高中生物chapter7线粒体和过氧化物酶体
高中生物chapter7线粒体和过氧化物酶体
第七章线粒体和过氧化物酶体
7.1 线粒体的形态结构
1850年，德国生物学家Rudolph K?lliker第一系统的研究了线粒体。(肌细胞) 1900年，Leonor Michaelis 氧化还原反应
1943年，Arbert Claude采用盐法分离技术分离到线粒体
1948年George Hogeboom等采用蔗糖介质分离有活性的线粒体，确定了能量转换的部位。
逐步证明了线粒体具有Krebs循环、电子传递、氧化磷酸化的作用，从而证明了线粒体是真核生物进行能量转换的主要部位。
7.2 线粒体结构与化学组成
线粒体膜通透性实验
将线粒体放在100 mM蔗糖溶液中，蔗糖穿过外膜进入线粒体的膜间间隙；然后将线粒体取出测定线粒体内部蔗糖的平均浓度，结果只有50 mM，比环境中蔗糖的浓度低。据此推测:线粒体外膜对蔗糖是通透的，而内膜对蔗糖是不通透的。
线粒体组分的分离
首先将线粒体置于低渗溶液中使外膜破裂，此时线粒体内膜和基质(线粒体质)仍结合在一起，通过离心可将线粒体质分离。用去垢剂毛地黄皂苷处理线粒体质，破坏线粒体内膜，释放线粒体基质，破裂的内膜重新闭合形成小泡，其表面有F1颗粒。
1. 外膜(outer menbrane)
标志酶:单胺氧化酶;
外膜含有较大的通道蛋白:孔蛋白;
2. 内膜(inner membrane)
线粒体进行电子传递和氧化磷酸化的部位，通透性差;
含有大量的心磷脂(cardiolipin)，心磷脂与离子的不可渗透性有关;
内膜的标志酶：细胞色素氧化酶;
按作用分3类酶：运输酶类、合成酶类、电子传递合成和ATP合
成的酶类。
3. 膜间隙(intermenbrane space)
标志酶：腺苷酸激酶
功能：建立电化学梯度
4. 线粒体基质(matrix)
标志酶：苹果酸脱氢酶
功能：进行氧化反应，主要是三羧酸循环
7.3 前导肽与线粒体蛋白定位
线粒体各部分的蛋白质来自何方?定位机理如何?
7.3.1 前导肽(leading peptide)
蛋白质的两种运输方式：细胞质中的核糖体在合成蛋白质时有两种可能的存在状态：
游离核糖体(free ribosome)：在蛋白质合成的全过程一直保持游离状态
膜结合核糖体(membranous ribosomes)：核糖体在合成蛋白质的初始阶段处于自由状态，但是随着肽链的合成核糖体被引导到内质网上与内质网结合在一起1. 蛋白质的两种运输方式
A翻译后转运：游离核糖体上合成的蛋白质释放到胞质溶胶后被运送到不同的部位，即先合成，后运输。在合成释放之后需要自己寻找目的地，又称为蛋白质寻靶。
B共翻译转运：膜结合核糖体上合成的蛋白质通过定位信号，一边翻译，一边进入内质网，在翻译的同时进行转运定位，通过信号肽，经过连续的膜系统转运分选才能到达最终的目的地，称为蛋白质分选。
2. 前导肽与信号肽
A前导肽(leading peptide)：将游离核糖体上合成的蛋白质的N-端信号称为导向信号，或导向序列，由于这一段序列是氨基酸组成的肽，所以又称为转运肽。
B信号肽(signal peptide)：将膜结合核糖体上合成的蛋白质的N-端的序列称为信号序列，将组成该序列的肽称为信号肽
线粒体前导肽的性质：
A 长约20-80个氨基酸，通常带正电荷的碱性氨基酸(特别是精氨酸和赖氨酸)含量较为丰富; 序列中不含有或基本不含有带负电荷的酸性氨基酸，并且有形成两性(既亲水又疏水)α螺旋的倾向。有利于穿过线粒体的双层膜。
B 需要消耗能量;
C 需要分子伴侣。
D前导肽的特异性：
①具有细胞结构的特异性
②前导肽的不同片段含有不同的信息
双导向序列：两个导向序列，位于N端最前面的为基质导向序列，其后还有第二个导向序列，即膜间隙导向序列，功能是将蛋白质定位于内膜或膜间隙
如何证明前导肽引导蛋白质进入线粒体?
实验设计：
①分离线粒体
②与具有线粒体基质定位信号的前体蛋白温育
③胰蛋白酶处理
7.3.2 线粒体蛋白定位
1. 线粒体基质蛋白定位
前体蛋白在游离核糖体合成释放之后，在细胞质分子伴侣Hsp70的帮助下解折叠，
然后通过N-端的转运肽同线粒体外膜上的受体蛋白识别，
并在受体(或附近)的内外膜接触点(contact site)处利用ATP水解产生的能量进入转运蛋白的运输通道，
然后由电化学梯度驱动穿过内膜，进入线粒体基质
在基质中，由线粒体分子伴侣Hsp70(mHsp70)继续维持前体蛋白的解折叠状态。
接着在Hsp60的帮助下，进行正确折叠，
最后由转运肽酶切除导向序列，成为成熟的线粒体基质蛋白。
2. 线粒体膜间间隙蛋白的转运
定位需要两个导向序列，基质导向序列和膜间隙导向序列。这类蛋白有两种转运定位方式。
①保守性寻靶
基质导向序列转运到线粒体基质，
在基质中由转肽酶切除基质导向序列后，膜间隙导向序列，它能够识别内膜的受体和转运通道蛋白，引导蛋白质穿过内膜，进入线粒体膜间隙，然后由线粒体膜间隙中的转肽酶将膜间隙导向序列切除
②非保守性寻靶
在线粒体基质导向序列的引导下，通过线粒体的外膜和内膜，但是疏水的膜间隙导向序列作为停止转运序列锚定在内膜上，从而阻止了蛋白质的C-末端穿过内膜进入线粒体基质；然后通过蛋白质的扩散作用，锚定在内膜上的蛋白逐渐离开转运通道，最后在转肽酶的作用下，将膜间隙导向序列切除，蛋白质释放到膜间隙，结合血红素后，蛋白质折叠成正确的构型
3. 线粒体外膜、内膜蛋白的定位
只需一个引导肽，引导外膜和内膜蛋白穿膜，引导肽后面一段疏水的停止转运序列阻止转运蛋白进一步穿膜，
外膜蛋白：停止转运序列与外膜转运蛋白结合
内膜蛋白：停止转运序列与内膜转运蛋白结合
7.4 线粒体的功能:氧化磷酸化作用
7.4.1 真核细胞中的氧化作用
1. 糖的有氧氧化(细胞氧化或生物氧化)
葡萄糖(或糖原)在正常有氧的条件下，氧化后产生CO2 和水，分为三个阶段：①糖氧化成丙酮酸②丙酮酸脱羧生成乙酰CoA③乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化
①葡萄糖酵解生成丙酮酸
糖酵解(glycolysis)：细胞质中的葡萄糖(或糖原)在一系列酶的催化下生成丙酮酸的过程。细胞质中不耗氧
②线粒体基质中乙酰辅酶A的生成
丙酮酸跨膜进入线粒体基质；
在丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase)作用下氧化成乙酰辅酶A。
2. 生物需要能量时首先利用多糖；必要时也会利用脂肪：
①脂肪被水解生成脂肪酸；
②脂肪酸能够进入线粒体基质，通过β氧化途径(β-oxidation pathway)循环氧化生成乙酰辅酶A。
3.三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，TCA)
又叫Krebs循环、柠檬酸循环。
7.4.2 呼吸链与电子传递
１. 线粒体能量转换策略
①三羧酸循环中的能量转换
NAD+→NADH
FAD+→FADH2
②NADH和FADH2必须被氧化才能维持三羧酸循环
NADH + 1/2 O2→NAD+ + 能量
FADH2 + 1/2 O2→FAD+ + 能量
NADH和FADH2被氧化时释放的H+、电子和能量如何安置?
