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4.11: 线粒体
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线粒体
 

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4.11: 线粒体

线粒体和过氧化物酶体是真核细胞中氧利用的主要场所。线粒体进行细胞呼吸——将能量从食物转化为ATP的过程——ATP是细胞使用的主要能量形式。过氧化物酶体具有多种功能,主要分解脂肪酸不同物质。

过氧化物酶体含有多达50种酶,并被一个单一的膜包围。它们进行氧化反应,分解分子并产生过氧化氢 ( H2O2 )作为副产物。H2O2对细胞有毒害作用,但过氧化物酶体含有酶过氧化氢酶,它将H2O2 转化为无害的水和氧。此外,过氧化氢酶利用 H2O2 将肝脏中的酒精分解成醛和水。然而,由于体内产生的H2O2 量非常低,其他酶主要降解酒精。

过氧化物酶体的一个关键功能是在一个叫做β氧化的过程中分解脂肪酸。生成的产物乙酰辅酶A被释放到胞质溶胶中,并可以到达线粒体,在那里生成ATP。在哺乳动物细胞中,线粒体也进行β-氧化,以及利用其他能量源的分解代谢产物,如葡萄糖,以产生ATP。

线粒体被一层双层膜包围:一层光滑的外膜和一层有许多褶皱的内膜,称为嵴。在内膜内有一个称为基质的区域。在细胞呼吸过程中,细胞质中葡萄糖分解产生的丙酮酸进入基质,进入柠檬酸循环。然后,通过电子传递链的氧化磷酸化发生在线粒体的内膜中,导致产生大量的ATP。嵴增加了内膜的表面积,为ATP的产生提供了更多的区域。

过氧化物酶体和线粒体都是自我复制的,但线粒体还具有它们的DNA和核糖体,使它们能够产生蛋白质。线粒体和过氧化物酶体都高度集中在它们最需要的细胞中。例如,肝细胞和脂肪酸分解血液中的有毒物质,有大量的过氧化物酶体,肌细胞和线粒体,它们具有巨大的能量需求,线粒体丰富。


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