生物课件-脂质与碳水化合物

生物课件脂质与碳水化合物欢迎参加本次生物分子课程，我们将深入探讨生命活动中两类至关重要的有机大分子脂质与碳水化合物这些分子不仅是生物体内能量代谢的核心参与者，也是细胞结构的重要组成部分在接下来的课程中，我们将了解它们的化学结构、生物功能、代谢途径以及在健康与疾病中的重要作用通过理解这些基本分子的特性，我们能更好地把握生命活动的本质课程目标了解基本概念掌握结构与功能12掌握脂质和碳水化合物的定义熟悉各类碳水化合物和脂质的、分类以及基本化学性质，理分子结构特点，明确这些结构解它们之间的结构差异和功能特征与其生物学功能之间的关联系，建立对生物大分子的系系，理解结构决定功能的生物统认识学原理理解生物学重要性3认识脂质和碳水化合物在能量代谢、细胞结构和信号传导中的关键作用，了解它们与人体健康的密切关系，为后续学习奠定基础大分子介绍碳水化合物脂质蛋白质核酸作为能量的主要来源，碳水化合脂质不仅是能量的长期储存形式作为生命活动的执行者，蛋白质作为遗传信息的携带者和表达者物在生物体中扮演着燃料的角，还是细胞膜的主要成分某些具有结构支持、生化催化、信号，核酸（DNA和RNA）控制着色同时，一些复杂碳水化合物脂质还作为信号分子参与细胞间传导、物质运输等多种功能，是生物体的遗传特性和蛋白质的合还构成植物细胞壁和动物外骨骼的通讯和调控生物体内最复杂的有机大分子成，是生命连续性的物质基础的重要组成部分碳水化合物概述化学定义能量功能结构支持碳水化合物是含有碳、氢、氧三种元素的作为生物体首选的能量来源，碳水化合物复杂碳水化合物如纤维素构成植物细胞壁有机化合物，大多数具有通式CmH2On通过一系列的代谢反应被分解，释放能量的主要成分，提供结构支持和保护壳多，故称碳的水合物这类分子中的碳原并生成ATP葡萄糖是最主要的能量货币糖形成昆虫外骨骼，透明质酸则是动物结子通常以开链或环状形式存在，其中包含，其氧化分解为生物体提供了大约60%缔组织的重要成分，维持组织弹性和润滑多个羟基-OH，赋予其亲水性的能量需求碳水化合物的分类复杂多糖由成百上千个单糖单元组成1寡糖2含3-10个单糖单元双糖3由两个单糖分子组成单糖4最基本的糖单元碳水化合物按照分子复杂度可分为不同层次单糖作为最基本单元，不能被水解为更简单的糖双糖由两个单糖通过脱水缩合形成寡糖含有3-10个单糖单元，在生物识别中具有重要作用多糖则是由大量单糖单元通过糖苷键连接而成的高分子化合物，通常用于能量储存或提供结构支持单糖葡萄糖果糖最为普遍的单糖，是细胞能量代谢主要存在于水果和蜂蜜中，是自然的主要底物在人体血液中以游离界中最甜的天然糖其独特的酮糖状态存在，通常被称为血糖它结构使其甜度约为葡萄糖的

1.7倍可以呈现和两种异构体，这一特果糖在肝脏中的代谢途径与葡萄αβ性决定了它能形成不同类型的糖苷糖有所不同，过量摄入可能与代谢键综合征有关半乳糖存在于乳制品中，是乳糖水解后的产物之一它与葡萄糖的结构非常相似，仅在C-4位上的羟基朝向不同半乳糖是脑部神经细胞发育的重要物质，也是多种糖蛋白和糖脂的组成成分葡萄糖的结构闭环结构环化过程葡萄糖以六元环（吡喃环）的形式最为稳定开链结构在水溶液中，葡萄糖分子中的C-5羟基会与，在溶液中约99%以这种形式存在α-葡萄葡萄糖的开链形式含有一个醛基-CHO和C-1的醛基发生分子内加成反应，形成六元糖和β-葡萄糖的区别在于C-1上羟基的空间五个羟基-OH，分子式为C6H12O6这环状结构这一过程使C-1上产生新的手性取向，这对糖分子间形成糖苷键的类型有决种结构在水溶液中只占很小