③电子载体(electron carriers)：在电子传递过程中与释放的电子结合并将电子传递下去的物质。
2. 电子载体类型
除了辅酶Q以外，接受和提供电子的氧化还原中心都是与蛋白相连的辅基
①黄素蛋白一条多肽结合1个辅基组成的酶类，结合的辅基可以是FAD 或FMN 两个质子和两个电子
②细胞色素血红素辅基Fe3+和Fe2+ 单个的电子
③铁硫蛋白细胞色素类蛋白铁-硫中心Fe3+和Fe2+
④泛醌或称辅酶Q一种脂溶性的分子两个质子和两个电子部分还原的称为半醌，完全还原的称为全醌
3. 呼吸链(respiratory chain)
又称电子传递链，是线粒体内膜上的一组酶的复合体。
①呼吸链的功能是参与对还原型辅酶的氧化；
可进行H+的传递、电子传递、并可利用氧，产生水和ATP。
②呼吸链的组成
A 复合物I Complex I：又称NADH 脱氢酶或NADH-CoQ 还原酶复合物。
功能：催化一对电子从NADH传递给CoQ，
伴随着4个质子被传递到膜间隙。
B复合物ⅡComplex Ⅱ：又称为琥珀酸脱氢酶或琥珀酸-CoQ 酶复合物，功能：催化电子从琥珀酸传递给辅酶Q，不伴随氢的传递。
C复合物ⅢComplexⅢ：又称CoQH2-细胞色素c 还原酶复合物，功能：催化一对电子从CoQ传递给细胞色素c，
同时传递4个H+到膜间隙。
D复合物ⅣComplex Ⅳ：又称细胞色素c氧化酶
功能：将电子从细胞色素c传递给O2分子，每传递一对电子，要从线粒体基质中摄取4个质子，其中2个质子用于水的形成，另2个质子被跨膜转运到膜间隙。
③主次电子传递链
由于线粒体中需要经呼吸链氧化和电子传递的主要是NADH，而FADH2较少，可将呼吸链分为主、次呼吸链。
主呼吸链：复合物Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ构成主呼吸链，从NADH来的电子依次经过这三个复合物，进行传递。
次呼吸链：复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ构成次呼吸链，来自FADH2的电子不经过Ⅰ。
4. 递氢体与电化学梯度的建立
①递氢体：组成呼吸链的成员中能够传递氢质子的复合物称为递氢体。质子从线粒体基质跨膜传递到线粒体膜间隙是一种耗能的过程，递氢体通过对质子的跨膜传递，将NADH和FADH2在氧化过程中释放出来的自由能转变成势能，这种势能可进一步用于ATP 的合成
②电化学梯度(electrochemical gradient)：质子跨膜转运使得膜间隙积累了大量的质子，建立了质子梯度。使内膜两侧发生两个显著
的变化∶线粒体膜间隙产生大量的正电荷，而线粒体基质产生大量的负电荷，使内膜两侧形成电位差；第二是两侧氢离子浓度的不同而产生pH梯度(ΔpH)，这两种梯度合称为电化学梯度(electrochemical gradient)。
7.4.3 电子传递与氧化磷酸化
1. 氧化磷酸化：活细胞中伴随着呼吸链的氧化作用所发生的能量转换和ATP的形成过程。
2. 线粒体内膜电化学梯度的建立
电化学梯度：质子梯度、内膜两侧电位差
质子动势proton-motive force，合适的条件下可以变成化学能
3. 偶联因子1(coupling factor 1)的发现及功能预测
发现:在二十世纪七十年代初，Humberto-Fernandez Moran 用负染技术检查分离的线粒体时发现:线粒体内膜的基质一侧的表面附着一层球形颗粒，球形颗粒通过柄与内膜相连。几年后，Efraim Racker 分离到内膜上的颗粒，称为偶联因子1，简称F1。
F1-F0复合物是ATP合成部位：通过线粒体内膜重建实验证明位于内膜上的F1-F0颗粒是呼吸链中ATP合成的部位。
F0-F1颗粒的结构和功能
酶活性：两种酶活性，ATP水解酶的活性和ATP合成酶的活性，故F1-F0颗粒又称为ATP合酶(ATP synthase )。
结构：①头部：即F1，由5种多肽组成九聚体，含有3个催化ATP合成的位点，每个β亚基一个。②柄部:由F1的γ亚基和ε亚基构成，γ亚基穿过头部作为头部旋转的轴。③膜部:即F0，由3种不同的亚基组成的15聚体(1a∶2b∶12c)。
氧化磷酸化机理：英国生物化学家P.Mitchell 1961年提出了化学渗透假说(chemiosomotic compling hypothesis)解释氧化磷酸化的偶联机理。在电子传递过程中，伴随着质子从线粒体内膜的里层向外层转移，形成跨膜的氢离子梯度，这种势能驱动了氧化磷酸化反应(提供了动力)，合成了ATP。
7.5 线粒体的遗传、增殖和起源
1. 线粒体遗传
线粒体是一种半自主性的细胞器，它除了有自己的遗传物质——线粒体DNA外，还有蛋白质合成系统（mRNA、rRNA、tRNA）和线粒体核糖体等。
线粒体中的蛋白质只有少数几种是线粒体基因编码的，大多数线粒体蛋白质
还是由核基因编码。
2. 线粒体的基因组
线粒体DNA（mt DNA）是双链环状分子，mtDNA通常与线粒体内膜结合在一起。
3. 线粒体的复制期
主要在细胞周期的S期和G2期，与细胞周期同步。
4. 线粒体密码
基本上属于原核类型，如：
①mRNA的转录和翻译是在同一时间和地点进行、
②蛋白质合成的起始tRNA与原核生物的相同
③蛋白质合成对药物的敏感性与细菌一样。如氯霉素可抑制线粒体的蛋白质合成，而不抑制细胞质的蛋白质合成；放线菌酮可抑制细胞质蛋白质的合成而不抑制线粒体蛋白质的合成。
5. 线粒体增殖的方式
线粒体通过分裂进行增殖。
6. 线粒体起源
①内共生学说（endosymbiont hypothesis）
认为线粒体来源于细菌，即细菌被真核生物吞噬后，在长期的共生过程中，通过演变，形成了线粒体。
②非内共生学说
又称细胞内分化学说。认为线粒体的发生是质膜内陷的结果。
7.6 过氧化物酶体peroxisome
过氧化物酶体是简单的单位膜包裹的囊泡，又称微体。
直径约为0.1～1.0μm，通常含有致密的、氧化酶晶体核心。
为多功能细胞器，含50多种酶。
乙醛酸循环体，一种特殊的过氧化物酶体，存在于植物细胞中
过氧化物酶体的发现
尿酸氧化酶(urate oxidase)的发现：de Duve和他的同事通过梯度离心分离到溶酶体之后发现至少有一种酶与溶酶体酶的性质不同: 尿酸氧化酶不是酸性水解酶，但离心时总是与酸性水解酶在一起，只是沉降行为稍有不同。
7.6.1 过氧化物酶体的酶类
１. 氧化酶(oxidases)：约占过氧化物酶体酶总量的一半，各种氧化酶作用于不同的底物，均将氧还原成过氧化氢。RH2 +O2 →R + H2O2
2. 过氧化氢酶(catalase)：是过氧化物酶体的标志酶，约占过氧化物酶体酶总量的40%，作用是将过氧化氢还原成水，RH2+H2O2→R + 2H2O。
7.6.2 基本功能
过氧化物酶体是过氧化氢合成和降解的场所。
1. 使毒性物质失活：过氧化氢酶利用H202氧化各种底物，如酚、甲酸、甲醛和乙醇等，使这些有毒性的物质变成无毒性的物质，同时也使H2O2进一步转变成无毒的H2O。
2. 对氧浓度的调节作用：过氧化物酶体的氧化率是随氧张力增强而成正比地提高，使过氧化物酶体具有使细胞免受高浓度氧的毒性作用。
3. 脂肪酸的氧化
4. 含氮物质的代谢
7.6.3 过氧化物酶体生物发生
过氧化物酶体通过二裂法进行增殖，所有的酶和蛋白都是由核基因编码并在细胞质中的游离核糖体上合成，通过导肽运送而来；过氧化物酶体的脂类都是由内质网合成并通过胞质溶胶中的磷脂交换蛋白输送的；在过氧化物酶体酶蛋白的羧基端有一个三肽序列∶Ser-Lys-Leu（SKL）起引导作用。
第七章 生物氧化习题
