ATP的再生是怎么回事?
ATP与ADP之间的转化实现能量的储存和释放。
ADP转化成ATP可实现能量储存,这个能量主要来自有氧呼吸。
ATP转化成ADP可释放能量,这个能量可以被组织细胞利用。
在人体组织中,ATP在细胞中易于再生,所以是源源不断的能源。这种通过ATP的水解和合成而使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP循环。因为ATP是细胞中普遍应用的能量的载体,所以常称之为细胞中的能量通货。
1分子葡萄糖彻底氧化为二氧化碳和水可合成30或32分子ATP。人体内约有50.7g ATP,只能维持剧烈运动0.3秒,ATP与ADP可迅速转化,保持一种平衡。ADP转化成ATP过程,需要能量。当ADP与磷酸基结合并获得8千卡能量,可形成ATP。
对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,均来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。对于绿色植物来说,除了依赖呼吸作用所释放的能量外,在叶绿体内进行光合作用时,ADP转化为ATP还利用了光能。
再生与转化
ATP在细胞中易于再生,所以是源源不断的能源。这种通过ATP的水解和合成而使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP循环。因为ATP是细胞中普遍应用的能量的载体,所以常称之为细胞中的能量通货。
细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。从生物能量学的角度来看,ATP是生化系统的核心,即各种生化循环(如卡尔文循环、糖酵解和三羧酸循环等)均与ATP相耦联,或者说将ATP-ADP与各种代谢(合成与分解)相耦联。
ATP是光能转化为化学能的唯一产物,而遗传系统是生化系统的一部分,因此,ATP被认为在遗传密码子的起源中起到了关键作用。
质量跟分化水平,营养状态,还有就是细胞所处位置。比如肝细胞,其修复就比较快,因为所需营养因子比较丰富,而肌肉细胞就比较难再生。
人类也具有一定再生能力,但极为有限一些较为低等的动物具有很强的再生能力:壁虎的 尾、蝾螈的肢、螃蟹的足在失去后又可重新形成,海参可以形成全部内脏。作为高等动物的 人类也具有一定再生能力,但极为有限。
按再生能力的强弱,可将人体组织细胞分为三类。
1.不稳定细胞(labile cells) 这类细胞总在不断地增殖,以代替衰亡或破坏的细胞,如表皮细胞、呼吸道和消化道粘膜被覆细胞、男性及女性生殖器官管腔的被覆细胞、淋巴及造血细胞、间皮细胞等。这些细胞的再生能力相当强。
2.稳定细胞(stable cells) 在生理情况下,这类细胞增殖现象不明显,似乎在细胞增殖周期中处于静止期(G0),但受到组织损伤的刺激时,则进入DNA合成前期(G1),表现出较强的再生能力。这类细胞包括各种腺体或腺样器官的实质细胞,如肝、胰、涎腺、内分泌腺、汗腺、皮脂腺和肾小管的上皮细胞等;还包括原始的间叶细胞及其分化出来的各种细胞。它们不仅有强的再生能力,而且原始间叶细胞还有很强的分化能力,可向许多特异的间叶细胞分化。例如骨折愈合时,间叶细胞增生,并向软骨母细胞及骨母细胞分化;平滑肌细胞也属于稳定细胞,但一般情况下其再生能力弱。
3.永久性细胞(permanent cells) 属于这类的细胞有神经细胞、骨骼肌细胞及心肌细胞。不论中枢神经细胞及周围神经的神经节细胞,在出生后都不能分裂增生,一旦遭受破坏则成为永久性缺失。但这不包括神经纤维,在神经细胞存活的前提下,受损的神经纤维有着活跃的再生能力。心肌和横纹肌细胞虽然有微弱的再生能力,但对于损伤后的修复几乎没有意义,基本上通过瘢痕修复。
目前,人们发现,这种再生能力也可以在鸟类和哺乳类等高等动物身上表现出来。有人将雁的喙切除一段,后来它又长出完整的喙;有人把公鸡肝脏左叶切除一半,结果被切除的部分又长成原来的样子。人类的再生能力虽然比不上低等动物,但只要有残余组织存在,恢复皮肤、肌肉和神经组织的能力一般也是相当强的。
人是高级动物。能够让人身体内的细胞再生的原因实际上跟人体本身细胞的性质是离不开关系的,人的细胞本身就包含了可再生的功能。并且的话这些细胞还分为很多类型,有分可再生的细胞也就是不稳定细胞,也有分稳定性细胞以及永久性细胞。
今天我就针对人体这三种不同性质的细胞来讲讲为什么他们能够维持体内细胞再生。首先的话不稳定细胞这个我们举个例子来讲大家就明白了,我们有的人身体好,有的人身体不好,这实际上就是这些不稳定细胞在作祟的。平常我们只要注重锻炼的人,他们身体内的生理性细胞就特别的强,而且的话更新换代的速度也会加快,故而多锻炼身体就会越来越好。而那些通过不正常的生活习惯得病的人,他们身体就会出现病理性的细胞,这些细胞就会不断的扩大击垮身体。所以这一类不稳定的细胞再生实际上跟人们生活的规律是离不开关系的。
