细胞的能量转换
初中生物知识点解析细胞的能量转换

初中生物知识点解析细胞的能量转换细胞是组成生物体的基本单位,它们通过各种生物化学反应来转换和利用能量。
细胞内的能量转换主要涉及到细胞呼吸和光合作用两个过程。
一、细胞呼吸细胞呼吸是细胞内产生能量的过程,它通过将有机物质(如葡萄糖)分解为二氧化碳和水释放出能量。
细胞呼吸可被分为三个阶段:糖解、解压和氧化磷酸化。
1. 糖解阶段:糖类物质在胞质中经过一系列酶催化的反应分解成糖酵解产物。
其中最常见的糖酵解产物是丙酮酸和磷酸甘油酸。
2. 解压阶段:丙酮酸进入线粒体,并在线粒体内发生一系列的反应,最终生成丙酮酸脱羧酶能够利用的物质——辅酶A。
磷酸甘油酸也进入线粒体,分解为乙醛和二磷酸甘油。
3. 氧化磷酸化阶段:辅酶A进入Krebs循环(或称三羧酸循环),在此过程中进一步氧化,生成能够供细胞利用的能量(ATP)、二氧化碳和水。
ATP是细胞内的能量分子,它可以提供给细胞进行各种生物活动。
二、光合作用光合作用是植物细胞中的过程,通过光能转化为化学能。
光合作用主要发生在叶绿体内,包括光能捕获、光化学反应和暗反应三个阶段。
1. 光能捕获:叶绿体内的叶绿素能够吸收太阳光中的能量,光能激发叶绿素中电子的跃迁。
激发后的电子通过电子传递链传递至反应中心。
2. 光化学反应:在反应中心中,激发后的电子与光化学反应中心上的另一个电子结合,形成高能态的电子对。
接着,这对电子进一步传递至光化学反应链中。
3. 暗反应:光合作用的最后一个阶段是暗反应,也被称为Calvin循环。
在暗反应中,二氧化碳利用ATP和NADPH还原,产生出葡萄糖。
综上所述,细胞的能量转换主要涉及到细胞呼吸和光合作用两个过程。
细胞呼吸将有机物质分解为二氧化碳和水,释放出能量,而光合作用则将光能转化为化学能,通过暗反应生成葡萄糖。
这些过程为细胞提供了所需的能量,使细胞能够进行各种生物活动。
细胞的能量转换

细胞的能量转换细胞是所有生物体的基本单位,它们是生命的构建模块。
为了维持生命活动所需的能量,细胞必须进行能量转换。
这种能量转换包括能量的获取、转化和利用,涉及到生物化学过程、酶催化和细胞呼吸等复杂的机制。
能量的获取细胞的能量获取主要依赖于光合作用和化学反应。
在光合作用中,光能被植物细胞中的叶绿素吸收并转化为化学能,主要是以葡萄糖的形式储存起来。
这个过程涉及到光反应和暗反应两个阶段。
光反应发生在叶绿体的内膜上,通过光合色素分子的存在,太阳能被捕获并转化为电子能。
暗反应则发生在叶绿体液体基质中,将光能转化为有机分子,这些分子可以在细胞中进一步合成和分解。
除了光合作用外,细胞还通过化学反应获取能量。
例如,葡萄糖可以通过糖酵解反应转化为乳酸或乙酸等产物,同时释放能量。
此外,氧化磷酸化反应是细胞内能量转换的主要来源。
在这个过程中,葡萄糖和其他有机物被氧化,生成二氧化碳、水和大量的能量。
这些过程为细胞提供了能量,使其能够进行其他生命活动。
能量的转化细胞内能量转换的关键是酶催化和化学反应。
酶是一类具有生物催化活性的蛋白质,它们可以加速化学反应的速率,降低活化能。
细胞内的大部分酶催化反应都是可逆的,可以根据需求来转换能量。
酶催化反应通过底物与酶的结合形成复合物,然后在活化能最低的路径上发生化学反应。
这些反应可以将底物转化为产物,也可以将产物反向转化为底物。
通过调节酶的活性和底物浓度,细胞可以控制能量的转化速率,满足其生理需要。
能量的利用细胞利用能量进行多种生物过程,如维持细胞结构、合成生物大分子、运输物质和细胞分裂等。
