氧化磷酸化和光合磷酸化作用

關(guān)于氧化磷酸化和光合磷酸化作用第一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二維持生命活動的能量來源光能（太陽能）：植物和某些藻類，通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變成生物能?；瘜W能：動物和多數(shù)微生物，通過生物氧化作用將有機物質(zhì)存儲的化學能釋放出來，并轉(zhuǎn)變成生物能（ATP傳遞）。第二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二ATP生成形式：1.光和磷酸化2.非氧化磷酸化3.氧化磷酸化

（呼吸鏈氧化磷酸化，底物氧化磷酸化）第三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二一、氧化磷酸化作用

氧化磷酸化作用：

是指在細胞內(nèi)的有機分子經(jīng)氧化分解成CO2和H2O，并釋放出能量使ADP和Pi合成ATP的過程。第四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二（一）和電子傳遞相關(guān)的氧化還原電勢

1.氧化—還原電勢鋅片溶解Zn2+進入溶液銅沉積Cu2+得電子e提供電子（還原劑）負極得到電子（氧化劑）正極第五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二ε0=E0正極

—E0負極電動勢=正負極電極勢之差標準電動勢ε0：反應中各種物質(zhì)的活度均為1質(zhì)量摩爾濃度時的電動勢。標準電極勢E0：電解質(zhì)溶液活度為1質(zhì)量摩爾濃度時的電極勢。

第六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二每個電極都有自己的標準電極勢，有的為正，有的為負。鋅電極為-0.76銅電極為+0.34第七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

氧化還原反應中，失去電子的物質(zhì)稱為還原劑，得到電子的物質(zhì)稱為氧化劑。還原劑失去電子的傾向（或氧化劑得到電子的傾向）的大小，則稱為氧化還原電勢。

將任何一對氧化還原物質(zhì)的氧化還原對連在一起，都有氧化還原電位的產(chǎn)生。如果將氧化還原物質(zhì)與標準氫電極組成原電池，即可測出氧化還原電勢。標準氧還原電勢用E°表示。E°值愈大，獲得電子的傾向愈大；E°愈小，失去電子的傾向愈大。第八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二（二）用標準還原勢計算自由能變化

化學反應自由能的變化和氧化-還原電勢的關(guān)系

ΔG°′=－nFΔE°′第九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二NADH+H++1/2O2====NAD++H2O

正極反應：1/2O2+2H++2e

H2O

E+°′

0.82負極反應：NAD++H++2eNADH

E-°′-0.3ΔG°′-nFΔE°′

-2×96485×[0.82-(-0.32)]

-220KJ·mol-1

第十頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二（三）線粒體的電子傳遞鏈1.線粒體的基本結(jié)構(gòu)：第十一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第十二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二線粒體第十三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二線粒體膜的結(jié)構(gòu)特點兩層膜結(jié)構(gòu)：外膜和內(nèi)膜

外膜平滑、有彈性

內(nèi)膜有許多向內(nèi)折疊的突起（嵴）

外膜脂質(zhì)多、密度小

內(nèi)膜Pr含量高、密度稍大

對代謝物的通透性不同、酶的分布不同第十四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第十五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二頭部含5種不同的亞基（3、3、1、1

、1

）OSCP是能量轉(zhuǎn)換通道F0與線粒體電子傳遞系統(tǒng)連接（質(zhì)子通道）MovieATPsynthese第十六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

2.氧化呼吸鏈或電子傳遞鏈

氧化呼吸鏈（電子傳遞鏈）:代謝物上的氫原子被脫氫酶激活脫落后,經(jīng)過一系列的傳遞體,最后傳遞給被激活的氧分子,而生成水的全部體系稱呼吸鏈。

第十七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二3.體內(nèi)主要呼吸鏈的類型：根據(jù)接受氫的初受體不同，體內(nèi)典型的呼吸鏈有兩種：NADH呼吸鏈和FADH呼吸鏈。(1)、NADH氧化呼吸鏈

