氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)和光磷酸化(photophosphorylation)的區別

腺苷三磷酸（ATP）是生物體生存和功能的重要因子。ATP被稱為生命的通用能源貨幣。生物體內ATP的產生有多種方式。氧化磷酸化和光磷酸化是生物系統中產生大部分細胞ATP的兩個主要機制。氧化磷酸化在ATP合成過程中利用分子氧，它發生在線粒體膜附近，而光磷酸化利用陽光作為產生ATP的能源，它發生在葉綠體的類囊體膜上。氧化磷酸化和光磷酸化的關鍵區別在於，在氧化磷酸化過程中，ATP的產生是由電子轉移到氧的驅動，而光合磷酸化則是由陽光驅動ATP的產生。

什麼是氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)？

氧化磷酸化是在有氧的情況下，利用酶產生ATP的代謝途徑。它是有氧生物細胞呼吸的最後階段。氧化磷酸化主要有兩個過程：電子傳遞鏈和化學滲透。在電子傳遞鏈中，它促進了氧化還原反應，其中涉及許多氧化還原中間產物，以驅動電子從給電子體到電子受體的移動。這些氧化還原反應產生的能量被用來在化學滲透中產生ATP。在真核生物中，氧化磷酸化是在線粒體內膜內的不同蛋白質複合物中進行的。在原核生物中，這些酶存在於細胞的膜間空間。

參與氧化磷酸化的蛋白質彼此相連。在真核生物中，電子傳遞鏈中有五種主要的蛋白質複合物。氧化磷酸化最後的電子受體是氧。它接受電子並還原成水。因此，氧應該存在，通過氧化磷酸化產生ATP。

氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)和光磷酸化(photophosphorylation)的區別

圖01：氧化磷酸化

電子通過鏈流動時釋放的能量被用於質子在線粒體內膜上的運輸。這種勢能被引導到最終的蛋白質複合物，即ATP合成酶來產生ATP。ATP的產生髮生在ATP合酶複合物中。它催化ADP中磷酸基的加入，促進ATP的形成。利用電子轉移過程中釋放的能量產生ATP被稱為化學滲透。

什麼是光磷酸化(photophosphorylation)？

在光合作用中，利用太陽光的能量將ADP磷酸化為ATP的過程稱為光磷酸化。在這個過程中，陽光會激活不同的葉綠素分子，產生一個高能的電子供體，並被低能電子受體所接受。因此，光能包括高能電子供體和低能電子受體的產生。由於能量梯度的產生，電子將以循環和非循環的方式從施主移動到受體。電子通過電子傳輸鏈運動。

光合磷酸化可分為兩類：環狀光合磷酸化和非環狀光合磷酸化。循環光磷酸化發生在葉綠體的一個特殊位置，即類囊體膜。循環光磷酸化不產生氧和NADPH。這個循環路徑啟動電子流到稱為光系統I的葉綠素色素複合物。從光系統I高能電子被增強。由於電子的不穩定性，它將被處於較低能級的電子受體所接受。一旦啟動，電子將從一個電子受體移動到另一個電子受體，同時泵送H+離子穿過薄膜，產生質子動力。這種質子動力導致能量梯度的發展，在這個過程中，利用ATP合成酶從ADP產生ATP。

圖02：光磷酸化

在非循環光磷酸化中，它涉及兩種葉綠素色素複合物（光系統I和光系統II）。這發生在基質中。在水的光解過程中，分子發生在光系統II中，它保留了最初光系統中光解反應產生的兩個電子。光能是由光系統Ⅱ中的一個電子激發而成的，它經過連鎖反應，最後轉移到光系統II中的核心分子上。電子將以能量梯度從一個電子受體移動到下一個電子受體，最終被氧分子接受。在這個過程中，氧氣和NADPH同時產生。

氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)和光磷酸化(photophosphorylation)的共同點

這兩個過程在生命系統內的能量傳遞中都很重要。
兩者都涉及氧化還原中間產物的利用。
在這兩個過程中，質子動力的產生導致氫離子通過膜的轉移。
兩個過程產生的能量梯度被用來從ADP中產生ATP。
這兩個過程都使用ATP合酶來生成ATP。

氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)和光磷酸化(photophosphorylation)的區別

氧化磷酸化與光磷酸化
氧化磷酸化是利用酶和氧產生ATP的過程。這是有氧呼吸的最後階段。	光合磷酸化是光合作用過程中利用陽光產生ATP的過程。
能源
分子氧和葡萄糖是氧化磷酸化的能量來源。	陽光是光合磷酸化的能量來源。
位置
線粒體發生氧化磷酸化	光合磷酸化發生在葉綠體中
發生
氧化磷酸化發生在細胞呼吸過程中。	光合磷酸化發生在光合作用過程中。
最終電子受體
氧是氧化磷酸化的最終電子受體。	NADP的最終受體是磷酸化。

總結 - 氧化磷酸化(oxidative phosphorylation) vs. 光磷酸化(photophosphorylation)

生物體內ATP的產生有多種方式。氧化磷酸化和光磷酸化是產生大部分細胞ATP的兩個主要機制。在真核生物中，氧化磷酸化是在線粒體內膜內的不同蛋白質複合物中進行的。它涉及許多氧化還原中間產物來驅動電子從給電子體到電子受體的運動。最後，利用電子轉移過程中釋放的能量，由ATP合成酶產生ATP。利用太陽光的能量將ADP磷酸化為ATP的過程稱為光磷酸化。它發生在光合作用過程中。光磷酸化主要通過兩種方式發生：循環光磷酸化和非循環光磷酸化。氧化磷酸化發生在線粒體和光磷酸化發生在葉綠體。這就是氧化磷酸化和光磷酸化的區別。