这些生物过程依赖于细胞内的能量转化和能量释放。
细胞内能量的利用主要是通过细胞呼吸来实现的。
细胞呼吸分为三个阶段:糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
糖酵解将葡萄糖分解为乳酸或乙酸,并产生少量的ATP。
三羧酸循环将乙酸等有机酸转化为二氧化碳,同时生成较多的ATP和还原剂。
氧化磷酸化则是细胞内能量转化的最终步骤,在线粒体的内膜上进行。
细胞的能量转换与代谢

细胞的能量转换与代谢细胞是构成生物体的基本单位,它们通过能量转换和代谢过程维持着生命的各种活动。
细胞内能量的转换主要通过三种方式实现:细胞呼吸作用、光合作用和发酵作用。
这些过程相互关联,为细胞提供所需的能量和物质。
【引言】细胞是生物体的基本单位,维持着生命的各种活动。
细胞通过能量转换和代谢过程,将化学能转化为其它形式的能量,从而驱动生物体的生命活动。
本文将就细胞的能量转换和代谢过程进行详细阐述。
【主体部分】一、细胞呼吸作用细胞呼吸作用是细胞内最重要的能量转换过程之一,它将有机物(如葡萄糖)分解为二氧化碳和水,释放出大量的能量。
细胞呼吸作用包括三个阶段:糖解、Krebs循环和氧化磷酸化。
在糖解过程中,葡萄糖分解为两分子丙酮酸,生成ATP和还原剂。
接下来,丙酮酸通过Krebs循环进一步氧化,产生ATP和电子载体NADH和FADH2。
最后,通过氧化磷酸化,NADH和FADH2的电子通过呼吸链传递,与氧气结合生成水,释放出大量的能量。
二、光合作用光合作用是细胞内的能量转换过程,它将阳光能转化为化学能,并将二氧化碳和水转化为有机物。
光合作用主要发生在绿色植物的叶绿体中。
光合作用可以分为两个阶段:光反应和暗反应。
在光反应中,光能被光合色素吸收,产生ATP和还原剂NADPH。
在暗反应中,ATP和NADPH被利用,将CO2固定为有机物,并最终生成葡萄糖。
光合作用是地球上大部分生物的能量来源,同时还能产生氧气。
三、发酵作用细胞在无氧条件下(无氧呼吸或缺氧情况下)通过发酵作用进行能量转换。
发酵作用通过部分氧化有机物产生能量,无需氧气。
常见的发酵作用有乳酸发酵和酒精发酵。
乳酸发酵是一种无氧呼吸,葡萄糖通过糖酵解生成乳酸,产生少量的ATP。
酒精发酵是葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳,同样也产生少量的ATP。
四、能量转换与代谢的关系细胞的能量转换与代谢密切相关。
能量转换提供细胞进行代谢所需的能量,而代谢过程则为能量转换提供所需的物质基础。
《高中生物课件:细胞的能量转换》

通过本课件,我们将一起探索细胞的能量转换过程,了解细胞是生命体系的 基本单位,以及不同能量转换途径的原理和应用。
细胞的能量来源和能量转换
光合作用
细胞通过光合作用将太阳 能转化为化学能,进而供 给生物体生命活动。
无氧呼吸
在缺氧条件下,细胞通过 无
动物通过摄食植物或其他动物 来获取能量,维持生命活动。
分解者
分解者以死亡有机物为食,将 有机物分解成无机物,促进循 环。
生物体内的能量守恒与转化
生物体内能量守恒,细胞通过能量转化将一种形式的能量转化为另一种形式, 并在各个层级上维持能量流动和物质循环,实现生命活动。
能量转换在生态系统中的作用
有氧呼吸
在氧气存在的条件下,细 胞通过有氧呼吸进行高效 能量转换。
光合作用的原理及过程
光合作用是指植物细胞中通过叶绿体将太阳能转化为化学能的过程。它包含 光反应和暗反应两个阶段,通过光合色素吸收光能,产生ATP和NADPH,并进 一步合成有机物质。
