生物化学代谢与营养_4代谢基本原理生物氧化_
生物化学三大代谢重点总结
第八章生物氧化1.生物氧化：物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内彻底分解时逐步释放能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。
2.生物氧化中的主要氧化方式：加氧、脱氢、失电子3.CO2的生成方式：体内有机酸脱羧4.呼吸链：代谢物脱下的成对氢原子通过位于线粒体内膜上的多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链，又称电子传递链。
NADH →复合物I→ CoQ →复合物III →Cyt c →复合物IV →O 产2.5个ATP (2)琥珀酸氧化呼吸链:3-磷酸甘油穿梭琥珀酸→复合物II→ CoQ →复合物III → Cyt c →复合物IV →O 产1.5个ATP 含血红素的辅基：血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶、过氧化氢酶5.细胞质NADH的氧化:胞液中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。
转运机制（1）3-磷酸甘油穿梭：主要存在于脑和骨骼肌的快肌，产生1.5个ATP（2）苹果酸-天冬氨酸穿梭：主要存在于肝、心和肾细胞；产生2.5个ATP6.ATP的合成方式：（1）氧化磷酸化：是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。
偶联部位：复合体Ⅰ、III、IV（2）底物磷酸化：是底物分子内部能量重新分布，通过高能基团转移合成ATP。
磷/氧比：氧化磷酸化过程中每消耗1摩尔氧原子（0.5摩尔氧分子）所消耗磷酸的摩尔数或合成ATP的摩尔数。
7.磷酸肌酸作为肌肉中能量的一种贮存形式第九章糖代谢一、糖的生理功能：（1）氧化供能（2）提供合成体内其它物质的原料（3）作为机体组织细胞的组成成分吸收速率最快的为-半乳糖二、血糖1.血糖：指血液中的葡萄糖正常空腹血糖浓度：3.9~6.1mmol/L2.血糖的来源：（1）食物糖消化吸收（2）肝糖原分解(3)糖异生去路：(1）氧化分解供能（2）合成糖原（3）转化成其它糖类或非糖物质3.血糖调节：肝脏调节、肾脏调节（肾糖阈）、神经调节、激素调节体内主要升血糖激素：胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素、生长激素、甲状腺素三、糖代谢1.无氧酵解(无氧或缺氧；生成乳酸；释放少量能量)关键酶：己糖激酶、6-磷酸果糖激酶1、丙酮酸激酶反应部位：胞液产能方式：底物磷酸化净生成2ATP⑴葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖 -1ATP⑵ 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖⑶ 6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖 -1ATP⑷ 1,6-二磷酸果糖裂解⑸磷酸丙糖的同分异构化⑹ 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸【脱氢反应】⑺ 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸【底物磷酸化】 +1*2ATP⑻ 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸⑼ 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸⑽磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化 +1*2ATP(11)丙酮酸加氢转变为乳酸生理意义：（1）是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。
生物化学与食品营养的关系
生物化学与食品营养的关系随着现代生活节奏的不断加快，人们越来越重视健康饮食和营养摄入。
而作为生命科学的一个重要分支，生物化学研究了生物体在分子水平上的化学现象和过程。
生物化学与食品营养之间存在着密切的关系，下面将从不同方面探讨这一关系。
一、营养物质的生物化学基础食品中包含了人体所需的各种营养物质，比如碳水化合物、脂质、蛋白质、维生素和矿物质等。
这些物质在生物体内发挥重要的功能，而这些功能都与生物化学密不可分。
比如，碳水化合物是人体主要的能量来源，它们在细胞内被分解为葡萄糖分子，通过一系列生物化学反应来提供能量。
