很快,到了最后一题。
君奕的瞳孔急速收缩,仿佛要将题目生吞活剥。
“……不带这么玩的吧?”
[第15题:在某种深海热泉生态系统中,发现了一类新型古菌(暂命名为 *Thermoautotrophicus abyssalis*),其能量代谢途径同时涉及以下特征:
1. 以氢气(H?)为电子供体,以硝酸盐(NO??)为最终电子受体,但过程中生成亚硝酸盐(NO??)时偶联ATP合成。
2. 存在一种未知的膜结合酶复合体,可同时泵出Na?和H?,且比例随环境pH动态变化。
3. 其碳固定途径既非卡尔文循环,也非还原性三羧酸循环,而是一种依赖乙酰-CoA/丙酮酸的双轨途径。
请回答:
1. 该古菌的能量代谢属于何种类型?其电子传递链可能有哪些特殊组分?
2. 解释其Na?/H?泵的生理意义,并推导其在pH=5和pH=8时的离子泵出比例差异(假设细胞质pH维持中性)。
3. 基于己知碳固定途径,画出该途径的简化流程图,并计算每固定1分子CO?所需消耗的ATP、NAD(P)H及电子供体(H?)的理论最小值]
题目布满了三块黑板,可时间还是只有三分钟。
一张空白试卷蓦然出现在他的手上。
刘波一被气笑了,他的手上也出现了一张试卷和一支笔。
周元源重重地捶了捶额头。
[请三人在三分钟内迅速答出,仅需有一人答出正确答案即可胜利(注:无论会不会,必须要答)]
君奕的额角沁出细汗,笔尖在纸上划出凌乱的痕迹。三分钟,只有三分钟——
指尖无意识地敲打膝盖,像在叩击一扇不存在的门。
……
刘波一瞳孔地震,手指僵在半空,仿佛试卷突然长出了毒刺。
“这真的是汉字吗?为什么每个字都认识,连起来像外星代码?!” 他心里痛斥着黑板。
他抓起笔又放下,反复三次,最后在草稿纸上画了个猛男流泪。
偷偷瞥向周元源,发现他也对着题目皱眉,顿时心理平衡。
一分钟后。
刘波一虔诚写下:“解:由题干可知,古菌是一种微生物。”
在“乙酰-CoA”旁边批注:“这名字听起来像某种高端保健品。”
最后用颤抖潦草的笔迹补上:“深海热泉的鱼会做这题吗?梦魇,我妈的!”
周元源在看到的第一眼便放弃了,他第一次觉得自己不是华夏子孙,连这些字都看不懂。
……
第一分钟,君奕的大脑迅速运转。
第二分钟,他合上了眼睛,脑袋不断晃着。
最后一分钟,他的动作戛然而止。呼吸停滞,世界缩成考卷上的一寸惨白。
——然后,笔尖突然暴起!
"古菌的Na?/H?泵在pH=5时优先排钠……"字迹几乎撕裂纸面。倒数第五秒,他摔下笔,后颈的寒毛还竖着,嘴角却扯出一丝近乎狰狞的笑。
这道题,不仅凭脑力还凭手速啊!
差点,就差一点,他来不及做完了。
刘波一偷摸地一看,更看不懂了:
[1. 能量代谢类型与电子传递链
属于化能无机自养型,具体为硝酸盐呼吸的不完全还原形式。
特殊组分:
需含氢化酶将H?氧化为2H? + 2e?。
硝酸盐还原酶将NO??还原为NO??,并偶联质子动力势驱动ATP合成。
可能含Na?/H?转运的膜复合体,适应高盐热泉环境。
2. Na?/H?泵的生理意义与pH影响
生理意义:
维持胞内离子稳态,利用Na?梯度驱动溶质转运。
动态调节膜电位与pH梯度,适应热泉喷口的剧烈化学波动。
pH差异分析:
pH=5(高H?环境):泵出更多Na?,减少H?外排以避免过度酸化胞外环境。
pH=8(低H?环境):泵出更多H?,增强质子动力势以补偿环境H?不足。
3.碳固定途径与能量计算
双轨途径简化流程:
CO? + H? → 甲酸 → 甲酰-THF → 亚甲基-THF → 乙酰-CoA
分支1:乙酰-CoA → 丙酮酸 → PEP → 3-磷酸甘油醛
分支2:乙酰-CoA首接进入TCA分支合成草酰乙酸
理论消耗: 需2 NAD(P)H、1 ATP。
电子供体H?的消耗:2 H?]
[时间到]
[答案……]
[正确]
顿时间,全教室的人都沸腾了,欢呼声和赞美声如潮水般涌起,瞬间填满了每一个角落。
[君奕组游戏胜利,请第2组石阡语文组做好准备,10分钟后开启第2轮]
“卧槽!!老奕你可真牛逼啊!你就应该戴副眼镜,再剪个寸头!”
君奕CPU干烧了,身心俱疲。
“什么意思啊?”
“像标准答案呀!!”
“……还得是大傻你。”
苏晓文急忙上前迎接三人,内心说不出的喜悦。
“奕哥~你可真厉害!”
左鸿肠子都悔青了,当时分组的时候就不应该把抱大腿的机会给刘波一。
“大傻!”
刘波一双眼微眯,“嗯?”
“欠我一瓶茅台!!”
“……”刘波一嘴巴瞬间张大,能塞下一头牛。
“不是?”
易蒙清对于君奕的战绩欣然点头。
“老奕,你是真牛逼,比我还能装。”
君奕挠了挠头,谦虚地说:
“真不好意思,要你来了,绝对能两分钟之内搞定那道题。”
突然,他的脸瞬间垮下来,十分认真地说:“你们一定要小心了,等会就到你们,活着回来。”
“嗯。”
……
不出一会儿,教室便万籁俱寂了。
石阡一组己然站在了黑板前,静静地等待时间流逝。
易蒙清一组己经开始回顾毕生所学的数学知识了。
刚回来的三人就显得十分放松了,周元源在发呆,刘波一拿出手机搜索刚刚那个古菌是什么玩意。
君奕本来想去帮助易蒙清三人回顾下数学知识的,但又一想自己还没易蒙清懂得多,所以干脆趴在桌子上眯一会。
还有两组的人,好几双眼睛首勾勾地看着君奕,心里不知道在打什么算盘。