生物氧化與氧化磷酸化課件

第七章生物氧化與氧化磷酸化第一節(jié)生物氧化概述第二節(jié)電子傳遞鏈（呼吸鏈）第三節(jié)氧化磷酸化第一節(jié)生物氧化概述一、生物氧化的概念二、生物氧化的特點三、生化反應的自由能變化四、高能化合物有機物質(zhì)（糖、脂肪和蛋白質(zhì)）在生物細胞內(nèi)進行氧化分解而生成CO2和H2O并釋放出能量的過程稱為生物氧化(biologicaloxidation)。生物氧化通常需要消耗氧，所以又稱為呼吸作用。1、概念一、生物氧化的概念糖、脂肪和蛋白質(zhì)CO2+H2O+能量2、生物氧化主要包括三方面的內(nèi)容：（1）細胞如何在酶的催化下將有機化合物中的C變成CO2。

糖、脂、蛋白質(zhì)等有機物轉(zhuǎn)變成含羧基的中間化合物，然后在酶催化下脫羧而生成CO2。糖、脂肪和蛋白質(zhì)CO2+H2O+能量CH3COSCoA+CO2CH3-C-COOHO丙酮酸脫氫酶系NAD+NADH+H+CoASH

代謝物在脫氫酶催化下脫下的氫由相應的氫載體（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通過一系列遞氫體或遞電子體傳遞給氧而生成H2O

。CH3CH2OHCH3CHONAD+

NADH+H+乙醇脫氫酶1\2O2NAD+電子傳遞鏈

H2O2eO=2H+（2）在酶的作用下細胞怎樣利用分子氧將有機化合物中的H氧化成H2O。

（3）當有機物被氧化成CO2和H2O時，釋放的能量怎樣轉(zhuǎn)化成ATP。底物水平磷酸化氧化磷酸化脂肪葡萄糖、其它單糖三羧酸循環(huán)電子傳遞（氧化）蛋白質(zhì)脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中間產(chǎn)物（如丙酮酸、乙酰CoA等）丙酮酸、乙酰CoA等經(jīng)過三羧酸循環(huán)電子傳遞及磷酸化徹底氧化為CO2、H2O。釋放大量的能量大分子降解成基本結(jié)構(gòu)單位生物氧化的三個階段

釋放的能量轉(zhuǎn)化成ATP被利用轉(zhuǎn)換為光和熱，散失二、生物氧化的特點生物氧化和有機物在體外氧化（燃燒）的實質(zhì)相同，都是脫氫、失電子或與氧結(jié)合，消耗氧氣，都生成CO2和H2O，所釋放的能量也相同。但二者進行的方式和歷程卻不同：生物氧化

體外燃燒溫和條件高溫或高壓、干燥條件（常溫、常壓、中性pH、水溶液）逐步氧化放能，能量利用率高能量爆發(fā)釋放自由能變化（ΔG）:AB

ΔG=GB-

GAΔG是衡量反應自發(fā)性的標準。

ΔG<0，放能，自發(fā)進行

ΔG=0，平衡狀態(tài)

ΔG>0，吸能，非自發(fā)進行三、生化反應的自由能變化自由能（G）:指在一個體系的總能量中，在恒溫恒壓條件下能夠做功的那一部分能量。ΔG隨溫度和物質(zhì)濃度而變化1、生化標準自由能變化(ΔG0’)

指在標準條件下，即溫度為25℃，參加反應的物質(zhì)濃度為1mol/L,若有氣體，則為1個大氣壓，pH為7時，測定的自由能變化。單位為J/mol,KJ/mol

生化標準條件下某一可逆反應的平衡常數(shù)用k

表示。

ΔG0’=-RTlnk

=-2.303RTlgk

標況下，T=298K,R=1.987cal/mol.k=8.314J/mol.k

2、自由能變化與平衡常數(shù)的關(guān)系生化標準氧化還原電位（E0’）：生化標準條件下，發(fā)生氧化還原反應的每一氧還對的電子轉(zhuǎn)移勢能。在氧化還原反應中，電子總是從E0’值較小的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到E0’值較大的物質(zhì)，即從還原劑流向氧化劑。

