氧化磷酸化的偶联机制一化学渗透假说 化学渗透假说内容: 冷当电子沿呼吸链传递时,所释放的能量将质子从内膜基质侧(M侧)泵 至膜间隙(胞质侧或C侧),由于线粒体内膜对离子是高度不通透的,从 而使膜间隙的质子浓度高于基质,在内膜的两侧形成pH梯度(△pH)及 电位梯度(甲),两者共同构成电化学梯度(图79),即质子动力垫 (proton-motive force, AP) ☆质子沿电化学梯度穿过内膜上的ATP酶复合物流回基质,使ATP酶的构 象发生改变,将ADP和P合成ATP。电化学梯度中蕴藏的能量储存到ATP 高能磷酸键。 氧化磷酸化过程实际上是能量转换过程,即有机分子中储藏 的能量→高能电子→质子动力势→ATP
11 氧化磷酸化的偶联机制—化学渗透假说 化学渗透假说内容： ❖当电子沿呼吸链传递时，所释放的能量将质子从内膜基质侧（M侧）泵 至膜间隙（胞质侧或C侧），由于线粒体内膜对离子是高度不通透的，从 而使膜间隙的质子浓度高于基质，在内膜的两侧形成pH梯度（△pH）及 电位梯度（Ψ），两者共同构成电化学梯度（图7-9），即质子动力势 （proton-motive force, △P）。 ❖质子沿电化学梯度穿过内膜上的ATP酶复合物流回基质，使ATP酶的构 象发生改变，将ADP和Pi合成ATP。电化学梯度中蕴藏的能量储存到ATP 高能磷酸键。 氧化磷酸化过程实际上是能量转换过程，即有机分子中储藏 的能量➔高能电子➔质子动力势➔ATP
第二节叶绿体与光合作用 ●叶绿体 Chloroplast的形态结构 ●叶绿体的功能一光合作用( photosynthesis)
12 第二节 叶绿体与光合作用 ●叶绿体(Chloroplast)的形态结构 ●叶绿体的功能—光合作用(photosynthesis)
叶绿体 Chloroplast)的形态结构 形态、数目: 令在高等植物中叶绿体象双凸或平凸透镜,叶肉细胞一般含50~200个 叶绿体,可占细胞质的40%,叶绿体的数目因物种细胞类型,生态环 境,生理状态而有所不同 叶绿体与线粒体形态结构比较 叶绿体超微结构
13 一、叶绿体(Chloroplast)的形态结构 形态、数目： ❖ 在高等植物中叶绿体象双凸或平凸透镜，叶肉细胞一般含50～200个 叶绿体，可占细胞质的40%，叶绿体的数目因物种细胞类型，生态环 境，生理状态而有所不同。 叶绿体与线粒体形态结构比较 叶绿体超微结构
叶绿体超微结构 外被( chloroplast envelope) ●叶绿体外被由双层膜组成,膜间为10~2σnm的膜间隙。外膜的渗透性大,如核苷、 无杋磷、蔗糖等许多细胞质中的营养分子可自由进入膜间隙 内膜对通过物质的选择性很强,,CO2、O2、Pi、H2○、磷酸甘油酸、丙糖磷酸, 双羧酸和双羧酸氨基酸可以透过内膜,AD尸、ATP已糖磷酸,葡萄糖及果糖等透 过内膜较慢。蔗糖,NAD尸+及焦磷酸等不能透过内膜,需要特殊的转运体 translator)才能通过内膜 类囊体( thylakoid) 是单层膜围成的扁平小囊,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,又称光合膜 许多类囊体象圆盘一样叠在一起,称为基粒,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( grana lamella)。基粒由10~100个类囊体组成。 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质片层( stroma lamella)。 类囊体膜的内在蛋白主要有细胞色素b复合体、质体醌(PQ)、质体蓝素 PC)、铁氧化还原蛋白、黄素蛋白、光系统Ⅰ、光系统Ⅱ复合物等。 基质( stroma) 主要成分包括:碳同化相关的酶类(如RuBP羧化酶占基质可溶性蛋白总量的 60%)、叶绿体DNA、蛋白质合成体系:如, ctDNA、各类RNA、核糖休等。 些颗粒成分:如淀粉粒、质体小球和植物铁蛋白等
14 叶绿体超微结构 外被（chloroplast envelope） ⚫ 叶绿体外被由双层膜组成，膜间为10~20nm的膜间隙。外膜的渗透性大，如核苷、 无机磷、蔗糖等许多细胞质中的营养分子可自由进入膜间隙。 ⚫ 内膜对通过物质的选择性很强，，CO2、O2、Pi、H2O、磷酸甘油酸、丙糖磷酸， 双羧酸和双羧酸氨基酸可以透过内膜，ADP、ATP已糖磷酸，葡萄糖及果糖等透 过内膜较慢。蔗糖，NADP+及焦磷酸等不能透过内膜，需要特殊的转运体 translator）才能通过内膜。 类囊体（thylakoid） ⚫ 是单层膜围成的扁平小囊，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，又称光合膜。 ⚫ 许多类囊体象圆盘一样叠在一起，称为基粒，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（grana lamella）。基粒由10~100个类囊体组成。 ⚫ 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质片层（stroma lamella）。 ⚫ 类囊体膜的内在蛋白主要有细胞色素b6 /f复合体、质体醌（PQ）、质体蓝素 （PC）、铁氧化还原蛋白、黄素蛋白、光系统Ⅰ、光系统Ⅱ复合物等。 基质（stroma） ⚫ 主要成分包括：碳同化相关的酶类（如RuBP羧化酶占基质可溶性蛋白总量的 60%）、叶绿体DNA、蛋白质合成体系：如，ctDNA、各类RNA、核糖体等。一 些颗粒成分：如淀粉粒、质体小球和植物铁蛋白等
二、叶绿体的功能光合作用 (photosynthesis) 光合作用:绿色植物利用体内的叶绿素吸收光能,把二氧 化碳和水转化为有机物,并释放氧气的过程称为光合作用 e Photosynthesis: 令(1)光合电子传递反应一光反应( Light Reaction) 令(2)碳固定反应一暗反应( Dark Reaction) 光合色素和电子传递链组分 光反应 暗反应(碳固定)
15 二、叶绿体的功能—光合作用 (photosynthesis) 光合作用：绿色植物利用体内的叶绿素吸收光能，把二氧 化碳和水转化为有机物，并释放氧气的过程称为光合作用。 Photosynthesis: ❖ (1)光合电子传递反应—光反应(Light Reaction) ❖ (2)碳固定反应—暗反应(Dark Reaction) 光合色素和电子传递链组分 光反应 暗反应(碳固定)