第二节 氧化磷酸化与ATP的生成(1h)
★一对氢被氧化可以偶联多少 ATP 的生成?
★在呼吸链的哪一步可以偶联 ATP 生成?
★偶联的机制如何?
机体ATP的生成方式有两种:
1.底物水平磷酸化:由于代谢物脱氢或者失水,生成高能化合物,直接将高能化合物中的能量转移给ADP(或GDP)而生成ATP (或GTP)的过程。
2. 氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)(偶联磷酸化):代谢物脱下的氢经过电子传递链传递给氧生成水的氧化过程中,偶联ADP磷酸化生成ATP的过程。是一种间接生成ATP的方式,是机体生成ATP的主要方式。
一、偶联部位和偶联数目
1. P/O比值:代谢物氧化每消耗 1mol 氧原子,所消耗无机磷的mol数。
· NADH 的 P/O 值为 2.5
· FADH2 的 P/O 值为 1.5
根据不同代谢物进入呼吸链的位置及 P/O 值可推断出 3 个偶联部位:复合体 I、III、IV

2.依据电子传递时的能量变化可推断偶联部位:

二、化学渗透假说(偶联机制)
1961 年由英国生物化学家 Peter D. Mitchell 提出:电子传递的能量释放与 ATP 的合成是通过跨线粒体内膜的质子梯度偶联的。
电子传递的自由能,驱动质子(H+)从线粒体基质跨过内膜进入到膜间隙,产生膜内外质子电化学梯度,以此储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。

三、 ATP的合成
ATP合酶(Fo-F1复合体),质子驱动力引起中心轴γ亚基的旋转,进而引发每个αβ亚基对三种构象的改变,是ATP合成与H+回流相统一。


四、ATP是机体能量储存和利用的中心
高能化合物是指标准条件下水解释放出的自由能较多的化合物。 (ΔG0’> 25kJ/mol)
如:ATP、 GTP、 UTP 、CTP、乙酰CoA、PEP、CP (磷酸肌酸)等

重点内容:氧化磷酸化的概念、化学渗透学说要点。
难点内容:氧化磷酸化偶联部位、偶联机制