同时，脂质参与了细胞膜的构建和细胞内许多重要分子的合成，蛋白质在身体内部扮演了酶、激素等重要功能物质，并参与免疫系统的抗体生成等过程。
维生素和矿物质则在代谢过程中发挥着重要的催化剂和协同剂的作用。
二、食物的化学成分与营养食物的化学成分直接影响了其所提供的营养价值，这与生物化学的研究密切相关。
生物化学可以揭示不同食物中所含的营养物质以及它们的特性和相互关系。
比如，研究发现谷类食物中富含大量的碳水化合物，是人体获取能量的重要来源。
而豆类食物则富含蛋白质，是蛋白质供给的重要来源。
此外，生物化学还研究了食物中的维生素、矿物质和脂质等成分，揭示了它们在人体内的吸收、利用和代谢等重要生物化学过程。
三、生物化学对食品加工的影响食品加工是将原材料经过一系列物理、化学及生物信息的变化和作用，转变为能够直接食用或变更用途的制品。
食品加工的过程涉及到诸多生物化学反应。
比如，烹调过程中，食物中的蛋白质和糖类会发生一系列的反应，形成一些具有特殊风味和口感的化合物，这些反应与食物的生物化学特性密切相关。
此外，食品加工还会对食物中的维生素和矿物质等营养成分造成一定的影响，因此在食品加工过程中需要结合生物化学知识，选择合适的加工方法以保留食物的营养价值。
四、营养代谢与健康营养代谢是指生物体利用食物中的营养物质进行能量和物质转化的过程。
生物化学讲义第十章物质代谢的联系和调节
生物化学讲义第十章物质代谢的联系和调节 【目的与要求】1.熟悉三大营养物质氧化供能的通常规律与相互关系。
2．熟悉糖、脂、蛋白质、核酸代谢之间的相互联系。
3．熟悉代谢调节的三种方式。
掌握代谢途径、关键酶（调节酶）的概念；掌握关键酶（调节酶）所催化反应的特点。
熟悉细胞内酶隔离分布的意义。
熟悉酶活性调节的方式。
4．掌握变构调节、变构酶、变构效应剂、调节亚基、催化亚基的概念；5．掌握酶的化学修饰调节的概念及要紧方式。
6．熟悉激素种类及其调节物质代谢的特点。
7．熟悉饥饿与应激状态下的代谢改变。
【本章重难点】1.物质代谢的相互联系2．物质代谢的调节方式及意义3．酶的变构调节、化学修饰、阻遏与诱导4．作用于细胞膜受体与细胞内受体的激素学习内容第一节物质代谢的联系第二节物质代谢的调节第一节物质代谢的联系一、营养物质代谢的共同规律物质代谢：机体与环境之间不断进行的物质交换，即物质代谢。
物质代谢是生命的本质特征，是生命活动的物质基础。
二、三大营养物质代谢的相互联系糖、脂与蛋白质是人体内的要紧供能物质。
它们的分解代谢有共同的代谢通路—三羧酸循环。
三羧酸循环是联系糖、脂与氨基酸代谢的纽带。
通过一些枢纽性中间产物，能够联系及沟通几条不一致的代谢通路。
对糖、脂与蛋白质三大营养物质之间相互转变的关系作简要说明：㈠糖可转变生成甘油三酯等脂类物质（除必需脂肪酸外），甘油三酯分解生成脂肪酸，脂肪酸经β-氧化生成乙酰CoA，乙酰CoA或者进入三羧酸循环或者生成酮体，因此甘油三酯的脂肪酸成分不易生糖，但甘油部分能够转变为磷酸丙糖而生糖，但是甘油只有三个碳原子，只占甘油三酯的很小部分。
㈡多数氨基酸是生糖或者生糖兼生酮氨基酸。
因此氨基酸转变成糖较为容易。
糖代谢的中间产物只能转变成非必需氨基酸，不能转变成必需氨基酸。
㈢少数氨基酸能够生酮，生糖氨基酸生糖后，也可转变为脂肪酸（除必需脂肪酸外），因此氨基酸转变成脂类较为容易。
脂肪酸经β-氧化生成乙酰CoA进入三羧酸循环后，即以CO2形式被分解。
生物化学 第八章 生物氧化
第二节 线粒体氧化体系
一、呼吸链（respiratory chain） 二、呼吸链的组成成分和作用 三、呼吸链的蛋白质复合体 四、呼吸链中各组分的排列顺序
Go on~
一、呼吸链（respiratory chain）
• 呼吸链是代谢物上的氢原子被脱氢酶激活 脱落后，经过一系列的传递体，最后传递 给被激活的氧原子，而生成水的全部体系。 • 在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜上， 原核生物中，它位于细胞膜上。
功能：将底物上的氢激活
并脱下。
辅酶：NAD+或NADP+
NAD+ 和NADP+的结构
OR
NAD+：R=H NADP+：R=PO32-
尼克酰胺核苷酸的作用原理：
H
H H CONH 2
C CONH2 N R
+
+ H + e + H+
N R
+ H+
H
2H
H
e
H+
NAD(P)+
+2H
-2H
NAD(P)H+H+
Cys Cys
S S
Fe3+
S S
Fe3+S S来自Cys Cys+e-
Cys Cys
S S Fe3+
S S Fe2+
S S
Cys Cys
（4）泛醌（CoQ）
一种脂溶性的醌类化合物，其分子中的苯醌 结构能进行可逆的加氢反应，是氢传递体。
CoQ + 2H
CoQH2
（5）细胞色素（cytochrome,Cyt）
生物化学知识点范文
生物化学知识点范文生物化学是研究生命体内各种生物分子及其相互作用的科学。
在生物化学中，我们可以学习到许多重要的知识点。
