細胞能量通貨

關(guān)于細胞能量通貨光能第2頁,共26頁，2024年2月25日，星期天電鰩電能第3頁,共26頁，2024年2月25日，星期天機械能第4頁,共26頁，2024年2月25日，星期天主動運輸滲透能第5頁,共26頁，2024年2月25日，星期天生物體的能源物質(zhì)ATP是新陳代謝所需能量的直接來源細胞的主要能源物質(zhì)是:最根本的能量來源是:太陽能糖類這其中的能量能不能直接被生物體利用呢？

不能。從有機物中釋放出來的能量需要轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學能以后才能用于各項生命活動，這種活躍的化學能就是三磷酸腺苷，簡稱為ATP。生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)是:脂肪第6頁,共26頁，2024年2月25日，星期天什么是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(jié)構(gòu)簡式是：A—P~P

~

P。

純凈的ATP是白色粉未狀，能夠溶于水，可作為一種藥品，ATP片劑可以口服，而ATP注射液可以肌肉注射或靜脈滴注。主要是用于輔助治療肌肉萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等疾病，起到改善患者新陳代謝狀況的作用。第7頁,共26頁，2024年2月25日，星期天一、ATP分子中具有高能磷酸鍵ATP是一種高能磷酸化合物。不僅因為是它的分子結(jié)構(gòu)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。第8頁,共26頁，2024年2月25日，星期天ATP的結(jié)構(gòu)簡式ATP的結(jié)構(gòu)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(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物。第9頁,共26頁，2024年2月25日，星期天APPPAMPADPATP高能磷酸鍵低能磷酸鍵(APPP)ＡＴＰ第10頁,共26頁，2024年2月25日，星期天+A-P~PA-P~PP~PATPADPPi(磷酸)

能量+酶細胞分裂、營養(yǎng)物質(zhì)吸收神經(jīng)傳導(dǎo)、生物電、肌肉收縮ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化第11頁,共26頁，2024年2月25日，星期天ATPADP酶酶能量PiPi能量ATP與ADP的轉(zhuǎn)化關(guān)系第12頁,共26頁，2024年2月25日，星期天ATP轉(zhuǎn)化成ADP時所需能量的主要來源第13頁,共26頁，2024年2月25日，星期天美研制出世界第一臺納米發(fā)動機

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(fā)動機。它僅一個病毒般大小，由ATP提供能量、ATP合成酶驅(qū)動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。每加一次能量，納米發(fā)動機可連續(xù)工作一小時?？茖W家高度評價此項科技成果，認為生物分子納米發(fā)動機在醫(yī)學領(lǐng)域?qū)⒋笥杏梦渲亍＠?，它可以充當一個“小護士”，巡視全身。分子馬達第14頁,共26頁，2024年2月25日，星期天生物將ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量的根本來源是什么？是光能。綠色植物通過光合作用，將光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學能，并將ATP中的化學能最終儲存在糖類等有機物中。第15頁,共26頁，2024年2月25日，星期天能源物質(zhì)能源物質(zhì)

糖類（主要能源物質(zhì)）脂類、蛋白質(zhì)儲能物質(zhì)

脂肪、淀粉（植物細胞）糖元（動物細胞）能量直接來源

ＡＴＰ（三磷酸腺苷）最終能量來源

太陽光能第16頁,共26頁，2024年2月25日，星期天三、ATP的利用第17頁,共26頁，2024年2月25日，星期天ATP是生物體新陳代謝所需能量的直接來源。

物質(zhì)運輸

物質(zhì)合成

細胞分裂

肌肉收縮

生物發(fā)光等第18頁,共26頁，2024年2月25日，星期天直接能源物質(zhì)

ＡＴＰ

分子簡式

Ａ－Ｐ~Ｐ~Ｐ

與ＡＤＰ的關(guān)系

在酶的作用下，ATP中遠離A的高能磷酸鍵水解，釋放出其中的能量，同時生成ADP和Pi；在另一種酶的作用下，ADP接受能量與一個Pi結(jié)合轉(zhuǎn)化成ATP。

合成時的能量來源

植光合作用和呼吸作用

動呼吸作用

分解時的能量利用

細胞分裂、根吸收礦質(zhì)元素、肌肉收縮等生命活動。磷酸肌酸(C~P)小結(jié)：腺苷普通化學鍵高能磷酸鍵磷酸基團第19頁,共26頁，2024年2月25日，星期天磷酸肌酸

ATP是細胞內(nèi)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。第20頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

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(xù)地提供能量。各種化學能(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是人體運動時的直接供能物質(zhì)。問題在于ATP的數(shù)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(xù)時間。運動能量從哪里來？第21頁,共26頁，2024年2月25日，星期天無氧能量系統(tǒng)

是三磷酸腺苷—磷酸肌酸(ATP--CP)系統(tǒng)和糖酵解系統(tǒng)。肌肉運動時，首先由ATP分解，將能量直接供應(yīng)肌肉收縮。若運動很劇烈，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(tǒng)非常迅速。如要繼續(xù)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(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)對應(yīng)的是高強度、持續(xù)時間在30秒—3分鐘之間的運動。這兩個系統(tǒng)適應(yīng)于短跑、跳躍、舉重運動等。第22頁,共26頁，2024年2月25日，星期天有氧能量系統(tǒng)

進行3分鐘以上的運動，能量需要有氧代謝系統(tǒng)提供。它也同運動強度和持續(xù)時間直接相關(guān)。強度較低、持續(xù)時間大于3分鐘小于20分鐘的運動，是氧化糖產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)、延緩衰老有利。第23頁,共26頁，2024年2月25日，星期天持續(xù)時間運動強度運動類型無氧能量系統(tǒng)ATP--CP系統(tǒng)30秒鐘

高強度短跑、投擲、跳躍、舉重等糖酵解系統(tǒng)30秒—3分鐘有氧能量系統(tǒng)氧化糖類3分鐘--20分鐘

低強度長跑、做體操、打太極拳等運動氧化脂肪長于20分鐘第24頁,共26頁，2024年2月25日，星期天ATP是細胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“