第七章生物氧化 一、名词解释 1. 生物氧化（biological oxidation）：生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解，最终生成CO2和H2O并释放出能量的作用。生物氧化包括：有机碳氧化变成CO2；底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水；在有机物被氧化成CO2和H2O的同时，释放的能量使ADP转变成ATP； 2．呼吸链（respiratory chain）：有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。电子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成ATP，以作为生物体的能量来源； 3．氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）：在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用，称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式；4．磷氧比（P/O）：电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水，在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。经此过程消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数（也是生成ATP的分子数）称为磷氧比值（P／O）。如NADH的磷氧比值是3，FADH2的磷氧比值是2； 5．底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化。此过程与呼吸链的作用无关，以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP； 6．铁硫蛋白（iron-sulfur protein, Fe-S）：又称铁硫中心，其特点是含铁原子和硫原子，或与蛋白质肽链上半胱氨酸残基相结合； 7. 细胞色素（cytochrome, Cyt）：位于线粒体内膜的含铁电子传递体，其辅基为铁卟啉； 二、填空题 1. 生物氧化有3种方式：脱氢、脱质子和与氧结合。 2. 生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有酶、辅酶和电子传递体参与。3．真核生物的呼吸链位于线粒内体，原核生物的呼吸链位于细胞质膜。4．生物体内高能化合物有焦磷酸化合物、酰基磷酸化合物、烯醇磷酸化合物、胍基磷酸化合物等。 5．细胞色素a的辅基是血红素A ，与蛋白质以非共价键结合。
细胞生物学 翟中和版 总结笔记第七章
Cell biology 细胞生物学 第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输 细胞内被膜区分类：细胞质基质、细胞内膜系统、有膜包被的细胞器 第一节细胞质基质的含义和功能 一、细胞质基质的含义 （1）含义：在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质 主要含有： （1）与代谢有关的许多酶 （2）与维持细胞形态和物质运输有关的细胞质骨架结构
细胞质基质是一个高度有序的体系，细胞质骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中，多数的蛋白质直接或间接地与骨架结合，或与生物膜结合，从而完成特定的功能。细胞质基质主要是由微管、微丝和中间丝等相互联系形成的结构体系，蛋白质和其他分子以凝聚或暂时的凝聚状态存在，与周围溶液的分子处于动态平衡。 差速离心获得的胞质溶胶的组分和细胞质基质溶液成分很大不同。胞质溶胶中的多数蛋白质可能通过弱键结合在基质的骨架纤维上。 二、细胞质基质的功能 （1）蛋白质分选和转运 N端有信号序列的蛋白质合成之后转移到内质网上，通过膜泡运输的方式再转运到高尔基体。其他蛋白质的合成都在细胞质基质完成，并根据自身信号转运到线粒体、叶绿体、细胞核中，也有些蛋白驻留在细胞质基质中。
（2）锚定细胞质骨架 （3）蛋白的修饰、选择性降解 1 蛋白质的修饰 辅基、辅酶与蛋白的结合 磷酸化和去磷酸化 糖基化 N端甲基化（防止水解） 酰基化 2 控制蛋白质寿命 N端第一个氨基酸残基决定寿命 细胞质基质能够识别N端不稳定的氨基酸信号将其降解，依赖于泛素降解途径 3 降解变性和错误折叠的蛋白质 4 修复变性和错误折叠的蛋白
热休克蛋白的作用 第二节细胞内膜系统及其功能 细胞内膜系统是指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构。 研究方法：电镜技术免疫标记和放射自显影离心技术和遗传突变体分析 一、内质网的形态结构和功能 内质网是由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成的互相沟通的三维网络结构。 （一）内质网的两种基本类型 糙面内质网和光面内质网。 糙面内质网：扁囊状整齐附着有大量核糖体 功能：合成分泌性蛋白和膜蛋白光面内质网：分支管状，小
细胞生物学第七章线粒体叶绿体习题及答案 done
第七章线粒体和叶绿体 1．比较线粒体和叶绿体在基本结构上的异同点。 答：相同点：他们都是双层膜结构的细胞器，都有外膜、内膜、膜间隙、基质等结构。 不同点：线粒体的内膜向内凹陷形成众多的脊，上面结合有ATP合成酶； 叶绿体的内膜是一层光滑的膜，没有脊结构。除了内膜外膜之外，叶绿 体还有存在于其基质之中的类囊体结构。（具体的一些细节结构还要参考 教材） 2．比较线粒体氧化磷酸化和叶绿体光合磷酸化的异同点。 氧化磷酸化： （1）电子从高能位经电子传递链跃迁至低能位（NADH->NAD） （2）一对电子跨膜3次，向膜内转移6个质子 （3）质子浓度是内低外高 （4）质子流由线粒体内膜外穿过F0-F1进入基质 （5） 2个质子的跨膜产生1分子的ATP （6）形成H 2O，利用O 2 ，放出CO 2 （7）化学能—>高能键能 光和磷酸化： （1）电子从低能位经电子传递链跃迁至高能位(NADP->NADPH) （2）一对电子跨膜2次，向膜内转移4个质子 （3）质子浓度是内高外低 （4）质子流由类囊体膜内穿过CF0-CF1进入基质 （5） 3个质子的跨膜产生1分子的ATP （6）分解H 2O，放出O 2 ，固定CO 2 （暗反应） （7）光能—>高能键能（—>化学能） 3．概述ATP酶复合体的分子结构及ATP合成酶的作用机制。
答： ATP酶复合体由F1头部和F0基部以及两者共同形成的柄部组成。 F1是ATP酶的活性部位，由α 3β 3 γδε五种亚基组成，3个α和3个β亚 基聚在一起形成橘瓣状的结构，β亚基是ATP的结合位点；γ和ε亚基结合形成转子。 F 是嵌入内膜的疏水性蛋白质，由a、b、c三种亚基组成，是跨膜质子通道（质子通过产生扭力让转子转动）。 柄部实质上是F 1δ亚基与F 的a、b亚基共同构成的起固定作用的“定子”。 ATP合成酶的作用机制：质子通过跨膜通道产生扭力让“转子”逆时针转动，而顺序调节三个β亚基上催化位点依次开启和关闭，三个β亚基分别随即发生和核苷酸紧密结合（T态）、松散结合（L态）和定置状态（O态）三种构象的交替变化，“转子”每旋转1200就与一个β亚基结合就会使该β亚基变成L态，从而释放ATP分子。 4．植物体细胞中既然有叶绿体这种产能细胞器，为何还须有线粒体存在？答：叶绿体光合磷酸化作产生的ATP和NADPH是不会释放到细胞质中去为细胞供能的，它们全部用于光合作用的暗反应阶段，用以再生核酮糖二磷酸RuBP。 5．氧化磷酸化的两大结构基础是什么？如何证明其各行其能？ 答：应该是电子呼吸传递链的四个功能复合物（I-IV），和与之偶联的ATP合酶。至于用什么实验证明，暂不清楚。 6．化学渗透假说是如何解释偶联氧化磷酸化机理的？ 答：化学渗透假说的基本观点有下： （1）电子呼吸传递链有质子泵的作用，将H+泵到线粒体内膜之外 （2） H+不能透过线粒体内膜，形成外高内低的质子浓度梯度差 （3） H+顺浓度梯度通过F0-F1进入基质，推动ATP的合成从而将质子梯度势能转化为高能键能。 整个过程中：从NADH传来的一对电子，电子传递链三次跨膜移动，并将
生物化学第七章生物氧化
