ATP與ADP的轉(zhuǎn)化:
1、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)換:
2、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化是不可逆的
(1)反應(yīng)條件:ATP的分解屬水解反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶屬水解酶。而ATP的合成是一種合成反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶屬合成酶。由于酶具有專一性,因此,二者反應(yīng)條件不同。
(2)反應(yīng)場所:ATP合成的場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體;而ATP分解的場所較多。因此,ATP的合成場所與分解場所不完全相同。
(3)能量來源:ATP水解釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵中的化學(xué)能;而合成ATP的能量主要有化掌能和太陽光能,即二者的能量來源不同。
ATP的形成與利用表解比較:
1、ATP的產(chǎn)生途徑與場所
產(chǎn)生途徑 | 產(chǎn)生場所 | |
植物 | 光合作用 | 葉綠體 |
呼吸作用 | 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 | |
動物 | 呼吸作用 | 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 |
2、細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程
轉(zhuǎn)化場所 | 產(chǎn)生或消耗ATP的生理過程 |
細(xì)胞膜 | 消耗ATP:主動運(yùn)輸、胞吞、胞吐 |
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) | 產(chǎn)生ATP:細(xì)胞呼吸第一階段 |
葉綠體 | 產(chǎn)生ATP:光反應(yīng) 消耗ATP:暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制 |
線粒體 | 產(chǎn)生ATP:有氧呼吸第二、三階段 消耗ATP:自身DNA復(fù)制 |
核糖體 | 消耗ATP:蛋白質(zhì)的合成 |
細(xì)胞核 | 消耗ATP:DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等 |
知識點(diǎn)撥:
1、ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化不是一種可逆反應(yīng),生物體內(nèi)的ATP含量很少,但ATP 與ADP的相互轉(zhuǎn)化很快,因此可以保證生命活動所需能量的持續(xù)供應(yīng)。
2、ATP中遠(yuǎn)離腺苷的那個高能磷酸鍵極容易水解,以保證能量相對穩(wěn)定和能量持續(xù)供應(yīng)。
3、真核生物細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場所有線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
4、原核生物細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
例 下列生命現(xiàn)象中能使ADP增加的是( )
A.胃蛋白酶的分泌 B.丙酮酸形成乳酸 C.葉綠體中的葉綠素吸收光能 D.組織細(xì)胞利用氧氣
思路點(diǎn)撥:生物體的直接能源物質(zhì)是ATP,所有消耗能量的過程都會使ADP含量增加,在題目給出的選項(xiàng)中,只有胃蛋白酶的分泌需要消耗能量,會使ADP 含量增加。答案A
知識拓展:
1、ATP的作用:ATP是生命活動能量的直接來源。
①人體所有需要的能量幾乎都是ATP提供的:心臟的跳動、肌肉的運(yùn)動以及各類細(xì)胞的各種功能都源于ATP所產(chǎn)生的能量。沒有ATP,人體各器官組織就會相繼罷工,就會出現(xiàn)心功能衰竭、肌肉酸疼、容易疲勞等情況。
②ATP合成不足缺失時,人體會感覺乏力,并出現(xiàn)心臟功能失調(diào)、肌肉酸痛、肢體僵硬等現(xiàn)象。長時間ATP合成不足,身體的組織和器官就會部分或全部喪失其功能,ATP合成不足持續(xù)時間越長,對身體各器官的影響就越大。對人來說,影響最大的組織和器官是心臟和骨骼肌。因此,保證心臟和骨骼肌細(xì)胞的ATP及時合成是維護(hù)心臟和肌肉功能的重要措施。
③心臟和骨骼肌自身合成ATP的速度慢,在缺血、缺氧的情況下更是如此。D-核糖能使心臟和骨骼肌生成ATP的速度要快3~4倍,是給心臟和肌肉恢復(fù)動力的有效物質(zhì),在人體經(jīng)歷缺血、缺氧或高強(qiáng)度運(yùn)動時,其作用更為突出。純凈的ATP呈白色粉末狀,能溶于水。作為藥品可以提供能量并改善患者新陳代謝。ATP片劑可以口服,注射液可供肌肉注射或靜脈注射。功能:各種生命活動能量的直接來源。
④ATP水解時釋放的能量是生物體進(jìn)行肌肉運(yùn)動、生物電、細(xì)胞分裂和主動運(yùn)輸?shù)壬顒铀枘芰康闹苯觼碓。人體細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化在生活細(xì)胞中是永不停息地進(jìn)行著,這即可以避免一時用不盡的能量白白流失掉,又保證了及時供應(yīng)生命活動所需要的能量,因此ATP是生物體細(xì)胞中流通著的“能量貨幣”。
2、ATP產(chǎn)生量與O2呼吸強(qiáng)度的關(guān)系曲線
甲圖表示ATP產(chǎn)生量與O2供應(yīng)量的關(guān)系
1、A點(diǎn)表示在無氧條件下,細(xì)胞可通過進(jìn)行無氧呼吸分解有機(jī)物,產(chǎn)生少量ATP。 2、AB段表示隨O2供應(yīng)量增多,有氧呼吸明顯加強(qiáng),通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放的能量增多,ATP的產(chǎn)生量隨之增加。
3、BC段表示O2供應(yīng)量超過一定范圍后,ATP的產(chǎn)生量不再增加,此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
乙圖表示ATP產(chǎn)生量與呼吸強(qiáng)度的關(guān)系
例 下列生理過程不受細(xì)胞內(nèi)氧濃度影響的是 ( )
A.神經(jīng)遞質(zhì)的釋放 B.肌肉不自主地戰(zhàn)栗
C.人小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收水D.生長素向胚芽鞘背光側(cè)運(yùn)輸
思路點(diǎn)撥:氧氣濃度通過影響能量供應(yīng),從而影響生命活動。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、肌肉收縮、生長素的運(yùn)輸都需要消耗能量。答案C
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