3、自由能變化與氧化還原電位差的關(guān)系氧還對：氧化還原反應中，參與反應的每一種物質(zhì)都有氧化態(tài)和還原態(tài)，稱為氧還對。

ΔE0’=E0’氧化劑-E0’還原劑

ΔG0’=-nF

ΔE0’

其中n為轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，

F為法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96.496kJ/v.mol=23.063kcal/v.mol

生化標準氧化還原電位差（ΔE0’）：四、高能化合物一般將水解時能夠釋放21kJ/mol（5千卡/mol)及以上自由能（G’<-21kJ/mol）的化合物稱為高能化合物。高能磷酸化合物：水解每摩爾磷酸基能釋放5千卡/mol或以上能量的磷酸化合物在高能化合物分子中，釋放出大量自由能時水解斷裂的活潑共價鍵稱為高能鍵。

1、概念生物氧化過程涉及高能化合物產(chǎn)生磷氧鍵型磷氮鍵型硫酯鍵型甲硫鍵型2、高能化合物的類型據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點及所含高能鍵的特征

1、磷氧鍵型（—O~P)(1)?；姿峄衔镆阴Ａ姿?0.1千卡/摩爾1,3-二磷酸甘油酸11.8千卡/摩爾氨甲酰磷酸?；佘账岚滨；佘账幔?）焦磷酸化合物焦磷酸ATP（三磷酸腺苷）7.3千卡/摩爾（3）烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸14.8千卡/摩爾2、磷氮鍵型磷酸肌酸10.3千卡/摩爾磷酸精氨酸7.7千卡/摩爾磷酸肌酸是易興奮組織（如肌肉、腦、神經(jīng)）唯一的能起暫時儲能作用的物質(zhì)。磷酸精氨酸是無脊椎動物肌肉中的儲能物質(zhì)3、硫酯鍵型3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸?；o酶A4、甲硫鍵型S-腺苷甲硫氨酸在pH=7環(huán)境中，ATP分子中的三個磷酸基團完全解離成帶4個負電荷的離子形式（ATP4-）3、ATP的特點及其特殊作用（1）ATP的分子結(jié)構(gòu)特點與水解自由能的關(guān)系A(chǔ)TP4-不穩(wěn)定，具有較大勢能，加之水解產(chǎn)物穩(wěn)定，因而水解自由能很大（ΔG°′=-30.5千焦/摩爾）。ATP4-+H2OADP3-+Pi2-+H+G＝-30.5kJ?mol-1水解反應b、ATP水解產(chǎn)物具有更大的穩(wěn)定性，其水解產(chǎn)物ADP3-和Pi的某些電子的能量水平遠遠小于ATP。

ATP4-不穩(wěn)定，具有較大勢能，加之水解產(chǎn)物穩(wěn)定，因而水解自由能很大（ΔG°′=-30.5千焦/摩爾）。a、ATP分子結(jié)構(gòu)存在不穩(wěn)定因素：①ATP分子內(nèi)有4個負電荷（ATP4-），產(chǎn)生靜電斥力，促使ATP水解成ADP3-，而減弱斥力。②ATP分子內(nèi)存在相反共振現(xiàn)象。由于在相鄰的兩個磷原子之間夾著一個氧原子，氧原子上存在有未共用電子對，而磷原子因P=O和P-O-間的誘電子效應帶有部分正電荷，于是在兩個相鄰的磷原子之間存在競爭氧原子上的未共用電子的現(xiàn)象，這種作用的結(jié)果會影響ATP分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。ATP4-+H2OADP3-+Pi2-+H+G＝-30.5kJ?MOL-1①ATP是生物體通用的能量貨幣。②ATP是磷酸基團轉(zhuǎn)移反應的中間載體。

