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第2节细胞的能量“通货”──ATP十字绣十字绣之家细胞的能量“通货”──ATP一、ATP的结构简式二、ATP与ADP的相互转化三、ATP形成途径四、ATP的利用一、ATP的结构简式l.ATP的结构简式ATP是三磷酸腺苷的英文缩写符号，它普遍存在于各种活细胞中。ATP的结构简式如下:A-P～P～P式中A代表腺苷，P代表磷酸基,～代表一种特殊化学键，称为高能磷酸键。2.ATP是高能磷酸化合物。高能磷酸化合物是指水解1摩尔该物质能释放20.92千焦以上能量的化合物，而ATP水解时所释放能量高达30.54千焦/摩尔。从上述分子结构可以看出，ATP分子中大量的化学能储存在高能磷酸键中，每1摩尔ATP中包含2摩尔高能磷酸键和1摩尔普通化学键。ADPAMP腺嘌呤核糖核苷酸二、ATP与ADP的相互转化科学实践证明，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键，在一定性质的酶催化作用下很容易水解断裂,水解时伴有能量释放，该键也易于形成，当重新形成时又伴有能量储存。ATP水解时，分子中远离A的那个高能磷酸键断裂，远离A的那个磷酸基团脱离，形成(Pi)，同时储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来。三磷酸腺苷就转化成二磷酸腺苷即为ADP。而在另一种酶的催化下，ADP可以接受能量，同时结合一个磷酸，从而又转化为三磷酸腺苷(ATP)。三、ATP形成途径1、人和动物体细胞中ATP形成:动物和人体内细胞中ATP合成所需能量只能来自细胞内呼吸作用分解有机物所释放出来的能量。2、对于绿色植物来说，ADP转化成ATP能量有两个来源。(1)来自绿色植物细胞呼吸作用分解有机物释放能量。(2)除上述外，还可以来自绿色植物光合作用。绿色植物其他高能磷酸化合物在动物和人体细胞（特别是肌细胞）内，除了ATP外，其他的高能磷酸化合物还有磷酸肌酸（可用C～P代表）。磷酸肌酸的结构式是：当动物和人体细胞由于能量大量消耗而使细胞内的ATP含量过分减少时，在有关酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基团连同能量一起转移给ADP，从而生成ATP和肌酸（可用C代表）；当ATP含量比较多时，在有关酶的催化作用下，ATP可以将磷酸基团连同能量一起转移给肌酸，使肌酸转变成磷酸肌酸。对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲的作用，从而使细胞内ATP的含量能够保持相对的稳定，ATP系统的动态平衡得以维持。四、ATP的利用ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下6种。渗透能：细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能，渗透能来自ATP。机械能：细胞内各种结构的运动都是在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收缩，草履虫纤毛的摆动，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的分泌等，都是由ATP提供能量来完成的。电能：大脑的思考──神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。电能是由ATP提供的能量转化而成的。化学能：细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。光能：目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。热能：有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成ATP，大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。此外，ATP释放的能量中，一部分能量也能用于动物的体温的提升和维持。