第5章細胞的能量供應和利用第2節細胞的能量 通貨 atp 人教版必修1 第2節細胞能量 通貨 atp 能量的形式和轉換 光能 電鰩電能 機械能 主動運輸 滲透能 能量轉換站 葉綠體 通過綠色植物的光合作用 把光能以化學能的形式儲存在糖類 脂肪等有機物中 光能電能活躍的化學能穩定的化學能 動力工廠 線粒體 生物體通過呼吸作用分解體內有機物 釋放其中的能量 用于生命活動 穩定的化學能活躍的化學能 熱能 無氧呼吸和有氧的第一階段 細胞質基質 穩定的化學能活躍的化學能 熱能 是生物體進行生命活動的主要能源物質 糖類 是生物體內貯存能量的物質 脂肪 能量蘊藏在營養物質之中 蛋白質 能源物質 什么是atp atp是三磷酸腺苷 adenosinetriphosphate 的英文縮寫符號 a 腺苷 t 三 p 磷酸基 atp的分子結構簡式是 a p p p atp是一種高能磷酸化合物 不僅因為是它的分子結構中含有磷酸 還因為它在水解時釋放的能量是30 54kj mol 千焦每摩爾 一般將水解時 能夠釋放20 92kj mol能量的化合物都叫做高能化合物 atp的水解釋放的能量是一般磷酸鍵水解時釋放能量的兩倍以上 一 atp分子中具有高能磷酸鍵 atp的結構簡式 atp的結構簡式為a p p p 腺苷 磷酸基團 高能磷酸鍵 atp即三磷酸腺苷 是各種活細胞內普遍存在的一種高能磷酸化合物 二 atp與adp的相互轉化 a p p p a p p pi 能量 酶 酶 atp adp 酶 酶 atp與adp的轉化關系 atp轉化成adp時所需能量的主要來源 美國康奈爾大學的科學家已研制出世界上第一臺生物分子納米發動機 它僅一個病毒般大小 由atp提供能量 atp合成酶驅動發動機運轉 每加一次能量 納米發動機可連續工作一小時 科學家高度評價此項科技成果 認為生物分子納米發動機在醫學領域將大有用武之地 例如 它可以充當一個 小護士 巡視全身 分子馬達 三 atp的利用 物質運輸 物質合成 細胞分裂 肌肉收縮 生物發光等 小結 腺苷 高能磷酸鍵 磷酸基團 磷酸肌酸atp是細胞內主要的磷酸載體或能量傳遞體 人體儲存能量的方式不是atp而是磷酸肌酸 肌酸主要存在于肌肉組織中 骨骼肌中含量多于平滑肌 腦組織中含量也較多 肝 腎等其它組織中含量很少 每個人生活都需要能量 使用能量 運動時更需要為肢體活動持續地提供能量 各種化學能 碳水化合物 脂肪和蛋白質 貯存在體內 最終轉化成三磷酸腺苷 atp atp是人體運動時的直接供能物質 問題在于atp的數量有限 運動時有四種不同的代謝過程向人體提供能量 兩種是無氧的 兩種是有氧的 究竟是哪種代謝被用來提供能量 取決于運動的強度和持續時間 運動能量從哪里來 無氧能量系統 是三磷酸腺苷 磷酸肌酸 atp cp 系統和糖酵解系統 肌肉運動時 首先由atp分解 將能量直接供應肌肉收縮 若運動很劇烈 則cp立即將能量轉移到二磷酸腺苷 adp 分子上 生成atp atp又繼續分解供應能量 肌細胞中atp存量很少 但cp的量卻比atp約多三倍 故二者的總和大致可供給30秒鐘的激烈運動 該系統非常迅速 如要繼續運動 就得由糖元分解生成乳酸 同時釋放能量以生成atp 盡管乳酸會導致肌肉酸痛 但它所產生的能量卻是atp cp系統的兩倍 糖酵解系統對應的是高強度 持續時間在30秒 3分鐘之間的運動 這兩個系統適應于短跑 跳躍 舉重運動等 有氧能量系統 進行3分鐘以上的運動 能量需要有氧代謝系統提供 它也同運動強度和持續時間直接相關 強度較低 持續時間大于3分鐘小于20分鐘的運動 是氧化糖產生大量的atp來供能 長于20分鐘的低強度運動則主要靠氧化脂肪來供能了 在這一代謝過程中由于氧氣能基本滿足需要 所以不會產生乳酸 肌肉不會酸痛 專家們認為 中 老年人參加體育鍛煉以有氧代謝的運動項目為主 因為這對增強體質 延緩衰老有利 atp是細胞內能量轉換的 中轉站 可形象地把它比喻細胞內流通的 能量貨幣 是生物體內能量代謝的中心 在生物能量代謝中占有核心地位 生物體內的新陳代謝正是因為細胞中的atp才能順利地完成 atp和核酸的關系 atp是細胞內的主要磷酸載體 atp作為細胞的主要供能物質參與體內的許多代謝反應 還有一些反應需要utp或ctp作供能物質 如utp參與糖元合成和糖醛酸代謝 gtp參與糖異生和蛋白質合成 ctp參與磷脂合成過程 核酸合成中需要atp ctp utp和gtp作原料合成rna 或以datp dctp dgtp和dttp作原料合成dna 作為供能物質所需要的utp c