生物化学第七章生物氧化 适用于高中生物竞赛 一、生物氧化的概念和特点： 物质在生物体内氧化分解并释放出能量的过程称为生物氧化。与体外燃烧一样，生物氧化也是一个消耗O2，生成CO2和H2O，并释放出大量能量的过程。但与体外燃烧不同的是，生物氧化过程是在37℃，近于中性的含水环境中，由酶催化进行的；反应逐步释放出能量，相当一部分能量以高能磷酸酯键的形式储存起来。 二、线粒体氧化呼吸链： 在线粒体中，由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的，与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链。这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上。主要的复合体有： 1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）：由一分子NADH还原酶（FMN），两分子铁硫蛋白（Fe-S）和一分子CoQ组成，其作用是将（NADH+H+）传递给CoQ。 铁硫蛋白分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫。其分子中的铁离子与硫原子构成一种特殊的正四面体 结构，称为铁硫中心或铁硫簇，铁硫蛋白是单电子传递体。泛醌（CoQ）是存在于线粒体内膜上的一种脂溶性醌类化合物。分子中含对苯醌结构，可接受二个氢原子而转变成对苯二酚结构，是一种双递氢体。
2．复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）：由一分子琥珀酸脱氢酶（FAD），两分子铁硫蛋白和两分子Cytb560组成，其作用是将FADH2传递给CoQ。 细胞色素类：这是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质，为单电子传递体。细胞色素可存在于线粒体内膜，也可存在于微粒体。存在于线粒体内膜的细胞色素有Cytaa3，Cytb（b560，b562，b566），Cytc，Cytc1；而存在于微粒体的细胞色素有CytP450和Cytb5。 3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）：由两分子Cytb（分别为Cytb562和Cytb566），一分子Cytc1和一分子铁硫蛋白组成，其作用是将电子由泛醌传递给Cytc。 4．复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶）：由一分子Cyta和一分子Cyta3组成，含两个铜离子，可直接将电子传递给氧，故Cytaa3又称为细胞色素c氧化酶，其作用是将电子由Cytc传递给氧。 三、呼吸链成分的排列顺序： 由上述递氢体或递电子体组成了NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链两条呼吸链。 1．NADH氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为： NAD+→[FMN(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2丙酮酸、α-酮戊二酸、异柠檬酸、苹果酸、β-羟丁酸、β-羟脂酰CoA和谷氨酸脱氢后经此呼吸链递氢。 2．琥珀酸氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为： [FAD(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2琥珀酸、3-磷酸甘油（线粒体）和脂酰CoA脱氢后经此呼吸链递氢。
高中生物chapter7线粒体和过氧化物酶体
高中生物chapter7线粒体和过氧化物酶体 第七章线粒体和过氧化物酶体 7.1 线粒体的形态结构 1850年，德国生物学家Rudolph K?lliker第一系统的研究了线粒体。(肌细胞) 1900年，Leonor Michaelis 氧化还原反应 1943年，Arbert Claude采用盐法分离技术分离到线粒体 1948年George Hogeboom等采用蔗糖介质分离有活性的线粒体，确定了能量转换的部位。 逐步证明了线粒体具有Krebs循环、电子传递、氧化磷酸化的作用，从而证明了线粒体是真核生物进行能量转换的主要部位。 7.2 线粒体结构与化学组成 线粒体膜通透性实验 将线粒体放在100 mM蔗糖溶液中，蔗糖穿过外膜进入线粒体的膜间间隙；然后将线粒体取出测定线粒体内部蔗糖的平均浓度，结果只有50 mM，比环境中蔗糖的浓度低。据此推测:线粒体外膜对蔗糖是通透的，而内膜对蔗糖是不通透的。 线粒体组分的分离 首先将线粒体置于低渗溶液中使外膜破裂，此时线粒体内膜和基质(线粒体质)仍结合在一起，通过离心可将线粒体质分离。用去垢剂毛地黄皂苷处理线粒体质，破坏线粒体内膜，释放线粒体基质，破裂的内膜重新闭合形成小泡，其表面有F1颗粒。 1. 外膜(outer menbrane) 标志酶:单胺氧化酶; 外膜含有较大的通道蛋白:孔蛋白; 2. 内膜(inner membrane) 线粒体进行电子传递和氧化磷酸化的部位，通透性差; 含有大量的心磷脂(cardiolipin)，心磷脂与离子的不可渗透性有关; 内膜的标志酶：细胞色素氧化酶; 按作用分3类酶：运输酶类、合成酶类、电子传递合成和ATP合
南开大学细胞生物学7第七章 线粒体和叶绿体 复习题
第七章线粒体和叶绿体 学习要求：掌握线粒体的分离与鉴定、结构与功能的知识。掌握氧化磷酸化的过程原理和区别，掌握线粒体和叶绿体蛋白质合成及其转运知识点。理解线粒体与叶绿体的半自主性及其增殖与起源的相关知识。了解叶绿体的结构和功能。 本章的难点与重点：氧化磷酸化的机制；线粒体和叶绿体蛋白的运送与装配。 基本概念： 呼吸链：也称电子传递链，是位于线粒体内膜上的有一系列电子传递提案一定顺序排列起来形成的呼吸电子传递轨道。电子传递体是一些氧化还原迅速而可逆的分子，其在电子传递链中是按氧化还原电位由低到高的顺序依次排列的。呼吸底物氧化分解过程脱出的电子经呼吸电子传递链最终传递给分子氧，将氧还原成水。 氧化磷酸化：呼吸链上氧化作用释放出的能量与ADP的磷酸化作用偶联起来形成ATP的过程称为氧化磷酸化。因此氧化磷酸化特指呼吸链上磷酸化作用，有别于底物水平的磷酸化和光合磷酸化。 ATP合成酶：又称为F1F0-ATP酶，广泛存在于线粒体、叶绿体、异养菌和光合细菌中，是生物体能量转换的核心酶。该酶分别位于线粒体内膜、类囊体膜或质膜上，是跨膜的通道蛋白，参与氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜质子动力势的推动下，或者说在他的引导下，质子通过膜来驱动从ADP和无机磷合成ATP。 化学渗透假说：是1961年由Mitchell等提出的，用来解释氧化磷酸化耦连机理学说。该假说的主要内容是：呼吸链的各组分在线粒体内膜中的分布式不对称的，当高能电子在膜中沿呼吸链传递时，所释放的能量能将H+从膜基质侧泵至膜间隙，由于膜对质子是不通透的，从而使膜间隙的H+浓度高于基质，因而在内膜的两侧形成电化学质子梯度。在这个梯度驱动下，H+穿过内膜上的ATP合成酶流回到基质中，其能量促使ADP和Pi合成ATP,从而使体内能源物质氧化释放的化学能通过转变成渗透后，再转移到ATP中的过程。 半自主性细胞器：指线粒体和叶绿体两种细胞器具有自我增殖所需要的基本组分，具有独立进行转录和翻译的功能；但两种细胞器基因组信息量是有限的，绝大多数蛋白质是由核基因组编码，在细胞质核糖体上合成后转运至之，即两种细胞器的自主性是有限的，基因在转录和翻译过程中在很大程度上要依赖于核质遗传系统，故称为半自主性细胞器。 基质：内膜和嵴包围着的线粒体内部空间，含有多种蛋白质和脂类，催化三羧酸循环中脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类，也都存在于基质中。此外还含有线粒体DNA、线粒体核糖体、tRNA、rRNA以及线粒体基因表达的各种酶，基质的标志酶是苹果酸脱氢酶。 线粒体：存在于细胞质内的一个重要细胞器，由内外两层单位膜为成的膜相结构。内膜箱内凸起形成嵴，嵴上的颗粒为基粒，是氧化磷酸化的关键装置。线粒体基质是进行三羧酸循环的场所。线粒体是细胞内能量转换系统，其主要功能是产生ATP，提供细胞生命活动所需要的能量。 问答题： 线粒体各部分如何分离？ 线粒体使细胞内一种非常微小的细胞器，要对其各部分进行化学分析，首先必须将其各部分分离开来。完整的线粒体通过差速离心便能分离出来，而各种亚线粒体成分则需要利用密度