光合作用的反应方程式
光合作用的反应方程式可表示为:光能 + 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O。
1 维持生态平衡
能量转换维持着生态系统的 稳定,保障生物间的相互依 存和平衡。
2 推动物种演化
能量转换对物种的适应和进 化起到重要推动作用。
3 影响生态链
能量转换的变化会对食物链和群落结构产生影响。
人类能源的利用与供给
人类利用化石燃料和可再生能源等能源供给生产和生活需求,但同时也需要考虑环境保护和可持续发展 的问题。
其他能量转换途径
1
有氧呼吸
《生命活动-细胞》细胞代谢:能量转换

《生命活动-细胞》细胞代谢:能量转换《生命活动细胞》细胞代谢:能量转换在我们这个丰富多彩的生命世界中,细胞是构成生物体的基本单位。
而细胞代谢则是细胞内一系列有序化学反应的总和,它就像是一个精细而复杂的工厂运作系统,维持着生命的正常运转。
其中,能量转换是细胞代谢的核心环节,对于生命活动的进行具有至关重要的意义。
想象一下,我们的身体就像是一座巨大的城市,细胞则是城市中的每一个居民和每一个工作单位。
为了让这座城市正常运转,每个细胞都需要不断地获取和利用能量,就像居民需要吃饭、工作单位需要供电一样。
而细胞进行能量转换的过程,就好比是将原材料加工成有用的产品,并在这个过程中产生动力,推动细胞的各种生命活动。
细胞获取能量的主要来源是食物中的有机物,比如碳水化合物、脂肪和蛋白质。
当这些物质进入细胞后,会经历一系列复杂的化学反应,逐步释放出其中蕴含的能量。
这个过程就像是燃烧燃料,但又比燃烧燃料要精确和有序得多。
在细胞内,有一种被称为“线粒体”的细胞器,它被誉为细胞的“能量工厂”。
线粒体通过一种叫做“有氧呼吸”的过程,将有机物中的化学能有效地转化为细胞可以直接利用的能量形式——三磷酸腺苷(ATP)。
有氧呼吸分为三个阶段:第一阶段在细胞质基质中进行,葡萄糖被分解为丙酮酸,并产生少量的 ATP 和H(还原氢);第二阶段在线粒体基质中进行,丙酮酸和水进一步反应,生成二氧化碳和更多的H,同时也产生少量 ATP;第三阶段则在线粒体内膜上进行,H和氧气结合生成水,同时释放出大量的能量,这些能量促使 ADP(二磷酸腺苷)和磷酸结合形成 ATP。
除了有氧呼吸,细胞在缺氧或无氧的条件下,还可以进行无氧呼吸来获取能量。
无氧呼吸的过程相对简单,但产生的能量较少。
比如,在我们进行剧烈运动时,肌肉细胞会因为氧气供应不足而进行无氧呼吸,产生乳酸,这就是为什么运动后我们会感到肌肉酸痛。
ATP 是细胞内能量的“通用货币”。
它就像是我们日常生活中的现金,可以随时被细胞使用。
细胞的能量转换与物质运输知识点总结

细胞的能量转换与物质运输知识点总结细胞是生物体的基本单位,具备自我复制、自我维持和自我控制的能力。
为了能够正常进行代谢和生物功能的发挥,细胞内需要进行能量转换和物质运输。
本文将对细胞的能量转换和物质运输的知识点进行总结。
一、细胞的能量转换能量是生命活动的物质基础,能量的转换与生物体的生命活动密切相关。
细胞内能量的转换主要通过细胞呼吸和光合作用来完成。
1. 细胞呼吸细胞呼吸是一种有氧代谢过程,通过将有机物质(如葡萄糖)与氧气反应产生能量。
细胞呼吸包括三个阶段:糖解、异酸化和氧化磷酸化。
在糖解过程中,葡萄糖分子被分解成两个分子的丙酮酸,并产生少量的ATP(三磷酸腺苷)。
异酸化过程中,丙酮酸被进一步氧化,生成辅酶NAD+的还原形式NADH,并再次产生一些ATP。
