生物通用能源ATP的產生(三化)
氧化磷酸化:經呼吸鏈,在傳遞氫或電子過程中與氧化磷酸化偶聯是產能的主要形式。
光合磷酸化:光合作用生物中則以光合磷酸化產能。
底物水平磷酸化:無氧發酵中以底物水平磷酸化產能等。
2.4.1 底物水平磷酸化
概念:物質在生物氧化過程中,常生成一些含有高能鍵的化合物,而這些化合物可直接偶聯ATP或GTP的合成。底物分子因脫氫、脫水等作用,能量在分子內部重排形成高能磷酸酯鍵,並轉移給ADP形成ATP。
發生:既在發酵過程中,也在呼吸作用過程中
2.4.2 氧化磷酸化
概念:生物氧化過程中形成的NADH和FADH2通過線粒體內膜和細菌質膜上的電子傳遞係統將電子傳給氧或其他氧化型物質,並偶聯著ATP合成。
ATP合成的機製—化學滲透偶聯假說
提出:1961年P.Mitchell 提出。
分布:RC酶原分布於膜上。
序排:組分排序(由Eh低至高)
功能:將底物分子上的質子從膜內傳遞至膜外及傳遞電子。
結果:膜內、外形成質子梯度。
產物:ATP酶參與下,質子由膜外返回至膜內時合成ATP。
ATP合成機製—構象變化偶聯假說
2.4.3 光合磷酸化
本質相同:為自養微生物的一種產能代謝。盡管在最初能源上與異養菌有差異,但它們的
生物氧化在本質上相同。
三個階段:即經脫氫、遞氫和受氫三個階段及期間的氧化磷酸化產能---ATP。
產能類型:自養菌生物氧化產能類型多、途經複雜。
(1)環式光合磷酸化
光合細菌主要通過環式光合磷酸化作用產生ATP
不是利用H2O,而是利用還原態的H2 、 H2S等作為還原CO2的氫供體,進行不產氧的光合作用;
光能激發電子首先從葉綠素躍到一係列電子載體的第一載體上,電子傳遞的過程中造成了質子的跨膜移動,為ATP的合成提供了能量。電子最終返回葉綠素的逆向傳遞產生還原力
2)非環式光合磷酸化
生物:藍細菌、藻類及各種綠色植物。
特點:
a)電子從葉綠素中釋放後不返回葉綠素,而是被整合到NADPH,電子從葉綠素中損失又重新從H2O或其它可氧化的化合物(如H2S)中獲得。單向傳遞,不形成循環;
c)反應中同時產生ATP(II)、還原力NADPH(Ⅰ)和O2。
d) NADPH2中的H來自H2O光解釋放的H+和e
3)嗜鹽菌紫膜的光合作用
一種隻有嗜鹽菌才有的,無葉綠素或細菌葉綠素參與的獨特的光合作用。
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