細胞能量通貨

關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ATP是新陳代謝所需能量的直接來源細胞的主要能源物質是: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。生物體內儲存能量的物質是: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的分子結構簡式是：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。第8頁,共26頁，2024年2月25日，星期天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。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)物質吸收神經傳導、生物電、肌肉收縮ATP與ADP的相互轉化第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的轉化關系第12頁,共26頁，2024年2月25日，星期天ATP轉化成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合成酶驅動發(fā)動機運轉。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。分子馬達第14頁,共26頁，2024年2月25日，星期天生物將ADP轉化成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，星期天能源物質能源物質

糖類（主要能源物質）脂類、蛋白質儲能物質

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。

物質運輸

物質合成

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

ＡＴＰ

分子簡式

Ａ－Ｐ~Ｐ~Ｐ

與ＡＤＰ的關系

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結合轉化成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、根吸收礦質元素、肌肉收縮等生命活動。磷酸肌酸(C~P)小結：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)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(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(xù)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(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。盡管乳酸會導致肌肉酸痛，但它所產生的能量卻是ATP--CP系統(tǒng)的兩倍。糖酵解系統(tǒng)對應的是高強度、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。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。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是細胞內能量轉換的“