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ATP可以通過多種細胞途徑產生。 最典型的是ATP合酶通過**軟骨中的氧化磷酸化合成,或通過植物葉綠體中的光合作用。 ATP合成的主要能量來源是葡萄糖和脂肪酸。
每個葡萄糖分子首先被細胞質基質中的酶催化產生2分子丙酮酸(C3H4O3),同時產生2分子ATP和4還原氫,產生的能量可以使2分子ADP與PI結合形成ATP。 最終,在三羧酸迴圈或檸檬酸迴圈中產生多達 38 個 ATP 分子。 一般流程如下:
**顆粒基質中第一步產生的2分子丙酮酸在酶的催化下與6分子水結合,產生6分子二氧化碳和20還原氫,產生的能量可使2分子ADP與PI結合生成ATP。 最後,前兩步產生的24個還原氫與6個氧**內膜分子結合,在酶的催化下產生12個水分子,釋放出大量的能量,產生的能量可以使34個ADP分子與PI結合生成ATP。 有氧呼吸的三個步驟可以使1個葡萄糖分子分解產生38個ATP,三個步驟中的酶是不同的酶。
另外,無氧呼吸還可以產生ATP,第一步與好氧呼吸相同,第二步是在2分子丙酮酸和4還原氫的作用下產生2分子丙酮酸和4還原氫,或產生2分子酒精和2分子二氧化碳, 這個過程不釋放能量,可以看出無氧呼吸中的大部分能量都儲存在有機物中並被浪費掉。
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產生ATP的主要方式如下:
1.細胞呼吸:細胞呼吸是最重要的ATP產生途徑。 它由糖酵解和線粒體中的三個步驟組成:
糖酵解、三羧酸迴圈和氧化磷酸化。 在糖酵解分解過程中,葡萄糖分子被分解成兩個丙酮酸分子,每個分子通過三羧酸迴圈進一步氧化產生能量。 氧化磷酸化是這些氧化電子最終轉移到氧分子的過程,從而產生大量大量 ATP。
2.光合作用:光合作用是發生在植物和一些細菌中的過程,它利用太陽能將二氧化碳和水轉化為葡萄糖並產生氧氣作為副產品。 在光合作用的光反應階段,太陽能被光合色素吸收,電子通過光合電子傳輸鏈產生**。
這些電子最終被轉移到質膜上的ATP合酶中,其中ATP通過光合磷酸化產生。
3.發酵:在缺氧條件下,一些微生物可以通過發酵過程產生ATP。 發酵是指在厭氧條件下,通過有機物(如葡萄糖)的部分氧化來產生能量。
發酵產生的ATP量相對較小,但在一些微生物和肌肉細胞中起著重要作用。
ATP的作用
1.能量轉移和儲存:ATP是細胞中主要的能量儲存和轉移分子。 當細胞需要能量時,ATP通過磷酸鍵的裂解釋放儲存的能量,磷酸鍵轉化為ADP(二磷酸腺苷)和無機磷酸。
2.化學反應的潤滑和拓寬劑:ATP也可用作化學反應的催化劑。 在許多生化反應中,ATP提供促進反應所需的能量。
3.肌肉收縮:肌肉收縮是乙個需要大量能量的生物過程。 ATP在肌肉收縮中起著重要作用。
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ATP三磷酸腺苷由腺嘌呤、核醣和3個磷酸基團組成,水解時釋放出更多的能量,是生物體內最直接的能量**。
分子式A-p P,其中a代表腺苷,T代表代表磷酸基團,“-代表普通磷酸鹽鍵”,代表一種特殊的化學鍵,稱為高能磷酸鍵。 對於動物、人類、真菌和大多數細菌來說,合成ATP的能量來自細胞呼吸釋放的能量; 對於綠色植物來說,除了呼吸作用外,ADP在光合作用方面還合成了ATP,這也利用了光能。 ATP在表皮中ATP水解酶的作用下離A(腺苷)最遠,ATP被水解成ADP+PI(游離磷酸基團)+能量。
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線粒體內膜和細胞質基質。
ATP是一種高能磷酸化合物,在細胞內,可以與ADP轉化,實現能量的儲存和釋放,從而保證細胞各種生命活動的能量**。 產生ATP的主要方式有兩種:一種是植物含有葉綠體。
的細胞,在光合作用中。
產生ATP的光反應相; 另乙個是所有活細胞都能夠通過細胞呼吸產生ATP。
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ATP在體內產生的方式有兩種。
a) 底物水平磷酸化 底物分子中的能量以高能鍵的形式直接傳遞給 ADP 以生成 ATP,這一過程稱為底物水平磷酸化,發生在細胞質和線粒體中。
2)氧化磷酸化 氧化和磷酸化是兩個不同的概念。氧化是底物脫氫或失去電子的過程,而磷酸化是指 ADP 與 PI 合成 ATP。 在結構完整的線粒體中,氧化和磷酸化是緊密耦合的,即氧化釋放的能量用於ATP合成,這個過程是氧化磷酸化,氧化是磷酸化的基礎,磷酸化是氧化的結果。
機體代謝過程中能量的主要**是線粒體,它既有氧化磷酸化,又有底物水平的磷酸化,前者是主要的**。 胞質溶膠中底物水平的磷酸化也會產生一些能量,這實際上是發酵過程的能量**。 當組織、紅細胞和組織相對缺氧時,它對消化組織、紅細胞和組織的能量**很重要。