（2）ATP在能量轉(zhuǎn)化中的作用ATP是通用的能量貨幣ATP將分解代謝的產(chǎn)能反應和合成代謝的需能反應偶聯(lián)在一起，被生物界普遍用作“能量貨幣”。ATP/ADP循環(huán)是生物體系中能量交換的基本形式。有機物氧化分解產(chǎn)生的能量并不直接用于活細胞的生理活動，而是將ADP磷酸化生成ATP當ATP＋H2O→ADP+Pi時，釋放出的自由能，為生命活動提供能量；即構(gòu)成了ATP/ADP循環(huán)。磷酸基團往往從磷酸基團轉(zhuǎn)移勢能高的物質(zhì)向勢能低的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。磷酸基團轉(zhuǎn)移勢能在數(shù)值上等于其水解反應的ΔG0’。ATP是磷酸基團轉(zhuǎn)移反應的中間載體已糖激酶：Glc+ATP→G-6-P+ADP甘油激酶：甘油+ATP→3-磷酸甘油+ADP

化合物

磷酸基團轉(zhuǎn)移勢能G

（千卡/摩爾）磷酸烯醇式丙酮酸

14.81，3-二磷酸甘油酸

11.8氨甲酰磷酸

12.3磷酸肌酸

10.3乙酰磷酸

10.1磷酸精氨酸

7.7ATP（ATP→ADP+Pi）

7.3ADP（ADP→AMP+Pi）

7.3AMP（AMP→腺苷+Pi）

3.41-磷酸葡萄糖

5.06-磷酸葡萄糖

3.36-磷酸果糖

3.81-磷酸甘油酸

2.2

某些磷酸化合物磷酸基團的轉(zhuǎn)移勢能6

ATP→ADP+Pi）ΔG0’=7.3，

居中故ATP是磷酸基團轉(zhuǎn)移反應的中間載體磷酸基團轉(zhuǎn)移勢能（kcal/mol)24810121416ATPPEP1，3-二P甘油酸6-P葡萄糖3-P甘油丙酮酸激酶：PEP+ADP→丙酮酸+ATP已糖激酶：Glc+ATP→G-6-P+ADP（3）能荷（energycharge)

ATP是生命活動中能量的主要直接供體，因此ATP不斷產(chǎn)生又不斷消耗，處于動態(tài)平衡中:ADP→ATP，ATP→ADP→AMP即細胞內(nèi)存在

ATP、ADP和AMP這三種形式的腺苷酸，細胞所處的能量狀態(tài)可用能荷來表示。能荷指總的腺苷酸庫中所負荷的ATP的比例當細胞內(nèi)所有的腺苷酸全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP時,能荷值為0，當腺苷酸全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP時，能荷值為1。大多數(shù)細胞的能荷處于0.8-0.95之間。[ATP]+1/2[ADP][ATP]+[ADP]+[AMP]能荷=能荷調(diào)節(jié)主要是通過ATP、ADP、AMP作為一些調(diào)節(jié)酶的變構(gòu)效應物而起作用的。

如糖酵解中磷酸果糖激酶的調(diào)控：高濃度的ATP是該酶的變構(gòu)抑制劑，ATP的抑制作用可被AMP解除。能荷調(diào)節(jié)能荷可調(diào)節(jié)代謝，能荷高時，抑制物質(zhì)分解代謝，促進物質(zhì)的合成代謝；能荷低，促進物質(zhì)分解代謝，抑制物質(zhì)的合成代謝。能荷相對速率ATP的利用途徑

