線粒體中的電子傳遞鏈(electron transport chain in mitochondria)和葉綠體(chloroplasts)的區別

細胞呼吸和光合作用是協助生物圈中的生物的兩個極其重要的過程。這兩個過程都涉及電子的運輸，從而產生電子梯度。這導致了質子梯度的形成，在ATP合成酶的幫助下，能量被用於合成ATP。發生在線粒體中的電子傳遞鏈（ETC）被稱為“氧化磷酸化”，因為這個過程利用氧化還原反應產生的化學能。相反，在葉綠體中這一過程被稱為“光磷酸化”，因為它利用光能。這是線粒體和葉綠體中電子傳遞鏈（ETC）的關鍵區別。

什麼是線粒體中的電子傳遞鏈(electron transport chain in mitochondria)？

發生在線粒體內膜上的電子傳遞鏈被稱為氧化磷酸化，在這種作用下，電子通過不同的複合物穿過線粒體的內膜。這就產生了一個質子梯度，導致ATP的合成。它被稱為氧化磷酸化是由於能源：即氧化還原反應，驅動電子傳輸鏈。

電子傳遞鏈由許多不同的蛋白質和有機分子組成，其中包括複合物I、II、III、IV和ATP合成酶複合物。在電子穿過電子傳輸鏈的過程中，它們從較高的能級移動到較低的能級。在這一運動過程中產生的電子梯度產生能量，用於將H+離子從基質泵送到膜間空間。這就產生了質子梯度。進入電子傳遞鏈的電子來自FADH2和NADH。糖酵解和糖酵解的早期階段包括TCA的細胞合成。

線粒體中的電子傳遞鏈(electron transport chain in mitochondria)和葉綠體(chloroplasts)的區別

圖01：線粒體中的電子傳遞鏈

配合物I，II和IV被認為是質子泵。配合物I和II共同將電子傳遞到稱為泛醌的電子載體上，該載體將電子轉移到絡合物III。在電子通過絡合物III的移動過程中，更多的H+離子通過內層膜傳遞到膜間空間。最後一個電子被傳送到另一個被稱為細胞色素複合物的載體中。電子最終被氧氣接受，然後氧氣被用來形成水。質子動力梯度指向最終的複合物，即合成ATP的ATP合酶。

什麼是葉綠體中的電子傳遞鏈(electron transport chain in chloroplasts)？

發生在葉綠體內部的電子傳遞鏈通常被稱為光磷酸化。由於能量來源是陽光，ADP磷酸化為ATP被稱為光磷酸化。在這個過程中，光能被用來產生一個高能施主電子，然後以單向模式流向低能電子受體。電子從施主到受主的運動稱為電子輸運鏈。光磷酸化可以有兩種途徑：循環光磷酸化和非循環光磷酸化。

圖02：葉綠體中的電子輸運鏈

週期性光磷酸化基本上發生在類囊體膜上，在那裡電子流動是由一種叫做光系統I的色素複合體啟動的。當陽光照射到光系統上時，光吸收分子會捕獲光並將其傳遞給光系統中的一個特殊的葉綠素分子。這導致激發並最終釋放出一個高能電子。這種能量以電子梯度的形式從一個電子受體傳遞到下一個電子受體，最後由一個低能電子受體接受。質子在膜上的運動引起了離子的運動。這是用於生產ATP。在這個過程中，ATP合成酶被用作酶。循環光磷酸化不產生氧或NADPH。

在非循環光磷酸化中，兩個光系統參與。最初，水分子被溶解生成2H++1/2O2+2e–。光系統II保存著這兩個電子。光系統中的葉綠素色素以光子的形式吸收光能並將其傳遞給核心分子。兩個電子從被初級電子受體接受的光系統中激發出來。與循環路徑不同，這兩個電子不會返回光系統。光系統中的電子虧損將由另一個水分子的分解提供。來自光系統II的電子將被轉移到光系統I，在那裡會發生類似的過程。電子從一個受體流向下一個受體將產生一個電子梯度，這是一個質子動力，用於合成ATP。

線粒體等(etc in mitochondria)和葉綠體(chloroplasts)的共同點

線粒體和葉綠體都利用ATP合成酶。
在這兩者中，3個ATP分子是由2個質子合成的。

線粒體中的電子傳遞鏈(electron transport chain in mitochondria)和葉綠體(chloroplasts)的區別

線粒體中的ETC與葉綠體中的ETC
發生在線粒體內膜上的電子傳遞鏈被稱為線粒體中的氧化磷酸化或電子傳遞鏈。	發生在葉綠體內部的電子傳遞鏈稱為光磷酸化或葉綠體中的電子傳遞鏈。
磷酸化類型
線粒體ETC發生氧化磷酸化。	葉綠體等發生光磷酸化。
能源
線粒體中ETP的能量來源是氧化還原反應產生的化學能。。	葉綠體中的ETC利用光能。
位置
線粒體中的ETC發生在線粒體的嵴中。	葉綠體中的ETC發生在葉綠體的類囊體膜上。
輔酶
NAD和FAD參與線粒體的ETC。	NADP參與葉綠體的ETC。
質子梯度
在線粒體等電位過程中，質子梯度從膜間空間向基質作用。	在葉綠體等電過程中，質子梯度從類囊體空間作用到葉綠體基質。
最終電子受體
氧是線粒體中ETC的最終電子受體。	循環光合磷酸化中的葉綠素和非循環光磷酸化中的NADPH+是葉綠體中ETC的最終電子受體。

總結 - 線粒體中的電子傳遞鏈(electron transport chain in mitochondria) vs. 葉綠體(chloroplasts)

發生在葉綠體類囊體膜上的電子傳遞鏈被稱為光磷酸化，因為光能被用來驅動這個過程。在線粒體中，電子傳遞鏈被稱為氧化磷酸化，其中來自NADH和FADH2的來自糖酵解和TCA循環的電子通過質子梯度轉化為ATP。這就是線粒體中的ETC與葉綠體中的ETC之間的關鍵區別。這兩個過程都在ATP合成過程中利用ATP合成酶。

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引用

1.“氧化磷酸化|生物學”，可汗學院。這裡有2.Abdollahi，Hamid等。“葉綠體電子傳輸鏈在Erwinia amylovora和寄主細胞相互作用的氧化爆發中的作用”，《光合作用研究》，第124卷，第2期，2015年，第231-242頁。，doi:10.1007/s11120-015-0127-8.3。艾伯茨，布魯斯。能量轉換：線粒體和葉綠體〉，細胞分子生物學。第四版，美國國家醫學圖書館，1970年1月1日。此處提供
2.Abdollahi，Hamid等人。“葉綠體電子傳輸鏈在Erwinia amylovora和寄主細胞相互作用的氧化爆發中的作用”，《光合作用研究》，第124卷，第2期，2015年，第231-242頁。，doi:10.1007/s11120-015-0127-8。