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瓦尔伯首先确定了一种含铁的“呼吸酶”,这种酶能够加快细胞的呼吸速率。

瓦尔伯称其为“含铁加氧酶”,并确信这种酶是一种血红素化合物。

瓦尔伯对该酶的发现使人们对呼吸的认识进入了新的阶段,事实上,这种所谓的“含铁加氧酶”就是现在所称的细胞色素氧化酶。

它位于细胞内线粒体上,是呼吸链的组成部分。

在线粒体中,呼吸链通过氧化反应传递电子,并在传递过程中生成ATP,后者就是我们能量的直接来源。

瓦尔伯的出色工作很快就受到了广泛认可。

自1923年起,就有人开始提名瓦尔伯作为诺贝尔奖的候选人。

在经历9年46份提名之后,诺奖评委会终于将1931年的诺贝尔生理学和医学奖授予瓦尔伯,曾经的骑兵终于完成了华丽转身,成为顶尖的生化学家。

但是瓦尔伯的工作还远未结束。

在1932至1933年间,瓦尔伯又发现了另一种重要的呼吸酶——黄素蛋白,并揭示出黄素蛋白的组成:

维生素b2衍生物和核苷酸。

黄素蛋白也是呼吸链的重要组成部分之一。

受黄素蛋白的发现和瓦尔伯工作的影响,世界上许多实验室都开展了呼吸酶和辅酶的提纯分析工作。

1944年,瓦尔伯由于发现黄素再次被提名为诺贝尔奖的候选人。

除研究呼吸酶之外,瓦尔伯还对肿瘤进行了一定研究。

瓦尔伯发现,肿瘤细胞与正常细胞的不同之处在于,肿瘤细胞对氧的需求量要低于正常,这意味着肿瘤细胞存在更多的无氧代谢。

这个独一无二的敏锐见解在当时引起了相当大的轰动,有人甚至以此提名瓦尔伯作为诺奖的候选人。

瓦尔伯也就前所未有的成为三次诺奖提名的候选人,跻身上世纪最伟大生化学家的行列。

虽然瓦尔伯没有对肿瘤的实质做出深层次论述,但瓦尔伯的理论还是在医学上发挥了重要作用。

现在医学上常用的PET(正电子发射计算机断层显像)的原理就是基于对肿瘤细胞葡萄糖代谢异常的应用。

此外,瓦尔伯还对光合作用进行了长达50年之久的研究。

其研究结果不但揭示了光合作用的本质,还对爱因斯坦的光量子理论形成了有力支撑。

瓦尔伯是现代量子生物化学的奠基人。

瓦尔伯一生未婚,他将自己的一切都献给了崇高的科学事业,他的创新和发现鲜有人能够比肩。

瓦尔伯对实验精益求精,科学态度极端严谨,“一个科学家必须有勇气去冲击他所处时代未解决的重大问题,解决的途径常常是必须被迫勇往直前地进行无数实验。

”他的学生克雷布斯因发现三羧酸循环获得了1953年的诺贝尔奖;

因发现乙酰辅酶A而获得诺贝尔奖的李普曼也认为瓦尔伯是对他影响最大的人。

身为所长,瓦尔伯在凯瑟—威廉研究所没有一间自己的办公室、会议室和书房,也谢绝了大部分与科学无关的荣誉、宴会和头衔,只是在80岁时才由德国生理化学会设立了以他的名字命名的奖章。

1970年8月1日,87岁的瓦尔伯逝世于柏林达莱姆区。

三羧酸循环

三羧酸循环(英语:

Tricarboxylicacidcycle;

TCAcycle),或柠檬酸循环(Citricacidcycle)或克雷伯氏循环(KrebsCycle),是需氧生物体内普遍存在的代谢途径,因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的柠檬酸,因此得名;

