科研人員發(fā)現(xiàn),即使在氧氣充足的條件下,癌細(xì)胞也會(huì)進(jìn)行旺盛的無氧呼吸。為研究該問題,科研人員完成下列實(shí)驗(yàn)。
(1)圖1中物質(zhì)A為
丙酮酸
丙酮酸
。有氧呼吸第一階段又稱糖酵解,發(fā)生在
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
。
(2)葡萄糖氧化分解時(shí),NADH需要不斷被利用并再生出NAD
+才能使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。酶M和酶L均能催化NAD
+的再生,但酶M僅存在于線粒體中,酶L僅存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。用溶劑N配制不同濃度2DG(糖酵解抑制劑)溶液處理分裂的癌細(xì)胞,結(jié)果如圖2。
①圖2中,糖酵解速率相對(duì)值為
100
100
的組別為對(duì)照組,該組的處理方法是用
等量(不含2DG)的溶劑N
等量(不含2DG)的溶劑N
處理癌細(xì)胞。
②圖2表明,糖酵解速率相對(duì)值較低時(shí),癌細(xì)胞優(yōu)先進(jìn)行
有氧呼吸
有氧呼吸
;糖酵解速率相對(duì)值超過
60
60
時(shí),酶M達(dá)到飽和,酶L的活性迅速提高,保證NAD
+再生,癌細(xì)胞表現(xiàn)為進(jìn)行旺盛的
無氧呼吸
無氧呼吸
。
(3)綜上所述,癌細(xì)胞在有氧的條件下進(jìn)行旺盛無氧呼吸的可能原因是其生命活動(dòng)需要大量能量,
糖酵解速率過快,產(chǎn)生的NADH速率超過了酶M的處理能力,造成NADH積累,從而提高酶L的活性
糖酵解速率過快,產(chǎn)生的NADH速率超過了酶M的處理能力,造成NADH積累,從而提高酶L的活性
,乳酸大量積累。