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冯占武记实反思博客

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[引用]关于细胞“产生水”的几个认识误区  

2013-08-14 14:28:14|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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(本文载于《中学生物教学》2011年第8期)

                   夏焦兵  安徽省宣城市第三中学(242000)

 

1 核糖体合成蛋白质同时产生水吗?

   高中生物教材有氨基酸脱水缩合的说法,结合核糖体是合成蛋白质的场所,很多教辅资料得出结论:核糖体合成蛋白质同时产生水。而实际上,核糖体上氨基酸形成肽链时只是“缩合”,却不曾“脱水”。过程简析如下:

第1步,氨基酸的活化:氨基酸+ATP→氨酰-AMP+PPi 。 

第2步,氨基酸与tRNA的连接:氨酰-AMP+tRNA→氨酰-tRNA+AMP 。 

第3步,肽键的形成:氨酰-tRNA+氨酰-tRNA→肽酰-tRNA+ tRNA

   以上3步都无水生成。核糖体上相邻氨基酸(实际是氨酰-tRNA或肽酰-tRNA)形成肽键时,脱下的是“tRNA”而不是“水”!如图所示。一个氨基酸的羧基脱下的-OH在上述第1步中与ATP中焦磷酸基团(-PPi)结合形成PPi,另一氨基酸的氨基脱下的-H在第3步中与-tRNA结合形成tRNA,而tRNA自身在第2步中先脱下的-H与-AMP结合形成AMP。

         
    
 事实上,细胞内葡萄糖和核苷酸等单体在分别合成多糖和核酸时,也没有水的生成,并不是脱水缩合那么简单。相关知识详见各种生化教材,不再赘述。教辅资料广为流行的结论“细胞核中DNA的复制和转录、高尔基体合成纤维素产生水”也都是错误的。

2 光合作用暗反应产生水吗?

    考虑到光合作用产生的O2中的氧原子来自于水的分解,光合作用的总反应式可以写成:

     6CO2+12H2*O →6C6H12O6+6*O2+6H2O

   从反应式看,产物中6H2O的H和O只能分别来自于反应物中的H2O和CO2,而CO2参与暗反应,因此很多教辅资料推定:光合作用在暗反应阶段产生水。而实际上暗反应不但不产生水,反而消耗水。以下是光合作用暗反应阶段的总反应式:

   6CO2+18ATP +12NADPH + 12H+12H2O →C6H12O6+18ADP+18Pi+12NADP

3 有氧呼吸只有第三阶段产生水吗?

   与产生水相关,教辅中还流行一个错误:可能是根据人教版课标教材第93页有氧呼吸过程的图解,认为有氧呼吸只有第3阶段才产生水。事实上,从葡萄糖到丙酮酸的第1阶段中也有水的产生,即2-磷酸甘油酸脱水变成磷酸烯醇式丙酮酸。

 

参考文献

[1] 王镜岩,朱圣庚,徐长法.生物化学(第3版下册).北京:高等教育出版社,2002:78,218~222,410~412, 455,525~530.

[2] 郑集.普通生物化学(第2版).北京:高等教育出版社,1985: 433~435.

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