氧化磷酸化的電子受體可以更換嗎?

時間 2021-05-07 03:12:03

1樓:洪水猛獸

首先題目就有問題,很多生物並不依賴氧氣,甚至對於有些生物來說氧氣劇毒,這個扯得有點遠。題目的意思嚴格來說應該是呼吸鏈的電子最終受體是否可以由氧更改成其他物質,從而使生物擺脫對氧的依賴

單從氧化還原電勢的角度來說,能夠替代氧的物質還真不少。但是生物是由無數複雜系統組成的,首先替代氧的物質就不能被原本運輸氧的迴圈系統運送到全身各處去。即使運到了,也沒有相應酶催化電子從細胞色素轉移過去,即使轉移過去了其產物也無法進行運輸和代謝(氧最後變成了水)。

所以,要讓某種物質替代氧,首先這三關得過。

2樓:夜空中最不亮的星

什麼叫氧化磷酸化的電子受體。。。應該是電子傳遞鏈吧。氧一般是電子傳遞鏈最後的電子受體。

有許多厭氧微生物電子傳遞鏈最後的電子受體就不是氧。

比如反硝化細菌最後電子受體就是硝酸鹽。

3樓:

首先我想為題主理清一下概念。氧化磷酸化又稱電子傳遞鏈磷酸化,是指呼吸鏈的遞氫(或電子)和受氫過程與磷酸化反應相偶聯並產生ATP的作用。遞氫、受氫即氧化過程造成了跨膜的質子梯度差即質子動勢,進而質子動勢再推動ATP酶合成ATP。

氧氣這種電子受體是廣泛存在於自然界中的。但是一些厭氧生境和極端環境(例如河流底泥、土壤厭氧層、海洋沉積物),都是不存在氧氣的氛圍。另外生活在其中的細菌很多都沒進化出好氧呼吸必需的活性氧去除系統。

所以這些細菌也就順理成章地利用起了在其生存環境中易得的電子受體(如鐵錳礦物、硫酸鹽硝酸鹽等)作為電子受體進行了厭氧呼吸(這個只要經過呼吸鏈,就也算氧化磷酸化)。而相應的,厭氧呼吸的呼吸鏈和我們在生物化學教材中學習到的線粒體中的有氧呼吸電子傳遞過程,有相似的地方也由不同的地方,切不可因為學習了生物化學,就認為好氧呼吸是理所當然的事情。

下面給大家舉幾個例子吧~

在微生物異化金屬還原過程中,三價鐵礦物作為電子受體可以被還原成二價鐵。

Nature Reviews Microbiologyvolume4, pages497–508(2006)

而在厭氧甲烷氧化中,也存在著和其他非氧電子受體的耦合。

Naturevolume 440, pages 918–921 (13 April 2006)

另外環境汙染物的微生物還原中也是存在類似過程的,即汙染物充當電子受體。(慚愧了,鄙人的一點微小工作)

Environ. Sci. Technol., 2017, 51 (15), pp 8616–8623

其實電子受體的更換在化學熱力學上只是改變了電化學的乙個還原半反應,總的反應吉布斯自由能小於零,這個過程還是可以自發的。事實上,目前人們對於電子傳遞的研究甚至已經有些脫離了氧化態物質的範疇,通過電化學工作站調節工作電極的電勢,同樣可以維持電活性微生物的生存。

下面就是模式電化學活性細菌——硫還原地桿菌的乙個例子。

當然,熱力學可行只是這個過程的一方面,而含有相應催化的酶系統就是決定動力學上這個過程可否快速發生的影響因素啦~

4樓:Naive

氧化磷酸化傳遞電子與氧氣生成水這是長期生物根據環境和自身需要進化的結果,如果不考慮毒性和生成的產物體內代謝的條件話,理論上可以換,不過由於氧化還原電位的改變,電子呼吸鏈上的脫氫酶也要重組,各個氫離子幫浦也要發生構象的改變。

電子傳遞鏈與氧化磷酸化有什麼關係?

丁丁 1 葡萄糖在細胞內被氧化產生能量 2 這個能量隨著電子傳遞鏈傳遞到乙個幫浦 3 有了能量這個幫浦被啟動了,就把ADP磷酸化變成ATP,這個時候其實能量已經存到了ATP裡 4 ATP想當於體內的能量貨幣,機體需要能量時就可以用ATP5 ATP用完後又變回ADP,回到那個幫浦那裡,等待葡萄糖再次帶...

為何細胞生物活動過程裡存在大量的磷酸化?

磷酸化是一種重要的蛋白質翻譯後修飾方式,一般通過蛋白激酶和蛋白磷酸酶對底物蛋白的特定氨基酸進行調控,在真核生物的生命活動中發揮關鍵作用。蛋白質磷酸化是生物界最普遍,也是最重要的一種蛋白質翻譯後修飾,20世紀50年代以來一直被生物學家看作是一種動態的生物調節過程。在細胞中,大概有1 3的的蛋白質被認為...