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==能量转换== ===[[氧化磷酸化]]=== ATP[[合成酶]]的结构。其质子通道和转动轴显示为蓝色,合成酶亚基显示为红色,固定亚基显示为黄色。氧化磷酸化中,通过如柠檬酸循环等代谢途径,电子从被消化吸收的食物分子上转移到氧气上,并将产生的能量以ATP的方式储存起来。在[[真核生物]]中,这一过程是由位于[[线粒体]]膜上的一系列膜蛋白来完成的,被称为电子传递链。而在原核生物中,对应的蛋白质则位于细胞内膜上。[这些蛋白质利用从电子还原性分子(如NADH)传递到氧气的反应所产生的能量将质子进行跨膜运输。将[[质子泵]]出线粒体的结果就会在线粒体膜的两边产生质子的浓度差,从而在膜的两边形成一个[[电化学]]梯度。通过电化学梯度所产生的驱动力使得质子通过线粒体膜上的ATP合成酶重新进入线粒体。这样的一个质子流会促使ATP合成酶的stalk亚基发生转动,并进一步带动合成酶[[结构域]]上的活性[[位点]]发生形变并将[[腺苷二磷酸]](ADP)磷酸化,最终产生ATP ===来自无机物的能量=== 化能[[无机营养]]是一种发现于一些原核生物中的代谢类型,这些原核生物通过氧化无机物来获得能量。它们能够利用氢气,还原性的含硫化合物(如[[硫化物]]、硫化氢和硫代硫酸盐),二价铁化合物[或氨[作为还原能的来源;这些还原性物质氧化过程的[[电子受体]]常常为氧气或亚硝酸盐。这些进程对于整体的生物地质化学循环,如[[乙酸]]生成作用(acetogenesis)以及硝化和反[[硝化作用]]都很重要,并且对土壤的肥沃十分关键。 ===来自光的能量=== 太阳光中的能量可以被植物、蓝藻、紫细菌、绿菌和一些[[原生生物]]所捕获。这一获取光能的进程常常与二氧化碳转化为有机物(即“[[碳固定]]”)相偶联,成为光合作用的一部分。光能获取和碳固定系统在原核生物中却能够分开运行的,因为紫细菌和绿菌无论在碳固定或是在有机物酵解之时,都可以利用阳光作为能量来源。 捕获太阳能的过程与氧化磷酸化在本质上是相似的,因为两者都包括了能量以质子浓度梯度形式存在以及这种浓度差所驱动的ATP的合成。[用于驱动电子传递链的电子是来自于被称为光合反应中心的捕光蛋白。根据所含的光合色素类型的不同,可以将反应[[中心体]]分为两类:去镁[[叶绿素]]-醌型和铁-硫型;大多数的光合细菌只含有一类反应中心体,而植物和蓝藻则含有两类。 此外,光系统是在光合作用中发挥主要作用的[[蛋白质复合物]],包括光系统I和II。在植物中,光系统II可以利用光能从水中获得电子,并释放出氧气。电子随后流入[[细胞色素]]b6f[[复合物]],该复合物用能量将质子泵出[[类囊体]](位于[[叶绿体]]中)膜。被泵出的质子又通过膜回到类囊体内,从而驱动ATP的合成(类似于氧化磷酸化中的ATP的合成)。当电子继续流过光系统I时,它们可以被用于[[还原辅酶]]NADP+、用于卡尔文循环或回收后用于合成更多的ATP。
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