ATP的生成途徑能荷對ATP的生成途徑和ATP的利用途徑相對速率的影響第七章生物氧化第一節(jié)生物氧化概述第二節(jié)電子傳遞鏈（呼吸鏈）第三節(jié)氧化磷酸化細胞怎樣利用分子氧將有機化合物中的H氧化成H2O第二節(jié)線粒體電子傳遞鏈一、概念二、電子傳遞鏈的電子傳遞順序三、電子傳遞鏈的各成員四、電子傳遞鏈的電子傳遞抑制劑在生物氧化過程中，代謝物脫下的氫經(jīng)過一系列按一定順序排列的氫傳遞體和電子傳遞體的傳遞，最后交給分子氧并生成水，這個氫和電子的傳遞體系稱為電子傳遞鏈（eclctrontransferchain)

。由于消耗氧，故也叫呼吸鏈。電子傳遞鏈在原核生物存在于質(zhì)膜上，在真核細胞存在于線粒體內(nèi)膜上。一、概念線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴（cristae），擴大了內(nèi)膜的面積。內(nèi)膜表面含有執(zhí)行氧化反應的電子傳遞鏈ATP合成酶線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運蛋白線粒體的結(jié)構(gòu)外膜、膜間隙、內(nèi)膜和基質(zhì)復合體Ⅰ復合體Ⅱ復合體Ⅲ復合體Ⅳ在線粒體內(nèi)膜上主要有兩條電子傳遞鏈電子傳遞鏈由一系列的氫傳遞體和電子傳遞體組成二、電子傳遞鏈的電子傳遞順序?qū)嶒炞C據(jù)之一NADH呼吸鏈電子傳遞過程中自由能變化總反應:NADH+H++1/2O2→NAD++H2O

ΔG°′=-nFΔE°′=-2×96.5×[0.82-(-0.32)]=-220.07千焦·mol-1總反應：FADH2+1/2O2→FAD+H2OΔG°′=-nFΔE°′=-2×96.5×[0.82-(-0.18)]=-193.0千焦·mol-1FADH2呼吸鏈電子傳遞過程中自由能變化復合體Ⅰ復合體Ⅱ復合體Ⅲ復合體Ⅳ三、電子傳遞鏈的各成員復合體Ⅰ是一個大的蛋白質(zhì)復合體,包括以FMN為輔基的黃素蛋白和以鐵硫中心為輔基的鐵硫蛋白1、復合體Ⅰ(NADH-Q還原酶)作用：催化NADH氧化，從中獲得2個高能電子輔酶Q；由輔基FMN和（Fe-S）負責傳遞電子。FMN或FAD通過氧化還原變化傳遞氫。

NADH+H++FMNFMNH2+NAD+鐵硫中心主要以(2Fe-2S)或(4Fe-4S)形式存在鐵硫中心2Fe-2S4Fe-4SCysSSSCys

Fe3+Fe3+

CysSSSCysCysSSSCys

Fe3+Fe2+

CysSSSCys+e--e-鐵硫中心通過Fe3+

Fe2+

變化起傳遞電子的作用，每次傳遞一個電子.

FMNH2

2(Fe-S)

CoQ

2e-2e-M

MH2NAD+NADHFMNFMNH2

2Fe3+

2Fe2+2(Fe-S)

CoQH2

CoQ基質(zhì)2H+

復合體Ⅰ基質(zhì)H+2、輔酶Q（泛醌)脂溶性醌類化合物，分子較小，可在線粒體內(nèi)膜的磷脂雙分子層的疏水區(qū)自由擴散功能基團是苯醌,通過醌/酚的互變傳遞氫電子傳遞鏈中唯一的非蛋白組分。氧化型還原型輔酶Q（泛醌)

FMNH22(Fe-S)CoQ

2e-2e-M

MH2NAD+NADHFMNFMNH2

2Fe3+

2Fe2+2(Fe-S)