【組成與作用】脫氫酶（CoI）、黃素蛋白、鐵硫蛋白、CoQ和細胞色素。(2)、FADH氧化呼吸鏈（琥珀酸氧化呼吸鏈）【組成和作用】脫氫酶（FAD）、CoQ、細胞色素【兩種呼吸鏈的差異】脫下的2H不經(jīng)過NAD+傳遞,其余過程與NADH呼吸鏈相同。第十八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二NADHFP(FMN)UQCytbCytC1CytcCytaa3O2

(Fe-S)

FP(FAD-Fe-S)第十九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第二十頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二線粒體呼吸鏈第二十一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第二十二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二、第二十三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第二十四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二4.呼吸鏈的組成（1）NADH-Q還原酶，又稱NADH脫氫酶，簡稱復合體Ⅰ（2）琥珀酸-Q還原酶，又稱琥珀酸脫氫酶，簡稱復合體Ⅱ（3）細胞色素還原酶，又稱泛醌：細胞色素C氧化還原酶，簡稱復合體Ⅲ。（4）細胞色素氧化酶，簡稱復合體Ⅳ。第二十五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二5.氧化呼吸鏈的各個成員—電子載體及其功能(1)復合體Ⅰ(NADH-Q還原酶、NADH脫氫酶）電子傳遞：NADHFMNFe-SCoQ①

煙酰胺脫氫酶類(NAD+和NADP+為輔酶的脫氫酶組成成分:

酶蛋白、尼克酰胺（Vpp）、核糖、磷酸與AMP。作用:輔酶接受代謝物脫下的2H，傳遞給黃素蛋白。第二十六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Moviecomplex1第二十七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二NADH：還原型輔酶

它是由NAD+接受多種代謝產(chǎn)物脫氫得到的產(chǎn)物。NADH所攜帶的高能電子是線粒體呼吸鏈主要電子供體之一。第二十八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第二十九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二②.黃素酶-黃素蛋白（Flavoprotein）組成成分:酶蛋白、黃素單核苷酸（FMN）黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD），它們由核黃素（VB2）、磷酸、AMP組成。作用:進行可逆的脫氫加氫反應。傳遞機制:異咯嗪的第1、10位N上可加氫。主要形式:琥珀酸脫氫酶以FAD為輔酶，將代謝物脫下的H傳入呼吸鏈。第三十頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第三十一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二異咯嗪結(jié)構(gòu)110核糖醇HH第三十二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

鐵硫蛋白與黃素蛋白形成復合物存在。組成成分:含等量的鐵原子和硫原子（Fe、Fe2S2、

Fe4S4）鐵原子與鐵硫蛋白的半胱氨酸相連。作用:將FMN或FAD中的電子傳遞給泛醌。傳遞機制:單電子傳遞。③.鐵硫蛋白（iron-sulfurprotein,Fe-S）第三十三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二鐵硫蛋白

鐵硫蛋白(簡寫為Fe-S)是一種與電子傳遞有關(guān)的蛋白質(zhì)，它與NADHQ還原酶的其它蛋白質(zhì)組分結(jié)合成復合物形式存在。第三十四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

鐵硫蛋白

它主要以(2Fe-2S)或(4Fe-4S)形式存在。(2Fe-2S)含有兩個活潑的無機硫和兩個鐵原子。鐵硫蛋白通過Fe3+

Fe2+

變化起傳遞電子的作用。第三十五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Differenttypesofiron-sulfurcentersIronatomscyclebetween

Fe2+(reduced)andFe3+(oxidized).第三十六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二④.泛醌

（簡寫為Q）或輔酶-Q（CoQ）:它是電子傳遞鏈中唯一的非蛋白電子載體。為一種脂溶性醌類化合物。第三十七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

泛醌(輔酶-Q)的功能:

Q(醌型結(jié)構(gòu))很容易接受電子和質(zhì)子，還原成QH2（還原型）；QH2也容易給出電子和質(zhì)子，重新氧化成Q。因此，它在線粒體呼吸鏈中作為電子和質(zhì)子的傳遞體。第三十八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二（2）復合體Ⅱ（琥珀酸-Q還原酶）