或者以发现者汉斯·

阿道夫·

克雷伯命名为克雷伯氏循环,简称克氏循环(Krebscycle)。

三羧酸循环是三大营养素(糖类、脂类、氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。

在三羧酸循环中,反应物葡萄糖或者脂肪酸会变成乙酰辅酶A。

这种“活化醋酸”(一分子辅酶和一个乙酰基相连),会在循环中分解生成最终产物二氧化碳并脱氢,质子将传递给辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和黄素腺嘌呤(FAD),使之成为NADH+H+和FADH2。

NADH+H+和FADH2会继续在呼吸链中被氧化成NAD+和FAD,并生成水。

这种受调节的“燃烧”会生成ATP,提供能量。

真核生物的线粒体和原核生物的细胞质是三羧酸循环的场所。

它是呼吸作用过程中的一步,但在需氧型生物中,它先于呼吸链发生。

厌氧型生物则首先遵循同样的途径分解高能有机化合物,例如糖酵解,但之后并不进行三羧酸循环,而是进行不需要氧气参与的发酵过程。

在糖代谢过程中的位置

三羧酸循环是四步糖代谢(高能量碳键的断裂)中的第三步。

其它三步是糖酵解、丙酮酸氧化脱羧和呼吸链(电子传递链):

糖酵解→丙酮酸氧化脱羧→三羧酸循环→呼吸链

三羧酸循环中的化学反应

乙酰辅酶A在循环中出现:

柠檬酸(I)是循环中第一个产物(→图1),它是通过草酰乙酸(X)和乙酰辅酶A(XI)的乙酰基间的缩合反应生成的。

如上所述,乙酰辅酶A是早先进行的糖酵解,蛋白质代谢或脂肪酸代谢的一个产物(→图2)。

反应列表

分子

反应类型

反应物/

辅酶

产物/

I.柠檬酸

1.乌头酸酶

脱水

H2O

II.顺-乌头酸

2.乌头酸酶

复水合

III.异柠檬酸

3.异柠檬酸脱氢酶

氧化

NAD+

NADH+H+

IV.草酰琥珀酸

4.异柠檬酸脱氢酶

脱羧

V.α-酮戊二酸

5.α-酮戊二酸脱氢酶复合体

氧化脱羧

CoA-SH

CO2

VI.琥珀酰辅酶A

6.琥珀酰辅酶A合成酶

底物水平磷酸化

GDP

Pi

GTP

VII.琥珀酸

7.琥珀酸脱氢酶

FAD+

FADH2

VIII.延胡索酸

8.延胡索酸酶

水合

IX.L-苹果酸

9.苹果酸脱氢酶

X.草酰乙酸

10.柠檬酸合酶

加成

XI.乙酰辅酶A

化学式概括

三羧酸循环(柠檬酸循环)全部反应的总和可表示为:

Acetyl-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→

CoA-SH+3NADH+3H++FADH2+GTP+2CO2

∙两个碳原子以CO2的形式离开循环。

循环最后草酰乙酸会再次生成,再次从乙酰辅酶A中得到两个碳原子。

就是说,一分子六碳化合物(柠檬酸)经过多部反应分解成一分子四碳化合物(草酰乙酸)。

草酰乙酸会在接下来的反应中遵循同样的途径获得两个碳原子,再次成为柠檬酸。

∙能量会在接下来的其中一步反应里以GTP的形式释放(和ATP一样,是细胞的能量货币)。

但是循环中生成的氢载体(NADH+H+andFADH2)将会在细胞呼吸链里释放更多的能量,这也正是细胞呼吸的主要目的。

柠檬酸循环的前提是,早先进行的糖酵解等过程能提供足够的活化乙酸,以乙酰辅酶A的形式出现在循环。

NADH+H+和FADH2是辅酶,它们能携带质子和电子,并在需要的时候释放它们。

∙循环中产生的总能量为一分子ATP(准确来说是:

GTP),而细胞呼吸的全部四步反应(包括呼吸链中的内呼吸),一个葡萄糖分子则产生38分子的ATP。

(38的数目是理想化化学计算的结果,实测此数字约为32,如进行苹果酸穿梭则再-2.(36或30))

