氧化磷酸化是一個生物化學過程，具體是指在生物氧化過程中伴隨著ATP(腺苷三磷酸)生成的一種反應，即物質在體內氧化時釋放的能量通過呼吸鏈(電子傳遞鏈)供給ADP(二磷酸腺苷)與無機磷酸合成ATP的偶聯反應。這一過程也可以理解為有機物(包括糖、脂、氨基酸等)在分解過程中的氧化步驟所釋放的能量驅動ATP合成的過程。

發生場所與機制

發生場所：在真核細胞中，氧化磷酸化主要發生在線粒體內膜上;在原核生物中，則發生在細胞質中。

參與體系：參與氧化及磷酸化的體系以復合體的形式分布在線粒體的內膜上，這些復合體構成呼吸鏈(也稱電子傳遞鏈)。呼吸鏈中的復合體一般包括NADH-Q還原酶(復合體Ⅰ)、琥珀酸脫氫酶(復合體Ⅱ)、Cytochrome C氧化還原酶(復合體Ⅲ)和Cytochrome C氧化酶(復合體Ⅳ)等。

反應機制：有機物在分解過程中釋放的能量，驅動電子從NADH或FADH2等還原型輔酶傳遞到氧氣，形成水和ATP。電子在傳遞過程中會經過一系列的酶(復合體)，每步只釋放少量的能量。這些能量被用來驅動ADP與無機磷酸合成ATP。同時，質子被泵入線粒體內膜空間，產生跨膜質子梯度，這一梯度蘊含的能量最終也被用來驅動ATP的合成。

生理意義

1.ATP生成：氧化磷酸化是生物體內ATP生成的主要途徑，為細胞提供能量支持各種生命活動。

2.物質代謝與能量平衡：這一過程不僅為細胞提供了能量來源，還參與了細胞的物質代謝和能量平衡調節。

3.細胞呼吸作用：氧化磷酸化與細胞的呼吸作用直接相關，是維持細胞生命活動的基礎和核心過程之一。

相關指標介紹：

Na+K+-ATP酶活性檢測

Na+K+-ATP酶廣泛分布于植物、動物、微生物和細胞中，可催化ATP水解生成ADP和無機磷。通過測定無機磷的量可以確定ATP酶活性。檢測過程中通常需要使用可見分光光度計等儀器，并遵循一定的操作步驟和條件，如樣本處理、試劑添加、反應時間控制等，以確保檢測結果的準確性。

Ca++Mg++-ATP酶活性檢測

Ca++Mg++-ATP酶(Ca++Mg++-ATPase)在細胞生理活動中扮演著關鍵角色，它存在于組織細胞及細胞器膜上，能夠催化質膜內側的ATP水解，這一過程中釋放出能量，用于驅動細胞內的鈣離子進行主動轉運。通過測定無機磷的量也可以確定ATP酶的活性高低。生化法是一種高效、精準的檢測Ca++Mg++-ATP酶活性的方法。

ATP含量檢測

基于ATP腺嘌呤的堿基上存在共軛雙鍵，該雙鍵在340nm的波長下具有強的吸收峰的原理，也可以用來測定ATP的含量。

線粒體呼吸鏈復合體活性檢測

線粒體呼吸鏈復合體檢測對于生物體內能量代謝和抗氧化過程的研究具有重要意義，目前的主要檢測方法包括酶促還原法、非酶促還原法、電化學法和光譜分析法等。以下是針對各個復合體的具體檢測方法：

復合體Ⅰ活性檢測：基于線粒體呼吸鏈復合體Ⅰ能夠催化NADH脫氫生成NAD+，通過直接讀取340nm下NADH的氧化速率可以計算出該酶活性的大小。

復合體Ⅱ活性檢測：復合體Ⅱ的催化產物還原型輔酶Q可進一步還原2,6-二氯吲哚酚(DCIP)，DCIP在605nm有特征吸收峰。通過檢測DCIP的減少速率可以計算復合體Ⅱ的活性。另外，也可以通過測量琥珀酸氧化過程中DCIP的還原速率來進行。

復合體Ⅲ活性檢測：線粒體呼吸鏈復合體Ⅲ把還原型CoQ的氫傳遞給Cytochrome C，生成還原型Cytochrome C。與氧化型Cytochrome C不同，還原型Cytochrome C在550nm有特征光吸收。因此，550nm光吸收增加速率能夠反映線粒體呼吸鏈Ⅲ酶活性。

復合體Ⅳ活性檢測：還原型Cytochrome C在550nm有特征光吸收，線粒體呼吸鏈復合體Ⅳ可以催化還原型Cytochrome C生成氧化型Cytochrome C。因此，550nm光吸收下降速率能夠反映線粒體呼吸鏈復合體Ⅳ酶活性。

復合體Ⅴ活性檢測：復合體Ⅴ是線粒體氧化磷酸化和葉綠體光合磷酸化合成ATP的關鍵酶，可以水解ATP產生ADP和Pi。通過測定Pi增加速率可以測定復合體Ⅴ活性。