视频

问题：储存在糖类、脂肪中的能量是如何被提取，经由ATP合成酶形成ATP的呢？

●首先，让我们来了解大分子如何被逐步拆解的：

1.在细胞质中，糖类、脂肪等营养物质经过降解作用产生丙酮酸和脂肪酸；

2.这些物质进入线粒体基质,在线粒体基质中丙酮酸和脂肪酸再经过一系列分解代谢形成含有2个碳原子单位的化合物的乙酰辅酶A，乙酰辅酶A是“发电厂”唯一能够利用的“燃料”类型；”，也就是说，不论有机大分子是哪种糖类、哪种脂肪，都要最终转化为乙酰辅酶A，才能进入后续的化学反应，即进入三羧酸循环。

3.三羧酸循环是指由一系列酶促反应的组成的循环系统，该循环的第一步就是由辅酶A与含两个羧酸、4个碳原子单位的草酰乙酸缩合形成含有3个羧酸、6个碳原子单位的柠檬酸，三羧酸循环这一经典名词由此而来，也有人将三羧酸循环称为柠檬酸循环。

4.三羧酸循环虽然包括众多的反应过程，但我们可以大大地把它们简化概括为6个碳原子单位的化合物，依次脱去一个碳原子单位，形成5碳化合物、4碳化合物的过程，依次脱去的两个1碳单位即是我们熟悉的二氧化碳。在这个三羧酸循环体中，不断加入的二碳单位化合物是代谢的中间产物乙酰辅酶A；不断释放的两个1碳单位化合物是二氧化碳，而循环体中始终保持不变的是6、5、4个碳单位的羧酸化合物。所以。三羧酸循环就像一个“粉碎机”，每一个乙酰辅酶A分子进入后，被“粉碎”成两个二氧化碳释放出来。

我们了解了有机大分子如何被一步一步拆解，形成代谢终产物二氧化碳。

伴随有机大分子一步一步拆解形成二氧化碳的同时，还有一种关键的物质释放出来，那就是氢原子，我们都知道氢原子是由一个电子和一个质子组成。

释放的氢原子被NAD分子结合形成还原型NAD（即NADH）和一个质子(少数情况下被FAD结合形成还原型FAD,即FADH₂)。

●那么，NADH或FADH₂的形成又与ATP的形成有什么关系呢？

在线粒体内内膜上，定位着多种由一系列氧化还原酶构成的蛋白复合物，被称为氧化呼吸链或电子传递链：

1.复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传递给泛醌，形成还原型泛醌。

2.复合体Ⅱ作用是将FADH2中的电子传递到泛醌，形成还原型泛醌。

3.复合体Ⅲ作用是将电子从还原型泛醌传递给细胞色素c

4.复合体Ⅳ将电子从细胞色素c传递给氧，接受了电子的氧与线粒体基质中的质子结合，就生成了另一种代谢终产物------水。

所以，由复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ构成了线粒体的主要电子传递链；复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ构成了线粒体的次要电子传递链。

在线粒体内膜上形成ATP的过程被称为氧化磷酸化，以区别于细胞内其他形式的ATP形成过程。线粒体内氧化磷酸化形成的ATP是细胞能量的主要来源，因此，成线粒体为细胞的发电厂。

了解了ATP的“生产”过程，我们不禁会对细胞结构的精巧、生命活动分子机制的奇妙发出由衷的赞叹！

知识拓展：

1.　ATP合成酶