三羧酸循环在物质代谢中的地位

图2 

:

与三羧酸循环相联系的代谢途径示意图

1.蛋白质代谢:

蛋白质分解成单个氨基酸

2.脂肪酸代谢:

脂肪酸的Beta-氧化脂肪生成

3.糖:

糖酵解直到丙酮酸

4.氨基酸。

5.乙酰辅酶A。

6.丙酮酸。

7.三羧酸循环。

图2的上面部分(数字1-3,褐色)是三大类营养物质,它们将会被分解。

蛋白质,脂肪和糖。

蛋白质最终分解为氨基酸(数字4),糖则分解为丙酮酸(数字6)。

在接下来的反应中这两种产物会生成乙酰辅酶A(数字5)。

脂肪酸会通过Beta-氧化直接生成乙酰辅酶A。

乙酰辅酶A因此是三大代谢反应的中心分解产物。

其乙酰基会再循环中分解成二氧化碳,从而获得能量(GTP,可转化为ATP)和氢载体(NADH+H+,FADH2)。

至于在循环中生成的氢原子,将会由辅酶携带至呼吸链中,在呼吸链的反应里将会释放大量的能量,并贮存在ATP分子中。

三羧酸循环的故事

不知哪个神人编了这个小故事,不错哦~学习嘛就该这样,希望后面还有氨基酸循环的故事,脂肪酸循环的故事,乙醛酸循环的故事,以及各种生化代谢合成过程的故事…………

从前有一个柠檬

(1)去海边,她遇到了一只乌贼

(2),柠檬与乌贼一见钟情,于是柠檬追随乌贼住在了海里,变异成了异柠檬(3)。

时光飞逝,异柠檬渐渐褪去青涩(异柠檬酸脱氢酶),有一天,在一丛水草之间,她发现了隐居在其中的一颗琥珀(4),她们发现彼此竟然如此相像!

于是她们在两棵梧桐树(5)下郑重地结拜成了姐妹,从此大家就叫柠檬“琥珀腐妹”(7)(可见柠檬是个腐女喔喔)。

后来大家认为此名过长,于是乎她有有了第二个名字——“酸琥珀”(8)。

柠檬有一个表弟住在盐湖城(9),名叫苹果(10)。

一年夏天柠檬去看她的表弟,中途不幸遭遇车祸身亡(为了使故事显得有深度,我编成了悲剧……)。

人们追究这个传奇柠檬的身世,发现她是草酰乙酸(11)和乙酸腐妹A(11)的女儿,她的外公叫丙酮酸,外婆叫腐妹A(一家子都是腐女orz)。

其实,在柠檬去看苹果的时候,苹果并不在家,他正巧去探望柠檬的老爸——草酰乙酸了(11)。

 

1点位:

柠檬酸

2点位:

顺乌头酸

3点位:

异柠檬酸

4点位:

草酰琥珀酸

5点位:

α-酮戊二酸

7点位:

琥珀酰辅酶A

8点位:

琥珀酸

9点位:

延胡索酸

10点位:

苹果酸

11点位:

草酰乙酸+乙酸

丙酮酸+辅酶A→乙酰辅酶A

为了拯救广大同学于生化苦海之中,特将这个小小的古怪的故事公布出来,献给那些同样为三羧酸循环抓狂的人……

《Nature》拒发诺奖得主文章被誉为史上最大错误

文章被拒也许是科学家常遭遇的事情,文章遭拒很常见,诺奖得主的文章遭据你听过吗,近期TheScientist就爆出一件秘辛,1953年的诺奖得主HansKrebs在1937年曾向Nature投稿遭拒。

生物通报道,文章被拒也许是科学家常遭遇的事情,文章遭拒很常见,诺奖得主的文章遭据你听过吗,近期TheScientist就爆出一件秘辛,1953年的诺奖得主HansKrebs在1937年曾向Nature投稿遭拒。

如果说投稿遭拒,最完美的“报复”途径是什么?

