叶绿体超微结构与动态特征.ppt

叶绿体超微结构叶绿体动态特征 1 叶绿体形态 叶绿体一般呈扁平的椭圆形 凸镜状或铁饼状 直径5 10 m 厚2 4 m 分布在细胞质膜与液泡间薄层的细胞质中 呈平层排列 叶绿体由叶绿体被膜 chloroplastenvelope 类囊体 thylakoid 和基质 stroma 3部分组成 叶绿体含有3种不同的膜 外膜 内膜 类囊体膜 1叶绿体超微结构 2 叶绿体外被由双层膜组成 膜间为10 20nm的膜间隙 外膜的通透性大 允许核苷 无机磷 蔗糖等相对分子质量高达104的许多细胞质中的分子自由进入膜间隙 内膜则通透性较低 对通过物质的选择性很强 仅允许CO2 O2 H2O分子自由通过 内膜上有很多转运蛋白 如磷酸交换载体 phosphateexchangecarrier 和二羧酸交换载体 dicarboxylateexchangecarrier 等 1 1叶绿体被膜 3 1 2类囊体 类囊体是叶绿体内部由内膜衍生而来的封闭的扁平膜囊 两个以上圆饼状类囊体有序叠置成垛 称为基粒 grana 基粒直径约0 25 0 8 m 每个叶绿体中约有40 60个基粒 基粒类囊体 基粒片层 granalamella 基质类囊体 基质片层 stromalamella 4 类囊体化学组成 富含具有半乳糖的糖脂和极少的磷脂 糖脂中的脂肪酸主要是不饱含脂肪酸 约占87 光合作用的光能吸收和传递 电子传递和ATP的产生都发生在类囊体膜上 所以类囊体膜也称光合膜 5 1 3叶绿体基质 叶绿体基质是叶绿体内膜与类囊体之间的液态胶体物质 主要成分 碳同化相关的酶类 如Rubisco占类囊体可溶性蛋白总量的80 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 6 7 电子显微镜下观察到叶绿体 8 2叶绿体动态特征2 1动态行为 叶绿体定位叶绿体动态链接 9 叶绿体定位 叶绿体在细胞内位置和分布受到的动态调控 叶绿体在细胞膜下的分布依光照情况而变化 躲避响应 积聚响应 叶绿体定位借助微丝骨架的作用 在拟南芥叶肉细胞中 微丝结合蛋白CHUP1 chloroplastunusualpositioning 为叶绿体正常定位所必须 10 叶绿体可以通过其内外膜延伸形成的管状凸出 基质小管 实现叶绿体之间的相互联系 11 2 2叶绿体的分化与去分化 在形态上 叶绿体分化表现为体积的增大 内膜系统的形成和叶绿素的积累 在生化和分子生物学上 体现为叶绿体功能所必需的酶 蛋白质 大分子的合成 运输及定位 12 叶绿体是原质体依赖于光的一种分化方式 原质体亦称为前质体 为叶绿体 白色体 有色体等质体的前身结构 13 叶绿体分化是一个十分复杂的过程 某一个基因的突变或异常往往会导致叶绿体分化的障碍 机制多种多样 如叶绿体合成相关基因的突变致白化 其他基因缺陷致白化等 白化叶或叶片的白化部分中质体形成白色体 14 15 2 3叶绿体的分裂 细胞内叶绿体数目的调控主要发生于细胞分化和生长的早期阶段 分裂环 外环位