以下是一些生物化学的知识点介绍。
1.氨基酸：氨基酸是构成蛋白质的基本组成单元。
氨基酸由胺基（NH2）、羧基（COOH）和侧链组成。
人体内有20种常见的氨基酸，其中8种被称为必需氨基酸，意味着我们的身体无法合成它们，只能通过食物摄入。
2.蛋白质：蛋白质是生物体内最重要的大分子，也是组成细胞的主要成分之一、蛋白质在生物体内具有很多功能，如催化反应、结构支持、运输物质等。
3.酶：酶是生物体内的一类特殊蛋白质，能够催化化学反应的进程。
酶可以降低活化能，加速反应速率。
酶催化的反应遵循特定的酶动力学规律，如米氏方程和酶抑制等。
4.代谢与能量：生物体的代谢是指所有化学反应的总和。
分解代谢（有氧呼吸）和合成代谢（光合作用）是生物体维持生命所需要的核心反应。
生物体利用化学能将营养物质转化为能量，并用此能量进行各种生命活动。
5.核酸：核酸是生物体内储存和传递遗传信息的分子。
DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）是两种最重要的核酸。
DNA位于细胞核中，负责存储遗传信息，而RNA则参与基因的转录和翻译过程。
6.代谢途径：生物体的代谢途径包括糖酵解、有氧呼吸和光合作用等。
糖酵解是一种分解代谢途径，将葡萄糖分解为三个碳分子产生能量。
有氧呼吸则是一种氧化代谢途径，将葡萄糖氧化为二氧化碳和水，释放更多的能量。
光合作用则是一种合成代谢途径，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，其中光能被光合色素捕获。
7.脂质：脂质是生物体内重要的能源储存和结构组分之一、常见的脂质包括甘油三酯、磷脂和胆固醇等。
脂质在细胞膜结构、维持细胞功能和提供能量方面起着重要作用。
8.细胞膜：细胞膜是细胞的外表面，由磷脂双层构成。
细胞膜是半透性膜，能够控制物质的进出。
膜上还有许多蛋白质、糖和胆固醇等分子，参与细胞信号传导和识别。
9.遗传密码学：遗传密码学研究基因组中的密码子与氨基酸之间的对应关系。
大学生物化学代谢途径知识点归纳总结
大学生物化学代谢途径知识点归纳总结在大学学习生物化学时，生物化学代谢途径是一个重要的知识点。
了解生物化学代谢途径不仅对于理解生物体内的化学反应非常有帮助，而且在许多实际应用中也非常重要。
本文将对生物化学代谢途径的知识点进行归纳总结。
一、代谢途径的定义与分类代谢途径是生物体内以特定方向和特定反应序列进行的化学变化的过程。
它可以分为两类：异化途径和同化途径。
1. 异化途径异化途径是指生物体内的一系列化学反应，将复杂的有机物转化为简单的无机物或有机物，并释放出能量。
典型的异化途径包括糖异化途径和脂肪异化途径。
2. 同化途径同化途径是指生物体内的一系列化学反应，将简单的无机物或有机物转化为复杂的有机物，并消耗能量。
典型的同化途径包括光合作用和细胞呼吸。
二、糖异化途径糖异化途径是指糖类物质在生物体内产生能量的过程。
它主要包括糖酵解和糖氧化两个阶段。
1. 糖酵解糖酵解是指葡萄糖分子通过一系列化学反应逐步分解为乳酸或乙醇，并释放出少量能量。
这个过程主要发生在无氧条件下。
2. 糖氧化糖氧化是指通过细胞呼吸将葡萄糖完全氧化为二氧化碳和水，同时释放出大量能量。
这个过程主要发生在有氧条件下。
三、脂肪异化途径脂肪异化途径是指脂肪酸在生物体内产生能量的过程。
它主要包括β氧化和三酰甘油解体两个阶段。
1. β氧化β氧化是指脂肪酸分子通过一系列化学反应逐步分解为乙酰辅酶A分子，并释放出少量能量。
这个过程主要发生在线粒体内。
2. 三酰甘油解体三酰甘油解体是指三酰甘油分子被分解为甘油和脂肪酸，并释放出大量能量。
这个过程主要发生在脂肪细胞内。
四、光合作用光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程。
它包括光反应和暗反应两个阶段。
1. 光反应光反应是指光能转化为化学能的过程，产生ATP和还原剂NADPH。
这个过程主要发生在叶绿体的光合作用单位中。
2. 暗反应暗反应是指利用ATP和NADPH将二氧化碳固定为有机物质的过程。
生物化学代谢与营养_3代谢基本原理脂代谢_
R1COCoA CoA
CH2O- Pi 1-酯酰-3 - 磷酸甘油
R2COCoA CoA
磷脂酸 磷酸酶
Pi
O CH2O-C-R1
O CHO-C-R2
CH2OH 1，2-甘油二酯
=
=
脂酰CoA 转移酶
R3COCoA CoA
== == ==
O CH2O-C-R1
O CHO-C-R2
O CH2O-C-R3
2、合成酶——去饱和酶 动物： Δ4,5,8,9去饱和酶 植物： Δ9,12,15去饱和酶
营养必需脂肪酸
花生四烯酸还是合成前列腺素、血栓噁烷和白三烯等重要生理活性物质的前体 不饱和脂肪酸也是磷脂的重要组成成分
（四）脂酸合成的调节
1. 代谢物：通过改变原料供应量和乙酰CoA羧化酶活性调节脂肪酸合成