无疑,获得诺贝尔奖是最完美的途径。

这样的传奇故事发生在HansKrebs身上,他是1953年的诺贝尔奖医学和生理奖得主,主要的成就是发现柠檬酸循环(也称Krebscycle),它是三大营养素(糖类、脂类、氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。

HansKrebs生于德国,是犹太教徒,接受过医学与化学的专业训练,在20世纪30年代早期,纳粹统治期间被迫离开原本工作的Freiburg大学,逃亡英国,1935年加入谢菲尔德大学(UniversityofSheffield),在谢菲尔德大学期间完成了他一生中最重要的发现,也就是获得诺奖的工作。

1937年3月,Krebs和同事在实验室中对一个刚刚杀死的鸽子进行试验,他们将鸽子的胸部肌肉放置在悬浮液中,然后观察接下来的半个小时内组织的代谢率的变化趋势。

有趣的是,当他们在组织中加入柠檬酸盐的时候,鸽子的胸部组织的代谢率明显降低,存活时间可比正常情况下长3倍。

其他的一些实验发现,在自然情况下,柠檬酸的循环式出现都伴随着能量的代谢过程(ATP的释放)。

Krebs于是将这一发现写成研究性论文,并投给《Nature》编辑部,遗憾的是,《Nature》编辑部拒绝以Article形式发表这篇文章,并且答复,这篇文章将作为后备式Letter文章,无限期延长发表期。

LetterfromNaturedecliningtopublishKrebs’spaper

对于这件事,Krebs在回忆录中这样写道,在我已经发表50多篇专业论文的职业生涯中,我首次遭遇拒绝或者说半拒绝。

其后,Krebs将这篇研究性论文投给荷兰的专业性杂志《Enzymologia》,2个月内这篇文章得以发表。

生物通

1988年,当时Krebs已经辞世7年(Krebs逝于1981年11月22日),Nature杂志匿名编辑在一篇公开信上指出,拒绝Krebs的文章是Nature杂志有史以来所犯的最大错误。

(生物通张欢)

TCAcycle)又柠檬酸循环(Citricacidcycle),是需氧生物体内普遍存在的代谢途径,因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的柠檬酸,因此得名;

量子力学的基本知识

普朗克1900年12月提出了“量子”这一概念,能量的传递不再是如同流水一样毫无间隙,而是存在一个最小单位,只不过这个单位非常小,才使过程如此流畅,这个最小单位后来被称之为“普朗克系数”,是量子力学的基本常数。

正如人们难以相信高速运动的物体会缩短一样,人们也无法想象能量的传播会是一段段的跳跃组合。

普朗克本人对此也很谨慎保守,后来,由量子力学的老大“波尔”--------爱因斯坦永远的对手,推动了量子力学的继续前进。

波尔用量子理论描绘出了电子围绕原子核旋转的轨道,而在波尔周围,聚集了一帮聪明的小弟,这批人就是著名的“哥本哈根学派”,这一帮派以罕见的活力推动了量子力学的进步

不过,到了最后,收获果实的,却是波尔的徒弟------海森堡

海森堡利用矩阵来描述电子的轨迹,另一位杀猫凶手薛定谔也提出了自己的波动方程。

两人争执不下,还是海森堡厉害,他将双方理论优而化之,不断完善,1927年正式提出了“测不准原理”。

测不准原理就是:

测量本身会对物体产生影响,因此永远无法对一个物体的动量和位置同时做出精确判断,也就注定不能描述一个物体的准确状态。

简单来说,就是不能测量的就是不能存在!

电子不能测量出准确的状态,也就意味着它根本不存在准确的状态!

鬼魂测量不出来,也就意味着世界上根本不存在鬼这种东西!

你们这帮畜生!