最后,在氧化磷酸化过程中,NADH参与氧化反应,形成丰富的ATP。
2. 光合作用光合作用是一种无氧代谢过程,通过植物叶绿素和其他辅助色素吸收太阳能,将二氧化碳和水转化为有机物质(如葡萄糖)和氧气。
光合作用可以分为光能转换和固定二氧化碳两个阶段。
在光能转换阶段,叶绿素吸收太阳能,将光能转化为化学能,生成ATP和NADPH。
在固定二氧化碳阶段,ATP和NADPH参与到卡尔文循环中,最终产生有机物质。
二、细胞的物质运输细胞内外的物质运输对于细胞内环境的维持和功能发挥至关重要。
细胞的物质运输主要通过细胞膜的渗透、扩散和主动运输等方式进行。
1. 渗透渗透是指溶液通过半透膜扩散到溶液浓度低的一侧,以使两侧溶液浓度趋于均匀的过程。
渗透可以分为渗透和渗透压。
渗透过程中,水分子从纯水或低浓度溶液移动到高浓度溶液,以体现浓度差。
渗透压是溶液浓度对水分子渗透性的描述,高浓度溶液具有较高的渗透压,低浓度溶液则具有较低的渗透压。
2. 扩散扩散是指溶质从浓度高的区域沿着浓度梯度向浓度低的区域传播的过程。
扩散可以是无选择性的,即溶质沿浓度梯度自由传播;也可以是选择性的,即通过特定的载体蛋白进行传输。
细胞的能量转换

细胞的能量转换细胞是生物体内最基本的结构和功能单位,它们以精确的方式进行各种活动,以维持生物体的正常运作。
其中,能量在细胞内的转换起着至关重要的作用。
本文将探讨细胞内能量转换的过程,并介绍与之相关的重要分子和机制。
1. 能量转换的基本过程细胞内能量转换的基本过程是通过细胞呼吸进行的。
细胞呼吸是指细胞利用有机分子(如葡萄糖)和氧气产生能量的过程。
它包括三个主要阶段:糖解、Krebs循环和氧化磷酸化。
1.1 糖解糖解是指有机物分解为更小的分子,并产生能量。
在细胞内,葡萄糖通过糖酵解途径分解为两个分子的丙酮酸,同时产生一定量的ATP (三磷酸腺苷)。
糖解是细胞能量转换的起始阶段。
1.2 Krebs循环Krebs循环是细胞呼吸过程中的关键步骤。
在Krebs循环中,丙酮酸被进一步代谢,产生二氧化碳和电子供体NADH(烟酸腺嘌呤二核苷酸)。
这些释放的电子被转移到细胞色素系统。
1.3 氧化磷酸化氧化磷酸化是细胞呼吸的最后一个阶段。
在这个过程中,NADH和另一个电子供体FADH2(呋喃腺嘌呤二核苷酸)释放的电子通过线粒体内的电子传递链,最终被氧气接受。
这个过程产生的能量用于合成ATP。
2. 重要分子和机制与细胞的能量转换密切相关的分子和机制有许多。
2.1 ATPATP是细胞内主要的能量供应分子。
它是由三个磷酸基团和一个腺嘌呤核苷酸组成。
在细胞内,ATP通过释放磷酸基团的方式提供能量,这个过程称为ATP酶。
2.2 NADH和FADH2NADH和FADH2是电子供体,在细胞呼吸中起着至关重要的作用。
它们可以在糖解和Krebs循环中捕获释放的电子,并将其转移到线粒体内的电子传递链。
2.3 线粒体线粒体是细胞中的能量中心,它以其形状和结构功能特异性而闻名。
线粒体内的电子传递链是细胞中能量转换的关键部分。
通过电子传递链,线粒体将NADH和FADH2提供的电子转移到氧气上,同时释放能量。
3. 能量转换的重要性细胞内能量转换的过程对生物体的正常运作至关重要。
细胞生物学_06细胞的能量转换

⒊氧化磷酸化作用与电子传递的偶联
当电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形
成水时,同时伴有ADP磷酸化形成ATP,这一过
程称为氧化磷酸化。