生物化学知识点与题目 第七章 生物氧化
第七章生物氧化 知识点： 一、生物氧化的特点和方式，高能化合物 生物氧化的特点；CO2生成的两种脱羧方式；高能化合物 二、线粒体的结构和功能、呼吸链与氧化磷酸化 线粒体内膜与外膜对于物质的通透性；线粒体内膜和基质中发生的反应；呼吸链的组成；递氢体与递电子体；偶联部位；呼吸链的抑制剂及其抑制部位；P/O；氧化磷酸化 三、线粒体外NADH（或NADPH）的氧化磷酸化 线粒体外NADPH异柠檬酸穿梭作用； 线粒体外NADH磷酸甘油穿梭作用；苹果酸穿梭作用，分别偶联几个ATP的生成 一、生物氧化的特点和方式，高能化合物 知识点：生物氧化的特点；CO2生成的两种脱羧方式；高能化合物 名词解释： 生物氧化；高能化合物 填空题： 1．生物氧化是在细胞中，同时产生的过程。 2．是所有生命形式的主要的能量载体。 3．是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为ATP供机体利用。 4．高能磷酸化合物通常是指水解时的化合物，其中重要的是，被称为能量代谢的。 选择题： 1．生物氧化的底物是： A、无机离子 B、蛋白质 C、核酸 D、小分子有机物 2、下列不属于高能化合物的是： A、1，3－二磷酸甘油酸 B、磷酸烯醇式丙酮酸 C、NTP D、dNDP E、1-磷酸葡萄糖 3、下列不属于高能化合物的是： A、磷酸肌酸 B、脂酰~SCoA C、乙酰~SCoA D、dNDP E、1-磷酸葡萄糖 4．A TP含有几个高能键： A、1个 B、2个 C、3个 D、4个 5．除了哪一种化合物外，下列化合物都含有高能键？ A、磷酸烯醇式丙酮酸 B、磷酸肌酸 C、ADP D、G-6-P E、1,3-二磷酸甘油酸 6．呼吸链的电子传递体中，有一组分不是蛋白质而是脂质，这就是： A、NAD+ B、FMN C、Fe-S D、CoQ E、Cyt 判断题： 1．在生物圈中，能量从光养生物流向化养生物，而物质在二者之间循环。 2．磷酸肌酸是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为A TP供机体利用。 5．生物化学中的高能键是指水解断裂时释放较多自由能的不稳定键。
细胞生物学课后练习题及答案chapter7
第七章线粒体与叶绿体 一、名词解释： 1. 类囊体（thylakoid） 2. 光合磷酸化（photophosphorylation） 3. 半自主细胞器（semiautonomous organelle） 4. 氧化磷酸化 5. 呼吸链 6. 细胞色素 7. 捕光色素 8. 质体醌 9. 非循环光合磷酸化 10. 光反应 11. 暗反应 二、选择题：请在以下每题中选出正确答案，每题正确答案为1-6个，多选和少选均不得分 1. 以下哪一种情况有A TP合成 A.用高钾低钠溶液浸泡细胞，然后转入低钾高钠溶液 B.用酸性溶液浸泡亚线粒体颗粒，然后转入中性溶液 C.用溶液碱性浸泡类囊体，然后转入中性溶液 2. 叶绿体质子动力势的产生是因为 A.膜间隙的pH值低于叶绿体基质的pH值 B.膜间隙的pH值高于叶绿体基质的pH值 C.内囊体腔的pH值低于叶绿体基质的pH值 D.内囊体腔的pH值高于叶绿体基质的pH值 3. 信号肽引导蛋白质进入线粒体、叶绿体之后，被信号肽酶切除，这种现象叫做 A.co-translation B.post-translation C.co-transcription D.post-transcription 4. 以下哪一种复合体能将蛋白质转运到线粒体膜间隙 A.TOM
C.TIM22 D.OXA 5. 绿色植物的细胞内存在几个遗传系统 A.1 B.2 C.3 D.4 6. 类囊体膜上电子传递的方向为 A.PSI → PSII → NADP+ B.PSI → NADP+ → PSII C.PSI → PSII → H2O D.PSII → PSI → NADP+ 7. 植物光合作用释放的氧气来源于 A.二氧化碳 B.水分子 8. 当植物在缺乏NADP+时，会发生 A.循环式光合磷酸化 B.非循环式光合磷酸化 9. 光系统Ⅰ的中心色素为 A.叶绿素b B.叶绿素a C.类胡萝卜素 D.叶黄素 10. 叶绿素是含有哪一类原子的卟啉衍生物 A.Mn2+ B.Mg2+ C.Ca2+ D.Fe2+ 11. 以下哪些复合物位于类囊体膜上
第7章 生物氧化
第七章生物氧化 ──形成性评价 一、选择题 1．关于电子传递链的叙述，哪个是不正确的？（ D ） A、线粒体内有NADH氧化呼吸链和FADH2氧化呼吸链 B、呼吸链有一系列的递氢体和递电子体组成 C、呼吸链上的递氢体和递电子体基本上按其标准氧化还原电位从低到高排列 D、线粒体呼吸链是细胞产生能量的唯一反应途径 E、CoQ和CytC都是呼吸链中的游离成分 2．下列化合物中除( C )外都是呼吸链的组成成分。（） A、CoQ B、Cytb C、CoA D、FAD E、NAD+ 3．各种细胞色素在呼吸链中的排列顺序是：（ D ） A、C→b1→C1→aa3→O2 B、C→C1→b→aa3→O2 C、C1→C→b→aa3→O2 D、b→C1→C→aa3→O2 E、b→C→C1→aa3→O2 4．线粒体外NADH经α-磷酸甘油穿梭作用，进入线粒体内进行氧化磷酸化，生成（D错误）个ATP。 A、1 B、1.5 （对）倒数第二张PPT C、2 D、2.5 E、3 5．下列关于化学渗透学说，哪种叙述是不对的？（E×） A. H+返回膜内时可以推动ATP合酶合成A TP B. 呼吸链有质子泵的作用，可将质子从线粒体基质转移到膜间隙 C. 线粒体内膜外侧H+可以自由返回膜内√ D. 呼吸链各组分按特定的位置排列在线粒体内膜上 E、ATP合酶也称为复合体Ⅴ 6．肌肉组织中能量的主要贮存形式是( C ×) 42张PPT A．GTP B．磷酸烯醇式丙酮酸C．A TP D．TTP E．磷酸肌酸√7．人体内各种活动的能量直接供给者是（C ） A．萄萄糖B．GTP C．ATP D．乙酰CoA E．蛋白质 8．呼吸链中属于脂溶性成分的是（ C ×） A．FMN B．NAD+ C．铁硫蛋白参与D．细胞色素c E．辅酶Q√(泛醌) 9．不参与组成呼吸链复合体的是（ E ×）（泛醌、CytC是不包含在四大复合体中的，是游离成分） A．CoQ √B．FAD C．Cytb D．NAD+E．铁硫蛋白 10．呼吸链中，不与其他成分形成蛋白复合体的是（ E ×）（解析参见上题）A．辅酶I B．黄素蛋白C．细胞色素c1 D．细胞色素c√E．铁硫蛋白11．呼吸链中不具有质子泵功能的是（ B ） A．复合体ⅠB．复合体ⅡC．复合体ⅢD．复合体ⅣE．复合体Ⅲ和Ⅳ12．参与呼吸链传递电子的金属离子是（ B ）（铁硫蛋白） A．镁离子B．铁离子C．钼离子D．钴离子C．以上均是 13．肝细胞胞液中的NADH进入线粒体主要是通过（ A ） A．苹果酸-天冬氨酸穿梭B．肉碱穿梭C．柠檬酸-丙酮酸循环 D．α-磷酸甘油穿梭E．丙氨酸-葡萄糖循环
高中生物细胞器知识点总结
高中生物细胞器知识点总结 高中生物细胞器知识点(一) 一、相关概念： 细胞质：在细胞膜以内、细胞核以外的原生质，叫做细胞质。 细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。 细胞质基质：细胞质内呈液态的部分是基质。是细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。 二、八大细胞器的比较： 1、线粒体：(呈粒状、棒状，具有双层膜，普遍存在于动、植物细胞中，内有少量DNA和RNA内膜突起形成嵴，内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶)，线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间” 2、叶绿体：(呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里)，叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，(含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA，叶绿素分布在基粒片层的膜上。在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用需要的酶)。