比例，但能解释中心，形成α和β两种异构体定性影响葡萄糖的一些化学性质，如还原性单糖的功能能量来源合成前体1通过糖酵解和有氧呼吸产生ATP为其他生物分子提供碳骨架2结构组分细胞识别4构成多糖和复杂糖类的基本单元3参与细胞表面的分子识别过程单糖作为最基本的糖类，在生物体内扮演着多种角色它们不仅是细胞获取能量的主要来源，还为多种生物分子的合成提供碳骨架特别是在神经系统中，葡萄糖几乎是唯一的能量来源，对大脑功能至关重要此外，细胞表面的单糖修饰还参与细胞间的识别与通讯双糖形成原理双糖是由两个单糖分子通过脱水缩合反应形成的在这一过程中，一个单糖的羟基与另一个单糖的羟基之间失去一个水分子，形成糖苷键不同单糖之间可形成多种类型的糖苷键常见双糖蔗糖（由葡萄糖和果糖组成）是我们通常食用的食糖；麦芽糖（由两个葡萄糖组成）在麦芽和发芽的谷物中含量丰富；乳糖（由葡萄糖和半乳糖组成）是哺乳动物乳汁中的主要糖类生物学意义双糖在生物体中往往作为能量运输和储存的形式蔗糖是植物中主要的能量运输形式，而乳糖则是婴儿期的重要能量来源某些双糖如海藻糖还具有保护生物体抵御极端环境的作用蔗糖的结构分子组成自然来源物理特性蔗糖由一个α-D-葡萄糖分子和一个β-D-果蔗糖广泛存在于高等植物中，尤其是甘蔗和蔗糖是白色结晶性粉末，易溶于水，在室温糖分子通过α-1,2-糖苷键连接而成其分子甜菜中含量丰富，因此是工业上提取食用糖下溶解度约为200g/100mL水它的甜度式为C12H22O11，分子量约为342达尔顿的主要来源在植物中，蔗糖作为光合作用被定义为100，常作为其他甜味剂甜度的参这种特殊的连接方式使得蔗糖没有还原性的产物，是能量运输和储存的主要形式考标准加热至约186℃时，蔗糖会熔化并逐渐褐变，形成焦糖多糖结构特点1多糖是由大量单糖通过糖苷键连接形成的高分子化合物，分子量通常达到数万至数百万根据组成单糖的种类可分为同多糖（如淀粉、纤维素、糖原）和杂多糖（如透明质酸、硫酸软骨素）物理性质2不同多糖的物理性质差异很大，这与它们的分子结构密切相关α-糖苷键连接的多糖（如淀粉）往往形成螺旋结构，易于水解；而β-糖苷键连接的多糖（如纤维素）则形成直链结构，更为稳定，不易被消化生物功能3多糖在生物体内主要有两大功能能量储存（淀粉、糖原）和结构支持（纤维素、几丁质）某些特殊多糖还参与细胞识别、免疫反应和血液凝固等重要生物学过程淀粉的结构与功能生物功能淀粉是植物体内最主要的储能物质，特别是在种子、块茎和块根中含量丰富植物在光合作用中产生的葡萄糖，大部分转化为淀粉储存起来，在需要时再水解为葡萄糖提供能量人类和许多动物的饮食中，淀粉是最重要的碳水化合物来源直链淀粉由葡萄糖以α-1,4糖苷键连接形成的线性分子，没有分支这种结构使得直链淀粉可以形成紧密的螺旋，在碘溶液中呈现蓝色直链淀粉占淀粉总量的约20-30%支链淀粉除了α-1,4糖苷键外，每隔24-30个葡萄糖单位还会有一个α-1,6糖苷键，形成分支结构这种结构使得支链淀粉在碘溶液中呈现红紫色支链淀粉占淀粉总量的约70-80%纤维素的结构与功能分子结构物理特性12纤维素是由β-D-葡萄糖通过β-由于多重氢键的存在，纤维素1,4糖苷键连接形成的长链状分分子之间形成紧密的束状排列子这种连接方式使得相邻的，具有极高的机械强度和化学葡萄糖单元旋转180°，形成直稳定性纤维素不溶于水和大线型结构，而不是螺旋形每多数有机溶剂，也不能被人体个葡萄糖单元上的羟基可以与消化酶分解，这与淀粉有很大相邻分子链的羟基形成氢键，不同进一步增强结构稳定性生物功能3纤维素是地球上最丰富的有机