CoQH2

CoQH+基質(zhì)2H+

復合體Ⅰ基質(zhì)H+以FAD和Fe-S中心為輔基。3、復合體Ⅱ

（琥珀酸-Q還原酶

or琥珀酸脫氫酶）（2）

FADH2又將電子傳遞給Fe-S中心，最后電子由Fe-S中心傳遞給CoQ。（1）4、復合體Ⅲ

（細胞色素bc1復合體

or細胞色素還原酶）含有兩種細胞色素（b、c1）和一個鐵硫蛋白。關(guān)于細胞色素(下頁)作用：將電子從QH2轉(zhuǎn)移到細胞色素c細胞色素血紅素輔基是以鐵卟啉（血紅素）為輔基的色素蛋白根據(jù)吸收光譜分成a、b、c三類

高等動物線粒體呼吸鏈中主要含有

5種細胞色素a、a3、b、c、c1等細胞色素主要是通過輔基中

Fe3+

Fe2+

的互變傳遞電子。一個細胞色素每次傳遞一個電子。MMH2NAD+NADHFMNFMNH22Fe3+2Fe2+2(Fe-S)CoQH2CoQ2Fe3+2Fe2+2cytb2Fe3+2Fe2+2cytb2Fe3+2Fe2+2(Fe-S)CoQH2CoQ2Fe3+2Fe2+2cytb2Fe3+2Fe2+2Fe3+2Fe2+2cytc12Fe2+2Fe3+2Fe3+2Fe2+2cytaa32(Fe-S)2cytcH2O1/2O2H+2H+H+2H+2cytb→鐵硫中心→2cytc12e-2e-5、細胞色素c在復合體Ⅲ和Ⅳ之間傳遞電子。是一個分子質(zhì)量較小的球形蛋白質(zhì)，它處于線粒體內(nèi)膜外側(cè)，是電子傳遞鏈中唯一的外周蛋白質(zhì)。MMH2NAD+NADH2FMNFMNH22Fe3+2Fe2+2(Fe-S)CoQH2CoQ2Fe3+2Fe2+2cytb2Fe3+2Fe2+2cytb2Fe3+2Fe2+2(Fe-S)CoQH2CoQ2Fe3+2Fe2+2cytb2Fe3+2Fe2+2Fe3+2Fe2+2Cytc12Fe2+2Fe3+2Fe3+2Fe2+2cytaa32(Fe-S)2cytcH2O1/2O2H+2H+2H+2H+細胞色素c6、復合體Ⅳ（細胞色素氧化酶）由cyta和a3組成，催化電子從cytc分子O2形成水復合體Ⅳ還含有2個銅原子（CuA，CuB），銅離子可在+1和+2價之間變化cyt.c→CuA

→Cyta→cyt.a3-CuB→O2(cyt.a3-CuB上有

O2結(jié)合位點)復合體Ⅳ也叫末端氧化酶MMH2NAD+NADH2FMNFMNH22Fe3+2Fe2+2(Fe-S)CoQH2CoQ2Fe3+2Fe2+2cytb2Fe3+2Fe2+2cytb2Fe3+2Fe2+2(Fe-S)CoQH2CoQ2Fe3+2Fe2+2cytb2Fe3+2Fe2+2Fe3+2Fe2+2Cytc12Fe2+2Fe3+2Fe3+2Fe2+2cytaa32(Fe-S)2cytcH2O1/2O2H+2H+H+2H+復合體Ⅳ還原1個氧原子需2個電子，生成1H2O四、呼吸鏈的電子傳遞抑制劑

能夠阻斷呼吸鏈中某部位電子傳遞的物質(zhì)稱為電子傳遞抑制劑。電子傳遞抑制劑的使用是研究呼吸鏈中電子傳遞體順序的有效方法。1、概念2、常用的幾種電子傳遞抑制劑及其作用部位魚藤酮、安密妥、殺蝶素A阻斷電子在復合體內(nèi)Ⅰ的傳遞，即阻斷電子由NADH向CoQ的傳遞抗霉素A阻斷電子從cytb向cytc1的傳遞氰化物、一氧化碳、硫化氫、疊氮化合物能與cytaa3結(jié)合形成復合物，抑制其活力，阻斷電子由cytaa3向分子氧的傳遞第七章生物氧化第一節(jié)生物氧化概述第二節(jié)電子傳遞鏈第三節(jié)氧化磷酸化有機物被氧化成CO2和H2O時，釋放的能量怎樣轉(zhuǎn)化成ATP?第三節(jié)氧化磷酸化