其次的话稳定的细胞就是人身体本生就具备的一种细胞,这种细胞随着人的身体的长大他也会随着不断的长大。一旦超过了它所承担的范围之后它就会通过分裂出新的类似的细胞来代替自己的位置。这一类稳定性的细胞的变化实际上是跟人身体不断的长大是离不开关系的,他们分裂的越多人年纪就会越大身体。直到分裂到一定的程度之后人体没办法受得住的情况下,他们就会陷入死亡状态 ,而那个时候基本上也是人生病消失的时候了。
最后的话就是永久性细胞了,这一类细胞的话是人生下来就有的人,而且的话他不能够进行分裂也不能够进行再生。一旦说我们外部破坏了这类的细胞,那么基本上存活的概率是为零的。
ATP分子简式
ATP的元素组成为:C、H、O、N、P,分子简式A-P~P~P,式中的A表示腺苷,T表示三个(英文的triple的开头字母T),P代表磷酸基
团,“-”表示普通的磷酸键,“~”代表一种特殊的化学键,称为高能磷酸键(能量大于29.32kJ/mol的磷酸键称为高能磷酸键)。它有2个高能磷酸键,1个普通磷酸键。合成ATP的能量,对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,均来自于细胞进行呼吸作用释放的能量对于绿色植物来说,除了呼吸作用之外,在进行光合作用时,ADP合成ATP还利用了光能。ATP在ATP水解酶的作用下离A(腺苷)最远的“~”(高能磷酸键)断裂,ATP水解成ADP+Pi(游离磷酸基团)+能量。ATP分子水解时,实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol,所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。
ATP的 再生与转化
ATP在细胞中易于再生,所以是源源不断的能源。这种通过ATP的水解和合成而使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP循环。因为ATP是细胞中普遍应用的能量的载体,所以常称之为细胞中的能量通货。
细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。从生物能量学的角度来看,ATP是生化系统的核心,即各种生化循环(如卡尔文循环、糖酵解和三羧酸循环等)均与ATP相耦联,或者说将ATP—ADP与各种代谢(合成与分解)相耦联。ATP是光能转化为化学能的唯一产物,而遗传系统是生化系统的一部分,因此,ATP被认为在遗传密码子的起源中起到了关键作用。
生物细胞的能量通货ATP例题解析
【例1】ATP在细胞中能够释放能量和储存能量,从其化学结构看,原因是()
①腺苷很容易吸收能量和释放能量②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合③第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离(即第二个高能磷酸键断裂),使ATP转变成ADP,同时释放能量
④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合,吸收能量形成第二个高能磷酸键,使ADP转变成ATP
A.①③B.②④C.③④D.①④
解析:解该题,需熟悉ATP结构简式A—P~P~P,其中含有两个高能磷酸键,并非三个在酶的作用下,远离腺苷的高能磷酸键断裂,形成ADP和Pi,该键又可接受能量,加上一分子磷酸重新形成ATP。在这里,高能磷酸键的断裂和再形成,保证了能量的释放和储存。
答案:C利用ATP的结构和ATP与ADP的相互转化等知识解答此题。
A.能量是可逆的
B.物质和能量都是可逆的
C.物质是可逆的,能量不可逆
D.两者均是不可逆的
解析:ADP和Pi是合成ATP的原料,也是ATP分解的产物,故从转换式中的物质来看是可逆的。而从能量方面来分析,ATP合成所需要的能量主要来自生物体呼吸作用所释放出来的一部分能量,绿色植物还可来自叶绿体色素吸收的太阳能而ATP分解,由高能磷酸键断裂释放出的能量用于各项生命活动,如物质吸收和合成、细胞分裂、动物肌肉收缩、转化为生物电能等,这些能量最终以热能的形式耗散,生物体无法再加以利用。
答案:C正确认识ATP与ADP的相互转化过程是否是可逆反应。本题要从物质、能量、酶等方面进行分析。
以上就是 高三 网我整理的高中生物知识点总结:细胞的能量通货ATP,希望对同学们的学习有帮助。 c_kan()