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[生活] [生物科]細胞呼吸作用請教

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無響 聆
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聽得到嗎?那未響之先的聲音

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2010-10-22 22:35 |只看楼主 楼主
t T
這是生物科的功課請教......

今天學了細胞呼吸作用(cellular respiration),有點地方不太明白...想要請教一下。

1)ATP中的鹼基Adenine於ATP中扮演甚麼角色?它有甚麼作用?
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?
3)Glycolysis中,參與的phosphate有分為有機和無機,請問兩者如何分辨?
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?
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?
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....
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?
8)nicotinamide adenine dinucleotide(NAD)是由尼古丁造成的嗎....?
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?
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?
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?
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?


總括可說,我可否這樣理解:
細胞呼吸作用的目的在於將高能有機化合物(如:葡萄糖)中的內能轉化為自由能並存於ATP內,以供自己使用。
細胞呼吸作用的機制在於轉換化學能成自由能存於ATP內,其過程主要將葡萄糖的內能集中於氫原子內,並帶氫原子進入Electron transport system。這裡是收集能量的主要步驟,前邊兩個步驟主要是這裡的前置工作。
在electron transport system中,高能氫原子的能量再被集中於電子中,生成高能電子。
最後大部份的能量都在電子裡,再透過一些生化反應,能量被存到ATP當中,達成最終目的。


最後一個問題,也是最重要的問題....
為甚麼再做那麼多事情,將能量集中的電子身上再轉換給ADP,轉化其成為ATP?
一定要以電子來交換能量,這當中有甚麼特別的物理意義嗎?




小聆在這先謝過各位....



P.S.:參巧視頻
http://www.youtube.com/watch?v=mmACA_eVLTE
最后编辑無響 聆 最后编辑于 2010-10-22 23:25:52
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    本主题由 管理员 水羊 于 2011/1/30 14:47:22 执行 关闭主题/取消 操作
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    2010-10-22 22:54 |只看该用户 2#
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    作为一个大陆学生，很多东西看不懂表示压力很大。
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      2010-10-22 23:06 |只看该用户 3#
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      全是英文啊……看不懂……
      咱们细胞生物学才刚开了个头，都是些简单的…所以英文都看不懂啊……
      不过记得高中老师说过是葡萄糖分解产生丙酮酸，然后再分解生成二氧化碳什么的……然后产生的能量储存在高能磷酸键里面之类的……然后……就忘掉了……
      植物是凯尔文循环什么的……
      （估计帮不上忙……
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        2010-10-22 23:14 |只看该用户 4#
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        那個.......視頻可以拿掉嗎........
        不知道為什麼我火狐開你這帖會壞掉，我是IE上來的
        生物和物理的整合靜等高手，我先來解決重點問題
        最後一個問題,也是最重要的問題....
        為甚麼再做那麼多事情,將能量集中的電子身上再轉換給ADP,轉化其成為ATP?
        一定要以電子來交換能量,這當中有甚麼特別的物理意義嗎?

        在光合作用中，光起到了提供反應初始能量的作用。光是光子的形式傳遞到地面上、葉面上，其中包括了電子。這些電子是活躍的、游離的，當葉綠體中的ADP感應到電子後，與一個磷酸根結合成ATP，ATP又再次為後續反應放出能量。

        水羊的解釋：光是很複雜的東西，植物要通過轉換成電子才能吸收
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          水羊不可一日無牡丹!!!
          你今天膜拜牡丹神了沒??
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          2010-10-22 23:16 |只看该用户 5#
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          对于动物来说，ADP转变成ATP所需的能量主要来自“呼吸作用”这一途径，是这样吧。有氧呼吸主要发生在线粒体内，那里好像是对葡萄糖进行分解吧。。氢离子最后好像都转换成水分子了 电子能量转换参考葡萄糖分解过程吧。。。
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          xStone
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          2010-10-23 00:10 |只看该用户 6#
          t T

