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8.12: ATP产量
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8.12: ATP产量

细胞呼吸每个葡萄糖分子产生30-32个ATP分子。虽然大部分ATP来自氧化磷酸化和电子传递链(ETC),但预先获得4个ATP(2个来自糖酵解,2个来自柠檬酸循环)。

ETC嵌入线粒体内膜,由四种主要蛋白复合物和一种ATP合酶组成。NADH和FADH2将电子传递给这些复合物,从而将质子泵入膜间空间。质子的这种分布在整个膜上产生浓度梯度。当质子通过ATP合酶流回线粒体基质时,梯度驱动ATP的产生。

NADH每进入复合物I输入2个电子,复合物I和III各泵送4个质子,复合物IV泵送2个质子,共10个质子。复合物II不参与NADH引发的电子链。然而,FADH2将2个电子传递给复合物II,因此每个FADH2共泵送6个质子;4个质子通过复合物III,2个质子通过复合物IV。

合成1个ATP需要4个质子。由于每个NADH泵入10个质子,1个NADH产生2.5(10/4)ATP。每个FADH2泵送六个质子,因此1个 FADH2产生1.5(6/4)ATP。

细胞呼吸每个葡萄糖分子产生最多10个NADH和2个FADH2 。由于一个NADH产生2.5个ATP,一个FADH2产生1.5个ATP,因此25个ATP+ 3 ATP由氧化磷酸化产生。在氧化磷酸化之前产生四的ATP,每葡萄糖分子产生32 ATP的最大值。

重要的是,糖酵解发生在细胞质中,ETC位于线粒体(真核生物)中。线粒体膜对NADH不具有渗透性,因此糖酵解产生的2个NADH的电子需要穿梭到线粒体中。一旦进入线粒体,电子就可能被传递到NAD+或FAD。根据电子载体的不同,细胞呼吸的总产量为每葡萄糖分子30-32 ATP。


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