结构推理 磷氧比、每对电子转运质子数之比(H+/2e-)、形成一分子ATP所需质子数的比例、将ATP转运到细胞溶胶所需质子数之比,它们之间是否有相关性?
【正确答案】(1)磷氧比指当一对电子通过呼吸链传递至O2所产生的ATP分子数,由于生物体具有两种呼吸链,因此磷氧比有所区别。通常电子通过NADH呼吸链的磷氧比为2.5,通过FADH2呼吸链的磷氧比为1.5。
   (2)每对电子通过NADH呼吸链,基质内有10个质子泵出,通过FADH2呼吸链,基质内有6个质子泵出。由此形成线粒体内膜两侧的质子浓度梯度。这个质子浓度梯度蕴含的能量最终能够推动ATP的生成。
   (3)线粒体内膜外侧每3个质子通过ATP合酶形成一分子ATP。细胞若想利用,必须将线粒体内部的ATP转运到线粒体外,而外部ADP和Pi作为形成ATP的原料必须转运入线粒体。该转运过程相当于1个质子从线粒体外部进入到线粒体基质。因此,形成一分子可利用的ATP所需质子数为4个。
   (4)相关性:从上述分析可得到,当电子通过NADH呼吸链时,基质内10个质子泵出形成质子浓度梯度,蕴含着产生ATP的能量,而产生1分子ATP需要4个质子从线粒体外重新回到线粒体基质内,由此可知电子通过。NADH呼吸链会产生10/4=2.5个ATP。同理,电子通过FADH2呼吸链时,由于基质内只有6个质子泵出形成质子浓度梯度,因此只能产生6/4=1.5个ATP。2.5和105正是前面我们指出的两条呼吸链的磷氧比。
【答案解析】