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[生活] [生物科]細胞呼吸作用請教

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猫的好奇心上来了..............尝试解答一下:
1)ATP中的鹼基Adenine於ATP中扮演甚麼角色?它有甚麼作用?
恩.....在书本上猫没有明确读到过相关的定论,但从ATP在生物体内的表现来看,Adenine应该对相关酶的识别起了重要作用,即该种酶在进行生化反应时通过识别ATP分子的各个特征位点后才能获得ATP中包含的能量。
2)如果將ATP中的鹼基Adenine換成其他鹼基,如Cytosine,Thymine,其功能會否一樣?
如果将ATP中的碱基换成其他碱基,从纯化学的角度上来说是都有供能的能力的,但由于问题中讨论的是生化反应,就要考虑到酶对底物的特异性。虽然说生物体内的确有CTP,GTP,TTP,UTP等,但在整个生命活动中所涉及他们的反应是有严格区分的,所以,在细胞呼吸里ATP的作用不能由其他的NTP来代替。
3)Glycolysis中,參與的phosphate有分為有機和無機,請問兩者如何分辨?
Glycoysis,中文译为糖酵解,磷酸化的步骤共有4个,分别为:1、gluose(葡萄糖)-->gluose-6-phosphate(6-磷酸葡糖糖); 2、fructose-6-phosphate(6-磷酸果糖)-->fructose-1,6-biphosphate(1,6-二磷酸果糖);3、1,3-二磷酸甘油酸-->3-磷酸甘油酸(这个没英文.....);4、磷酸烯醇式丙酮酸-->丙酮酸(也没英文....)。这四个步骤当中参与反应的phosphate(叫磷酸基团更好)分别是由ATP或者相应的反应底物提供的,来源是有机的;而另一个有phosphate参与的反应:3-磷酸甘油醛-->1,3-二磷酸甘油酸,为一个氧化反应,其中多加的一个磷酸基团的来源就是无机磷酸(Pi)。

4)Glycolysis中,第一步:glucose--->glucose 6-phosphate和第三步:fructose 6-phosphate---->fructose 1,6-biphosphate
  這二步中加入一個有機phosphate的目的何在?
第一步的目的在于使得磷酸化后的葡萄糖增强了极性从而不能自由穿过细胞膜,使细胞能有效利用;第三步的意义在于生成AMP,作用于另外的生化反应,控制糖酵解的流量,使得这一连串反应不至于过快或过慢。
5)Glycolysis中,為甚麼一定要將葡萄糖轉化成pyruvate才可進入Krebs cycle?Pyruvate到底有何特別?
Pyruvate(丙酮酸)作为生物的代谢中转,具有非常特殊的地位。葡萄糖无法进入线粒体,丙酮酸可以借助载体进入线粒体参与Krebs cycle(三羧酸循环,译成卡尔文循环,TCA循环),同时,丙酮酸还可以通过其他的生化反应转化成脂肪、磷脂等物质。相对的,各种营养物质也可通过变成丙酮酸来异生为葡萄糖,或进入卡尔文循环来供能。
6)Krebs cycle中,coenzyme A到底有甚麼用....?為甚麼一定要以acetyl coenzyme A的形式進入Krebs cycle....
coenzyme A(乙酰辅酶A)为丙酮酸在线粒体内氧化脱羧后形成的,在这之后,才是真正的进入了TCA循环当中。这一反应是不可逆的,保障了反应的有效性。
7)所謂Krebs cycle,是真的是一個有生物性結構的環,還是只是描述一個循環的生化反應?
TCA循环并非一个具体的生物结构,而是表示对于某一个特定的碳原子,其中的各个生化反应在反应次序上有确定的顺序。并且,其底物和产物可以首尾相接,在以化学反应的方式表示的时候可以写成一个循环的形式。
8)nicotinamide adenine dinucleotide(NAD)是由尼古丁造成的嗎....?
NAD+,中文名称为尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸,又称辅酶I(读作辅酶1),是一种含有尼克酰胺(又名烟酰胺,维生素PP之一)的小分子物质。尼克酰胺与尼古丁在分子结构上有一定相似之处,但无资料表明尼古丁在人体内可转化成尼克酰胺或者辅酶I。于是,答案为否.......
9)為甚麼每個循環中生成的4對氫原子,其中3對要由NAD接收,最後1對要由FAD接收?
前面已经有人说过,NAD+的传递能量效率较高,如果仅从效率上来说应全部由NAD+接受氢,但由于在TCA循环中以琥珀酸为底物的琥珀酸脱氢酶是以FAD为辅酶的,只能将脱下的氢交给FAD去参与电子传递链。另,由FAD接受的氢并不是最后一对,而是第三对。
10)為甚麼不管ATP也好,NAD也好,FAD也好,NADH也好,所有跟生物有關的東西都要以Adenine作為鹼基?用其他鹼基就不行嗎?
恩........NAD+,NADP+,FAD的结构中并没有Adenine(腺嘌呤)相关的结构,与生物有关的反应也并不是全以ATP为直接供能的物质,只是在TCA循环中最后的化学能以ATP的形式表现。由于电子传递链最后的环节是一个ATP合成酶,所以产生的为ATP。其实在TCA循环当中就有一步是生成GTP的,之后才变换为ATP。
11)Electron transport system中,為甚麼要將氫原子分成氫離子和電子?是為了將能量集中於電子嗎?
Electron transport system(电子传递链)中,各个成分是按照电势梯度有序排列的,通过降低电子的能量而将质子泵入线粒体内膜的胞浆侧,造成跨线粒体内膜的质子浓度差,为最后的ATP合成酶建立合成ATP所需的质子浓度梯度。所以,在整个过程中,电子的能量是不断降低的,能量被集中在了质子的浓度差上。
12)將所有氫離子都放到粒線體兩層膜中間去,不會令那裡變得太酸嗎?如果那裡的pH值太低,不會影響到內膜裡的enzyme嗎?
将质子泵入线粒体(粒线体)内膜的胞浆侧,的确会降低其pH,但同时ATP合成酶也在令质子回流到线粒体的基质当中,以合成ATP。所以,在这一过程中pH的改变并没有大到你想象中的可以影响相关的enzyme(酶)的活性,而是在一种动态平衡的状态下。

ps:本解答参考资料为人民卫生出版社的《生物化学》第七版,未在其上找到直接证明的则以个人理解的方式予以解答,还请谨慎参考。
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今天实验没安排好时间,回来时快到20号了,解答有些迟,还请见谅。
作为一个高中生(猜错了.........)能在学习了细胞呼吸之后提出这些问题真是不错,当年我学完后就这么过了.............楼主如果对其中的解释还有疑惑的话可以再提出,或者找一本《生物化学》(不知道香港的大学把这门课叫什么,biochemistry?)来看一下。
最后编辑二次元的猫 最后编辑于 2010-11-21 22:00:40
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    桌上堆积如珠穆朗玛的文字,硬盘中深比马里亚纳的坑;我这像纸一样薄的身板,和不如身板的神经............这是世界对立统一律的良好体现。
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    老师没有教过这些名词的英文。。。。。。这是几年级的?【人家才初二】
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