3、核糖体：椭球形粒状小体，有些附着在内质网上，有些游离在细胞质基质中。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。 4、内质网：由膜结构连接而成的网状物。是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间” 5、高尔基体：在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关。 6、中心体：每个中心体含两个中心粒，呈垂直排列，存在于动物细胞和低等植物细胞，与细胞的有丝分裂有关。 7、液泡：主要存在于成熟植物细胞中，液泡内有细胞液。化学成分：有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。 8、溶酶体：有“消化车间”之称，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。 三、分泌蛋白的合成和运输： 核糖体(合成肽链)→内质网(加工成具有一定空间结构的蛋白质)→高尔基体(进一步修饰加工)→囊泡→细胞膜→细胞外 四、生物膜系统的组成：包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。
细胞生物学第七章线粒体与叶绿体知识点整理
《第七章 线粒体与叶绿体》知识点整理 一、线粒体与氧化磷酸化 1． 形态结构 外膜：标志酶：单胺氧化酶 是线粒体最外面一层平滑的单位膜结构; 通透性高；50％蛋白，50％脂类； 内膜：标志酶:细胞色素氧化酶 是位于外膜内侧的一层单位膜结构；缺乏胆固醇，富含心磷脂-—决定了内膜的不透性（限制所有分子和离子的自由通过)；蛋白质/ 脂类:3:1； 氧化磷酸化的关键场所 膜间隙:标志酶:腺苷酸激酶 其功能是催化ATP 大分子末端磷酸基团转移到AMP ，生成ADP 嵴：内膜内折形成,增加面积；需能大的细胞线粒体嵴数多 片状(板状）:高等动物细胞中，垂直于线粒体长轴 管状：原生动物和植物中 基粒（ATP 合成酶)：位于线粒体内膜的嵴上的规则排列的颗粒 基质：标志酶：苹果酸脱氢酶 为内膜和嵴包围的空间,富含可溶性蛋白质的胶状物质，具有特定的pH 和渗透压； 三羧酸循环、脂肪酸和丙酮酸氧化进行场所 含有大量蛋白质和酶，DNA,RNA ，核糖体，Ca2+ 2． 功能 (1) 通过基质中的三羧酸循环，进行糖类、脂肪和氨基酸的最终氧化 (2) 通过内膜上的电子传递链，形成跨内膜的质子梯度 (3) 通过内膜上的ATP 合成酶，合成ATP ATP 合成酶的结合变化和旋转催化机制（书P90） 头部F 1(α3β3γδε) 亲水性 α、β亚基具有ATP 结合位点， β亚基具有催化ATP 合成的活性 γε结合为转子,旋转以调节β亚基的3种构象状 态 δ与a 、b 亚基结合为定子 基部F 0(a 1b 2c 10-12） 疏水性 C 亚基12 聚体形成一个环状结构 定子在一侧将α3β3与F 0连接起来 >〉氧化磷酸化的具体过程 ① 细胞内的储能大分子糖类、脂肪经酵解或分解形成丙酮酸和脂肪酸,氨基 酸可被分解为丙酮酸,脂肪酸或氨基酸进入线粒体后进一步分解为乙酰CoA; ② 乙酰CoA 通过基质中的TCA 循环,产生含有高能电子的NADH 和FADH2； ③ 这两种分子中的高能电子通过电子传递链，在过程中形成跨内膜的质子梯 度； 氧化磷酸化 *Delta *epsilon
高中生物线粒体重要知识点
高中生物线粒体重要知识点：基本概念 线粒体(mitochondrion) 是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为"power house"。其直径在0.5到1.0微米左右。 除了溶组织内阿米巴、篮氏贾第鞭毛虫以及几种微孢子虫外，大多数真核细胞或多或少都拥有线粒体，但它们各自拥有的线粒体在大小、数量及外观等方面上都有所不同。 线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系，但其基因组大小有限，是一种半自主细胞器。除了为细胞供能外，线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程，并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。 高中生物线粒体重要知识点：结构外膜 (out membrane)含40%的脂类和60%的蛋白质，具有孔蛋白(porin)构成的亲水通道，允许分子量为5kDa以下的分子通过，1kDa以下的分子可自由通过。标志酶为单胺氧化酶。 内膜 (inner membrane)含100种以上的多肽，蛋白质和脂类的比例高于3:1。心磷脂含量高(达20%)、缺乏胆固醇，类似于细菌。通透性很低，仅允许不带电荷的小分子物质通过，大分子和离子通过内膜时需要特殊的转运系统。如：丙酮酸和焦磷酸是利用H+ 梯度协同运输。线粒体氧化磷酸化的电子传递链位于内膜，因此从能量转换角度来说，内膜起主要的作用。内膜的标志酶为细胞色素c氧化酶。 膜间隙 (intermembrane space)是内外膜之间的腔隙，延伸至嵴的轴心部，腔隙宽约6-8nm。由于外膜具有大量亲水孔道与细胞质相通，因此膜间隙的pH值与细 胞质的相似。标志酶为腺苷酸激酶。 基质 (matrix)为内膜和嵴包围的空间。除糖酵解在细胞质中进行外，其他的生物氧化过程都在线粒体中进行。催化三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于基质中，其标志酶为苹果酸脱氢酶。基质具有一套完整的转录和翻译体系。包括线粒体DNA(mtDNA)，70S型核糖体，tRNA 、rRNA、DNA聚合酶、氨基酸活化酶
过氧化物酶体研究进展
过氧化物酶体研究进展 概述 过氧化物酶体（Peroxisomes）是细胞质中存在的一种单个膜包裹的细胞器。 它们含有许多不同的酶，特别是过氧化氢酶和催化酶，可参与许多生物化学反应。自从1950年代以来，人们一直在研究过氧化物酶体，现在已经知道了许多关于它 们结构和功能的信息。本文将介绍过氧化物酶体的一些基本特点以及近年来的研究进展。 结构 过氧化物酶体是一个类似于线粒体的单个膜包裹的细胞器。它们大小大约与线 粒体相似（通常是0.5至1微米），形状可以是球形、梭形或者椭圆形。过氧化 物酶体的内部包含一些重要的酶，它们通过各种通道与细胞质相连。其中最显著的酶是过氧化氢酶（catalase），它能够将过氧化氢（H2O2）转化成水和氧气。此外，过氧化物酶体还包含其他如脂类酯酶（Lipid esterases）、丙酮酸氧化酶（Acyl-CoA oxidases）和酰基转移酶（Acyl-transferases）等多种酶。 功能 过氧化物酶体的主要功能是代谢过氧化物，其中最主要的是过氧化氢的代谢。 过氧化氢是一种强氧化剂，可以在细胞内部或者细胞外部产生。过量的过氧化氢可以损害细胞的DNA、蛋白质和脂质等生物大分子。该酶体中的催化酶和过氧化氢 酶可以将过量的过氧化氢转化成水和氧气，防止其对生物大分子造成损伤。此外，过氧化物酶体还能合成和降解细胞内的各种脂肪酰基化合物，和一些氨基酸代谢的反应。 现状 过氧化物酶体已经成为生物学和医学研究的热点之一，由于其对于细胞代谢、 细胞分化等方面的重要影响。在对过氧化物酶体的研究中，基因工程技术也具有重要的作用。例如，通过人工进化将某些细胞中的过氧化氢酶蛋白修饰为更加优秀 的变异酶，以期达到更加强效的过氧化氢代谢能力。近年来，还发现过氧化物酶体在其他方面也有着重要作用，例如参与了细胞自噬通路的调节和神经发育等的细胞过程。同时，过氧化物酶体的功能异常也会导致多种疾病。 疾病与过氧化物酶体 过氧化物酶体功能的异常会导致一系列致命的疾病。其中，最常见的是Zellweger 综合征，它是一种极其罕见且严重的先天性异常，发病率低于每千万人，
