叶绿体形态结构分布及发生

叶绿体形态、结构、分布及发生2013级非师1班2组李红艳程鸿敏陈昆鹏陈杨董哲旭贺蒋勇金超凡刘晨罗茜谭新苗肖开元袁莉曾俊岚张雪一.形态、分布及数目光学显微镜下观察到的叶绿体绿色凸透镜或铁饼状分布在细胞质膜与液泡间薄层的细胞质中，呈平层排列一.形态、分布及数目高等植物叶肉细胞含20-200个叶绿体稳定性：高等植物叶肉细胞内叶绿体体积和数目的稳定动态性：叶绿体定位（叶绿体在细胞内位置和分布受到的动态调控）包括叶绿体的移动及移动后在新的最适位置上的“锚定”躲避响应：叶绿体通过位移避开强光的行为积聚响应：在光照较弱的情况下，叶绿体汇集到细胞的受光面的行为动态连接（通过内外膜延伸形成管状突出——基质小管，实现叶绿体间相互联系基质小管的融合与分断有助于实现实时的物质或信息交换，还可能具备其他重要生理功能光照强度对叶绿体分布及位置影响的示意图CHUP1:chloroplastunusualpositional1,一种微丝结合蛋白，编码该蛋白的基因突变后叶绿体呈现定位异常二.叶绿体的分化与去分化二.叶绿体的分化与去分化在种子萌发过程中，子叶、叶鞘和真叶细胞中的原质体相继分化叶绿体，这种分化依赖于光照分化表现：形态上，体积的增大，内膜系统的形成，叶绿素的累积生化和分子生物学，叶绿体功能所必需的酶、蛋白质、大分子的合成、运输及定位分化障碍形成白化苗特定情况下，叶绿体的分化是可逆的，即可发生去分化如：叶肉细胞经组织培养形成愈伤组织细胞时，叶绿体去分化再次形成原质体叶绿体分化及分化异常的表现三.叶绿体的分裂三.叶绿体的分裂部位：生长中的幼叶内前叶绿体：幼叶中的叶绿体，体积为成熟叶绿体的1/10-1/5，基质内置形成少数基质类囊体，尚未或正在开始形成基粒类囊体。分裂机制：分裂环（外环和内环）缢缩叶绿体分裂装置：所有与叶绿体分裂相关的蛋白组成的分裂功能单位（未知）高等植物叶绿体分裂过程中相关蛋白的定位ARC5:与叶绿体分裂必需的dynamin相关蛋白PDV1/PDV2:外膜跨膜蛋白四.叶绿体的超微结构四.叶绿体的超微结构双层膜类囊体叶绿体基质1.叶绿体膜外膜：厚6-8nm,通透性大，含孔蛋白，相对分子质量达104的分子亦可通过内膜：厚6-8nm,通透性小，不含孔蛋白，仅允许O2、CO2、H2O分子自由通过，但有许多转运蛋白选择性转运大分子进出叶绿体膜间隙：内、外膜之间的腔隙2.类囊体定义：叶绿体内部由内膜衍生而来的封闭的扁平膜囊，主要成分是蛋白质和脂类（60：40），不饱和脂肪酸含量高，膜流动性强形成基粒与基质片层（或基质类囊体）类囊体膜的主要蛋白有：光系统Ⅱ（PSⅡ），Cytb6f复合物，光系统Ⅰ（PSⅠ）及CF0-CF1ATP合酶复合物3.叶绿体基质叶绿体内膜与类囊体之间的液态胶体物质主要成分：可溶性蛋白质和其他代谢活跃物质如Rubisco,叶绿体DNA，核糖体，核糖体，脂滴，植物铁蛋白和淀粉粒等物质五.叶绿体的半自主性及其起源半自主性起源1.叶绿体的半自主性1962年，Ris和Plant在衣藻叶绿体中发现DNA状物质叶绿体DNA（cpDNA)或称质体DNA（ptDNA）半自主性：线粒体和叶绿体的功能依赖数以千记的和基因编码的蛋白质，同时，这两种细胞器还具有自身遗传物质,编码一小部分必需的RNA和蛋白质1.叶绿体的半自主性叶绿体DNA呈环状，分子大小因物种不同存在较大差异，在200-2500kb之间叶绿体内含有4种RNA,30中（烟草）或31种（地钱）或31（地钱）tRNA以及100多种多肽核质互作：在真核细胞中，细胞核与线粒体、叶绿体之间在遗传信息和基因表达调控等层次上建立的分子协作机制核质冲突：核质互作相关的细胞核或线粒体、叶绿体基因单方面发生突变，引起细胞中的分子协作机制出现严重障碍时，细胞或真核生物个体通常会表现出一些异常的表型，这种表型背后的分子机制即为核质冲突DAPI对细胞进行染色2.叶绿体的起源内共生起源学说认为（Mereschkowsky)：叶绿体来源于行光能自养的蓝细菌与宝箱相当基因组与细菌基因组具有明显的相似性具备独立，完整的蛋白质合成系统分裂方式与细菌相似与线粒体的膜一起与其他的膜存在明显不同