3.ATP的生理功能:
在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中,ATP是一種關(guān)鍵的物質(zhì)。生物體的一切生命活動(dòng)都離不開ATP。ATP是生物體內(nèi)直接供給可利用能量的物質(zhì),是細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”。各種形式的能量轉(zhuǎn)換都是以ATP為中心環(huán)節(jié)的。生物體內(nèi)由于有各種酶的作為生物催化劑,同時(shí)又有細(xì)胞中生物膜系統(tǒng)的存在,因此,ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)換成其他各種形式的能量,用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。這些能量形式主要有以下幾種。
⑴機(jī)械能。生物體內(nèi)的細(xì)胞以及細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)都是在做機(jī)械功,所消耗的就是機(jī)械能。例如,纖毛和鞭毛的擺動(dòng)、肌細(xì)胞的收縮、細(xì)胞分裂期間染色體的運(yùn)動(dòng)等,都是由ATP提供能量來完成的。
⑵電能。生物體內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)傳導(dǎo)沖動(dòng)的某些生物能夠產(chǎn)生電流,所做的電功消耗的就是電能。電能也是由ATP所提供的能量轉(zhuǎn)換而成的。
⑶滲透能。細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度進(jìn)行的,物質(zhì)過膜移動(dòng)所做的功消耗了能量,這些能量叫做滲透能,滲透能也來自ATP。
⑷化學(xué)能。生物體內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學(xué)能,小分子物質(zhì)合成大分子物質(zhì)時(shí),必須有直接或間接的能量供應(yīng)。另外,物質(zhì)在分解的開始階段,也需要化學(xué)能來活化,成為能量較高的物質(zhì)(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖)。在生物體的物質(zhì)代謝中,可以說到處都需要由ATP轉(zhuǎn)化的化學(xué)能來做化學(xué)功。
⑸光能。目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機(jī)制還沒有完全弄清楚,但是已經(jīng)知道,用于發(fā)光的能量仍然直接來源于ATP。
⑹熱能。生物體內(nèi)的熱能,來源于有機(jī)物的氧化分解。大部分的熱能通過各種途徑向外界環(huán)境散發(fā),只有一小部分熱能用語維持細(xì)胞或恒溫動(dòng)物的體溫。通常情況下,熱能的形成往往是細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中的副產(chǎn)品。
三)ATP的再生途徑
(一)植物
2.ATP的存在與含量:生物體細(xì)胞內(nèi)普遍存在,但含量很少。(轉(zhuǎn)化十分迅速)
ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化伴隨著能量的釋放和儲(chǔ)存,因此與生物體的新陳代謝密切相關(guān)可用下式表示二者的轉(zhuǎn)化過程:
(該可逆反應(yīng)中物質(zhì)是可逆的,但能量是不可逆的。)
a)從反應(yīng)條件上看:ATP的合成是一種合成反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶應(yīng)屬合成酶,而ATP的分解是一種水解反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶應(yīng)屬水解酶,由于酶具有單一性,因此反應(yīng)條件不同。
b) 從能量上看:合成ATP的能量主要有化學(xué)能和太陽能,而ATP水解釋放的能
量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能,因此,能量的來源不同。
c)從ATP合成與分解的場(chǎng)所上看:ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體;而ATP水解的場(chǎng)所較多。因此,其合成與分解的場(chǎng)所不盡相同。
1.轉(zhuǎn)化如何理解ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化:
3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):含有兩個(gè)高能磷酸鍵,且遠(yuǎn)離腺苷的哪個(gè)高能磷酸鍵既容易分解釋放能量(為各種生命活動(dòng)提供能量),又容易形成而儲(chǔ)存能量
二)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
2. 各部分含義:
A:腺苷(腺嘌呤+核糖) T:三個(gè) P:磷酸基
―:普通磷酸鍵 ~:高能磷酸鍵(儲(chǔ)存大量化學(xué)能)
1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A―P~P~P
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二、ATP與新陳代謝
一)ATP(三磷酸腺苷)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
4.從能特性看:都是高效能物質(zhì)。
(五)酶與激素、蛋白質(zhì)、維生素、脂質(zhì)的關(guān)系:
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