒体和叶绿体的遗传信息系统称为真核细胞的第二遗传信息系统，或称为核外基因及其表达体系。 线粒体和叶绿体都是半自主性细胞器。 第一节线粒体与氧化磷酸化 人体内的细胞每天要合成几千克的ATP，且95%的ATP是由线粒体中的呼吸链所产生，因此线粒体被称为细胞内的“能量工厂”（power plants）。 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、大小、数量与分布 1)线粒体的形状线粒体的形状各种各样，以线状和颗粒状最常见。也可呈环形、哑 铃形、枝状或其他形状。 2)线粒体的大小线粒体的一般直径为0.5-1.0um,长,1.5-3.0um。有的长达5um（如肝 细胞）或10－20 um（胰腺细胞）或40 um（人的成纤维细胞）。 3)线粒体的数量线粒体的数目由数百――数千个不等。如利什曼原虫中只有一个巨 大的线粒体，海胆卵细胞则多达30万个。 4)线粒体的分布线粒体在细胞中的分布一般是不均匀的。 二、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）4部分组成。

细胞生物学 第六章 线粒体与细胞的能量转换

第六章线粒体与细胞的能量转换 半自主性细胞器：自身含有遗传表达系统（自主性）；但编码的遗传信息十分有限，其RNA 转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息（自主性有限）。叶绿体和线粒体都属于半自主性细胞器。 自养生物：作为生态学用词也称独立营养生物，靠无机营养生活和繁殖的生物。由呼吸等的化学暗反应，或由光化学反应所获得的能量用于碳素同化的生物，分别称为化能自养生物和光能自养生物。以无机物为营养和可自行制造有机物供自身生长需要的生物，包括全部绿色植物和化学合成细菌。 异养生物：生物体在同化作用的过程中，不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存了能量，这种新陈代谢类型叫做异养型。ATP合酶：能催化ADP磷酸化生成ATP，线粒体的基粒有此活性。 转位接触点：即线粒体内外膜上存在着一些内膜与外膜相互接触的地方，在这些地方膜间隙变得狭窄，其间分布有蛋白质等物质进出线粒体的通道蛋白和特异性受体，即内膜转位子Tom和外膜转位子Tim。 基质导入序列（MTS）：此序列包含了所有介导在细胞质中合成的前体蛋白输入到线粒体基质的信号，常位于蛋白质N-端富含精氨酸、赖氨酸、丝氨酸苏氨酸。 膜间腔导入序列（ISTS）:引导膜间腔蛋白质的前体蛋白进入膜间腔的信号序列。 内共生学说:是一种线粒体起源学说，认为线粒体可能起源于与古老厌氧真核细胞共生的早期细菌，在之后的长期进化过程中，共生物的大部分遗传信息转移到细胞核上，这样留在线粒体上的遗传信息大大减少。支持这一假说的证据有线粒体的遗传系统和蛋白质合成方式与细菌相似。 非共生假说:是一种线粒体起源学说，认为原始的真核细胞是一种进化程度较高的需氧细菌，参与能量代谢的电子传递系统、氧化磷酸化系统位于细胞膜上，随着不断进化细胞需要增加其呼吸功能，因此不断地增加细胞膜表面积，增加的膜不断内陷、折叠、融合并被其他膜结构包裹（形成的双层膜将部分基因组包围在其中）形成功能上特殊（有呼吸功能）的双层膜性囊泡，最后演变为线粒体。 化学渗透假说:认为氧化磷酸化偶联的基本原理是电子传递中的自由能差造成氢离子穿膜传递，暂时转变为横跨线粒体内膜的电化学质子梯度，然后质子顺梯度回流并释放出能量，驱