物质，占植物细胞壁干重的40-50%它为植物提供结构支持和抗压强度，是木材、棉花等天然材料的主要成分在人类饮食中，纤维素作为膳食纤维，虽不提供能量，但对肠道健康至关重要糖原的结构与功能分子结构物理特性糖原是一种高度分支的葡萄糖聚合由于高度分支的特性，糖原呈现球物，由α-D-葡萄糖通过α-1,4糖苷状结构，具有很大的表面积，这使键形成主链，并通过α-1,6糖苷键得它能够被多个酶分子同时作用，形成分支其分支点密度比支链淀实现快速的合成和降解糖原在碘粉更高，大约每8-12个葡萄糖单元溶液中呈棕红色，其水溶性比淀粉就有一个分支，形成了一种类似树更好，但比简单糖低状的复杂结构生物功能糖原是动物体内最主要的碳水化合物储存形式，主要分布在肝脏（占细胞干重的10%）和骨骼肌（占干重的2%）中肝糖原主要维持血糖稳定，而肌糖原则为肌肉收缩提供能量糖原的快速动员能力使动物能够应对突发的能量需求碳水化合物的生物学意义能量来源结构支持信息传递碳水化合物是大多数生物体的首选能量来源纤维素、几丁质和果胶等结构性多糖，为植细胞表面的糖蛋白和糖脂在细胞识别、免疫一克碳水化合物可以提供约4千卡的能量物、真菌和节肢动物提供机械支持和保护反应和发育过程中起关键作用这些分子上在有氧条件下，一个葡萄糖分子的完全氧这些多糖的特殊结构使它们具有很高的抗张的碳水化合物链如同分子条形码，携带着化可以产生约30-32个ATP分子，效率远高强度和耐久性，适合作为结构材料丰富的生物信息，参与细胞间的相互识别和于其他能量代谢途径信号传导脂质概述脂质是一类不溶于水但可溶于有机溶剂（如醚、氯仿、苯等）的生物分子与碳水化合物不同，脂质不是由单一类型的分子组成的，而是具有相似溶解性质的多种化合物的总称根据结构和功能，脂质可分为三大类简单脂质（如脂肪和蜡）、复合脂质（如磷脂和糖脂）和衍生脂质（如固醇类和维生素D）脂质在生物体内具有能量储存、细胞膜构成和信号传导等多种重要功能脂肪的结构甘油脂肪酸三酰甘油脂肪分子的骨架是甘油（丙三醇），一种脂肪酸是一类具有长碳链和末端羧基的有机脂肪的基本结构是三酰甘油（又称甘油三酯含有三个羟基的简单醇类化合物甘油的分酸自然界中常见的脂肪酸碳链长度通常在或三酰基甘油），由一个甘油分子与三个脂子式为C3H8O3，是一种无色、无味、黏稠14-22个碳原子之间，既有饱和的（如棕榈肪酸分子通过酯键连接而成三个脂肪酸可的液体，具有很强的吸湿性，在生物界广泛酸，16:0），也有不饱和的（如油酸，18:1以相同，也可以不同，这使得脂肪具有极大存在）的结构多样性饱和脂肪酸不饱和脂肪酸vs食品分布饱和脂肪酸主要存在于动物脂肪（如牛油、猪油）和部分植物油（如椰子油、棕榈油）中不饱和脂肪酸则丰富于大多数植物油（如橄榄油、菜籽油）和深海鱼油中膳食中过多的饱和脂肪摄入与心血管疾病风险增加有关，而适量的不饱和脂肪酸则被认为具有保护作用饱和脂肪酸不饱和脂肪酸碳链上的所有碳原子之间都以单键连接，每碳链中含有一个或多个碳-碳双键，减少了可个碳原子（除羧基碳外）都与最大数量的氢以与氢结合的位点双键处的分子结构发生原子结合这种结构使分子能够紧密排列，弯折（顺式构型），阻止了分子间的紧密排形成规则的晶体结构，因此在室温下通常呈列，降低了熔点具有多个双键的称为多不固态例如棕榈酸16:

0、硬脂酸18:0饱和脂肪酸例如油酸18:

