ATP的主要合成途徑不是一個簡單的過程它是細胞氧化反應和磷酸化反應耦合的結果 比較複雜 首先你說的丙酮酸只是葡萄糖等單糖分解的初步產物 丙酮酸要合成ATP首先要變成乙醯輔酶A 這個需要丙酮酸脫氫酶系的參與(三個酶結合在一起行成)需要6種輔酶的參與經過一個小的迴圈生成

生成的乙醯輔酶A在進入最重要的代謝迴圈TCA迴圈

三羧酸迴圈生成的FADH2 NADH進入線粒體內膜的電子呼吸鏈 電子呼吸鏈有4個複合物組成

NADH進入複合物Ⅰ(輔酶Q氧化還原酶複合體)為主的呼吸鏈 FADH2進入複合物Ⅱ(輔酶Q琥珀酸脫氫酶複合體)為主的呼吸鏈 具體的電子傳遞順序上圖已經很明白了 最後在複合物Ⅳ處氧接受複合物Ⅳ傳遞過來的電子結合兩個質子(氫離子)生成水

這裡需要注意的是複合物Ⅰ複合物Ⅲ複合物Ⅳ都有質子泵的功能 所以一分子NADH一分子FADH2經過電子呼吸鏈可以把10個氫離子泵入外膜 建立起跨膜離子勢能 然後就輪到重要的ATP合成酶了(複合物Ⅴ)複合物V共有兩部分組成 F0頭部 具有質子通道的功能 F1頭部具有三個不同的亞基 電子呼吸鏈泵到外膜的氫離子透過F0時釋放離子勢能催化F1三個亞基進行構象互變生成ATP

ATP合酶結構

F1亞基構象互變模型圖

所以總的來說如果把氧化和磷酸化割裂開看的話ATP合成不需要生成水但是如果把氧化磷酸化耦合起來就是生成水的

當然上面說的只是ATP合成的一方面 生物細胞還可以透過底物磷酸化作用生成ATP比如

比如糖酵解過程中磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸 TCA迴圈中琥珀醯輔酶A生成琥珀酸

底物磷酸化作用是不產生水的