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2016-01-04
A-P~P:二磷酸腺苷(ADP)
2.8ATP的合成过程:ADP+Pi+ 能量-------合成酶-- A-P~P~P
能量来源:植物:呼吸、光合作用。动物:呼吸作用、磷酸肌酸的转化。
能量去路:储存在ATP中的高能磷酸键内。
ATP的化学性质不稳定,在有关酶的催化作用下,ATP中远离A的那个高能磷酸键很容易水解脱离开来,形成游离的Pi,同时,储存在这个高能磷酸键内的能量释放出来,ATP就转化成ADP。在有关酶的作用下,ADP可以接受能量,同时与一个游离的Pi结合,重新形成ATP。大家看课本P89的图。ATP和ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存。因此与生物体的新陈代谢密切相关,二者的循环过程可以表示为:
对于上述反应中ATP和ADP的相互转化可以从四个方面理解:
1) 两者的反应条件不同。
ATP的分解是一中水解反应,催化该反应的酶属于水解酶,ATP的合成是一种合成反应,起催化作用的是合成酶,根据酶具有专一性的特点,因此,两者的反应条件不同
2) 两者的能量来源不同。
ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能,而合成ATP的能量主要有光能和有机物氧化分解释放出的化学能,在动物和人体内还可以来自于其他的高能化合物如磷酸肌酸。
3) 两者的转化场所不同。
ATP的合成场所主要是在细胞质基质、线粒体和叶绿体,而ATP分解的场所则在生物体各处。
4) 两者的功能不同。ATP是生物体内生命活动的直接能源物质,它水解时释放的能量可以供各种生命活动所需而ATP的合成伴随着能量的储存,该反应实际上是生物体内能量的转移过程。
总之,ATP和ADP的相互转化并不是一个简单的可逆反应,两者转化的方向即取决于相应的酶的存在,又取决于细胞内能量供求关系,正是由于两者的不断循环,才保证了生命活动的顺利进行。
资料分析:
1.经测定,正常人体细胞中ATP和ADP的总量仅为2~10mmol/L。
2.成年人, 静止状态下, 24小时内有40KG的ATP发生转化,一个人在激烈运动状态下, 1分钟约有0.5KG的ATP发生转化。
从这则材料我们可以看出体内存在的ATP的量是很少的,ATP与ADP之间转化快,且转化处于动态平衡中。
细胞中的ATP的利用比作我们日常生活中的零用钱,它会随着每天的花销而减少,因此要维持正常生活必须不断破开大面值的钞票给予补充,细胞中的大面值钞票主要是糖类等有机物,在有机物分解时释放出的能量能被用来合成ATP,这个过程通过ATP与ADP的相互转化来实现。所以ATP是细胞内的能量通货。
3 ATP和ADP相互转化的意义
细胞中ATP和ADP的相互转化在活细胞中永不停息地进行着,这既可以避免一时用不尽的能量白白流失掉,又保证了及时供应生命活动所需要的能量。
4.ATP的利用
(1)教师讲解:吸能反应总是与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应总是与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。
(2)学生看课本图,讨论ATP还有哪些用途,从而对该图进行补充和完善。
[教师精讲]
1.细胞内储存能量的物质有糖类、脂肪、蛋白质等。细胞内消耗能源物质的顺序是:糖类脂肪蛋白质。一般情况下生物体内细胞利用的能源物质是糖类,而且糖类中的能量需要分解释放传递给ATP,转变成活跃的化学能,才能供给各种生命活动利用,从而解决能量的"稳定储存"和"灵活利用"的矛盾。
2.直接供给生命活动能量的能源物质是ATP。在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键物质。ATP是生物体内能量转换的"中转站",它有利于能量的运输和协调供给,如线粒体呼吸释放能量合成的ATP,可以转移到细胞膜用于主动运输,也可以进入细胞核推动DNA的复制等等,从而解决"产能"和"用能"在空间上的矛盾。
3.ATP的结构与物理、化学知识有密切联系,ATP中的能量可以转变成机械能(如肌肉收缩、鞭毛摆动)、化学能、电能(如神经冲动的传导)、渗透能(如主动运输的能量)、光能等其他形式的能量。
4.胞内供能物质有ATP和磷酸肌酸,ATP普遍存在,但含量不多,当ATP大量消耗时,则磷酸肌酸释放能量供ADP和Pi合成ATP。磷酸肌酸的存在对ATP含量的相对稳定起缓冲作用。
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