第六章 细胞的能量转换要点

第六章细胞的能量转换-------线粒体和叶绿体 第一节线粒体 1890年，R. Altaman发现线粒体，命名为bioblast。 1898年，Benda将这种颗粒命名为mitochondrion。 1900年，L. Michaelis用Janus Green B 对线粒体进行染色，发现线粒体具有氧化作用。1904年，在植物细胞中发现了线粒体。 至20世纪50年代，证实三羧酸循环，氧化磷酸化和脂肪酸氧化等重要的能量代谢过程均发生在线粒体中。 现在线粒体的结构和功能的研究已经深入到分子水平。 （一）形态与分布 形状：线粒体是一个动态细胞器，在活细胞中具有多形性、易变性、运动性和适应性等特点，其形态、大小、数量与分布在不同细胞中变动很大，即使在同一细胞，随代谢条件不同也会发生很大变化。线粒体，一般呈粒状或杆状，有时可以形成分支的相互连接的网状结构。 化学组成：蛋白质和脂类。 大小：一般直径0.5~1μm，长1.5~3.0μm，在胰脏外分泌细胞中可长达10~20μm，称巨线粒体，人的成纤维细胞线粒体可达40μm。 ?数量及分布： 植物细胞少于动物细胞（叶绿体可替代线粒体的某些功能）；许多哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体。在很多细胞中，线粒体在细胞质中的分布是比较均匀的。通常结合在微管上，分布在细胞功能旺盛的区域，这样有利于就近运送和利用ATP。数量：不同类型细胞中线粒体数目差异很大，同一类型细胞数目相对稳定。动物细胞内线粒体的数目从数百到数千，代谢旺盛的细胞中线粒体数目多。 ?线粒体的运动： 根据细胞代谢的需要，线粒体可以运动、变形、融合和分裂增殖。玉米的小孢子在发育过程中，线粒体定向的移动、聚集与分散，这样绒毡层细胞中线粒体的数量可增加40多倍。 （二）超微结构 线粒体（mitochondrion）是由两层彼此平行的单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。外膜起界膜的作用，内膜向内折叠成嵴。内外膜将线粒体分割为两个区室：内外膜之间的叫膜间隙，内膜包围的空间叫基质。包括：外膜（outer membrane）、内膜（inner membrane）、膜间隙（intermembrane）和基质（matrix）四个功能区隔。 外膜：厚约6nm，光滑而有弹性，它与内质网或细胞骨架等其他细胞组分有结构和功能的联系，内外膜之间有随机分布的接触点。蛋白质和脂质各占50％。具有孔蛋白构成的亲水通道，允许小分子物质自由通过。外膜通透性很高，使膜间隙中的环境和胞质溶胶相似。外膜含有一些特殊的酶类：肾上腺素氧化、色氨酸降解、脂肪酸链延长，这表明外膜参与膜磷脂的合成，将线粒体基质中进行彻底氧化的物质先行初步分解。标志酶为单胺氧化酶。 ?由β链形成的桶状结构，中心是直径2－3nm的小孔，可对细胞的不同状态作出反应，从而可逆的开闭。可以通过相对分子量5×103的分子通过。ATP、NAD、辅酶A可自由跨膜。 ?内膜：位于外膜的内侧把膜间隙和基质分开的一层单位膜，厚约6－8nm。内膜内陷形成嵴（cristae）来扩大内膜表面积。嵴有两种类型，板层状和管状，与细胞种类和生理状况有密切关系，为动态结构在线粒体的不同功能状态下，可能有几种不同的结构形式。心磷脂含量高（对离子的不可渗透性有关），通透性很低，H+和ATP

第六章 细胞的能量转换(复习习题)

__________________________________________________ 第六章细胞的能量转换 一、名词解释 1、氧化磷酸化 2、电子传递链（呼吸链） 3、ATP合成酶 4、半自主性细胞器 5、光合磷酸化 二、填空题 1、能对线粒体进行专一染色的活性染料是。 2、线粒体在超微结构上可分为、、、。 3、线粒体各部位都有其特异的标志酶，内膜是、外膜是、膜间隙是、基质是。 4、线粒体中，氧化和磷酸化密切偶联在一起，但却由两个不同的系统实现的，氧化过程主要由实现，磷酸化主要由完成。 5、细胞内膜上的呼吸链主要可以分为两类，既和。 6、由线粒体异常病变而产生的疾病称为线粒体病，其中典型的是一种心肌线粒体病。 7、植物细胞中具有特异的质体细胞器主要分为、、。 8、真核细胞中由双层膜包裹形成的细胞器是。 9、引导蛋白到线粒体中去的具有定向信息的特异氨基酸序列被称为。 三、选择题 1. 线粒体各部位都有其特异的标志酶，线粒体其中内膜的标志酶是（）。 A、细胞色素氧化酶 B、单胺氧酸化酶 C、腺苷酸激酶 D、柠檬合成酶 2.下列哪些可称为细胞器（） A、核 B、线粒体 C、微管 D、内吞小泡 3.下列那些组分与线粒体与叶绿体的半自主性相关（）。 A、环状DNA B、自身转录RNA C、翻译蛋白质的体系 D、以上全是。 4.内共生假说认为叶绿体的祖先为一种（）。 A、革兰氏阴性菌 B、革兰氏阳性菌 C、蓝藻 D、内吞小泡 四、判断题 1、在真核细胞中ATP的形成是在线粒体和叶绿体细胞器中。（） 2、线粒体和叶绿体都具有环状DNA及自身转录RNA与转译蛋白质的体系。（） 3、线粒体是细胞的“能量工厂”，叶绿体是细胞的“动力工厂”。（） 4、ATP合成酶只存在于线粒体、叶绿体中。（） 5、线粒体和叶绿体的DNA均以半保留的方式进行自我复制。（） 五、简答题 1、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？ 六、论述题 1、线粒体与叶绿体的内共生学说的主要内容及证据。 __________________________________________________