• 大小：直径0.5~1um，长为2~3um。 • 数目：动物细胞多于植物细胞；代谢旺盛的细胞中
较多；人成熟的红细胞中无线粒体。 • 分布：集中在细胞功能旺盛区域；迁移时以微管为
运动轨道、由马达蛋白提供动力。
4
6.1.2 线粒体结构与化学组成
5
外膜
◆平整光滑。 ◆含有较多的通道蛋白---孔蛋白，因此，通透
性很高，小分子物质可通过小孔进出膜间隙。 ◆含有一些特殊的酶类，分别催化肾上腺素氧化、
色氨酸降解、脂肪酸降解、脂肪酸链延长、脂 肪酸链去饱和、磷脂合成等。 ◆标志酶:单胺氧化酶。
6
线粒体基质（内室）
◆内膜所包围的嵴外空间，含有DNA、RNA、 核糖体、上百种酶类及其它成分。 ◆标志酶:苹果酸脱氢酶
细胞质中合成的叶绿体前体蛋白N末端也含 有一段类似线粒体蛋白导肽的序列,称为转运肽。
31
定位于叶绿体基质蛋白的运送
如RuBP羧化酶8个小亚基, 它们的运输过 程大致分为两步:
第一步转运肽与叶绿体的外膜受体结 合；第二步以类似于线粒体蛋白运输的机 制跨过叶绿体的膜进入基质，转运肽被特 异的蛋白酶水解掉。
14
二、叶绿体结构 由叶绿体膜或外被、类囊体和基质组成。 含有3种不同的膜(外膜、内膜和类囊体膜) 含有3种彼此分隔的间隙(膜间隙、叶绿体
基质和类囊体腔)。
15
基基粒粒
基质类囊体
基粒类囊体 类囊体腔
基质
16
（一） 叶绿体膜
• 外膜通透性大，内膜对物质透过具强选择性； • 组成叶绿体膜的脂质以磷脂和糖脂最多； • 膜中分布很多种酶类。
32
定位于类囊体膜和类囊体腔中的蛋白的运输
大致分为三个过程: 第一步是前体连接到 叶绿体膜的特定的受体上,第二步是前体进入叶 绿体基质、经特异的蛋白酶加工后插入到类囊体 膜或进入类囊体腔,第三步在类囊体腔中经特异 的蛋白酶加工后再装配成成熟的蛋白质。
33
34
第六章重点
一、比较线粒体和叶绿体结构的异同？ 二、线粒体蛋白质合成完成时都含有导肽，有人 认为这些蛋白的导向信息可能存在于蛋白质分子内的 特定氨基酸序列中。
26
九九 年诺 贝尔 医学 奖得 主-布 洛贝 尔 27
6.4.2 线粒体蛋白的运送
含导肽的前体蛋白的跨膜运送
●需要消耗能量; ●需要线粒体外膜上的相应受体蛋白 ●需要线粒体外膜上的GIP蛋白
◆ 导肽的功能
• 能识别线粒体（导肽序列中含有识别线粒体的 信息）
• 能牵引蛋白质通过线粒体膜进行运送 • 导肽决定蛋白质运送方向，对其后所牵引的被
运送的蛋白质无特异性要求
25
◆导肽中的导向信息
• 蛋白质进入线粒体的部位是由其导肽所含的导向信息 决定的
• 不同的导肽所含的信息不同，同一导肽中的不同片断 中含有的信息也不同，因而可使不同的线粒体蛋白运 送到基质中，或定位于内膜或膜间隙。
9
6.1.3 线粒体的功能
进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活 动提供能量；
与细胞中氧自由基的生成、细胞程序性死亡、 细胞信号转导、细胞内多种离子的跨膜运输 及电解质稳态平衡的调控等有关。
10
6.1.4 线粒体与疾病
线粒体最易受损伤，可显示细胞受损伤的程度 线粒体与人的疾病、衰老和细胞凋亡有关 线粒体异常会影响细胞的正常功能，导致疾病发生
基组成？各由何基因组编码？ 三、何谓导肽？结构特点如何？ 思考题：9、11
35
---线粒体病（MD） 线粒体病的原发机制是mtDNA异常引起的遗传性疾
病
11
6.2 叶绿体
12
6.2.1 叶绿体的形态结构
13
一、叶绿体的形状、大小和数量
• 叶绿体的形状、大小和数量因植物种类不同 而差别很大。
• 叶绿体是一种不稳定的细胞器。 • 形状：高等植物多呈凸透镜状或香蕉状。 • 大小：长5~10um，宽2~4um.
21
6.3 线粒体和叶绿体的半自主性·
6.3.1 线粒体和叶绿体的DNA 6.3.2 线粒体和叶绿体的蛋白质合成
组成线粒体和叶绿体中的蛋白质，仅有少数是 由两种细胞器内的核糖体所合成的。绝大多数 都是由核DNA编码并在细胞质中合成后，再 通过导肽或转运肽运输到各自特定的功能位点 上的。
22
线粒体DNA所编码的RNA和多肽种类： 叶绿体DNA所编码的RNA和多肽种类： 在各种植物的叶绿体中已被确定的基因：
体结构。P226 图7-11
18
类囊体的结构
19
类囊体膜蛋白的不对称分布
• 类囊体膜的外周蛋白在类囊体膜上朝向叶绿体基质面的较 多，内在蛋白镶嵌在脂双层中。
20
（三） 叶绿体基质
物质组成： RuBP羧化酶结构组成：
6.2.2 叶绿体的功能
进行光合作用，通过光合磷酸化将光能转换 成化学能供细胞利用。
第六章 线粒体和叶绿体
1
要点综述 • 掌握线粒体和叶绿体的结构与功能，线
粒体和叶绿体的遗传自主性问题和蛋白 质合成及其转运的知识。
2
6.1 线粒体
6.1.1 线粒体的形态与分布
3
★ 线粒体是一种动态细胞器，其形态、数量和分布 随细胞种类和生理状态变化而变化。
• 外形：具多形性，有线状、粒状、哑铃状、环形、 圆柱形等，但以线状和粒状最常见。
23
6.4 线粒体和叶绿体蛋白质的 运送与装配
• 由核基因编码的向线粒体和叶绿体运送的 蛋白质，先在细胞质基质中合成前体形式， 然后通过后转移方式运输到线粒体和叶绿 体内。
• 前体蛋白由成熟形式的蛋白和N端的一段 称为导肽或转运肽的氨基酸序列共同组成。
24
6.4.1 导 肽
◆ 何谓导肽？
◆ 导肽的结构特征
●需要分子伴侣 (P204)
●需要内膜两侧膜电位启动
28
◆定位于线粒体基质中的蛋白跨膜转运
29
外膜蛋白的定位
运送到外膜的蛋白质没有导 肽, 它的氨基酸末端延伸部分就 有识别受体的功能,直接插入到外 膜。
30
6.4.3 叶绿体蛋白的运送
运输机理
与线粒体有许多类同之处,但由于叶绿体结构 复杂，使得细胞质中合成的蛋白运送到叶绿体的 特定部位比线粒体更复杂、更困难。
17
（二） 类囊体
形态结构： 叶绿体的基粒结构： 基粒类囊体： 基质类囊体： 类囊体膜上的物质组成：
• 集中了光合作用能量转换的全部组分，分别装配在 光系统Ⅰ、光系统Ⅱ、细胞色素bf、 CFO-CF1ATP合 成酶等主要的膜蛋白复合物中。
• CFO-CF1ATP合成酶是类囊体膜上伸向基质的带柄小球