--------爱因斯坦的怒吼

1927年,老爱忍不住了,他难以接受一个依靠概率和随机理论的物理世界的存在,正式向波尔单挑!

不过,3战2败1平,老爱处于下风,不过那1平,也就是1935年老爱向量子力学帮宣战提出了ERP样谬,这次论战至今无结果

说点题外话:

1941年,波尔和自己的高徒海森堡做了最后的告别,海森堡是德国人,他来告知老师自己已经被希特勒任命为铀计划总负责人,送走了误入歧途的弟子,波尔明白自己也得跑了,当时他已受到德国的监视,丘吉尔特意签署了一道命令护送波尔安全离开。

在间谍的帮助下,他藏在一架运输机的货仓中出发,飞行员忘了给他氧气罩,好在波尔曾是丹麦前国家队守门员替补,身体素质一级棒,虽然波尔几乎是半死的的爬下飞机,他还有精神看到飞行员鬼鬼祟祟的藏起什么东西,抢过来货物单一看,发现自己在运输单上被分为贵重货物,而且特别注明:

“如遇德国战斗机拦截,务必将货物丢入大海销毁”

举个小小的例子:

比如我们观测一个粒子的运动,要用到光,但光照到粒子上,光子会把粒子的运动轨迹打偏。

所以我们测不准,永远测不准。

不是说它们存在而我们无法准确观测,

而是它们根本就没有准确的存在

这一点也是量子力学惊世骇俗、令常人无法接受的地方

你门外响起了敲门声,只要没开门,你就不能说门外是一个人,门外的这个“物体”只是一种叠加状态,只有你开了门,看到了人,这才是人的状态

德布罗意

路易·

维克多·

德布罗意(LouisVictordeBroglie,1892815—1987319)出生于下塞纳,法国著名理论物理学家,诺贝尔物理学奖获得者,波动力学的创始人,物质波理论的创立者,量子力学的奠基人之一。

法国科学院院士。

出生1892年8月15日

出生地法国迪耶普

逝世1987年3月19日

逝世地法国巴黎

研究领域物理学家

著名成就波粒二象性,物质波

国籍法国

研究机构索邦大学

母校索邦大学

博士导师保罗·

郎之万

获奖诺贝尔物理学奖(1929年),

马克斯·

普朗克奖章,

法国荣誉军团大十字勋章

生平简介

  路易·

德布罗意(LouisVictordeBroglie,1892年8月15日——1987年3月19日)法国著名理论物理学家,1929年诺贝尔物理学奖获得者,波动力学的创始人,物质波理论的创立者,量子力学的奠基人之一。

德布罗意1892年8月15日出生于下塞纳,1910年获巴黎索邦大学文学学士学位,1913年又获理学士学位,1924年获巴黎大学博士学位,在博士论文中首次提出了"

物质波"

概念。

1929年获诺贝尔物理学奖。

1932年任巴黎大学理论物理学教授,1933年被选为法国科学院院士。

1987年3月19日逝世。

德布罗意家族

  德布罗意1892年8月15日出生于法国塞纳河畔的迪耶普,是法国一贵族家庭的次子。

  德布罗意家族自17世纪以来在法国军队、政治、外交方面颇具盛名,数百年来在战场上和外交上为法国各朝国王服务。

1740年路易十四封德布罗意家族为世袭公爵,封号由一家之长承袭,第一代公爵的儿子曾在七年战争中为奥地利王族出力作战,获得王子封号,赐于家族中每一个成员。

德布罗意家族祖父J·

德布罗意(1821~1901)是法国著名政治家和国务活动家,1871年当选为法国国民议会下院议员,同年担任法国驻英国大使,后来还担任过法国总理和外交部长等职务。

当德布罗意的长兄、实验物理学家莫里斯(Mauriee)死后,他在1960年就成为法国公爵兼德国王子,但他一生中生活简朴,平易近人,把毕生献给了科学事业。

选择物理学

  德布罗意父母早逝,从小就酷爱读书。

中学时代显示出文学才华,从18岁开始在巴黎索邦大学学习历史,并且于1910年获得历史学位。

1911年,他听到作为第一届索尔维物理讨论会秘书的莫里斯谈到关于光、辐射、量子性质等问题的讨论后,激起了强烈兴趣,特别是他读了庞加莱的《科学的价值》等书,他转向研究理论物理学。

