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ATP可以通过多种细胞途径产生。 最典型的是ATP合酶通过**软骨中的氧化磷酸化合成,或通过植物叶绿体中的光合作用。 ATP合成的主要能量来源是葡萄糖和脂肪酸。
每个葡萄糖分子首先被细胞质基质中的酶催化产生2分子丙酮酸(C3H4O3),同时产生2分子ATP和4还原氢,产生的能量可以使2分子ADP与PI结合形成ATP。 最终,在三羧酸循环或柠檬酸循环中产生多达 38 个 ATP 分子。 一般流程如下:
**颗粒基质中第一步产生的2分子丙酮酸在酶的催化下与6分子水结合,产生6分子二氧化碳和20还原氢,产生的能量可使2分子ADP与PI结合生成ATP。 最后,前两步产生的24个还原氢与6个氧**内膜分子结合,在酶的催化下产生12个水分子,释放出大量的能量,产生的能量可以使34个ADP分子与PI结合生成ATP。 有氧呼吸的三个步骤可以使1个葡萄糖分子分解产生38个ATP,三个步骤中的酶是不同的酶。
另外,无氧呼吸还可以产生ATP,第一步与好氧呼吸相同,第二步是在2分子丙酮酸和4还原氢的作用下产生2分子丙酮酸和4还原氢,或产生2分子酒精和2分子二氧化碳, 这个过程不释放能量,可以看出无氧呼吸中的大部分能量都储存在有机物中并被浪费掉。
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产生ATP的主要方式如下:
1.细胞呼吸:细胞呼吸是最重要的ATP产生途径。 它由糖酵解和线粒体中的三个步骤组成:
糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。 在糖酵解分解过程中,葡萄糖分子被分解成两个丙酮酸分子,每个分子通过三羧酸循环进一步氧化产生能量。 氧化磷酸化是这些氧化电子最终转移到氧分子的过程,从而产生大量大量 ATP。
2.光合作用:光合作用是发生在植物和一些细菌中的过程,它利用太阳能将二氧化碳和水转化为葡萄糖并产生氧气作为副产品。 在光合作用的光反应阶段,太阳能被光合色素吸收,电子通过光合电子传输链产生**。
这些电子最终被转移到质膜上的ATP合酶中,其中ATP通过光合磷酸化产生。
3.发酵:在缺氧条件下,一些微生物可以通过发酵过程产生ATP。 发酵是指在厌氧条件下,通过有机物(如葡萄糖)的部分氧化来产生能量。
发酵产生的ATP量相对较小,但在一些微生物和肌肉细胞中起着重要作用。
ATP的作用
1.能量转移和储存:ATP是细胞中主要的能量储存和转移分子。 当细胞需要能量时,ATP通过磷酸键的裂解释放储存的能量,磷酸键转化为ADP(二磷酸腺苷)和无机磷酸。
2.化学反应的润滑和拓宽剂:ATP也可用作化学反应的催化剂。 在许多生化反应中,ATP提供促进反应所需的能量。
3.肌肉收缩:肌肉收缩是一个需要大量能量的生物过程。 ATP在肌肉收缩中起着重要作用。
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ATP三磷酸腺苷由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团组成,水解时释放出更多的能量,是生物体内最直接的能量**。
分子式A-p P,其中a代表腺苷,T代表代表磷酸基团,“-代表普通磷酸盐键”,代表一种特殊的化学键,称为高能磷酸键。 对于动物、人类、真菌和大多数细菌来说,合成ATP的能量来自细胞呼吸释放的能量; 对于绿色植物来说,除了呼吸作用外,ADP在光合作用方面还合成了ATP,这也利用了光能。 ATP在表皮中ATP水解酶的作用下离A(腺苷)最远,ATP被水解成ADP+PI(游离磷酸基团)+能量。
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线粒体内膜和细胞质基质。
ATP是一种高能磷酸化合物,在细胞内,可以与ADP转化,实现能量的储存和释放,从而保证细胞各种生命活动的能量**。 产生ATP的主要方式有两种:一种是植物含有叶绿体。
的细胞,在光合作用中。
产生ATP的光反应相; 另一个是所有活细胞都能够通过细胞呼吸产生ATP。
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ATP在体内产生的方式有两种。
a) 底物水平磷酸化 底物分子中的能量以高能键的形式直接传递给 ADP 以生成 ATP,这一过程称为底物水平磷酸化,发生在细胞质和线粒体中。
2)氧化磷酸化 氧化和磷酸化是两个不同的概念。氧化是底物脱氢或失去电子的过程,而磷酸化是指 ADP 与 PI 合成 ATP。 在结构完整的线粒体中,氧化和磷酸化是紧密耦合的,即氧化释放的能量用于ATP合成,这个过程是氧化磷酸化,氧化是磷酸化的基础,磷酸化是氧化的结果。
机体代谢过程中能量的主要**是线粒体,它既有氧化磷酸化,又有底物水平的磷酸化,前者是主要的**。 胞质溶胶中底物水平的磷酸化也会产生一些能量,这实际上是发酵过程的能量**。 当组织、红细胞和组织相对缺氧时,它对消化组织、红细胞和组织的能量**很重要。