1、亚油酸18:2脂肪的功能能量储存保温隔热12脂肪是生物体最高效的能量储皮下脂肪层作为一种天然的隔存形式，每克脂肪可以提供约9热层，帮助维持体温并防止热千卡的能量，是碳水化合物的量流失这对恒温动物特别重两倍多脂肪在体内以脂肪细要，尤其是生活在寒冷环境中胞中的脂滴形式存储，在需要的物种脂肪的热导率仅为水时被分解产生能量一个健康的约1/3，是优良的天然保温材成年人体内的脂肪储备足以维料持基础代谢约1-2个月器官保护3脂肪组织包裹并固定许多重要器官，如心脏（心包脂肪）、肾脏（肾周脂肪）等，起到缓冲和保护作用，防止器官受到外力冲击和损伤此外，脂肪还填充眼窝和骨盆等体腔，支持相关器官的位置和功能磷脂的结构甘油骨架1与三酰甘油相似，磷脂也以甘油分子作为骨架，但只有两个羟基与脂肪酸形成酯键磷酸基团2甘油的第三个羟基与磷酸基团相连，形成磷酸二酯键极性头部磷酸基团再与一个含氮化合物（如胆碱、乙醇胺）相连，形成亲水性3的极性头部磷脂是细胞膜的主要组成成分，其独特的分子结构赋予了它两亲性的特点——既有亲水性的头部，又有疏水性的尾部在水溶液中，磷脂分子会自发排列成双分子层，疏水的脂肪酸尾部相互靠拢，而亲水的头部则朝向水相这种特性是细胞膜形成的分子基础最常见的磷脂包括磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇等，它们在头部极性基团的化学结构上有所差异，从而赋予细胞膜不同区域特定的功能磷脂的功能构成生物膜维持膜流动性参与信号转导磷脂是所有生物膜的基本结构单元，形成连磷脂中不饱和脂肪酸的含量影响膜的流动性某些磷脂（如磷脂酰肌醇）可被特定酶切割续的双分子层，为细胞和细胞器提供物理屏，这对细胞在不同温度下保持功能至关重要，产生的产物如二酰甘油DAG和肌醇三磷障这种结构既分隔了细胞内外环境，又允膜流动性越高，细胞膜中的蛋白质活动也酸IP3作为第二信使，参与细胞内信号转许特定物质的选择性通过，是细胞保持独立越自由，有利于物质运输和信号传导等生理导此外，磷脂酰丝氨酸翻转到细胞膜外侧性和功能性的关键过程是细胞凋亡的标志之一固醇类代表成员胆固醇是动物细胞中最丰富的固醇类，占细胞膜脂质的高达30%植物中则含有β-2谷固醇、豆固醇等植物固醇真菌细胞膜分子特征中主要含有麦角固醇这些结构相似的分子在各自生物体中扮演着类似的角色固醇类脂质具有独特的四环结构（三个六元环和一个五元环），这种刚性骨架1生理作用与柔性脂肪酸链有显著不同除环状结构外，固醇类通常还含有一个羟基和一固醇类除了作为膜组分外，还是许多重要个烃基侧链，分子中没有酯键生物分子的前体，如维生素D、性激素（如睾酮、雌二醇）和肾上腺皮质激素（如3皮质醇）这些激素调控着机体的生长、发育、生殖和代谢等多种关键生理过程胆固醇的功能30%1000mg膜流动性调节日合成量胆固醇在细胞膜中的含量显著影响膜的流动人体内胆固醇的主要来源是肝脏合成，而非性和通透性它的刚性环状结构插入磷脂双饮食摄入正常情况下，肝脏每天可合成约1层中，限制了脂肪酸链的运动，增加了膜的克胆固醇，远超一般人每日从食物中获取的机械强度，并降低了小分子的渗透率量（约300-500毫克）5重要激素前体胆固醇是多种类固醇激素的生物合成前体，包括性激素、肾上腺皮质激素和维生素D这些激素参与调控生殖、应激反应、免疫功能、钙磷代谢等多种生理过程脂质的生物学意义能量储存与供应脂肪是最高效的能量储存形式，每克提供约9千卡能量，是碳水化合物的两倍多脂肪组织中储存的三酰甘油在饥饿状态下被动员，通过β-氧化和柠檬酸循环产生大量ATP，为机体提供持久的能量来源生物膜的构建磷脂、糖脂和固醇类是生物膜的主要成分，决定了膜的流动性、通透性和功能细胞膜不仅是物理屏障，还参与物质运输、细胞识别、信号转导等多种生命活动，是细胞与环境互动的关键