它是嵌在線粒體內(nèi)膜的酶蛋白（包括琥珀酸脫氫酶）,該復合體具有5個,包括兩種類型的輔基和4種不同的蛋白質(zhì)亞基,分別為A、B、C、D

電子傳遞：琥珀酸FADH2Fe-S

細胞色素b560CoQ琥珀酸脫氫酶-2H第三十九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Ubiquinone(Q)acceptselectronsfrombothNADHandFADH2intherespiratorychainMoviecomplex2第四十頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二(3)、復合體Ⅲ（輔酶Q-細胞色素c氧化還原酶、細胞色素bc1復合體、泛醌：細胞色素c氧化還原酶、細胞色素還原酶）

cytochrome,Cyt

是含鐵的蛋白質(zhì)以血紅素為輔基電子傳遞蛋白還原型Cyt有光譜吸收現(xiàn)象

通過Fe3+

Fe2+

互變起傳遞電子的作用功能:①電子傳遞：CoQCytc;

詳細的電子傳遞過程（Q循環(huán)）見教材P254圖21-4。

②同時將質(zhì)子定向地從基質(zhì)轉(zhuǎn)移到膜間隙。第四十一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二細胞色素還原酶的組成（CoQ-細胞色素c還原酶）:Cytb562/bHCytb566/bLCytc1Rieske鐵硫蛋白Cytb硫醚鍵c型Cytb型Cyt為乙烯基所處多肽環(huán)境不同第四十二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Moviecomplex3第四十三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Q循環(huán)第四十四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Cyta：輔基是血紅素ACytb：輔基是血紅素BCytc：輔基是血紅素C——卟啉的側(cè)鏈基團不同Cyt的鐵卟啉一般以非共價鍵與酶蛋白結(jié)合Cytc例外，以硫醚鍵共價結(jié)合第四十五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二ReducedcytochromeshasthreeabsorptionbandsinthevisiblewavelengthsCyta:~600nmCytb:~560nmCytc:~550nm第四十六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二(4)細胞色素c（cytc）:單一多肽鏈易溶于水位于線粒體膜間隙與Cytc1含相同輔基，但蛋白組成不同第四十七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第四十八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二無血紅素Cytc（細胞溶膠）內(nèi)外膜間隙（Cytc合成酶）

成熟Cytc（構(gòu)象變化）

線粒體外膜通道×Cytc功能：傳遞電子由復合體Ⅲ復合體Ⅳ第四十九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Cytochromebc1complex(complexIII)第五十頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二（5）、復合體Ⅳ（細胞色素c氧化酶、細胞色素氧化酶）位于線粒體呼吸鏈末端的蛋白復合物活性部分主要包括cyta和a3功能：是將電子從細胞色素c傳遞到O2第五十一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Cytaa3復合體(細胞色素c氧化酶)除含2個鐵卟啉，還含2個銅原子(Cu+

Cu2+)第五十二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Thethreecriticalsubunitsofcytochromeoxidase

Cu第五十三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二a-CuA聚族a3-CuB聚族4H+做為底物4H+泵出到膜間隙復合體Ⅳ的電子傳遞途徑Fe-Cu中心第五十四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Moviecomplex4第五十五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Movieaswhole第五十六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二(四）氧化磷酸化作用機制

1.生物氧化的共性:有機物質(zhì)在生物體內(nèi)的氧化作用在組織細胞中進行通常需要消耗氧，生成CO2,呼吸作用。有機物質(zhì)最終被氧化成CO2和水。釋放出能量第五十七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二脂肪葡萄糖、其它單糖三羧酸循環(huán)電子傳遞（氧化）蛋白質(zhì)脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi

小分子化合物分解成共同的中間產(chǎn)物（如丙酮酸、乙酰CoA等）

共同中間物進入三羧酸循環(huán),氧化脫下的氫由電子傳遞鏈傳遞生成H2O，釋放出大量能量，其中一部分通過磷酸化儲存在ATP中。大分子降解成基本結(jié)構(gòu)單位

生物體內(nèi)能量產(chǎn)生的三個階段機體內(nèi)物質(zhì)的生物氧化第五十八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二2.生物氧化的特點：（1）酶促氧化過程、反應條件溫和（2）氧化與還原相偶聯(lián)（3）質(zhì)子和電子由載體傳遞到氧生成水（4）分步進行：有利于提高能量利用率（5）氧化磷酸化第五十九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二生物氧化與體外燃燒的區(qū)別第六十頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二α-氧化脫羧氧化脫羧基作用：同時發(fā)生氧化/脫氫作用丙酮酸CO2+NADH+H+β-氧化脫羧

