課程內(nèi)容:
《細胞的能量“通貨”——ATP》
物質(zhì)的主動運輸需要能量,肌肉收縮需要能量,細胞內(nèi)還有許多化學反應是需要能量的,這些能量從哪里來呢?我們知道,細胞中的糖類、脂肪等有機物都儲存著化學能,但是直接給細胞的生命活動提供能量的卻是另一種有機物——ATP。
ATP分子中具有高能磷酸鍵
ATP是三磷酸腺苷的英文名稱縮寫。ATP分子的結(jié)構式可以簡寫成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團,~代表一種特殊的化學鍵,叫做高能磷酸鍵,ATP分子中大量的能量就儲存在高能磷酸鍵中。ATP可以水解,這實際上是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達30.54kJ/mol,所以說ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。
ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化
ATP的化學性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關酶的催化作用下,ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵很容易水解,于是,遠離A的那個P就脫離開來,形成游離的Pi(磷酸),同時,儲存在這個高能磷酸鍵中的能量釋放出來,ATP就轉(zhuǎn)化成ADP(二磷酸腺苷的英文名稱縮寫)。在有關酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同時與一個游離的Pi結(jié)合,重新形成ATP。對細胞的正常生活來說,ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化,是時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中的。據(jù)測算,一個人在激烈運動的狀態(tài)下,每分約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化成ADP,釋放能量,供運動之需。生成的ADP,又可在一定條件下轉(zhuǎn)化成ATP。細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應機制,是生物界的共性。
那么,在ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過程中,所需要的能量從哪里來呢?對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說,均來自細胞進行呼吸作用時有機物分解所釋放的能量;對于綠色植物來說,除了依賴呼吸作用所釋放的能量外,在葉綠體內(nèi)進行光合作用時,ADP轉(zhuǎn)化為ATP還利用了光能。
ATP的利用
細胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的。閱讀圖5-7,你能對它進行補充和完善嗎?
細胞內(nèi)的化學反應有些是需要吸收能量的,有些是釋放能量的。吸能反應總是與ATP水解的反應相聯(lián)系,由ATP水解提供能量;放能反應總是與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量儲存在ATP中。也就是說,能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環(huán)流通。因此,可以形象地把ATP比喻成細胞內(nèi)流通的能量“通貨”。
正是由于細胞內(nèi)具有ATP這種能量“通貨”,細胞才能及時而持續(xù)地滿足各項生命活動對能量的需求。
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孫老師
女,中教高級職稱
市優(yōu)秀教師,優(yōu)秀班主任,骨干教師,先進工作者,所撰寫的論文多次獲省優(yōu)秀論文一等獎。