界面信号分子与调节因子多种脂质衍生物如前列腺素、白三烯、血栓烷等，作为局部激素参与炎症反应、血管舒缩、血小板聚集等过程类固醇激素则通过调控基因表达，影响机体的生长、发育、代谢和生殖等多种生理功能保护与绝缘功能皮下脂肪层提供机械保护和热隔离，对维持体温和保护内脏至关重要神经细胞周围的髓鞘（主要由鞘磷脂构成）则提供电绝缘，加速神经冲动传导，是神经系统高效运作的基础脂质与健康必需脂肪酸胆固醇与心血管疾病脂肪酸的健康效益ω-3人体无法合成亚油酸（ω-6）和α-亚麻酸血液中的胆固醇主要以脂蛋白形式存在，存在于深海鱼油、亚麻籽油等食物中的ω-（ω-3）等多不饱和脂肪酸，必须从食物其中低密度脂蛋白（LDL，坏胆固醇）3脂肪酸（如DHA和EPA）具有多种健康中获取，故称为必需脂肪酸这些脂肪水平过高与动脉粥样硬化风险增加相关；效益，包括降低炎症反应、改善血脂谱、酸是细胞膜的重要组分，也是合成前列腺而高密度脂蛋白（HDL，好胆固醇）则保护心血管系统以及支持大脑和视网膜的素等信号分子的前体长期缺乏可导致生具有保护作用，能将胆固醇从外周组织运发育与功能适量补充这类脂肪酸有助于长迟缓、皮肤病变和神经系统功能障碍回肝脏饱和脂肪和反式脂肪的摄入会增预防多种慢性疾病加LDL水平碳水化合物的消化口腔阶段1碳水化合物消化始于口腔，唾液中的α-淀粉酶（唾液淀粉酶）开始分解淀粉和糖原中的α-1,4糖苷键，生成麦芽糖、麦芽三糖和α-糊精等小分子咀嚼过程增加了食物的表面积，促进了酶的作用然而，食物在口腔中停留时间短，这一阶段的消化有限胃部阶段2食物进入胃后，胃酸（pH约2）使唾液淀粉酶迅速失活，淀粉的消化暂时中断然而，食物在胃中混合和液化的过程为后续的消化做好了准备胃本身不分泌消化碳水化合物的酶，因此胃内几乎没有碳水化合物消化小肠阶段3大部分碳水化合物消化发生在小肠中，特别是十二指肠和空肠胰腺分泌的胰淀粉酶继续分解多糖小肠刷状缘上的各种酶（如麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶等）将双糖水解为单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖），以便最终被小肠上皮细胞吸收碳水化合物的吸收进入血液循环转运机制单糖从肠上皮细胞基底侧通过GLUT2转运蛋白吸收位置单糖通过两种机制跨越肠上皮细胞葡萄糖和进入毛细血管，然后经门静脉输送到肝脏进行碳水化合物主要以单糖形式在小肠吸收，尤其半乳糖依靠钠-葡萄糖共转运蛋白（SGLT1）进代谢在肝脏中，果糖和半乳糖大部分转化为是在空肠和回肠上段小肠表面的微绒毛大大行主动转运，这一过程需要消耗ATP；而果糖葡萄糖；葡萄糖则部分用于肝脏自身代谢，部增加了吸收面积，约相当于一个网球场大小，则通过促进性扩散，依靠GLUT5转运蛋白沿浓分释放到血液，供应全身组织的能量需求确保了高效的吸收过程纤维素等不能被人体度梯度穿过细胞膜，不需要额外能量消化的多糖则进入大肠，被肠道菌群发酵脂质的消化胆汁的乳化作用脂肪酶的水解作用形成胶束脂质消化的第一步是物理分散由于脂质不胰腺分泌的胰脂肪酶是脂质消化的主要酶，水解产物与胆汁盐形成混合胶束，这是一种溶于水，需要胆汁盐对其进行乳化胆汁盐它在胰蛋白酶和胆盐存在下被激活胰脂肪直径约4-8纳米的聚集体，内部疏水，外部是由肝脏合成并存储在胆囊中的两亲性分子酶主要水解甘油三酯中的1号和3号位置上的亲水胶束可以溶解并运输脂溶性物质（包，它们能将大的脂肪滴分散成微小的脂肪乳酯键，产生2-单酰甘油和游离脂肪酸磷脂括脂肪