ATP与细胞呼吸

ATP的结构、功能和利用

ATP的结构概念

元素组成： C,H,O,N,P
化学组成： 1分子腺苷和3分子磷酸基团
结构简式： A-PPP 特点：原理A的高能磷酸键容易水解。

ATP与ADP的转化

ATP的合成

反应式：ADP+Pi+能量–酶-> ATP
所需酶：ATP合成酶
反应场所：线粒体，叶绿体，细胞质基质。
能量来源：光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸）。
能量去路：储存在ATP中活跃的化学能。

ATP的水解

反应式：ATP –酶-> ADP+Pi+能量
所需酶：ATP水解酶
反应场所：生物体的需能部位
能量来源：储存在ATP中活跃的化学能。
能量去路：可直接转化成其他形式的能量（机械能，电能等），以用于各项生命活动。

ATP功能原理

为主动运输供能

激活酶活性，将酶磷酸化，使其空间结构改变，使物质跨膜运输。

ATP是能量“货币”

吸能反应一般与ATP水解相联系，放能反应一般与ATP合成相联系。

其它

ATP是直接能源物质，每一时刻在生物体内含量很少，ATP与ADP迅速相互转化以达到动态平衡。
各种[A]之间的关系：

ATP产生量与$O_2$供给量的关系：

呼吸作用

有氧呼吸

第一阶段

场所：细胞质基质。

物质变化：葡萄糖->丙酮酸

产生能量：少量能量

第二阶段

场所：细胞质基质。

物质变化：丙酮酸->

产生能量：少量能量

第三阶段

场所：线粒体内膜。

物质变化： $[H]+ O_{2} -> H_2O$

产生能量：大量能量

反应式

$C_6H_{12}O_6+6H_2O+6O_2-^{酶}->6CO_2+2H_2O+能量$

无氧呼吸

第一阶段

场所：细胞质基质。

物质变化：葡萄糖->丙酮酸

产生能量：少量能量

第二阶段

场所：细胞质基质。

物质变化：丙酮酸->酒精（植物，酵母菌等）/乳酸（高等动物、马铃薯块茎、甜菜根、乳酸菌）

产生能量：少量能量

有氧呼吸、无氧呼吸产生的能量，都是大部分作为热量散失，少部分储存在ATP中。

其它

根据呼吸作用产生物质的量的关系判断呼吸类型

根据曲线分析呼吸作用的状态

Q点：不消耗$O_2$，产生$CO_2$,只进行无氧呼吸。

P点：消耗的$O_2$等于产生的$CO_2$,只进行有氧呼吸。

$P\sim Q$：消耗的$O_2$小于产生的$CO_2$,同时进行有氧呼吸、无氧呼吸。

在R点，呼吸作用释放的$CO_2$最少，消耗有机物最慢，最适合保存粮食蔬菜。

基因工程、蛋白质工程