          我觉得小聆文的很多问题都是理所当然的，因为客观事实就是如此，没有为什么一定是或者不是这种说法，小聆大概是想问为什么会这样吧（><！这发言，怎么觉得自相矛盾）
          对于前两问，大概是想问为什么ATP是直接能量来源，而不是CTP，GTP，UTP吧，下面是摘自百度知道的回答（http://zhidao.baidu.com/question/154906377.html?si=4）：
          话说ATP不完全是腺嘌呤核糖核苷酸，ATP脱掉一分子焦磷酸生成的AMP才是。A在这里代表的就是腺嘌呤核糖苷。至于为什么不是脱氧的，因为脱氧的有另一个名字，叫dATP。至于为什么只有不脱氧才能提供能量，我觉得你首先可以扩展一下这个问题，可以问问，为什么仅仅是ATP而不是CTP，GTP或是UTP。其实，只要含有高能键的化合物，都可以提供能量，比如UTP作为糖原合成的主要工具，GTP可以为微管聚合提供能量，磷酸肌醇可以供给肌肉运动等等，而你强调的dATP等都为DNA的合成提供了能量。ATP实际上是细胞内的一个最常用的能量货币，它起到的是能量中转的作用。ATP的高能键能量既不是太高，也不是太低，可以将更高能的化合物中的能量用于合成稍低能的化合物，二者都取决于这些分子本身的性质。嘌呤碱本身是稠环化合物，与嘧啶这种单环的碱基性质不同，腺嘌呤和鸟嘌呤由于氧化程度不一样，性质也是有差异的，这是碱基部分。而你所提到的核糖和脱氧核糖的差异不仅仅是有无多余化学键的问题，作为一个六元杂环的核糖分子，脱掉一个电负性强的氧或者说丢掉了一个亲水性的羟基，对整个分子的电子分布，熵效应等都有很大的影响。总的说来，分子结构的变化，影响了分子的性质，进而影响了其在体内的作用。至于高能键往哪连，通常来说ATP是通过磷酸转移作用，将其上的磷酸分子连到另一个分子上，以活化该分子，使其进行下一步的反应。而这个高能键的能量就是用于增强目的分子的反应活性的。

          PS：两年没碰生物了，貌似都不记得了；
          PS2:总觉的这些不是生物问题，或向是多学科交叉的，涉及化学之类……
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          2010-10-23 00:34 |只看该用户 7#
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          我承認,我文化不高,幫不了你了~~~~
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            老冬腌菜
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            2010-10-23 10:13 |只看该用户 8#
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            回复 1# 無響 聆 的帖子

            作为一个两年没碰生物，三年半没碰LZ的相关知识的，就只能尽可能把我知道的（极有可能弥天大雾）说出来吧（错了别拍我……


            参考翻译：
            Adenine：腺嘌呤 Cytosine：胞嘧啶 Thymine：胸腺嘧啶
            Glycolysis：糖酵解 phosphate：磷酸（基团？）
            glucose：葡萄糖 glucose 6-phosphate：6-磷酸葡萄糖（葡萄糖-6-磷酸，哪个符合有机化学命名规则来着？）
            fructose 6-phosphate：6-磷酸果糖（果糖-6-磷酸）  fructose 1,6-biphosphate：1,6-二磷酸果糖（果糖-1,6-二磷酸？）
            pyruvate：丙酮酸  Krebs cycle：Kreb循环，三羧酸循环，柠檬酸循环  acetyl coenzyme A：乙酰辅酶A
            nicotinamide adenine dinucleotide（NAD）：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
            FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸 NADP：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
            Electron transport system：电子传递系统（个人认为就是那个呼吸链，即电子传递链和氧化磷酸化
            enzyme：酶