酸、单酰甘油、胆固醇和脂溶性维生滴，增加表面积，便于脂肪酶的作用则被磷脂酶A2水解，产生溶血磷脂酰胆碱素），使它们能够接近肠上皮细胞表面，准和脂肪酸备被吸收脂质的吸收穿过肠上皮细胞再合成甘油三酯脂肪酸和单酰甘油通过简单扩散和蛋白介1在内质网中，这些分子重新合成为甘油三导转运进入肠上皮细胞2酯淋巴系统运输形成乳糜微粒4乳糜微粒通过外泌作用释放，经淋巴管最甘油三酯与磷脂、胆固醇和载脂蛋白包装3终进入血液循环成乳糜微粒与碳水化合物不同，大多数脂质不是直接进入门静脉，而是通过淋巴系统进入血液循环短链和中链脂肪酸（少于12个碳原子）是例外，它们可以直接进入门静脉血乳糜微粒是直径约80-500纳米的脂蛋白颗粒，其核心富含甘油三酯和胆固醇酯，外层由磷脂、游离胆固醇和载脂蛋白组成糖代谢概述糖酵解柠檬酸循环糖酵解是葡萄糖分解代谢的第一阶又称三羧酸循环或克雷布斯循环，段，发生在细胞质中，不需要氧气发生在线粒体基质中丙酮酸在进参与在这一过程中，一个葡萄糖入线粒体后，被氧化脱羧为乙酰辅分子被转化为两个丙酮酸分子，同酶A，然后进入循环每个循环产生时产生两个ATP和两个NADH这3个NADH、1个FADH₂和1个GTP是所有细胞获取能量的基本途径，，同时释放2个CO₂这是有氧生物也是唯一一种可以在完全无氧条件细胞能量代谢的核心路径下产生ATP的代谢途径电子传递链位于线粒体内膜上，由一系列电子载体组成NADH和FADH₂携带的高能电子通过传递链依次传递，释放的能量用于将质子泵出线粒体内膜，建立质子梯度这一梯度驱动ATP合酶合成ATP，这一过程称为氧化磷酸化，是细胞获取大部分ATP的主要途径糖酵解过程糖酵解是一个由10个酶催化的连续反应过程，将一个六碳糖分子转化为两个三碳化合物整个过程可分为三个阶段投资阶段，需消耗2个ATP；回报阶段，产生4个ATP；净收益是2个ATP和2个NADH这一过程既是有氧呼吸的前奏，也是厌氧发酵的基础在无氧条件下，丙酮酸可以转化为乳酸（乳酸发酵，如在剧烈运动的肌肉中）或乙醇和CO₂（酒精发酵，如在酵母中），这些过程可以再生NAD+，使糖酵解能够持续进行柠檬酸循环丙酮酸脱羧丙酮酸进入线粒体后，通过丙酮酸脱氢酶复合体催化，脱去一个CO₂，产生乙酰基，并与辅酶A结合形成乙酰辅酶A这一不可逆反应是将糖酵解与柠檬酸循环连接起来的关键步骤，也是有氧代谢的重要标志循环反应乙酰辅酶A与草酰乙酸结合，形成柠檬酸，开始了一系列8个循环反应在这些反应中，两个碳原子被氧化为CO₂，产生还原型辅酶（3个NADH和1个FADH₂）和1个GTP（相当于1个ATP）每个循环都重新生成草酰乙酸，可以接受新的乙酰辅酶A能量收获一个葡萄糖分子经糖酵解产生两个乙酰辅酶A，因此需要柠檬酸循环运行两次加上糖酵解产生的2个ATP和2个NADH，一个葡萄糖分子的氧化可以产生总共10个NADH、2个FADH₂和4个ATP（或GTP）这些还原型辅酶在电子传递链中将产生大量ATP电子传递链和氧化磷酸化电子传递链是位于线粒体内膜上的一系列电子载体蛋白复合体（复合体I-IV），包括NADH脱氢酶、细胞色素c还原酶和细胞色素c氧化酶等NADH和FADH₂携带的高能电子依次通过这些复合体，最终传递给氧气，将其还原为水电子传递过程中释放的能量用于将质子从线粒体基质泵入膜间隙，建立质子梯度这种质子动力势驱动ATP合酶（复合体V）催化ADP与无机磷酸结合，合成ATP这一偶联过程称为氧化磷酸化，是有氧生物获取能量的主要途径每个NADH在电子传递链中可产生约

2.5个ATP，每个FADH₂可产生约

1.5个ATP。