NADH呼吸链生成ATP的3个部位是:①NADH 至辅酶Q;②细胞色素b至细胞色素c;③细胞色 素aa3至氧之间。但FADH2呼吸链只生成2个ATP 分子。
三、线粒体的功能
线粒体的主要功能是进行氧化磷酸化,合成 ATP,为细胞生命活动提供直接能量。 线粒体是糖、脂肪、和氨基酸最终释能的场所。 糖和脂肪等营养物质在细胞质中经过酵解作用
产生丙酮酸和脂肪酸。这些物质选择性地从细胞质
进入线粒体基质中,经过一系列分解代谢形成乙酰
CoA,即可进入三羧酸循环。
三羧酸循环脱下来的氢经线粒体内膜上的电子 传递链(呼吸链),最后传递给氧,生成水。
其意义:提供了氧化反 应所需的氢离子,通过 递氢体NAD+ 、 FAD将其 传递到呼吸链→氧化磷 酸化 。
-酮戊二酸 NADH2 2 NAD
NADH2
三羧酸循环开始。 总反应式:
2乙酰辅酶A+6NAD++2FAD++2ADP+2Pi+6H2O
4CO2+6NADH+6H++2FADH2+2辅酶A+2ATP
糖酵解
在细胞质中, 脂肪和葡萄糖 降解生成丙酮 酸进入线粒体 基质
三羧酸循环
在线粒体基质中,在丙酮脱氢酶体系作用下,丙酮酸进 一步分解为乙酰辅 酶A,NAD+作为受氢体被还原。 丙酮酸+辅酶A+2NAD+ 2乙酰辅酶A+CO2+2NADH+2H+ 乙酰辅酶A与草酰乙酸结合生成柠檬酸
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图7-11 两条主要的呼吸链(引自Lodish等1999)
Transport of electrons from NADH
Transport of electrons from FADH2
2、ATP合成酶的分子结构与组成
(1)ATP合成酶(ATP synthase)
状如蘑菇,属于F型质子泵。 分为突出于膜外的F1头部和嵌入膜中的F0基部。 F1由5种多肽组成α3β3γδε复合体,具有三个ATP合成的催化位点(每个β亚基具有 一个)。 β亚基有水解酶活性。α和β单位交替排列,状如桔瓣。γ贯穿αβ复合体 (相当于发电机的转子),并与F0接触,ε帮助γ与F0结合。δ与F0的两个b亚基形 成固定αβ复合体的结构(相当于发电机的定子)。
②由复合物II、III、IV组成,催化琥珀酸的脱氢氧化。
对应于每个复合物Ⅰ,大约需要3个复合物Ⅲ,7个复合物Ⅳ,任
何两个复合物之间没有稳定的连接结构,而是由辅酶Q和细胞色素C
这样的可扩散性分子连接。呼吸链组分及ATP合成酶在线粒体内膜上
呈不对称分布,如细胞色素C位于线粒体内膜的C侧(向细胞质的一
侧),而ATP合成酶位于内膜的M侧(向线粒体基质的一侧)。
Mitchell(1961-1980)提出了氧化磷酸化的化学偶联学说。
一、线粒体的形态结构
(一)线粒体的形态、大小、数量与分布
1、线粒体的形态
粒状或杆状。但因生物种类和生理状态而异,可呈环形,哑铃形、线 状、分杈状或其它形状。
直径0.5 ~ 1 μm,长1.5 ~ 3.0 μm,在胰脏外分泌细胞中可长达 10 ~ 20μm,称巨线粒体。
数目一般数百到数千个,植物因有叶绿体的缘故,线粒体数目相对较 少;肝细胞约1700个线粒体,占细胞体积的20%,许多哺乳动物成熟 的红细胞无线粒体。
An TEM image of mitochondrion
Figure 7-3 Mitochondrial plasticity. Rapid changes of shape are observed when a mitochondrion is visualized in a living cell.
