第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第2節(jié)細(xì)胞的能量 通貨 atp 人教版必修1 第2節(jié)細(xì)胞能量 通貨 atp 能量的形式和轉(zhuǎn)換 光能 電鰩電能 機(jī)械能 主動(dòng)運(yùn)輸 滲透能 能量轉(zhuǎn)換站 葉綠體 通過(guò)綠色植物的光合作用 把光能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在糖類 脂肪等有機(jī)物中 光能電能活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能 動(dòng)力工廠 線粒體 生物體通過(guò)呼吸作用分解體內(nèi)有機(jī)物 釋放其中的能量 用于生命活動(dòng) 穩(wěn)定的化學(xué)能活躍的化學(xué)能 熱能 無(wú)氧呼吸和有氧的第一階段 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 穩(wěn)定的化學(xué)能活躍的化學(xué)能 熱能 是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì) 糖類 是生物體內(nèi)貯存能量的物質(zhì) 脂肪 能量蘊(yùn)藏在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之中 蛋白質(zhì) 能源物質(zhì) 什么是atp atp是三磷酸腺苷 adenosinetriphosphate 的英文縮寫符號(hào) a 腺苷 t 三 p 磷酸基 atp的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 a p p p atp是一種高能磷酸化合物 不僅因?yàn)槭撬姆肿咏Y(jié)構(gòu)中含有磷酸 還因?yàn)樗谒鈺r(shí)釋放的能量是30 54kj mol 千焦每摩爾 一般將水解時(shí) 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(shí)釋放能量的兩倍以上 一 atp分子中具有高能磷酸鍵 atp的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 atp的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為a p p p 腺苷 磷酸基團(tuán) 高能磷酸鍵 atp即三磷酸腺苷 是各種活細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物 二 atp與adp的相互轉(zhuǎn)化 a p p p a p p pi 能量 酶 酶 atp adp 酶 酶 atp與adp的轉(zhuǎn)化關(guān)系 atp轉(zhuǎn)化成adp時(shí)所需能量的主要來(lái)源 美國(guó)康奈爾大學(xué)的科學(xué)家已研制出世界上第一臺(tái)生物分子納米發(fā)動(dòng)機(jī) 它僅一個(gè)病毒般大小 由atp提供能量 atp合成酶驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 每加一次能量 納米發(fā)動(dòng)機(jī)可連續(xù)工作一小時(shí) 科學(xué)家高度評(píng)價(jià)此項(xiàng)科技成果 認(rèn)為生物分子納米發(fā)動(dòng)機(jī)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)⒋笥杏梦渲?例如 它可以充當(dāng)一個(gè) 小護(hù)士 巡視全身 分子馬達(dá) 三 atp的利用 物質(zhì)運(yùn)輸 物質(zhì)合成 細(xì)胞分裂 肌肉收縮 生物發(fā)光等 小結(jié) 腺苷 高能磷酸鍵 磷酸基團(tuán) 磷酸肌酸atp是細(xì)胞內(nèi)主要的磷酸載體或能量傳遞體 人體儲(chǔ)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(gè)人生活都需要能量 使用能量 運(yùn)動(dòng)時(shí)更需要為肢體活動(dòng)持續(xù)地提供能量 各種化學(xué)能 碳水化合物 脂肪和蛋白質(zhì) 貯存在體內(nèi) 最終轉(zhuǎn)化成三磷酸腺苷 atp atp是人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的直接供能物質(zhì) 問(wèn)題在于atp的數(shù)量有限 運(yùn)動(dòng)時(shí)有四種不同的代謝過(guò)程向人體提供能量 兩種是無(wú)氧的 兩種是有氧的 究竟是哪種代謝被用來(lái)提供能量 取決于運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間 運(yùn)動(dòng)能量從哪里來(lái) 無(wú)氧能量系統(tǒng) 是三磷酸腺苷 磷酸肌酸 atp cp 系統(tǒng)和糖酵解系統(tǒng) 肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí) 首先由atp分解 將能量直接供應(yīng)肌肉收縮 若運(yùn)動(dòng)很劇烈 則cp立即將能量轉(zhuǎn)移到二磷酸腺苷 adp 分子上 生成atp atp又繼續(xù)分解供應(yīng)能量 肌細(xì)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(yùn)動(dòng) 該系統(tǒng)非常迅速 如要繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 就得由糖元分解生成乳酸 同時(shí)釋放能量以生成atp 盡管乳酸會(huì)導(dǎo)致肌肉酸痛 但它所產(chǎn)生的能量卻是atp cp系統(tǒng)的兩倍 糖酵解系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的是高強(qiáng)度 持續(xù)時(shí)間在30秒 3分鐘之間的運(yùn)動(dòng) 這兩個(gè)系統(tǒng)適應(yīng)于短跑 跳躍 舉重運(yùn)動(dòng)等 有氧能量系統(tǒng) 進(jìn)行3分鐘以上的運(yùn)動(dòng) 能量需要有氧代謝系統(tǒng)提供 它也同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間直接相關(guān) 強(qiáng)度較低 持續(xù)時(shí)間大于3分鐘小于20分鐘的運(yùn)動(dòng) 是氧化糖產(chǎn)生大量的atp來(lái)供能 長(zhǎng)于20分鐘的低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)則主要靠氧化脂肪來(lái)供能了 在這一代謝過(guò)程中由于氧氣能基本滿足需要 所以不會(huì)產(chǎn)生乳酸 肌肉不會(huì)酸痛 專家們認(rèn)為 中 老年人參加體育鍛煉以有氧代謝的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目為主 因?yàn)檫@對(duì)增強(qiáng)體質(zhì) 延緩衰老有利 atp是細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的 中轉(zhuǎn)站 可形象地把它比喻細(xì)胞內(nèi)流通的 能量貨幣 是生物體內(nèi)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(nèi)的新陳代謝正是因?yàn)榧?xì)胞中的atp才能順利地完成 atp和核酸的關(guān)系 atp是細(xì)胞內(nèi)的主要磷酸載體 atp作為細(xì)胞的主要供能物質(zhì)參與體內(nèi)的許多代謝反應(yīng) 還有一些反應(yīng)需要utp或ctp作供能物質(zhì) 如utp參與糖元合成和糖醛酸代謝 gtp參與糖異生和蛋白質(zhì)合成 ctp參與磷脂合成過(guò)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(zhì)所需要的utp c