異檸檬酸氧化形成α酮戊二酸氧化脫羧酶系3.生物氧化中CO2的生成方式(1)源于有機酸的脫羧作用（α、β-脫羧）第六十一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

(2)單純脫羧：有機酸不經(jīng)氧化作用

β-單純脫羧α-單純脫羧

α-氨基酸

胺+CO2

脫羧酶第六十二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)烯醇化酶

4.生物氧化中水的生成方式(1)底物脫水第六十三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

①代謝脫下的成對氫原子（2H）通過多種酶和輔酶所催化的連鎖反應逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，在此過程中有ATP的產(chǎn)生（狹義的生物氧化）；②酶和輔酶按一定順序排列在線粒體內(nèi)膜；傳遞氫的酶和輔酶——遞氫體傳遞電子的酶和輔酶——遞電子體③此過程與細胞呼吸有關(guān)，此傳遞鏈稱為呼吸鏈。遞氫體、遞電子體都起傳遞電子的作用，又稱電子傳遞體。(2)由呼吸鏈生成水第六十四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二5.生物氧化反應類型

(1)脫氫

生物氧化中，脫氫反應占有重要地位,

它是許多有機物質(zhì)生物氧化的重要步驟。催化脫氫反應的是各種類型的脫氫酶。第六十五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二琥珀酸脫氫①

直接脫氫第六十六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二乳酸脫氫酶第六十七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

②加水脫氫酶催化醛氧化成酸的反應即屬于這一類。第六十八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二加水脫氫方式為代謝物提供了更多的脫氫機會，使生物獲取更多的能量。

C6H12O6脫6次每2個氫原子氧化成水生成2.5分子ATP

糖代謝生成30/32個ATP第六十九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

①加氧酶催化的加氧反應加氧酶催化氧分子直接加入到有機分子中如：甲烷單加氧酶

CH4

+NADH+H++O2

CH3-OH+NAD++H2O

②氧化酶催化的生成水的反應

氧化酶主要催化以氧分子為電子受體的氧化反應，反應產(chǎn)物為水。脫氫反應中產(chǎn)生的氫質(zhì)子和電子，最后以這種形式進行氧化。（2）氧直接參加的氧化反應（3）只有電子得失的反應，也是氧化還原反應。第七十頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

1、脫氫酶使代謝物的氫活化、脫落，傳遞給受氫體或中間傳遞體顯著特點：體外實驗中以甲烯藍為受氫體氧化型甲烯藍：蘭色還原型甲烯藍：無色6.參與生物氧化的酶類第七十一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二根據(jù)脫氫酶所含輔助因子的不同分為：（1）以黃素核苷酸為輔助因子的脫氫酶

（又稱為黃素酶）根據(jù)受氫體不同又分為①需氧黃酶：以氧為直接受氫體生成H2O2②不需氧黃酶：氫先傳遞給中間傳遞體，最后才給分子氧生成H2O氧化態(tài)FAM/FAD：黃色，450nm處吸收峰還原態(tài)FAMH2/FADH2：無色第七十二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二代謝物-2HFMNH2O2FAD代謝物FMNH2O2FADH22H2H①需氧黃酶：第七十三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二代謝物-2HFMN傳遞體-2H1/2O2

FAD代謝物FMNH2傳遞體H2O

FADH22H2H2H②不需氧黃酶第七十四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二（2）以煙酰胺核苷酸為輔助因子的脫氫酶

NAD（CoⅠ）、NADP（CoⅡ）煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸第七十五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二代謝物-2HNAD+

傳遞體-2H1/2O2

NADP+代謝物NADH+H+傳遞體H2O

NADPH+H+2H2H2H第七十六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二(2)氧化酶：以氧為直接受氫體，一般含Cu(3)加氧酶：催化加氧反應(4)傳遞體：傳遞H或電子遞氫體、遞電子體不能使底物脫氫，也不能使氧活化。狹義的生物氧化過程是一系列的氧化還原反應，且是放能的氧化還原反應。第七十七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二7.生物氧化過程中磷酸化類型（ATP的生成）ATP主要由ADT磷酸化所生成，少數(shù)情況下，可由AMP焦磷酸化而生成。