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十三章
绪论 细胞基本知识概要 细胞生物学研究方法 细胞质膜与细胞表面 物质跨膜运输与信号传递 细胞质基质与内膜系统 细胞的能量转换 细胞核与染色体 核糖体 细胞骨架 细胞增殖及其调控 细胞分化与基因表达调控 细胞衰老与凋亡
NAD (nicotinamide adenine dinucleotide), & NADP
图7-5 FMN (flavin mononucleotide) 的分子结构
图7-6 FAD ( flavin adenine dinucleotide)的分子结构
③、细胞色素:分子中含有血红素铁,以共价形式与蛋白结 合,通Fe3+、Fe2+形式变化传递电子,呼吸链中有5类, 即:细胞色素a、a3、b、c、c1,其中a、a3含有铜原子。
2、线粒体的分布
通常分布在细胞功能旺盛的区域。可向细胞功能旺盛的区 域迁移,微管是其导轨、马达蛋白提供动力。
Figure 7-4 Relationship between mitochondria and microtubules.
鞭毛轴丝
肌原纤维
Figure 7-5 Localization of mitochondria near sites of high utilization in cardiac(心肌) muscle and a sperm tail.
内膜向线粒体内室褶入形成嵴(cristae),能扩大内膜表面积达5~10倍,
嵴有两种:①板层状、②管状。但多呈板层状。
嵴上覆有基粒。基粒由头部(F1偶联因子)和基部(F0偶联因子)构成, F0嵌入线粒体内膜。
3、膜间隙 (intermembrane space):
是内外膜之间的腔隙,宽约6-8nm。标志酶为腺苷酸激酶。
基质中还含有纤维丝和电子密度很大的致密颗粒状物质,内含Ca2+、
Mg2+、Zn2+等离子
孔蛋白
肽聚糖
二、线粒体的化学组成及酶的定位
◆蛋白质(线粒体干重的65~70%)
◆脂类(线粒体干重的25~30%):
· 磷脂占3/4以上,外膜主要是卵磷脂,
内膜主要是心磷脂。
· 线粒体脂类和蛋白质的比值:
0.3:1(内膜);1:1(外膜)
线粒体主要酶的分布
部位 单胺氧化酶 外膜 NADH-细胞色素c还原酶(对鱼藤酮不敏感) 犬尿酸羟化酶 酰基辅酶A合成酶 细胞色素b,c,c1 ,a,a3 氧化酶 ATP合成酶系 琥珀酸脱氢酶 内膜
β -羟丁酸和β -羟丙酸脱氢酶
酶 的 名 称
部 位
酶 的 名 称 腺苷酸激酶
膜间隙
二磷酸激酶 核苷酸激酶
④、铁硫蛋白:在其分子结构中每个铁原子和 4 个硫原子
结合,通过Fe3+ 、 Fe2+互变进行电子传递,有2Fe-2S 和4Fe-4S两种类型。
⑤、辅酶Q:是脂溶性小分子量醌类化合物,通过氧化和还原 传递电子。有3种氧化还原形式,即:氧化型醌Q,还原型氢 醌(QH2)和介于两者之者的自由基半醌(QH)。
组成:42条肽链,呈L型,含一个FMN和至少6个铁硫蛋白,
分子量约1MD,以二聚体形式存在。
作用:催化NADH的2个电子传递至辅酶Q,同时将4个质子 由线粒体基质(M侧)转移至膜间隙(C侧)。
电子传递的方向为: NADH→FMN→Fe-S→Q 总的反应结果为: NADH + 5H+M + Q→NAD+ + QH2 + 4H+C
②、复合物II:琥珀酸脱氢酶
组成:至少由4条肽链,含有一个FAD,2个铁硫蛋白,一个细 胞色素b。 作用:催化琥珀酸的低能 电子至辅酶Q,但不跨膜转移质子。
