叶绿体超微结构与动态特征.ppt

1、叶绿体超微结构 叶绿体动态特征,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510m，厚24m。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（chloroplast envelope）、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,叶绿体外被由双层膜组成，膜间为1020nm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

2、转运蛋白。如磷酸交换载体（phosphate exchange carrier）和二羧酸交换载体（dicarboxylate exchange carrier）等。,1.1 叶绿体被膜,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0.250.8m，每个叶绿体中约有4060个基粒。 基粒类囊体基粒片层（grana lamella） 基质类囊体基质片层（stroma lamella）,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

3、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。,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。,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

4、中，微丝结合蛋白CHUP1(chloroplast unusual positioning)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：外环位于叶