第1322章?不做燃油車,做電車
“來,閉上眼睛,聽我描述,想象一下場景。”宋河說。
三個學生乖乖閉眼。
“你站在線粒體邊緣的蛋白質膜孔裡,就像站在穿山隧道入口,走進去,進入線粒體內部。”宋河認真描述。
“滿地都是蛋白質機器,無數小球從機器裡射出,就像網球場的自動發球機在向外快速噴射網球,你麵前密密麻麻全是發球機,空中數不清的高速網球。”
“噴出來的網球是什麼?質子!帶正電荷!”
“你繞過這些網球機,一直往深處走,來到線粒體基質,這裡更亂!牆壁來回湧流,牆上鑲嵌各種蛋白質機器,轟隆作響來回旋轉,每個機器的運轉方式都不一樣,震動、噪音、熱量,搞得你頭暈腦脹!”宋河激情澎湃地描述。
“老師您彆形容的這麼逼真,我們剛通宵,您這麼一說真有點頭暈!”盧庚求饒。
“好,你現在站的這個亂哄哄的位置,線粒體呼吸作用的場所,它的運轉機製是是什麼?”宋河繼續講。
“你吃掉的食物被消化吸收,食物分子來到這裡,被拆下電子,電子傳遞給呼吸蛋白,名字叫複合體i。”宋河說。
“現在睜眼!往窗外看,看到了什麼?”
三個學生扭頭,窗外校園遼闊,東西挺多,一時間有些不敢回答。
“樓啊!”宋河著急,“對麵那麼大一棟樓看不見嗎?”
三個學生連連點頭,“樓!”
“如果你們現在是ATP大小,那麼複合體i的規模就是這棟樓!”宋河講述。
“這棟樓不是靜態的,它是一台複雜精密的機器,高速運轉變化,樓層像魔方一樣動,不斷把電子吸進來再吐出去,吐給下一個巨大的呼吸蛋白……很多棟高樓大廈般的呼吸蛋白形成呼吸鏈,電子就在這幾棟樓裡跳動!”
“具體怎麼跳動?這進入量子物理領域了,某種量子隧穿效應,距離單位是埃,1埃是一個原子的尺寸,這些呼吸蛋白的間距隻要在14埃以下,電子就會逐個跳過去,就像蛤蟆從一朵荷葉跳到另一朵荷葉上。”
盧庚火速從兜裡掏出一個小本子,摁開圓珠筆做筆記,顯然有點靈感了。
“但隻要夠近就可以跳嗎?”盧庚問,“會不會跳錯方向?”
“氧氣嘛!”宋河說,“呼吸作用的氧氣是乾嘛用的?用氧氣來吸引電子往特定方向去跳,化學性質決定了氧氣的吸引力!”
三個學生恍然大悟,盧庚又快速寫了兩筆。
“剛剛講的這一連串規模巨大的複雜機關,所有轟隆運轉的呼吸蛋白大樓,隻有一個目的!”宋河豎起一根手指,“運輸質子!”
“電子流是質子運輸的能量動力源,從食物分子裡拆下的每對電子,會讓10個質子被送到線粒體內膜對麵,形成質子梯度!”
宋河再次抬手指向窗外,“樓一樣高的呼吸蛋白,在每個線粒體裡都有幾萬個,所以對咱們小ATP來說,一個線粒體就相當於一座大城市!”
“每個細胞裡有成百上千個線粒體,人體40萬億細胞有10的15次方個線粒體,這茫茫多的線粒體每秒運輸10的21次方個質子,質子總數和宇宙中的恒星差不多。”