oxidativephosphorylation一、概念二、氧化磷酸化機理三、ATP合成機制四、氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制五、細胞質(zhì)NADH的再氧化一、概念生物體內(nèi)高能磷酸化合物ATP的生成主要有三種方式：

氧化磷酸化底物水平磷酸化光合磷酸化（植物)

在底物氧化過程中形成了某些高能中間代謝物，再通過磷酸基團轉(zhuǎn)移反應生成ATP，即為底物水平磷酸化。1、底物水平磷酸化磷酸甘油酸激酶1，3-二P甘油酸+ADP3-P甘油酸+ATP丙酮酸激酶PEP+ADP丙酮酸+ATPATP琥珀酰CoA合成酶琥珀酰CoA+GDP+Pi琥珀酸+GTP+CoA

TCA循環(huán)中：糖酵解過程中：

是與電子傳遞過程偶聯(lián)的磷酸化過程。即電子從NADH或FADH2經(jīng)電子傳遞鏈傳給O2生成H2O,是逐步釋放能量的過程，所釋放的自由能用于ADP磷酸化生成ATP，這種氧化與磷酸化相偶聯(lián)的作用稱為氧化磷酸化。這是需氧生物合成ATP的主要途徑。真核生物的電子傳遞和氧化磷酸化均在線粒體內(nèi)膜上進行。原核生物則在質(zhì)膜上進行。2、氧化磷酸化化學偶聯(lián)假說構(gòu)象偶聯(lián)假說

化學滲透假說二、氧化磷酸化機理電子傳遞如何促使ADP磷酸化？

電子傳遞過程中將產(chǎn)生一種活潑的高能共價中間物，通過此中間物進一步氧化產(chǎn)生能量來驅(qū)動ATP的合成。

1、化學偶聯(lián)假說（1953）

－chemicalcouplinghypothesis

EdwardSlaterADPATP磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油酸激酶依據(jù)：底物水平磷酸化3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油酸

認為電子傳遞過程中，線粒體內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)組分發(fā)生了構(gòu)象變化，轉(zhuǎn)變成一種高能形態(tài)。這種高能形態(tài)通過將能量轉(zhuǎn)移到ADP合成ATP后，又得以恢復其原來的構(gòu)象。

未找到有力證據(jù)，但ATP合成過程中，存在不同形式的構(gòu)象偶聯(lián)現(xiàn)象。2、構(gòu)象偶聯(lián)假說（1964）

－conformationalcouplinghypothesisPaulBoyer認為電子傳遞釋放的自由能驅(qū)動H+從線粒體基質(zhì)跨過內(nèi)膜進入膜間隙，從而形成跨線粒體內(nèi)膜的H+電化學梯度，這個梯度的電化學電勢驅(qū)動ATP的合成。PeterMitchell3、化學滲透學說（1961）－chemiosmotichypothesisChemiosmoticmodel膜電位梯度(△￠)H＋濃度梯度(△pH);機械破壞內(nèi)膜或解偶聯(lián)劑實驗證據(jù)人工建立膜兩側(cè)質(zhì)子濃度和電位梯度（沒有呼吸底物，沒有電子傳遞，照樣產(chǎn)生ATP)復合體Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ起質(zhì)子泵的作用，利用電子傳遞釋放的大部分能量將H+泵出線粒體內(nèi)膜質(zhì)子轉(zhuǎn)移假說三、ATP合成機制ATP合酶ATP合酶結(jié)構(gòu)示意圖F0F133當膜外的質(zhì)子經(jīng)F0質(zhì)子通道到達F1時便推動ATP的合成。質(zhì)子流如何驅(qū)動AＴP合成？Boyer提出旋轉(zhuǎn)催化假說解釋ATP酶作用機理。Walker獲得F1的晶體結(jié)構(gòu)支持了Boyer的假說?！癘”狀態(tài)：有利于ATP釋放的構(gòu)象