进食糖类而糖代谢加强，ATP、NADPH及乙酰CoA供应增多，异柠檬酸及 柠檬酸堆积，有利于脂酸的合成。
酰 基 载 体 蛋 白 (ACP ， acyl carrier protein)是脂酰基载体，其辅基是4´-磷酸 泛酰氨基乙硫醇，含有泛酸
´
也是CoA-SH的组 成成分
高等动物：7种酶蛋白活性都在一条多肽链上,属多功能酶
酮脂酰合成酶 酰基载体蛋白
三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、软脂酰释放单位
(二) 软脂酸延长在内质网和线粒体内进行
◆脂肪酸合成酶系催化的合成产物是软脂酸 ◆碳链的缩短是通过β-氧化作用 ◆延长是在线粒体和内质网中的两个不同的酶系催化下进行的
①内质网： 丙二酸单酰CoA提供碳源（二碳单位供体），NADPH供氢，反应过程与
软脂酸的合成相似，不同的是CoASH代替ACP作为酰基载体。
动物生物化学课件9 生物氧化
2.3 其它氧化酶
微粒体、过氧化物酶体也是生物氧化 的场所 氧化过程中不伴有偶联磷酸化,不能生 成ATP
2.3.1 过氧化物酶体中的氧化酶类 （一）过氧化氢酶（catalase）
又称触酶，辅基为血红素，催化反应如下：
2H2O2
2H2O + O2
（二）过氧化物酶（perioxidase）
辅基为血红素，催化反应如下：
（1）鱼藤酮、异戊巴比妥、杀粉蝶霉素A （2）抗霉素A（antimycin A)、二巯基丙醇
（3）氰化物、硫化氢、叠氮化物(NaN3)和CO
鱼藤酮 异戊巴比妥 杀粉蝶霉素A
FAD.H2 (Fe-S)
抗霉素A 二巯基丙醇
氰化物 硫化氢 叠氮化 CO
NADH FMN (Fe-S)
Cytb Cytc1 Cytc
1.生物氧化概述
1.2 生物氧化的特点 ﹡生物体活细胞中进行；
﹡温和环境（37℃, 中性）； ﹡在一系列酶、辅因子及中间递体的参与下逐 步进行；
﹡产生的能量一部分以热的形式散失 ,大部分 储存在ATP中，逐步释放。
生物氧化中物质的氧化方式：
脱氢(乳酸 丙酮酸)
失电子(Fe2+
加氧
Fe3+)
生物氧化的一般过程：
FADH呼吸链（琥珀酸呼吸链）的组成
a) 复 合 物 II （ 琥 珀 酸 -Q 脱 氢 酶 ， 含 FAD 、 Fe-S Cytb560）
b) CoQ c) 复合物III（同 NADH 呼吸链）
d) Cytc
e) 复合物IV （同 NADH 呼吸链）
5. 胞液NADH进入线粒体的穿梭机制 A、α-磷酸甘油穿梭作用
c、铁硫蛋白
辅基：铁硫簇（iron-sulfer cluster, Fe-S）
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能量是突然释放的。
进 行 广 泛 的 加 水 脱 氢 反 应 使 物 质能间接获得氧，并增加脱氢 的机会；脱下的氢与氧结合产 生H2O，有机酸脱羧产生CO2。
产生的CO2、H2O由物质 中的碳和氢直接与氧结
合生成。
生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油
蛋白质
葡萄糖
ATP cash NADH FADH2 check
脂肪酸+甘油
乙酰CoA
氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
NH2 N
N
OH OH
生命的能量货币 ------ATP
生命演化的关键一步：
厌氧-----好氧
能量工厂------线粒体
生物氧化的概念
物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主 要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释 放能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。
糖
脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
H+
寡霉素(oligomycin)
可阻止质子从Fo质子通道回流，抑制ATP生成
寡霉素
ATP合酶
电子传递链及氧化 磷酸化系统概貌
ΔμH+ 跨膜 质子电化学 梯度；H+m 内膜基质侧 H+；H+c 内 膜胞液侧H+
思考题：
不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响
生物氧化
Biological Oxidation
氧化磷酸化偶联部位
氧化磷酸化偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ 根据自由能变化和P/O比值 ⊿Gº'=-nF⊿Eº'
酸P/O的比摩值尔:数氧，化即磷所酸能化合中成，A每T消P的耗摩1/尔2m数ol（O或2所一需对磷电 子通过呼吸链传递给氧所生成的ATP分子数）
