细胞的能量转换线粒体和叶绿体.ppt

氧化磷酸化与电子传递的偶联呼吸链中有3个部位自由能变化较大，是呼吸链氧化还原放能与ATP合成偶联部位，可被特异性抑制剂阻断。这3个部位分别是复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ，它们每传递1对电子，释放的自由能足够合成1分子ATP。而复合物Ⅱ释放的自由能不足以合成1个分子ATP,不是ATP合成的偶联位点。第58页，共87页，星期日，2025年，2月5日SummaryofthemajoractivitiesduringaerobicrespirationinamitochondrionNADH?O2:3ATP/2e;FADH2?O2:2ATP/2e第59页，共87页，星期日，2025年，2月5日（四）氧化磷酸化的偶联机理氧化与磷酸化的偶联机制一直是研究氧化磷酸化作用的关键主要的假说有：1、化学渗透学说(chemiosmoticcouplinghypothesis)2、构象偶联假说(conformationalcouplinghypothesis)第60页，共87页，星期日，2025年，2月5日1、化学渗透假说：质子动力势MitchellP.1961提出“化学渗透假说(ChemiosmoticHypothesis)”，70年代化学渗透假说得到大量实验的支持，成为一种较为流行的假说，Mitchell也因此获得1978年诺贝尔化学奖。第61页，共87页，星期日，2025年，2月5日5、辅酶在能量传递中的作用:TCA循环的净产物是FADH2和NADH，FADH2和NADH中含有底物氧化释放的高能电子，共5对，可用于ATP合成。第26页，共87页，星期日，2025年，2月5日第27页，共87页，星期日，2025年，2月5日糖酵解也产生NADH，可通过苹果酸-天门冬氨酸穿梭和甘油-磷酸穿梭，将电子传递给FAD，形成FADH2，参与ATP合成。第28页，共87页，星期日，2025年，2月5日磷酸甘油穿梭第29页，共87页，星期日，2025年，2月5日苹果酸－天门冬氨酸穿梭胞液中的NADH，首先由苹果酸脱氢酶催化将草酰乙酸还原成苹果酸，苹果酸再通过内膜上的二羧酸载体系统与线粒体内的α酮戊二酸交换而进入线粒体。然后，苹果酸在苹果酸脱氢酶催化下，又氧化生成草酰乙酸并释出NADH，再经历与在线粒体内产生的NADH氧化相同的过程。第30页，共87页，星期日，2025年，2月5日(二)呼吸链与电子传递TCA循环后，能量储在NADH和FADH2中，需将其氧化才能将能量释放出，该过程涉及电子从NADH或FADH2传递到氧。呼吸链是内膜上的一组酶复合体，负责将电子传递到氧气，产生ATP。第31页，共87页，星期日，2025年，2月5日电子在经呼吸链进行传递时，高能电子中所含能量逐步释放，最后储存在ATP的高能磷酸键中，即将ADP转变成ATP，该过程称为磷酸化。而电子传递链将生物氧化和磷酸化串联在一起的过程并称为氧化磷酸化。第32页，共87页，星期日，2025年，2月5日1、电子载体电子载体:与电子结合并将其传递下去的物质。(1)?NAD：烟酰胺嘌呤二核苷酸，脱氢酶的辅酶，连接TCA循环和呼吸链，将氢交给黄素蛋白。第33页，共87页，星期日，2025年，2月5日(2)黄素蛋白(flavoprotein)：由一条多肽链结合一个辅基组成的酶类,辅基为FMN或FAD.每个FMN或FAD可接受2个电子和2个质子。呼吸链上既有以FMN为辅基的NADH脱氢酶，也有以FAD为辅基的琥珀酸脱氢酶。第34页，共87页，星期日，2025年，2月5日(3)细胞色素(cytochrome)：呼吸链中有5类细胞色素：a、a3、b、c、c1，均含有血红素铁，以Fe3+和Fe2+互变传递电子。而细胞色素a、a3还与铜原子相连，铜原子也依靠自身化合价的变化进行电子传递。第35页，共87页，星期日，2025年，2月5日血红素的结构第36页，共87页，星期日，2025年，2月5日(4)?铁硫蛋白(Fe/Sprotein)：属细胞色素类，分子中央结合的是铁和硫，称铁硫中心。一般含4个原子，2个铁和2个S，称2Fe-2S，也有4Fe-4S。也是通过Fe2+、Fe3+互变进行电子传递，且一次只能传递1个电子第37页，共87页，星期日，2025年，2月5日第38页，共87页，星期日，2025年，2月5日(5)辅酶Q(coenzymeQ)：脂溶性小分子醌类化合物，通过氧化和还原传递电子。有3种氧化还原形式：氧化型醌Q，还原型氢醌(QH2)和介于两者间的半