呼吸链电子传递为什么必须要氧气怎么产生的才能形成ATP

你这个问题其实很有意思因为這确实困扰过生物学家一段时间。
首先说从动物细胞的有氧呼吸来看,整个葡萄糖分解过程中有两个地方会释放ATP:

(1)糖解作用(葡萄糖变丙酮酸)过程中就会释放少量ATP


这里没有什么特别的能量转换就是化学能而已,因为
在一般情况下是自发反应()所以这就只是一個反应平衡罢了,不用想太多
如果你只是想知道这个的话,后面就不用看的

(2)ATP合成酶在最后大量合成了ATP


这个就很复杂了,事实上有關ATP合成酶到底是怎么工作的以及这其中的能量变换,大概都是在二三十年前才有了一个比较好的解释(不过好像分子生物学也就是几十姩的事OTZ...)

我尽量用比较简单的语言来给你解释一下....


首先动物细胞中,“葡萄糖氧化分解产生ATP”这件事不考虑无氧呼吸的话就有糖解,CAC循环电子传递链这三大步骤,而主要的反应只是电子传递链的最后一小步而已

如果要从糖解开始讲的话,我们的画风大概一开始就会變成这样


(网上随便找的这并不完全是动物细胞的生化反应)
(嗯,我相信看到这张图你是拒绝的我当年也是拒绝的....然而我还是学了qwq)

所以,我们直接把前三步会发生的事情总结一下就可以了


(1)糖解作用:把葡萄糖一路分解成一种叫Acetyl-CoA(乙酰辅酶A,感谢评论区两位的指正)的东西
(3)电子传递链:“NADH+质子”在线粒体的内膜上按顺序激活了1,23,4四种complex(蛋白复合体...呃简单理解成“具有多重功能的酶”就好了),这四种complex分别努力干活把一堆质子从线粒体的内膜里强行喷了出去。

看得眼花了不要紧我帮你做个结论:葡萄糖氧化分解,可以把线粒体内膜里的一堆质子强行运送到内膜外


记住这句话,我们等等会用到

接下来,让我们隆重欢迎今天的主角:ATP合成酶!


ATP合荿酶:大家好我长这样
“啊对不起,真实的我长得太凶残了其实这样看我就好了”:

图上字一堆不要怕,我从结构来慢慢和你说首先你可以看到整个ATP合成酶分上下两个部分,上面的在线粒体基质里叫F1;下面的直接插在内膜上,叫Fo(不是0是O!!)


先从F1开始讲,ATP的合荿发生在F1上F1由5种不同的蛋白质组成:3个α,3个β,1个γ,1个和1个。其中α是辅助β的,β具有催化ADP合成ATP的功能,和功能结构目前都还鈈明还有γ,这个蛋白质很有趣。你看整个F1的结构,像不像一个齿轮是的,它是可以转的而γ就是转轴。

这里要详细解释“怎么转嘚”有些复杂,简单来说这个齿轮每转一次就是转120°,而每转120°,β会发生1次形变。所以说,3个β在同一时间会保持3种不同的形状(120°转3佽就是1圈嘛)而只有在这3个中的1个特定位置上,β蛋白是有催化能力的。如果我们从上往下看画风大概是这样的


用这张图来讲的话,茬ATP合成酶上ADP变ATP有两次能量消耗


(1)第一次转120°,从O转到L,β蛋白形变成具有催化能力,催化反应
(2)第二次再转120°,从L转到Tβ蛋白形变成没力气抓住ATP的样子,释放ATP到线粒体基质中

这两次能量的来源呼之欲出就是旋转中消耗的动能。


那么这个动能又是哪里来的你再看Fo嘚结构了:
看到了么?质子通过Fo从内膜里跑回到内膜外(内膜本身不允许质子直接通过,只能从Fo走)在通过的过程中,随便推动Fo的c蛋皛部分转动然后带动γ蛋白,最后导致整个F1开始转动。
哪来的质子这些就是糖解作用中强行喷到内膜外的质子,内膜外过多的质子产苼电位差使质子想要跑回膜内。

所以最后的结论:化学能(葡萄糖)电势能(质子导致的电位梯度)动能(Fo的转动)化学能(ATP)


(这是一夲二十几年来虐遍无数生物狗生化狗医学狗等等各种人群的生化圣经,不怕死的人可以弄一本来看看233333)
私货已删除|?ω?`)
}

在具有线粒体的生物中典型的呼吸链有两种,它们是

呼吸链这是根据接受代谢物脱下的氢的

在呼吸链中,惟一的非蛋白组分是

惟一不与线粒体膜紧密结合

的电子传遞体,铁硫蛋白是一

解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是

传递至氧的过程中还原力逐渐

用特殊的电子传递抑制剂可将呼吸链分成许哆单个反应,

磷酸化中间步骤的有效方法常用的抑制剂及作用如下:

鱼藤酮、安密妥等抑制电子由

是各种生命活动所需能量的直接供应鍺。

项选择题(在备选答案中只有一个是正确的)

下列哪一叙述不是生物氧化的特点

、生物氧化的方式为脱氢反应

}

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