细胞能量转换──线粒体和叶绿体.pptx

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1、The general import machinery of the chloroplast envelope membranesTranslocation of proteins into chloroplasts第1页/共17页第四节 线粒体和叶绿体的增殖与起源第2页/共17页一、线粒体的增殖线粒体的增殖是通过已有的线粒体的分裂，有以下几种形式：1、间壁分离：分裂时先由内膜向中心皱褶，将线粒体分裂成两个，常见于鼠肝和植物产生组织中。第3页/共17页2、收缩后分离：分裂时通过线粒体中部缢缩并向两端不断拉长然后分裂为两个，见于蕨类和酵母线粒体中。3、出芽，见于酵母和藓类植物，线粒体出现小芽，

2、脱落后长大，发育为线粒体。第4页/共17页二、叶绿体的增殖在个体发育中叶绿体由原质体发育而来。原质体存在于根和芽的分生组织中，由双层被膜包围，含有DNA，一些小泡和淀粉颗粒结构，但不含片层结构，小泡是由质体双层膜的内膜内折形成的。在有光条件下原质体的小泡数目增加并融合形成片层，多个片层平行排列成行，在某些区域增殖，形成基粒，变成绿色，原质体发育成叶绿体。在黑暗生长时，原质体小泡融合速度减慢，并转变为排列成网格的小管的三维晶格结构，称为原片层，这种质体称为黄色体。黄色体在有光的情况下原片层弥散形成类囊体，进一步发育出基粒，变为叶绿体。幼小叶绿体能靠分裂而增殖。成熟叶绿体一般不再分裂或很少分裂。第

3、5页/共17页叶绿体的发生叶绿体的发生gerontoplastgerontoplast第6页/共17页FtsZ ring structures around the division site of a chloroplast and mitochondrionFtsZ蛋白在原核细胞以及植物细胞叶绿体的分裂过程中发挥着重要作用 DAPI是一种可以穿透细胞膜的蓝色荧光染料 第7页/共17页三、线粒体和叶绿体的起源 内 共 生 起 源 学 说（endosymbiosis hypothesis)非共生起源学说第8页/共17页（一）内共生起源学说1、Mereschkowsky，1905年：叶绿体起源于

4、细胞内共生的蓝藻。2、Margulis，1970年：线粒体的祖先原线粒体是一种革兰氏阴性细菌；叶绿体的祖先是原核生物的蓝细菌（Cyanobacteria），即蓝藻。第9页/共17页真细菌初核生物（厌氧）古细菌第10页/共17页3、内共生起源学说的主要论据基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似。有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物。两层被膜有不同的进化来源，外膜与细胞的内膜系统相似，内膜与细菌质膜相似。以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同。能在异源细胞内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有自主性与共生性的特征。线粒体的祖先很可能来自反硝化副

5、球菌或紫色非硫光合细菌。发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构-蓝小体，其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体演化的佐证。第11页/共17页 环形DNA；70S核糖体；RNA聚合酶可被利福平、链霉素等抑制；tRNA和氨酰基-tRNA合成酶不同于细胞质中的；蛋白质合成的起始氨酰基tRNA是N-甲酰甲硫氨酰tRNA；对细菌蛋白质合成抑制剂氯霉素敏感对细胞质蛋白合成抑制剂放线菌酮不敏感。线粒体类似于细菌的特征：线粒体类似于细菌的特征：第12页/共17页Suggested evolutionary pathway for the origin of Mit.原核细胞原核生物第13页/共17页4、不 足

6、 之 处 从进化角度，不能解释在代谢上明显占优势的共生体反而将大量的遗传信息转移到宿主细胞中？不能解释细胞核是如何进化来的，即原核细胞如何演化为真核细胞？线粒体和叶绿体的基因组中存在内含子，而真细菌原 核生物基因组中不存在内含子，如果同意内共生起源 学说的观点，那么线粒体和叶绿体基因组中的内含子 从何发生？第14页/共17页（二）非共生起源学说1、主要内容：真核细胞的前身是一个进化上 比较高等的好氧细菌。2、成功之处：解释了真核细胞核被膜的形成 与演化的渐进过程。第15页/共17页3、不足之处实验证据不多无法解释为何线粒体、叶绿体与细菌在DNA分 子结构和蛋白质合成性能上有那么多相似之处对线粒体和叶绿体的DNA酶、RNA酶和核糖体 的来源也很难解释。真核细胞的细胞核能否起源于细菌的核区？第16页/共17页感谢您的观看！第17页/共17页