氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)和光磷酸化(photophosphorylation)的区别

腺苷三磷酸（ATP）是生物体生存和功能的重要因子。ATP被称为生命的通用能源货币。生物体内ATP的产生有多种方式。氧化磷酸化和光磷酸化是生物系统中产生大部分细胞ATP的两个主要机制。氧化磷酸化在ATP合成过程中利用分子氧，它发生在线粒体膜附近，而光磷酸化利用阳光作为产生ATP的能源，它发生在叶绿体的类囊体膜上。氧化磷酸化和光磷酸化的关键区别在于，在氧化磷酸化过程中，ATP的产生是由电子转移到氧的驱动，而光合磷酸化则是由阳光驱动ATP的产生。

什么是氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)？

氧化磷酸化是在有氧的情况下，利用酶产生ATP的代谢途径。它是有氧生物细胞呼吸的最后阶段。氧化磷酸化主要有两个过程：电子传递链和化学渗透。在电子传递链中，它促进了氧化还原反应，其中涉及许多氧化还原中间产物，以驱动电子从给电子体到电子受体的移动。这些氧化还原反应产生的能量被用来在化学渗透中产生ATP。在真核生物中，氧化磷酸化是在线粒体内膜内的不同蛋白质复合物中进行的。在原核生物中，这些酶存在于细胞的膜间空间。

参与氧化磷酸化的蛋白质彼此相连。在真核生物中，电子传递链中有五种主要的蛋白质复合物。氧化磷酸化最后的电子受体是氧。它接受电子并还原成水。因此，氧应该存在，通过氧化磷酸化产生ATP。

氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)和光磷酸化(photophosphorylation)的区别

图01：氧化磷酸化

电子通过链流动时释放的能量被用于质子在线粒体内膜上的运输。这种势能被引导到最终的蛋白质复合物，即ATP合成酶来产生ATP。ATP的产生发生在ATP合酶复合物中。它催化ADP中磷酸基的加入，促进ATP的形成。利用电子转移过程中释放的能量产生ATP被称为化学渗透。

什么是光磷酸化(photophosphorylation)？

在光合作用中，利用太阳光的能量将ADP磷酸化为ATP的过程称为光磷酸化。在这个过程中，阳光会激活不同的叶绿素分子，产生一个高能的电子供体，并被低能电子受体所接受。因此，光能包括高能电子供体和低能电子受体的产生。由于能量梯度的产生，电子将以循环和非循环的方式从施主移动到受体。电子通过电子传输链运动。

光合磷酸化可分为两类：环状光合磷酸化和非环状光合磷酸化。循环光磷酸化发生在叶绿体的一个特殊位置，即类囊体膜。循环光磷酸化不产生氧和NADPH。这个循环路径启动电子流到称为光系统I的叶绿素色素复合物。从光系统I高能电子被增强。由于电子的不稳定性，它将被处于较低能级的电子受体所接受。一旦启动，电子将从一个电子受体移动到另一个电子受体，同时泵送H+离子穿过薄膜，产生质子动力。这种质子动力导致能量梯度的发展，在这个过程中，利用ATP合成酶从ADP产生ATP。

图02：光磷酸化

在非循环光磷酸化中，它涉及两种叶绿素色素复合物（光系统I和光系统II）。这发生在基质中。在水的光解过程中，分子发生在光系统II中，它保留了最初光系统中光解反应产生的两个电子。光能是由光系统Ⅱ中的一个电子激发而成的，它经过连锁反应，最后转移到光系统II中的核心分子上。电子将以能量梯度从一个电子受体移动到下一个电子受体，最终被氧分子接受。在这个过程中，氧气和NADPH同时产生。

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

这两个过程在生命系统内的能量传递中都很重要。
两者都涉及氧化还原中间产物的利用。
在这两个过程中，质子动力的产生导致氢离子通过膜的转移。
两个过程产生的能量梯度被用来从ADP中产生ATP。
这两个过程都使用ATP合酶来生成ATP。

氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)和光磷酸化(photophosphorylation)的区别

氧化磷酸化与光磷酸化
氧化磷酸化是利用酶和氧产生ATP的过程。这是有氧呼吸的最后阶段。	光合磷酸化是光合作用过程中利用阳光产生ATP的过程。
能源
分子氧和葡萄糖是氧化磷酸化的能量来源。	阳光是光合磷酸化的能量来源。
位置
线粒体发生氧化磷酸化	光合磷酸化发生在叶绿体中
发生
氧化磷酸化发生在细胞呼吸过程中。	光合磷酸化发生在光合作用过程中。
最终电子受体
氧是氧化磷酸化的最终电子受体。	NADP的最终受体是磷酸化。

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

生物体内ATP的产生有多种方式。氧化磷酸化和光磷酸化是产生大部分细胞ATP的两个主要机制。在真核生物中，氧化磷酸化是在线粒体内膜内的不同蛋白质复合物中进行的。它涉及许多氧化还原中间产物来驱动电子从给电子体到电子受体的运动。最后，利用电子转移过程中释放的能量，由ATP合成酶产生ATP。利用太阳光的能量将ADP磷酸化为ATP的过程称为光磷酸化。它发生在光合作用过程中。光磷酸化主要通过两种方式发生：循环光磷酸化和非循环光磷酸化。氧化磷酸化发生在线粒体和光磷酸化发生在叶绿体。这就是氧化磷酸化和光磷酸化的区别。