在有氧条件下，NADH 和 FADH2都是通过由电子载体所组成的电子传递链( electron transportchain)最终被O2氧化。
在电子传递过程中合成 ATP的反应,称为氧化磷酸化( oxidativephosphorylation)。
催化氧化磷酸化反应的酶是ATP合酶(ATP synthase)。ATP合酶就是ATP酶(ATPase),它既催化ATP的水解反应,又催化ATP的合成反应。
电子传递链和ATP合酶都在线粒体膜中。
ATP合酶可能通过化学渗透来合成ATP。
化学渗透假说的要点是认为在发生电子传递时释放出的能量使传递链中的蛋白质复合体将质子由内膜的内侧通过主动转运到达外侧,造成膜两侧的质子浓度梯度,外侧的质子浓度高而内侧的浓度低。这样就造成了一个跨膜的质子浓度梯度，但质子不能自由透过内膜,只有通过ATP合酶的质子通道才能进人膜内。膜两侧的质子梯度就是一种势能,一旦质子经过通道,这种势能就被ATP合酶用于合成ATP。
在有氧条件下,细胞呼吸中每氧化一分子葡萄糖,最多可产生30或32个ATP。
5、发酵作用
乙醇发酵：酵母菌在无氧条件下只能进行糖酵解,糖酵解除产生2ATP外,还将NAD 还原成NADH。但是细胞中NAD 的含量有限,酵母菌必须将NADH再氧化为NADH，才能使糖酵解继续进行下去。酵母菌利用丙酮酸氧化NADH ，这时丙酮酸转变为CO2和乙醇(酒精)。
- 用途：制酒；成熟的大苹果有乙醇的气味；植物只能利用发酵作用维持短时期的生命。
乳酸发酵：发酵产物不是乙醇而是乳酸。乳酸发酵中ATP的产量和糖酵解中一样,所形成的乳酸仍为三碳化合物,和丙酮酸一样。
- 用途：制作酸菜、酸奶、奶酪；人体内也会发生乳酸发酵。
专性厌氧生物：有些微生物只能生活在无氧环境中,氧气对它们是有毒的。
兼性厌氧生物：它们既可利用发酵作用又可通过需氧呼吸获取能量。
6、各种分子的分解和合成
1、光合作用引论
光合作用( photo-synthesis)所利用的原料是空气中的CO,和土壤中的水,能源是太阳光。
光合作用所释放的O2是来源于水。
光合作用是地球上最重要的化学过程,因为它为绝大多数生物——植物、动物、原生生物、真菌和细菌提供食物。
- 所有能够进行光合作用的生物都是自养生物( autotroph)——植物,藻类(光合原生生物)和光合细菌；
- 所有依靠光合作用产物生活的生物都是异养生物( heterotroph)。
不同 | 相同 | |
细胞呼吸 | 细胞呼吸是将糖氧化为CO2； 放能反应 | 氧化还原反应 |
光合作用 | 光合作用将CO2还原为糖，将H2O氧化为O2； 吸能反应；反应更复杂 | |
光反应 | 将光能变成化学能并产生氧气 | |
碳反应 | 主要是卡尔文循环（也需要在光下进行，只是不需要光直接参加，因为只有在光下才有源源不断的NADPH 和ATP的供应。） | |
2、光反应
（1）叶绿素对光的吸收
叶绿素 | 与光合作用有关的只是可见光,因为在叶绿素( chlorophyll)只吸收可见光。 | |
叶绿素a | 吸收可见光中的蓝紫光和红光,不吸收绿光，呈草绿色; | |
叶绿素b | 主要吸收蓝光和橙色光,不吸收绿光，呈黄绿色。 辅助色素：吸收的光传递给叶绿素a | |
类胡萝卜素 | 叶黄素 | 辅助色素；有保护功能,即在强光下吸收并耗散多余的光能,否则光可能破坏叶绿素。 |
色素吸收光的实质是色素分子中的一个电子得到了光子中的能量。这时这个电子从基态进入激发态，色素分子的激发态极不稳定,几乎形成后立即变回为基态。叶绿素分子的激发态寿命至多只有s。当叶绿素分子从激发态回到基态时,其所吸收的光能便以热的形式向周围发散或转变成荧光。
（2）光系统
光系统 | 光系统是由许多种分子组成的,其中有叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素类色素、几种蛋白质分子和光合作用的原初电子受体。 | |
只有一个叶绿素a分子能将激发的电子传递给原初电子受体，使其被还原，然后原初电子受体将电子传递给其他电子载体。 作用中心：一个叶绿素a分子和原初电子受体,以及少数蛋白质分子就是作用中心。 作用中心以外的所有各种色素分子,包括叶绿素a在内,其作用都是将所吸收的光能传递给作用中心的叶绿素a分子。所以这些色素分子统称为天线色素。 光系统中的所有色素分子都是与特定的蛋白质结合的。 | ||
光系统是由3个部分组成的,作用中心、天线色素和几种电子载体。 | ||
光系统Ⅰ | 光系统Ⅰ中的作用中心内的叶绿素a称为P700,因为它与特定的蛋白质结合,其光吸收高峰在700 nm,在红光区内。 | |
光系统Ⅱ | 光系统Ⅱ中的叶绿素a称为P680 ,因为其吸收高峰在680 nm , 680 nm也在红光区,不过稍稍偏向黄橙光。 | |
（3）光合电子传递链
