Question

化学渗透学说的要点及其实验证据是什么?

Answer 1

化学渗透学说的要点：
(1)线粒体的内膜是完整的封闭系统，对H⁺、OH^-、K⁺和Cl^-等离子都是不通透的。
(2)电子传递过程中，释放的能量将质子由内膜内侧泵到内膜外侧。
(3)内膜两侧形成质子电化学梯度，蕴藏了进行磷酸化的能量。
(4)质子经F₁-F₀复合体回到内膜内侧，推动ADP磷酸化形成ATP。
化学渗透学说的试验根据：
(1)氧化磷酸化重建试验：用超声波处理线粒体，可将线粒体内的嵴打成碎片，有的嵴膜碎片又重新封闭起来形成泡状物，称为亚线粒体泡。这种泡的特点是使原来朝向线粒体基质的膜内侧翻转为朝外侧，即进行了“内翻转外”。这些由内膜重新封闭形成的亚线粒体泡仍保持有氧化磷酸化作用的功能。在囊泡外面可看到F₁球状体。当用尿素或胰蛋白酶处理这些囊泡时，可看到F₁球状体从囊泡上脱下只留下F₀在上面。这种处理过的囊泡还保留有电子传递功能，但失去了合成ATP的功能。当将F₁球状体再加回到只有F₀的囊泡时，氧化磷酸化作用又恢复，这时又看到在囊泡周围有F₁球状体聚集。这一实验证明，线粒体内膜上的酶起电子传递作用，F₁球状体是合成ATP的重要成分，氧化磷酸化需要膜的完整性，电子传递和ATP的合成是通过一定机制相偶联的。
(2)膜透性改变实验：能携带质子穿过线粒体内膜的物质(如2，4-二硝基苯酚)可破坏线粒体内膜对质子的透性壁垒，使质子电化学梯度消失。
(3)电位梯度测算实验：根据测算，膜间隙的pH较内膜低1.4个单位，并且线粒体内膜两侧原有的外内正负跨膜电位升高。