细胞生物学总结(复习重点)——7.内膜系统、蛋白质分选、膜泡运输
1、细胞质基质：真核细胞的细胞质中除去细胞器和内含物以外的、较为均质半透明的液态胶状物称为细胞质基质或胞质溶胶。 4、内膜系统：细胞内在结构、功能乃至发生上相关的、由膜围绕的细胞器或细胞结构的统称，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体、分泌泡等。 2、微粒体：为了研究ER的功能，常需要分离ER膜，用离心分离的方法将组织或细胞匀浆，经低速离心去除核及线粒体后，再经超速离心，破碎ER的片段又封合为许多小囊泡（直径约为100nm），这就是微粒体。 3、糙面内质网：细胞质内有一些形状大小略不相同的小管、小囊连接成网状，集中在胞质中，故称为内质网。内质网膜的外表面附有核糖体颗粒，则为糙面内质网，为蛋白质合成的部位。核糖体附着的膜系多为扁囊单位成分，普遍存在于分泌蛋白质的细胞中，其数量随细胞而异，越是分泌旺盛的细胞中越多。 5、分子伴侣：细胞中，这类蛋白能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽的转移、折叠或组装，但其本身并不参与最终产物的形成。 6、溶酶体：溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中，是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类、形态不 一、执行不同生理功能的囊泡状细胞器，主要功能是进行细胞内的消化作用，在维持细胞正常代谢活动及防御方面起重要作用。 7、残余小体：在正常情况下，被吞噬的物质在次级溶酶体内进行消化作用，消化完成，形成的小分子物质可通过膜上的载体蛋白转运至细胞质中，供细胞代谢用，不能消化的残渣仍留在溶酶体内，此时的溶酶体称为残余小体或三级溶酶体或后溶酶体。残余小体有些可通过外排作用排出细胞，有些则积累在细胞内不被排出，如表皮细胞的老年斑、肝细胞的脂褐质。 8、蛋白质分选：细胞中绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，随后或在细胞质基质中或转至糙面内质网上继续合成，然后，通过不同途径转运到细胞的特定部位并装配成结构与功能的复合体，参与细胞的生命活动的过程。又称定向转运。 9、信号假说：蛋白合成的位置是由其N端氨基酸序列决定的。⑴分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；⑵多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔。这就是“信号假说”。 10、共转移：肽链边合成边转移至内质网腔中的方式称为共转移。 11、后转移：蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中，称为后转移。 12、信号肽：分泌蛋白的N端序列，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白合成结束前信号肽被切除。 13、信号斑：在蛋白质折叠起来时其表面的一些原子特异的三维排列构成信号斑，构成信号斑的氨基酸残基在线性氨基酸序列中彼此相距较远，它们一般是保留在已完成的蛋白中,折叠在一起构成蛋白质分选的信号。 ………………………… 简述细胞质基质的功能。 答：物质中间代谢的重要场所；有细胞骨架的功能；蛋白质的合成、修饰、降解和折叠。 在rER完成 (1).蛋白质的合成：分泌蛋白；膜整合蛋白；内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白 (2).酰基化、羟基化、二硫键形成、糖基化：主要进行的是N-连接的糖基化、发生在合成肽链的天冬酰胺的氮原子上，与之接触的糖为N-乙酰葡萄糖胺；少数糖基化为，发生在丝氨酸/苏氨酸或羟赖氨酸/羟脯氨酸羟基的氧原子上，直接接触的糖为N-乙酰半乳糖胺。 (3).蛋白二硫键异构酶帮助新合成的蛋白重新形成二硫键，并处于正确折叠的状态； Bip蛋白防止未折叠的多肽链不正确的折叠和聚合；防止新合成的蛋白质在转运过程中变性或断裂。
过氧化物酶体生物发生研究进展
过氧化物酶体生物发生研究进展 孙艳;孙雪培;姜玲玲;石芸 【摘要】Peroxisome is a subcellular organelle in eukaryotic cells .Its main function is involved in the processes of lipid metabolism , such as fatty acids and the regulation of oxidative stress balance .Recent studies have found that some diseases are associated with per-oxisome biogenesis abnormalities .Peroxisome biogenesis refers to the formation of peroxisomes , including de novo synthesis and fis-sion.In these two pathways , peroxisome biogenesis proteins , namely peroxin ( Pex) , are mutated leading to peroxisome formation defi-ciency and finally cause diseases .Therefore, it helps to provide a basis for the diagnosis and therapy related diseases to review the re -search progress of peroxisome biogenesis .%过氧化物酶体是存在于真核细胞中的一种亚细胞器，主要功能是参与脂肪酸等脂质的代谢过程和氧化应激的调节。近年来研究发现，多种疾病都与过氧化物酶体的生物发生异常有关。过氧化物酶体的生物发生指过氧化物酶体的形成过程，包括从头合成和分裂增殖两条途径。两条途径中，参与过氧化物酶体生物发生的蛋白质，即peroxin （PEX）的基因发生突变，会导致过氧化物酶体生成障碍，引起疾病的发生。因此，就过氧化物酶体生物发生的研究进展进行综述，有助于为相关疾病的诊断和治疗提供参考和依据。 【期刊名称】《生物学杂志》 【年(卷),期】2015(000)002 【总页数】4页(P83-86)
线粒体与过氧化物酶体词汇解释