1913年,他获理学学士学位。

第一次世界大战期间,在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站服役六年,熟悉了有关无线电波的知识。

他的哥哥(M·

德布罗意)是一位实验物理学家,是X射线方面的专家,拥有设备精良的私人实验室。

从他哥哥那里德布罗意了解到普朗克和爱因斯坦关于量子方面的工作,进一步引起了他对物理学的极大兴趣。

经过一翻思想斗争之后,德布罗意终于放弃了已决定的研究法国历史的计划,选择了物理学的研究道路,并且希望通过物理学研究获得博士学位。

物质波研究

  第一次世界大战期间,德布罗意在军队服役,被分配到无线电台工作,中断了他的理论物理研究。

1919年,德布罗意重新回到他哥哥的实验室研究X射线,在这里,他不仅获得了许多原子结构的知识,而且接触到X射线时而象波、时而象粒子的奇特性质。

光的波动和粒子两重性被发现后,许多著名的物理学家感到困扰。

年轻的德布罗意却由此得到启发,大胆地把这两重性推广到物质客体上去。

德布罗意曾经与其兄就X射线的性质进行了长时间的讨论,他对其兄及其同事们的实验工作发生了浓厚的兴趣。

为了对这些现象做出理论解释,1920年,德布罗意重新开始研究理论物理,特别是关于量子问题,他的研究终于取得了可喜成果。

  他在1923年9~10月间,连续在《法国科学院通报》上发表三篇关于物质波的短文:

《辐射──波和量子》、《光学──光量子、衍射和干涉》、《物理学──量子、气体动理论及费马原理》,创立了物质波理论,之后,他投人博士论文的写作,1924年11月他以题为《量子理论的研究》的论文通过博士论文答辩,获得博士学位。

在这篇论文中,包括了德布罗意近两年取得的一系列重要研究成果,全面论述了物质波理论及其应用,提出了德布罗意波(相波)理论。

这一理论以后为薛定愕接受而导致了波动力学的建立。

并且把爱因斯坦关于光的波粒二象性的思想并推广到实物粒子如电子质子他写道:

“整个世纪(19世纪)以来,在光学上,与波动方面的研究相比,忽略了粒子方面的研究;

而在实物粒子的研究上,是否发生了相反的错误?

是不是我们把粒子方面图像想得太多,而忽略了波的图像?

”于是,他提出假设:

实物粒子也具有波动性。

他认为实物粒子如电子也具有物质周期过程的频率,伴随物体的运动也有由相位来定义的相波即德布罗意波,后来薛定愕解释波函数的物理意义时称为“物质波”。

德布罗意的新理论在物理学界掀起了轩然大波。

这种在并无实验证据的条件下提出的新理论使得人们很难接受。

就连德布罗意的导师朗之万也根本不相信这种观念,只不过觉得这篇论文写得很有才华,才让他得到博士学位。

  1927年,美国贝尔实验室的戴维孙(C.J.Davisson,1881~1958)、革未(L.H.Ger-mer,1896、1971)及英国的汤姆孙(G.P.Thomson,1892~1975)通过电子衍射实验,都证实了电子确实具有波动性。

至此,德布罗意的理论作为大胆假设而成功的例子获得了普遍的赞赏,他荣获了1929年诺贝尔物理学奖。

后期研究

  德布罗意获得博士学位后,继续留在索邦大学主要从事的仍是波动力学方面的研究。

他又发表了有关波动力学的有创造性的研究成果,同时担任教学任务。

德布罗意他还始终对现代物理学的哲学问题

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