【正确答案】化学渗透学说是由英国化学家P.Mitchell于1961年提出来的,他认为:
(1)呼吸链中递氢体和递电子体是间隔交替排列的,并且在内膜中都有特定的位置,它们催化的反应是定向的。
(2)当递氢体从内膜内侧接受从底物传来的氢后,可将其中的电子传给其后的电子传递体,而将两个质子泵到内膜外侧,即递氢体具有“氢泵”的作用。
(3)因H+不能自由回到内膜内侧,致使内膜外侧的H+浓度高于内侧,造成H+浓度差跨膜梯度。此H+浓度差使膜外侧的pH较内侧低1.0单位左右,从而使原有的外正内负的跨膜电位增高。这个电位差中包含着电子传递过程中所释放的能量。
(4)线粒体内膜中有传递能量的中间物X-和IO-存在(X和I为假定的偶联因子),二者能与被泵出的H+结合成酸式中间物XH及IOH,进而脱水生成X~I,其结合键中含有来自H+浓度差的能量,其反应位于与内膜外侧相接触的三分子的基底部。
这个学说之所以能得到公认是因为许多实验结果与学说的论点相符合。首先现在已经发现氧化磷酸化作用确实需要线粒体膜保持完整状态;线粒体内膜对H+没有通透性;已经证明电子传递链确能将H+排到内膜外,而且ATP的形成又伴随着H+向膜内的转移运动。其次,解偶联剂如2,4-二硝基苯酚能使H+通过线粒体内膜,并使由电子传递产生的质子梯度破坏,因而使ATP的形成受到抑制。第三,寡霉素既抑制三分子头部的ATP合成酶,又抑制三分子柄部高能中间物的传递,从而抑制ATP的合成。最后,人工造成的内膜外翻的亚线粒体膜泡,当电子传递到氧时,这种内膜外翻的膜泡是从外部介质中吸取H+,而完整的未翻转的线粒体却是将H+注入到外部介质中去,这表明线粒体膜确实对H+的转移具有方向性。
【答案解析】