线粒体与过氧化物酶体词汇解释 过氧化物酶体又称微体，过氧化物酶体在1954年被发现时, 由于不知道这种颗粒的功能，将它称为微体。接下来小编为大家整理了线粒体与过氧化物酶体词汇解释，希望对你有帮助哦! 1. 线粒体(mitochondrion) 线粒体是1850年发现的，1898年命名。线粒体由两层膜包被，外膜平滑，内膜向内折叠形成嵴，两层膜之间有腔，线粒体中央是基质。基质内含有与三羧酸循环所需的全部酶类，内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所，有细胞"动力工厂"(power plant)之称。另外，线粒体有自身的DNA和遗传体系，但线粒体基因组的基因数量有限，因此，线粒体只是一种半自主性的细胞器。 线粒体的形状多种多样，一般呈线状，也有粒状或短线状。线粒体的直径一般在0.5～1.0 μm，在长度上变化很大，一般为1.5～3μm，长的可达10μm ，人的成纤维细胞的线粒体则更长，可达40μm.不同组织在不同条件下有时会出现体积异常膨大的线粒体，称为巨型线粒体(megamitochondria) 在多数细胞中，线粒体均匀分布在整个细胞质中，但在某些些细胞中，线粒体的分布是不均一的，有时线粒体聚集在细胞质的边缘。在细胞质中，线粒体常常集中在代谢活跃的区域，因为这些区域需要较多的ATP，如肌细胞的肌纤维中有很多线粒体。另外，在精细胞、鞭毛、纤毛和肾小管细胞的基部都是线粒体分布较多的地方。线粒体除了较多分布在需要ATP的区域外，也较为集中的分布在有较多氧化反应底物的区域，如脂肪滴，因为脂肪滴中有许多要被氧化的脂肪。 2. 外膜(outer membrane) 包围在线粒体外面的一层单位膜结构。厚6nm，平整光滑，上面有较大的孔蛋白，可允许相对分子质量在5kDa左右的分子通过。外膜上还有一些合成脂的酶以及将脂转变成可进一步在基质中代谢的酶。外膜的标志酶是单胺氧化酶。
高中生物细胞器知识点
高中生物细胞器知识点 一、线粒体 线粒体是细胞中进展能量转换的细胞器。 1. 分布 线粒体是一种普遍存在于真核细胞中的细胞器，但哺乳动物成熟的红细胞、体内寄生虫(如蛔虫、绦虫)中没有线粒体。详细地说，在需能量较多的细胞或部位线粒体分布得多、且较集中;如心肌细胞中线粒体的数量比骨胳肌多。 2. 构造 线粒体是由两层单位膜构成的封闭的囊状构造，分为四局部：外膜、内膜、线粒体基质、膜间隙。内外膜不相连，内膜向内折叠形成嵴，以增加内膜的外表积，有利于生化反响的进展。 3. 化学组成 线粒体膜的化学成分主要由蛋白质和脂质组成。内膜蛋白质含量较高，种类较多;而外膜脂质含量较高。 线粒体基质含有酶、环状DNA、RNA等。 4. 功能 线粒体是有氧呼吸的主要场所，在有氧呼吸过程中，其次阶段——三
羧酸循环是在线粒体基质中进展的，而第三阶段——氧化磷酸化则是在线粒体内膜上进展。因此，催化这两个阶段的酶分别存在于线粒体基质和内膜上。 5. 半自主性细胞器 线粒体基质中含有少量双链环状DNA分子和核糖体，可进展DNA复制和合成局部蛋白质，即线粒体有一套自身的遗传系统。 但线粒体中DNA的复制受细胞核的掌握，并且在线粒体中合成的蛋白质只占线粒体蛋白质总量的一小局部，即线粒体的遗传系统仍要依靠于细胞核。 二、质体 1. 质体的分布 质体是植物细胞的细胞器之一。植物细胞区分于动物细胞的最主要特征之一就是它含有质体。质体外围由两层单位膜包被。 2. 质体的分类 由于质体所含色素和功能的不同，可分为白色体、有色体和叶绿体三种类型。 (1)白色体 白色体无色不含色素。主要存在于分生组织以及不见光的细胞中。 (2)有色体 质体中含有各种色素如类胡萝卜素等呈现肯定的颜色而称为有色体。
细胞生物学题库第7章
细胞生物学题库第7章 《细胞生物学》题库 第七章细胞器 一、单选题 1、下列哪个细胞器不属于内膜系统：（） A. 高尔基复合体 B. 过氧化物酶体 C. 线粒体 D. 溶酶体 E. 内质网 2、对细胞质基质描述错误的是下面哪一项：（） A. 为细胞器正常结构的维持提供所需要的离子环境 B. 为细胞器完成其功能活动供给所必需的一切底物 C. 是进行某些生化反应的场所 D. 是细胞所需能量合成的场所 3、不属于滑面内质网结构特征的是：（） A. 扁囊 B. 小管 C. 小泡 D. 管网 E.与粗面内质网相连 4、不属于高尔基复合体结构的是：（） A. 顺面高尔基体网状结构 B. 反面高尔基体网状结构 C. 高尔基体中间膜囊 D. 分泌泡 E. 都不是 5、高尔基体中间膜囊的标志酶是：（） A. NADP酶
B. 葡萄糖-6-磷酸酶 C. 酯酶 D. 磷酸酶 E. 羟化酶 6、下列不属于高尔基复合体功能的是：（） A. 浓缩溶酶体的酶，帮助初级溶酶体的形成 B. 运送膜定位蛋白至细胞膜上 C. 将内质网上所需的蛋白质运回 D. 分泌糖蛋白 E. 帮助线粒体内外膜上的蛋白运输 7、属于高尔基体中间膜囊功能的是：（） A. 接受来自于内质网的运输小泡 B. 将含有内质网蛋白驻留信号的蛋白再使其返还至内质网 C. 对糖蛋白进行O-连接方式的糖基化修饰 D. 分选来自内质多新合成的蛋白质和脂质 E. 分泌磷酸酶 8、执行功能作用的溶酶体的是：（） A. 初级溶酶体 B. 大泡性溶酶体 C. 残余小体 D. 内体性溶酶体 E. 吞噬性溶酶体 9、溶酶体内的水解酶与其他糖蛋白的主要区别是：（） A. 溶酶体内的水解酶是酸性水解酶 B. 溶酶体内的水解酶的糖链上含有6-磷酸甘露糖 C. 糖类部分是通过多萜醇加到蛋白上的 D. 溶酶体内的水解酶是由粗面内质网合成的 E. 溶酶体的水解酶没有活性 10、不能与内体性溶酶体结合形成吞噬性溶酶体的是：（） A. 胞饮小体
细胞生物学填空复习题
第一章:细胞概述 一、填空题： 4誉为19世纪自然科学的三大发现：能量守恒定律，细胞学说，达尔文进化论 6前发现最小最简单的原核细胞是：支原体 7去细胞壁的植物、微生物细胞称作：原生质体 9核生物与真生物最主要的差别是：前者具有：定形的核后者只有：拟核 10由于发现了：核酶（ribozyme）有理由推测RNA是最早形成的遗传信息的一级载体。 11无论是真核细胞还是原核细胞，都具有以下共性：1、都有DNA 2、都有核糖体3、都是分裂法增殖 4、都有细胞质膜 21构成细胞最基本的要素是：1、基因组2、细胞质膜和完整的代谢系统。 23细胞是生命活动的基本单位，最早于1665 年被英国学者胡克发现。细胞是由质膜包围着一团原生质所组成。核膜与质膜之间的部分叫细胞质。动物细胞和植物细胞在表面结构上主要差别是：植物细胞有细胞壁（动物细胞没有细胞壁） 第二章：细胞生物学的研究方法 1透射电子显微镜由镜筒、真空系统、电力系统三部分构成 5物质在紫外光照射下发出的荧光可分为自发荧光和诱发荧光两种。其中诱发荧光需要将被照射的物质进行染色。 6用紫外光为光源照射物体比用可见光的分辨率要高，这是因为紫外光波长比可见光波长短 7通过突变或克隆化形成的细胞叫细胞珠 11倒置显微镜与普通显微镜的不同在于其物镜和照明系统的位置颠倒 12若用紫外光为光源，光学显微镜的最大分分辨率为0.1um ，透射电子显微镜的最大分别率为 0.1nm ，扫描电镜的分辨率为3nm 。 13显微镜的分辨本领是指能够分辨出相邻两个点的能力，用最小分辨距离来表示 16细胞培养的突出特点是：可在离体条件下观察和研究生命活动的规律。 19用细胞培养法来研究生命活动规律的局限性是体外环境下不能与体内的条件完全相同。 20 超薄切片染色常采用柠檬酸铅和醋酸双氧铀双染色法 21免疫细胞化学技术是用来定位细胞中的抗原物质 22电子显微镜使用的是电磁透镜，而光学显微镜使用的是玻璃透镜。 23电子染色是用重金属来增强电子的散射能力。 24在光学显微镜下见到的结构称为显微结构，在电子显微镜下见到的结构称为亚显微结构 25细菌质膜的多功能性主要表现在：具有线粒体的呼吸作用，具有高尔基体的分泌作用，具有质膜的信号传导作用。 26显微镜的分辨率约等于光波长的一半，通常把这一数值看成是光学显微镜分辨率的：最大值 28单克隆抗体技术是将可以产生抗体的淋巴细胞与无限繁殖的肿瘤细胞杂交的技术。 32 用荧光显微镜观察细胞时，经吖啶橙染色的细胞中的DNA发绿色荧光，而RNA发红色荧光。 33适于观察活细胞的光学显微镜有相差显微镜、暗视野显微镜和倒置显微镜等 34分辨率是指人的肉眼或显微镜在25cm处能够分辨到的相邻两个物体间最近距离的能力。人眼为100um ，普通光学显微镜为0.2um ，透射电子显微镜为0.1nm ，扫描隧道显微镜为0.001nm ，扫描电子显微镜为3nm ，以紫外光诶光源的光学显微镜为0.1um 。 第三章:细胞质膜与跨模运输 一、填空题 4、胆固醇是动物是动物细胞质膜脂的重要成分，它对于调节膜的流动性，增强膜的稳定性，以及降低水溶 性物质的通透性都有重要作用。 8、成熟的红细胞是研究细胞质膜的好材料，它不仅没有细胞核和线粒体，而且也没有内膜系统。 10、单位膜结构模型的主要特点是：（1）膜是三层结构；（2）总厚度为75A ；（3）蛋白质呈B折叠。 11、流动镶嵌模型的主要特点是：（1）流动性和不对称性；（2）忽略了蛋白质对流动性的限制和流动的不均匀性。