电子传递的方向为:琥珀酸→FAD→Fe-S→Q。
反应结果为:琥珀酸+Q→延胡索酸+QH2
③、复合物III:细胞色素c还原酶。
1900年L. Michaelis用Janus Gree
Green(1948)证实线粒体含所有三羧酸循环的酶。
Kennedy和Lehninger(1949)发现脂肪酸氧化为CO2的过程是在线粒体
内完成的。 Hatefi等(1976)纯化了呼吸链四个独立的复合体。
组成:至少11条不同肽链,以二聚体形式存在,每个单体包含两个细 胞色素b( b566 、 b562)、一个铁硫蛋白和一个细胞色素c1 。 作用:催化电子从辅酶Q传给细胞色素c,每转移一对电子,同时将4 个质子由线粒体基质泵至膜间隙。 2还原态cyt c1 + QH2 + 2 H+M→2氧化态cyt c1 + Q+ 4H+C “Q循环”:复合物Ⅲ的电子传递比较复杂,和其有关。辅酶Q能在膜 中自由扩散,在内膜C侧,还原型辅酶Q(氢醌) 将一个电子交给FeS→细胞色素c1→细胞色素c,被氧化为半醌,并将一个质子释放到膜 间隙,半醌将电子交给细胞色素b566→b562,释放另外一个质子到膜 间隙。细胞色素b566得到的电子为循环电子,传递路线为:半醌 →b566→b562→辅酶Q。在内膜M侧,辅酶Q可被复合体Ⅰ(复合体 Ⅱ)或细胞色素b562还原为氢醌。一对电子由辅酶Q到复合物Ⅲ的电 子传递过程中,共有四个质子被转移到膜间隙,其中两个质子是辅酶 Q转移的。
(2)呼吸链的复合物
呼吸链组分按氧化还原电位由 低向高的方向排列。
利用脱氧胆酸(deoxycholate,
一种离子型去污剂)线粒体内
膜、分离出呼吸链的4种复合 物。辅酶Q和细胞色素C不属
于任何一种复合物。辅酶Q溶
于内膜、细胞色素C位于线粒 体内膜的C侧,属于膜的外周 蛋白。
①、复合物I:NADH脱氢酶。
(一)氧化磷酸化的分子基础
动物细胞中80%的ATP来源于线粒体,糖、脂肪和氨基酸彻 底氧化,电子经过一系列的传递,传至氧分子,逐级释放 能量,合成ATP。 氧化磷酸化过程实际上是能量转换过程,即有机分子中储 藏的能量高能电子质子动力势ATP 氧化 ( 电子传递,消耗氧 ) 与磷酸化 (ADP+Pi) 是同时进行, 密切偶连在一起的,但却由两个不同的结构体系执行
(二)线粒体的超微结构
粒体由内外两层膜封闭,包括外膜、内膜、膜间隙和基质四个 功能区隔。
Schematic view of mitochondrion
A、B扫描电镜照片: 示线粒体内部结构
1、外膜 (out membrane)
含40%的脂类和60%的蛋白,具有porin构成的亲水通道,允许分子量5KD 以下的分子通过,1KD以下的分子可自由通过。标志酶为单胺氧化酶。
A. Molecular basis of oxidation: Electron-transport chain
(3) 在电子传递过程中,有几点需要说明
◆四种类型电子载体:黄素蛋白、细胞色素(血红素基团Fe)、Fe-S中心、
辅酶Q。前三种与蛋白质结合,辅酶Q为脂溶性醌。
◆电子传递起始于 NADH 脱氢酶催化 NADH 氧化,形成高能电子 ( 能量转 化), 终止于O2形成水。
2、内膜 (inner membrane)
含100种以上的多肽,蛋白质和脂类的比例高于3:1。心磷脂含量高达20%、 缺乏胆固醇,类似于细菌质膜。
通透性很低,仅允许不带电荷的小分子物质通过。大分子和离子通过内膜