有氧呼吸:氧化磷酸化和ATP合成
- 氧化磷酸化最后一个阶段是有氧呼吸吗
- 它发生在线粒体内膜
- 结果是产生许多ATP分子和从氧气中产生水
- 目前氧化磷酸化的模型是化学渗透假说的理论
- 该模型指出来自电子的能量通过细胞膜的蛋白质链(电子传递链)是用来传递的将质子(氢离子)泵入它们的浓度梯度进入膜间空间
- 然后氢就可以促进扩散流动通过一个通道ATP合酶进入矩阵
- 氢的能量沿着浓度梯度向下流动(有点像水流经水力发电管道),从而产生ADP磷酸化成ATPATP合酶
氧化磷酸化的概述
- 氢原子由还原的NAD (NADH)和还原的FAD (FADH)提供2)来自克雷布斯循环
- 氢原子分裂成质子(H+离子)和电子
- 高能电子进入电子传递链,并释放能量,因为他们通过电子传递链
- 释放的能量被用来运输质子穿过内线粒体膜从基质进入膜间空间
- 一个浓度梯度在膜间空间和基质之间建立了质子的数量
- 质子回到基质中易化扩散通过通道蛋白ATP合成酶
- 质子沿浓度梯度向下运动提供能量ATP的合成
- 氧气充当“最终电子受体”,并与电子传递链末端的质子和电子结合形成水
电子传递链
- 电子传递链由a组成膜蛋白系列/电子载体
- 它们的位置很近,这使得电子可以从一个载流子传递到另一个载流子
- 线粒体的内层膜不允许氢离子进入,所以需要这些电子载体将质子泵过膜建立浓度梯度
通过化学渗透理论,氧化磷酸化发生在线粒体内膜上,需要NADH和FADH2来自克雷布斯循环。它产生水和许多ATP分子。
考试技巧
考官经常问为什么氧气对有氧呼吸如此重要。氧作为最终电子受体。没有氧气,电子传递链就无法继续,因为电子无处可去。没有氧接受电子(和氢)还原辅酶NADH和FADH2不能氧化生成NAD和FAD,因此它们不能用于进一步的氢运输。