证明线粒体的电子传递和氧化磷酸化是由两2个不同的结构...

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1、证明线粒体的电子传递和氧化磷酸化是由两2个不同的结构系统来实现的生物工程学院021班向生光前言三羧酸循环等呼吸代谢过程中脱下的氢被NAD+或FAD所接受。细胞内的辅酶或辅基数量是有限的，它们必须将氢交给其它受体之后，才能再次接受氢。在需氧生物中，氧气便是这些氢的最终受体。这种有机物在生物活细胞中所进行的一系列传递氢和电子的氧化还原过程，称为生物氧化(biologicaloxidation)。生物氧化与非生物氧化的化学本质是相同的，都是脱氢、失去电子或与氧直接化合，并产生能量。然而生物氧化与非生物氧化不同，它是在生活细胞内，在常温、常压、接近中性的pH和

2、有水的环境下，在一系列的酶以及中间传递体的共同作用下逐步地完成的，而且能量是逐步释放的。生物氧化过程中释放的能量可被偶联的磷酸化反应所利用，贮存在高能磷酸化合物（如ATP、GTP等）中，以满足需能生理过程的需要。概念电子传递过程包括包括电子从还原型辅酶通过一系列按照电子亲和力递增顺序排列的电子载体所构成的电子传递到氧的过程。氧化磷酸化作用指的是伴随电子从底物到氧的传递，ADP被磷酸化形成ATP的酶促过程。氧化磷酸化的机理在电子传递过程中所释放出的自由能是怎样转入ATP分子中的，这就是氧化磷酸化作用的机理问题。有多种假说，如化学偶联学说、化学渗透学说和构

3、象学说。不过，目前为大家所公认的、实验证据较充足的是英国生物化学家米切尔的化学渗透学说。经典实验1968年E.Racker等人用超声波将线粒体破碎，线粒体内膜碎可自然卷成颗粒朝外的小膜泡，这种小膜泡称为亚线粒体小泡（submitochondrialvesicle）或亚线粒体颗粒（submitochodrialparticles）。这些亚线粒体小泡具有电子传递和磷酸化的功能。如用胰蛋白酶或尿素处理，则小泡外面的颗粒可解离下来，这样的小泡便只能进行电子传递，而不能使ADP磷酸化生成ATP。如果将这些颗粒重新装配到无颗粒的小泡上时，则小泡又恢复了电子传递和磷

4、酸化相偶联的能力。由此可见，由NADH脱氢酶至细胞色素氧化酶的整个呼吸链的各种组分均存在于线粒体内膜中，而颗粒是氧化磷酸化的偶联因子，位于内膜的基质侧，它是基粒（ATP酶复合物）的组分之一。氧化磷酸化的分子结构基础电子传递链ATP合成酶的分子结构与组成氧化磷酸化作用与电子传递的偶联氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂结论从以上各方面可以得知，线粒体的电子传递是由电子传递链来实现的，而氧化磷酸化也就是ATP的合成是在ATP合成酶中完成的。二者是偶联的却又是相对独立的。从而说明电子传递和氧化磷酸化是由两个不同的结构系统来实现的。THANKYOU!电子传递链所谓呼吸

5、链(respiratorychain)即呼吸电子传递链(electrontransportchain)，是线粒体内膜上由呼吸传递体组成的电子传递总轨道。呼吸链传递体能把代谢物脱下的电子有序地传递给氧，呼吸传递体有两大类：氢传递体与电子传递体。氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD＋、FMN、FAD、UQ等。它们既传递电子，也传递质子；电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白。呼吸链传递体传递电子的顺序是：代谢物→NAD+→FAD→UQ→细胞色素系统→O2。电子传递链的组成复合体I辅酶Q复合体II复合体III细胞色素c复合体IV化学渗透

6、假说1.呼吸传递体不对称地分布在线粒体内膜上呼吸链上的递氢体与电子传递体在线粒体内膜上有着特定的不对称分布，彼此相间排列，定向传递。2.呼吸链的复合体中的递氢体有质子泵的作用它可以将H+从线粒体内膜的内侧泵至外侧。一般来说一对电子从NADH传递到O2时,共泵出6个H+。从FADH2开始,则共泵出4个H+。膜外侧的H+,不能自由通过内膜而返回内侧,这样在电子传递过程中，在内膜两侧建立起质子浓度梯度(△pH)和膜电势差(△E),二者构成跨膜的H+电化学势梯度△μH+，若将△μH+转变为以电势V为单位，则为质子动力。质子的浓度梯度越大，则质子动力就越大，用于

7、合成ATP的能力越强。3.由质子动力推动ATP的合成质子动力使H+流沿着ATP酶（偶联因子）的H+通道进入线粒体基质时，释放的自由能推动ADP和Pi合成ATP（图片）。化学渗透学说已得到充足的实验证据。当把线粒体悬浮在无O2缓冲液中,通入O2时，介质很快酸化，跨膜的H+浓度差可以达到1.5pH单位，电势差达0.5V，内膜的外表面对内表面是正的,并保持相对稳定，证实内膜不允许外侧的H+渗漏回内膜内侧。但当加入化学渗透假说解偶联剂2,4-二硝基苯酚(DNP)时，跨膜的H+浓度差和电势差就不能形成，就会阻止ATP的产生。有人将嗜盐菌的紫膜蛋白和线粒体ATPa

8、se嵌入脂质体,悬浮在含ADP和Pi溶液中，在光照下紫膜蛋白从介质中摄取H+，产生跨膜的H+浓