《细胞代谢》疑难问题解答.doc

《细胞代谢》疑难问题解答 、ATP—ADP循环属于可逆反应吗？ 答：ATP与ADP相互转变反应式中物质可逆，能量不可逆。ADP和Pi可以循环利用，所以物质可逆；但是形成ATP时所需能量绝不是ATP水解所释放的能量，所以能量不可逆。具体：从反应条件看，ATP的分解是水解反应，催化反应的是水解酶；而ATP是合成反应，催化该反应的是合成酶。酶具有专一性，因此，反应条件不同。从能量看，ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能；而合成ATP的能量主要有太阳能和化学能。因此，能量的来源是不同的。从合成与分解场所的场所来看：ATP合成的场所是细胞溶胶、线粒体（呼吸）和叶绿体（光合作用）；而ATP分解的场所较多。因此，合成与分解的场所不尽相同。 、怎样理解ATP是细胞中的能量通货？ 答：许多生命活动都要消耗能量，如氨基酸合成蛋白质、肌肉收缩等，这些活动在课本中都被叫做吸能反应，吸能反应所需的能量主要来自于另一个放能反应，这个放能反应是细胞呼吸。由于两个反应不在细胞的同一部位进行，不可能直接转移能量；而且细胞的代谢不能在高温下进行，也不可能以热传导的方式来转移能量；在进化中，生物形成了以ATP作为细胞中的能量通货的机制。即细胞呼吸放能，ATP合成吸能，先将能量转移到ATP中；然后ATP水解放能，其他生命活动吸能，再将ATP中的能量用于其他生命活动。 ATP能成为细胞中的能量通货还与ATP的合成贮能和分解放能的反应特点有关：ATP给其他生命活动供能的方式实际上是一个磷酸化的过程，即将ATP的高能磷酸基团转移到吸能反应的物质上，那种物质被磷酸化后能量水平提高了，就能完成相应的生命活动，这些活动过程中可能会将化学能转化为机械能、光能、热能等。所以高能磷酸键的断裂本身不会引温度的剧烈变化，但能给吸能反应供能。 、水分子是怎样通过脂双层的？ 答：水是不能通过脂双层扩散进出细胞的，水能通过细胞膜是因为细胞膜上有水通道蛋白，而且水通道蛋白始终是开放的，所以水进出细胞和氧气经脂双层进出细胞一样，只取决于两侧的浓度差，不受膜的限制，也是自由的，所以有不少参考书上把水出入细胞称为自由扩散。 、为什么说主动转运是细胞最重要吸收和排出物质的方式？ 答：主动转运可以不依赖细胞内外的浓度差来定向运输物质，保证细胞的物质供应，如植物的根系分布在土壤溶液中，如果根细胞的细胞液浓度比土壤溶液浓度低，植物根系将会失水，如果根细胞的细胞液浓度比土壤溶液浓度高，则无法通过被动转运的方式吸收，主动转运可以解决这一矛盾。因此主动转运成为细胞最重要的吸收或排出物质的方式。这种方式是生物在进化中形成的，是适应环境的表现。 、为什么有时候细胞质壁分离能自动复原？ 答：如果使细胞发生质壁分离的外界溶液（如尿素溶液、无机盐溶液等）的溶质分子能以某种方式（被动运输或主动运）穿过原生质层进入细胞液，会逐渐提高细胞液浓度，当细胞液与外界溶液浓度相等时，质壁分离停止；当细胞液浓度高于外界溶液时，已发生质壁分离的植物细胞将发生质壁分离自动复原。 、极少数酶是RNA，能具体举些例子吗？ 答：1982年有人在研究原生动物四膜虫的时候，发现四膜虫组成核糖体的RNA前体能在完全没有蛋白质的情况下进行自我剪切加工，催化本身成为成熟的核糖体RNA。这说明在这个只有在酶催化下才能完成的核酸大分子的剪切处理过程中，RNA充当了酶的催化作用。这在科学界引起了很大的震动。无独有偶，1983年又有两个实验室的合作研究表明RNA具有催化功能。当时已知催化转运RNA前体分子趋向成熟的核糖核酸酶P（RNaseP）是由蛋白质和RNA两部分组成的，然而从RNaseP中分离出的蛋白质组分，在各种条件下均无独立的催化活性；相反，其中的RNA部分，在一定的镁离子浓度条件下，再加上亚精胺，可以具有与天然或重组RNaseP同样的催化活性。这样，这种RNA可被看作是酶。这一现象的发现者给具有催化活性的RNA定名为核酶（ribozyme），即酶性核酸。新近又发现了特异切割RNA的DNA分子，称之为脱氧核酶（DNAzyme）。 、酶作为催化剂在反应前后本身的化学性质不会改变？ 答：催化剂能够改变化学反应速率，而本身在反应前后，其质量、化学组成和化学性质等均保持不变。酶作为生物催化剂相对于无机催化剂具有效率高，专一性强，易受温度、pH等环境因素的影响等特点。酶分子在低温下可以保存较长时间，温度越高越容易变性；在常温的反应条件下，酶的活性会越来越低，酶相对于无机催化剂使用时间要短；因此生物体内的酶在不断地更新。但是，不能因此就可以说酶在反应前后本身的化学性质会改变，因为酶的活性降低不是因为催化反应，即使不催化反应，酶的活性也在下降。 、原核生物（如细菌）没有线粒体，它们的细胞呼吸类型都是厌氧呼吸吗？ 答：原核细胞其最基本的特点可以概括为两点：①无细胞