ADP+Pi+能量ATPAMP+PPi+能量ATP(1)底物磷酸化：是指在被氧化的底物上發(fā)生磷酸化作用。

其特點為沒有氧的參與，分子內(nèi)部所含能量重新分配，生成高能磷酸鍵，也稱代謝物水平磷酸化。

X~P+ADPATP+X第七十八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二（2）電子傳遞體系磷酸化:

電子從NADH或FADH2經(jīng)過電子傳遞體系(呼吸鏈)傳遞給氧形成水，同時伴有ADP磷酸化為ATP的過程。NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→a→a3→O2PPP2.5ADP2.5ATPP/O比值：在電子傳遞體系磷酸化中，在一定時間內(nèi)所消耗的氧（以克原子計）與所產(chǎn)生的ATP數(shù)目的比值。NADH的P/O=2.5FADH2的P/O=1.5第七十九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二ATP的合成部位NADH氧化過程中有三個反應G’值大于30.5kJ/molNADHFMNcytbcytc1cytaa3

O2-55.6kJ/mol-34.7kJ/mol-102.1kJ/mol復合物ⅣCytc氧化酶復合物Ⅲ泛醌Cytc還原酶復合物ⅠNADH脫氫酶第八十頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

8.呼吸鏈中傳遞體(氫和電子)的順序MH2NADH-0.32FMN-0.30CoQ+0.10b+0.07c1+0.22c+0.25aa3+0.29O2+0.816FAD-0.18魚藤酮安密妥抑制劑：抗霉素A氰化物，CO，疊氮化合物排列原則：1氧化還原電勢由低

高2傳遞阻斷劑實驗結(jié)果第八十一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二OxidizedReducedReducedOxidizedReduced第八十二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二ElectroncarriersmayhaveanorderofincreasingE`0從NADH到分子氧每一電子傳遞體得電子的傾向逐漸增大第八十三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二NADH+H++?O2H2O+NAD+ΔG°'=-220kJ/mol第八十四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二9.氧化磷酸化作用的機制

氧化磷酸化偶聯(lián):代謝物的氧化（脫氫）作用與ADP的磷酸化反應偶聯(lián)生成ATP的過程。反應部位：線粒體內(nèi)膜（真核）、胞漿膜（原核細胞）

電子沿上述傳遞鏈傳遞到O2是一個高度放能過程,產(chǎn)生的能量,主要用于轉(zhuǎn)移質(zhì)子,即將質(zhì)子從線粒體基質(zhì)泵出到膜間隙。每一對電子從NADH傳到O2的過程中，有4個質(zhì)子由復合體Ⅰ泵出，4個質(zhì)子由復合體Ⅲ泵出，2個質(zhì)子由復合體Ⅳ泵出，總共為10個質(zhì)子，上述過程的總反應方程式如下：

NADH+11H內(nèi)

+O2NAD++10H外

+H2O

12+++第八十五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二（1）、有關(guān)氧化磷酸化機理的幾種假說

①化學偶聯(lián)假說

②構(gòu)象偶聯(lián)假說

③化學滲透假說第八十六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

①

化學偶聯(lián)假說（1953年）

chemicalcouplinghypothesis

認為電子傳遞反應釋放的能量通過一系列連續(xù)的化學反應形成高能共價中間物，最后將其能量轉(zhuǎn)移到ADP中形成ATP。

AH2+B+I-OHAI+BH2+OH-AI+X-H+OH-

X

I+A+H2O

XI+P-OHXP+I-OH

XP+ADPATP+X-HAH2+B+ADP+P-OHA+BH2+ATP+H2O

第八十七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

②

構(gòu)象偶聯(lián)假說（1964）

conformationalcouplinghypothesis

認為電子沿電子傳遞鏈傳遞使線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)組分發(fā)生了構(gòu)象變化，形成一種高能構(gòu)象，這種高能形式通過ATP的合成而恢復其原來的構(gòu)象。迄今未能分離出這種高能蛋白質(zhì)。但在電子傳遞過程中蛋白質(zhì)組分的構(gòu)象變化還是存在的。

第八十八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第八十九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

