代谢的能量转换有哪些?
代谢的能量转换有哪些?
氧化磷酸化ATP合成酶的结构。其质子通道和转动轴显示为蓝色,合成酶亚基显示为红色,固定亚基显示为黄色。氧化磷酸化中,通过如柠檬酸循环等代谢途径,电子从被消化吸收的食物分子上转移到氧气上,并将产生的能量以ATP的方式储存起来。在真核生物中,这一过程是由位于线粒体膜上的一系列膜蛋白来完成的,被称为电子传递链。
而在原核生物中,对应的蛋白质则位于细胞内膜上。[这些蛋白质利用从电子还原性分子(如NADH)传递到氧气的反应所产生的能量将质子进行跨膜运输。将质子泵出线粒体的结果就会在线粒体膜的两边产生质子的浓度差,从而在膜的两边形成一个电化学梯度。通过电化学梯度所产生的驱动力使得质子通过线粒体膜上的ATP合成酶重新进入线粒体。
这样的一个质子流会促使ATP合成酶的stalk亚基发生转动,并进一步带动合成酶结构域上的活性位点发生形变并将腺苷二磷酸(ADP)磷酸化,最终产生ATP
来自无机物的能量化能无机营养是一种发现于一些原核生物中的代谢类型,这些原核生物通过氧化无机物来获得能量。
它们能够利用氢气,还原性的含硫化合物(如硫化物、硫化氢和硫代硫酸盐),二价铁化合物[或氨[作为还原能的来源;这些还原性物质氧化过程的电子受体常常为氧气或亚硝酸盐。这些进程对于整体的生物地质化学循环,如乙酸生成作用(acetogenesis)以及硝化和反硝化作用都很重要,并且对土壤的肥沃十分关键。
来自光的能量太阳光中的能量可以被植物、蓝藻、紫细菌、绿菌和一些原生生物所捕获。这一获取光能的进程常常与二氧化碳转化为有机物(即“碳固定”)相偶联,成为光合作用的一部分。光能获取和碳固定系统在原核生物中却能够分开运行的,因为紫细菌和绿菌无论在碳固定或是在有机物酵解之时,都可以利用阳光作为能量来源。
捕获太阳能的过程与氧化磷酸化在本质上是相似的,因为两者都包括了能量以质子浓度梯度形式存在以及这种浓度差所驱动的ATP的合成。[用于驱动电子传递链的电子是来自于被称为光合反应中心的捕光蛋白。根据所含的光合色素类型的不同,可以将反应中心体分为两类:去镁叶绿素-醌型和铁-硫型;大多数的光合细菌只含有一类反应中心体,而植物和蓝藻则含有两类。
此外,光系统是在光合作用中发挥主要作用的蛋白质复合物,包括光系统I和II。在植物中,光系统II可以利用光能从水中获得电子,并释放出氧气。电子随后流入细胞色素b6f复合物,该复合物用能量将质子泵出类囊体(位于叶绿体中)膜。
被泵出的质子又通过膜回到类囊体内,从而驱动ATP的合成(类似于氧化磷酸化中的ATP的合成)。当电子继续流过光系统I时,它们可以被用于还原辅酶NADP+、用于卡尔文循环或回收后用于合成更多的ATP。
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答:人在运动过程中需要大量的能量供给,新陈代谢速度会加快。这样身体内的有机物分解释放大量的能量,其中大部分又转变成热量散失掉。详情>>