电子传递链自由能变化
区段
电位变化 (⊿Eº′)
能量
ATP
热能Βιβλιοθήκη 生物氧化与体外氧化之相同点
• 生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电 子，遵循氧化还原反应的一般规律。
• 在体内外氧化时耗氧量、最终产物（CO2，H2O） 和释放能量均相同。
生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
是 在 细 胞 内 温 和 的 环 境 中 （ 体 温，pH接近中性），在一系列 酶促反应逐步进行，能量逐步 释放有利于有利于机体捕获能 量，提高ATP生成的效率。
当H+顺浓度梯度经F0中a亚基和c亚基之间 回流时，γ亚基发生旋转，3个β亚基的构象发生 改变。
ATP合酶的工作机制
影响氧化磷酸化的因素
1. 呼吸链抑制剂 阻断呼吸链中某些部位电子传递。
2. 解偶联剂 使氧化与磷酸化偶联过程脱离。
3. 氧化磷酸化抑制剂 对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。 如：寡霉素
H+ H+ Cyt c
+
+++++ +
++
+
Q
F
Ⅰ
Ⅱ
-
-
Ⅳ
0
- Ⅲ- - -
--
NADH+H+ NAD+
延胡索酸 琥珀酸
H2O 1/2O2+2H+
基质侧
ADP+Pi
-
F1
ATP
H+
ATP合酶
ATP合酶结构模式图
由 亲 水 部 分 F1 （α3β3γδε亚基 ）和疏水部 分 F0（a1b2c9～12亚基）组 成。
王林涛 南京医科大学基础医学院 生物化学与分子生物学系
一.生物氧化概述
ATP
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P
肌酸 磷酸 肌酸
ADP
机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) ~P 电能(生物电) 热能(维持体温)
ATP的生成和利用
N
O
O
O
HO P O P O P O CH2O N OH OH OH
生物氧化
Biological Oxidation
王林涛 南京医科大学生物化学与分子生物学系
氧化磷酸化
* 定义 氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)
是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸 化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。
底 物 水 平 磷 酸 化 (substrate level phosphorylation) 是底物分子内部能量重新分 布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的 过程。
NAD+~CoQ 0.36V
CoQ~Cyt c 0.21V
Cyt aa3~O2 0.53V
自由能变化
能否生成ATP
⊿Gº′=-nF⊿Eº′ (⊿Gº′是否大于30.5KJ)
69.5KJ/mol
能
40.5KJ/mol
能
102.3KJ/mol
能
氧化磷酸化偶联部位
ATP
ATP
ATP
氧化磷酸化的偶联机理
1. 化学偶联学说 2. 构象偶联假说
各种呼吸链抑制剂的阻断位点
抗霉素A 二巯基丙醇
×
× 鱼藤酮 粉蝶霉素A 异戊巴比妥
CO、CN-、 N3-及H2S
×
解偶联剂作用机制
DNP 2,4-二硝基苯酚 H+
缬氨霉素 K+
解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）
热能
H+
胞液侧
Cyt c
解偶联 蛋白
Ⅰ
基质侧
Q
Ⅱ Ⅲ
F
0
Ⅳ
F1
ADP+Pi ATP
3. 化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis)
电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基 质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。 当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。
线粒体膜
线粒体基质
ADP
H2O
ATP
+
e-
Pi
O2
----
++++
H+
H+
化学渗透假说简单示意图
线索与证据：
1.氧化磷酸化的进行需要完整的线粒体内膜。 2.PH计检测出跨线粒体内膜两侧质子梯度的存在。 3.破坏质子梯度的化学试剂能够抑制ATP的合成。 4.发现了ATP合酶。 5.人工建立跨线粒体内膜的质子梯度可以驱动ATP的合成。
化学渗透假说详细示意图
胞液侧 H+