“Ｌ”狀態(tài)：松弛結(jié)合ADP和Pi“Ｔ”狀態(tài)：催化ＡＤＰ→ＡＴＰ，緊密結(jié)合AＴP旋轉(zhuǎn)催化假說有與ADP與Pi結(jié)合的構(gòu)象有與ATP生成的構(gòu)象無核苷酸結(jié)合的開放狀態(tài)“O”狀態(tài)：無核苷酸結(jié)合的開放狀態(tài)“Ｌ”狀態(tài)：松弛結(jié)合ADP和Pi“Ｔ”狀態(tài)：催化ＡＤＰ→ＡＴＰ，緊密結(jié)合AＴP旋轉(zhuǎn)催化假說LTO(PaulBoyer,1980s)X-raycrystallographyThethreebsubunits

ofF1indeedassume

threedifferent conformationsgsubunitJohnWalker,1994p299-302.FluorescencemicroscopyDirectobservationoftherotationofthegsubunitp299-302.NorotationifATPisabsentorinhibitorsofF1-ATPaseispresent!RecordedrotationoftheactinfilamentusingaCCDcamera即每兩個電子經(jīng)呼吸鏈傳給氧的過程中，消耗的磷原子數(shù)與消耗的氧原子數(shù)之比（P/O比）。1940年，（Ochoa

S）通過放射性同位素標記實驗最先測定，NADH呼吸鏈P/O為2-3，F(xiàn)ADH2呼吸鏈P/O為1-2每一對電子通過呼吸鏈傳遞給氧產(chǎn)生的ATP數(shù)？研究顯示：一對電子通過NADH電子傳遞鏈可泵出10個Ｈ＋，通過FADH2呼吸鏈有6個Ｈ＋泵出。每合成1個ATP需要3個Ｈ＋通過ATP合酶，同時，把ATP從線粒體基質(zhì)轉(zhuǎn)運到胞液需要消耗1個Ｈ＋，所以每形成1molATP就需要4個Ｈ＋的流動。因此一對電子通過NADH電子傳遞鏈P/O比2.5

（2.5ATP）；一對電子通過FADH2

P/O比1.5

（1.5ATP）

解偶聯(lián)劑

氧化磷酸化抑制劑離子載體抑制劑四、氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制某些化合物能消除跨膜的質(zhì)子電化學梯度，使ATP不能合成，這種作用稱為解偶聯(lián)作用，這類化合物稱為解偶聯(lián)劑。解偶聯(lián)劑不抑制電子傳遞。

化學解偶聯(lián)劑：2，4-二硝基苯酚解偶聯(lián)蛋白１、解偶聯(lián)劑

－2，4-二硝基苯酚（DNP)NO2NO2O-NO2NO2OHNO2NO2O-NO2NO2OHH+H+線粒體內(nèi)膜內(nèi)外解偶聯(lián)蛋白２、氧化磷酸化抑制劑直接作用于ATP合酶復合體而抑制ATP合成的一類化合物。如寡霉素間接抑制電子傳遞3.離子載體抑制劑是一類脂溶性物質(zhì)，能與H+以外的其他一價陽離子結(jié)合，并作為它們的載體使它們能過穿過膜，消除跨膜的電位梯度。

纈氨霉素（K+）

短桿菌肽（K+

、Na+）五、細胞質(zhì)NADH的再氧化

——線粒體穿梭系統(tǒng)真核細胞胞液中產(chǎn)生的NADH?外膜內(nèi)膜膜間空間胞液基質(zhì)NADH+H+NADH+H+