            1-3：不知道
            4：貌似磷酸基团可以让这个东西带电，然后就没法出入细胞膜了？从专业人员得到的解释是，磷酸基团有助于分子活化。
            5-6：丙酮酸或者乙酰辅酶A是细胞代谢中的核心中间产物无误……这是事实了吧，N亿年选择出来的，或者意外，理由……未知- -
            7：应该是个反应循环，位于线粒体的基质（某个酶，貌似是琥珀酸脱氢酶？定位于线粒体内膜，FADH2直接就进入电子传递链）
            8：不知道
            9：琥珀酸脱氢这步反应释放的能量不能够还原一个NAD+？
            10：见LS，不过能量中ATP的确是最中心的地位，应该也是选择的结果，也可能是某次意外的结果- -PS：三羧酸循环里面貌似直接产生的就是GTP（居然忘了）
            11：个人观点，能量是电子从氧还电位低的物质转移到氧还点位高的物质时释放的，释放的能量用于质子转运。理解成一个电池可能会更好？
            12：反正外膜内侧、膜间腔、内膜外侧的众蛋白质表示无鸭梨（~~~~~）都那么长时间了，受影响的早就被淘汰了吧？
            最后编辑老冬腌菜 最后编辑于 2010-10-23 11:54:19
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              2010-11-18 12:11 |只看该用户 9#
              t T

              好吧…今天我们也学习了细胞呼吸，对某些东西有一点点认识…由于直接编辑会不能换行，只能开新楼了…
              不过我也只能说一点点…那个乙酰coA好像是能进入三羧基循环的基本物质。脂肪，多糖，蛋白质最终都要转化为乙酰CoA，否则循环要识别脂肪酸，氨基酸，丙酮酸可能太复杂了吧…
              然后三羧基循环就是细胞呼吸过程中一个生理上的循环，和卡尔文循环差不多…
              然后就是乙酰CoA就是在三羧基循环中产生H离子，被弄到膜间腔中。于是膜间腔聚集大量的H离子。等到合成ATP时，嵴上的质子泵打开，H离子迅速涌入基质，H离子所拥有的势能就用于合成ATP。这个是老师说的简化的理解，或许就是H离子的物理意义吧…
              总之能解释的只有这些…
              如果我挖坟了话，水羊就打下去吧…
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                2010-11-18 18:55 |只看该用户 10#
                t T

                好吧…今天我们也学习了细胞呼吸，对某些东西有一点点认识…由于直接编辑会不能换行，只能开新楼了…
                不过我也只能说一点点…那个乙酰coA好像是能进入三羧基循环的基本物质。脂肪，多糖，蛋白质最终都要转化为乙酰CoA，否则循环要识别脂肪酸，氨基酸，丙酮酸可能太复杂了吧…
                然后三羧基循环就是细胞呼吸过程中一个生理上的循环，和卡尔文循环差不多…
                然后就是乙酰CoA就是在三羧基循环中产生H离子，被弄到膜间
                Neptunes 发表于 2010/11/18 12:11:00


                关键是，乙酰CoA将NAD+和FAD还原了，将很多能量转移到了NAD+和FAD上面去了变成了NADH和FADH2，然后呢，在线粒体内膜上，NADH和FADH2把别的东西还原了，然后有这么一些酶，利用氧还反应中产生的能量，把氢离子从线粒体的基质转移到了膜间腔。然后那个被还原了的物质，继续去还原别的东西，一直到最后把O2给还原成水……

                那些催化了氧还反映的酶也是泵，利用化学反应中的能量，逆着浓度梯度转运氢离子，维持内膜两侧的浓度梯度，让ATP合成酶不断合成ATP


                从CH3COSCoA（乙酰辅酶A）开始算：
                Acetyl-CoA + 3 NAD+ + Q + GDP + Pi + 2 H2O → CoA-SH + 3 NADH + 3 H+ + QH2 + GTP + 2 CO2
                从丙酮酸开始算：
                Pyruvate ion + 4 NAD+ + Q + GDP + Pi + 2 H2O → 4 NADH + 3 H+ + QH2 + GTP + 3 CO2
                从葡萄糖开始算：
                Glucose + 10 NAD+ + 2 Q + 2 ADP + 2 GDP + 4 Pi + 2 H2O → 10 NADH + 10 H+ + 2 QH2 + 2 ATP + 2 GTP + 6 CO2
                最后编辑老冬腌菜 最后编辑于 2010-11-18 18:59:00
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