③化學滲透假說：a.線粒體內(nèi)膜的電子傳遞鏈是一個質(zhì)子泵。b.電子由高能狀態(tài)傳遞到低能狀態(tài)時釋放出來的能量，用于驅(qū)動膜內(nèi)側(cè)的H+遷移到膜外側(cè)（內(nèi)膜對H+是不通透的），在膜內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生了跨膜質(zhì)子梯度和電位梯度。c.在膜內(nèi)外勢能差的驅(qū)動下，膜外高能質(zhì)子沿著一個特殊通道（ATP合酶組成部分），跨膜回到膜內(nèi)側(cè)。質(zhì)子跨膜過程中釋放的能量，直接驅(qū)動ADP和磷酸合成ATP。第九十頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第九十一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第九十二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二質(zhì)子梯度破壞引起氧化磷酸化解偶聯(lián)第九十三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二TheartificiallyimposedprotongradientalonewasfoundtodriveATPsynthesis!第九十四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二支持化學滲透假說的實驗證據(jù)：氧化磷酸化作用的進行需要封閉的線粒體內(nèi)膜存在。線粒體內(nèi)膜對H+OH-K+Cl-都是不通透的。破壞H+

濃度梯度的形成（用解偶聯(lián)劑或離子載體抑制劑）必然破壞氧化磷酸化作用的進行。線粒體的電子傳遞所形成的電子流能夠?qū)+

從線粒體內(nèi)膜逐出到線粒體膜間隙。大量直接或間接的實驗證明膜表面能夠滯留大量質(zhì)子，并且在一定條件下質(zhì)子能夠沿膜表面迅速轉(zhuǎn)移。迄今未能在電子傳遞過程中分離出一個與ATP形成有關(guān)的高能中間化合物，亦未能分離出電子傳遞體的高能存在形式。

H+如何通過電子傳遞鏈“泵”出的？第九十五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二

質(zhì)子梯度的形成（耗能過程）第九十六頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二MH2MNAD+2H+FeS2e2H+FMN2H+Cytb2H+2eCoQ2H+Cytc1CytcCytaa32e?O2O2-X-+IO-XHIOHH2OX~IX~IX~IATP合成酶頭部ADP+PiATP2H+X-+IO-H2O化學滲透學說圖解線粒體內(nèi)膜外側(cè)線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)線粒體內(nèi)膜第九十七頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二（2）ATP合成機制——ATP酶復合體

ATP合成部位:線粒體內(nèi)膜表面有一層規(guī)則地間隔排列著的球狀顆粒，稱為ATP酶復合體/ATP合成酶，是ATP合成的場所。

ATP合成酶結(jié)構(gòu)：

頭部：ATP合成酶（F1）

柄部：棒狀Pr，對寡霉素敏感（OSCP）

基底部：疏水Pr，與內(nèi)膜連接（FO）第九十八頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二F1頭部含5種不同的亞基（3、3、1、1

、1

）OSCP是能量轉(zhuǎn)換通道F0有許多c亞基,1個a和2個b亞基,還有一個亞基構(gòu)成的質(zhì)子通道。F0與線粒體電子傳遞系統(tǒng)連接（質(zhì)子通道）MovieATPsynthese第九十九頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二超聲波處理嵴重新封閉形成亞線粒體泡內(nèi)膜外翻保留電子傳遞功能喪失合成ATP功能

氧化磷酸化恢復（線粒體內(nèi)膜組份完整）F1和F0在ATP合成中作用的實驗尿素胰蛋白酶第一百頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二線粒體ATP酶第一百零一頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二The18Oexperiment:

TheG`0forATPsynthesisonpurifiedF1

isclosetozero!

PaulBoyer提出：

質(zhì)子梯度的作用不是形成ATP；而是使ATP從酶分子釋放無質(zhì)子梯度質(zhì)子流在ATP合成中的作用？第一百零二頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第一百零三頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二第一百零四頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二ATP合成酶結(jié)合變化機制（binding-changemechanism）O：開放形式，對底物親和力極低L：與底物結(jié)合松弛，無催化能力T：與底物結(jié)合緊密，有催化活性第一百零五頁，共一百一十八頁，編輯于2023年，星期二Rod-shapedgsubuni