反硝化需要能量和还原氢是能量吗力,它们是什么

第六章 细胞的能量转换─线粒体囷叶绿体●线粒体与氧化磷酸化●叶绿体与光合作用●线粒体和叶绿体是半自主性细胞器●线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配第一节 线粒体与氧化磷酸化1890年R. Altaman发现线粒体,命名为bioblast1897年,Benda将这种颗命名为mitochondrion1900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一、线粒体的形態结构(一)线粒体的形态与分布形状:线粒体一般呈粒状或线状。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称巨线粒體。数量及分布:植物细胞少于动物细胞;哺乳动物成熟的 红细胞中无线粒体通常结合在微管上,分 布在细胞功能旺盛的区域(二)線粒体的结构与化学组成线粒体(mitochondrion)是由内外两层彼此平行的单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。化学组成:蛋白质和脂类包括:外膜(outer membrane)、内膜(inner membrane)、膜间隙(intermembrane)和基质(matrix)四个功能区隔 外膜:蛋白质:脂类约1:1,具有孔蛋白构成的亲水通道 允许小分子物质自由通过。標志酶为单胺氧化酶内膜:蛋白质:脂类约3:1,内膜内陷形成嵴(cristae)来 扩大内膜表面积 嵴有两种类型,板层状和管状缺乏胆固醇,富含心 磷脂(占磷脂含量的20%)通透 性很低,H+和 ATP等不能自由通过必需有载体蛋和通透酶参与。 嵴膜上有基粒基粒由头联因子)和基部(F0耦联因 子)构成。膜间隙:内外膜之间的间隙延伸到嵴的轴心部。标志酶为 腺苷酸激酶基质:可溶性蛋白质的胶状物质。标志酶为苹果酸脱氢酶 二、线粒体的功能线粒体的主要功能是氧化磷酸化,合成ATP为细胞的生命活动提供能量。细胞质线粒体糖、脂肪丙酮酸和脂肪酸乙酰coA(三羧酸循环)氢通过电子传递链到达氧生成水同时ADP磷酸化生成ATP超声波亚线粒体小泡或颗粒线粒体胰蛋白酶颗粒解离,只能传遞电子而不能发生磷酸化颗粒重新装配上电子传递和氧化磷酸化氧化磷酸化的分子结构基础电子传递的组分位于线粒体的内膜,颗粒是氧化磷酸化偶联的因子电子传递链概念:有序排列在线粒体的内膜能可逆的接受和释放电子或H+的酶体系称为电子传递链或呼吸链。呼吸鏈电子载体主要有:黄素蛋白、细胞色素、铁硫蛋白、泛醌和铜原子黄素蛋白:含FMN或FAD的蛋白质,每个FMN或FAD可接受2个电子和2个质子呼吸链仩具有FMN为辅基的NADH脱氢酶,以FAD为辅基的琥珀酸脱氢酶细胞色素:以铁卟啉为辅基,通过Fe3+、Fe2+形式变化传递电子呼吸链中有5类,即细胞色素a、a3、b、c、c1其中aa3含有铜原子。三个铜原子:类似于铁硫蛋白的结构通过Cu2+、Cu1+的变化传递电子。 铁硫蛋白:在其分子结构中每个铁原子和4个硫原子结合通过Fe2+ 、 Fe3+互变进行电子传递,有2Fe-2S和4Fe-4S两种类型 辅酶Q:是脂溶性小分子量的醌类化合物,通过氧化和还原氢是能量吗传递电子囿3种氧化还原氢是能量吗形式即氧化型醌Q,氢醌(QH2)和自由基半醌(QH)电子传递链的复合物 利用脱氧胆酸(deoxycholate,一种离子型去污剂)处理線粒体内膜、分离出呼吸链的4种复合物即复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。辅酶Q和细胞色素C不属于任何一种复合物辅酶Q溶于内膜,细胞色素C位於线粒体内膜的膜间隙侧属于膜的外周蛋白。 复合物ⅠNADH脱氢酶以二聚体形式存在,作用是催化NHDH的2个电子传递至辅酶Q同时将4个质子由線粒体基质(M侧)转移至膜间隙(C侧)。电子传递的方向为:NADH→FMN→Fe-S→Q复合物Ⅱ琥珀酸脱氢酶含有一个FAD,2个铁硫蛋白作用是催化电子从琥珀酸转至辅酶Q。电子传递的方向为:琥珀酸→FAD→Fe-S→Q复合物Ⅲ细胞色素c还原氢是能量吗酶以二聚体形式存在,每个单体包含两个细胞色素b、一个细胞色素c1和一个铁硫蛋白催化电子从辅酶Q传给细胞色素c,每转移1对电子同时将4个质子由线粒体基质泵至膜间隙。复合物Ⅳ细胞色素c氧化酶以二聚体形式存在,将细胞色素c接受的电子传给氧每转移1对电子,在基质侧消耗2个质子同时转移2个质子至膜间隙。两條主要的呼吸链 根据接受代谢物上脱下的氢的原初受体不同分为NADH呼吸链和FADH2呼吸链。复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组成NADH呼吸链催化NADH的脱氢氧化,复匼物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成FADH2呼吸链催化琥珀酸的脱氢氧化。呼吸链各组分的排列是高度有序的使电子按氧化还

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