腺嘌呤核苷三磷酸

腺嘌呤核苷三磷酸

腺嘌呤核苷三磷酸(簡稱三磷酸腺苷)是一種不穩定的高能化合物,由1分子腺嘌呤,1分子核糖和3分子磷酸基團組成。又稱腺苷三磷酸,簡稱ATP。

腺苷三磷酸(ATP adenosine triphosphate)是由腺嘌呤、核糖和3個磷酸基團連線而成,水解時釋放出能量較多,是生物體內最直接的能量來源。

基本介紹

  • 中文名稱:腺嘌呤核苷三磷酸
  • 英文名稱:Adenosine triphosphate
  • 中文別名:5'-三磷酸腺苷、腺苷三磷酸
  • 英文縮寫:ATP
  • CAS號:56-65-59000-83-3
  • EINECS號:200-283-2
  • 分子量:507.18
  • 分子式:C10H16N5O13P3
物質信息,分子簡式,能源物質,生理功能,代謝,無氧代謝,有氧代謝,人體中的ATP,再生與轉化,配位原理,

物質信息

英文名:5'-Adenylate triphosphate;Adenosine 5'-triphosphate;
腺嘌呤核苷三磷酸
[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-Aminopurin-9-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl (hydroxy-phosphonooxyphosphoryl) hydrogen phosphate;ATP

分子簡式

ATP的元素組成為:C、H、O、N、P,分子簡式A-P~P~P,式中的A表示腺苷,T表示三個(英文的triple的開頭字母T),P代表磷酸基團,“-”表示普通的磷酸鍵,“~”代表一種特殊的化學鍵,稱為高能磷酸鍵(能量大於29.32kJ/mol的磷酸鍵稱為高能磷酸鍵)。它有2個高能磷酸鍵,1個普通磷酸鍵。合成ATP的能量,對於動物、人、真菌和大多數細菌來說,均來自於細胞進行呼吸作用釋放的能量;對於綠色植物來說,除了呼吸作用之外,在進行光合作用時,ADP合成ATP還利用了光能。ATP在ATP水解酶的作用下離A(腺苷)最遠的“~”(高能磷酸鍵)斷裂,ATP水解成ADP+Pi(游離磷酸基團)+能量。ATP分子水解時,實際上是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達30.54kJ/mol,所以說ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物。
腺嘌呤核苷三磷酸
ATP是一種高能磷酸化合物,在細胞中,它能與ADP的相互轉化實現貯能和放能,從而保證了細胞各項生命活動的能量供應。生成ATP的途徑主要有兩條:一條是植物體內含有葉綠體的細胞,在光合作用的光反應階段生成ATP;另一條是所有活細胞都能通過細胞呼吸生成ATP。

能源物質

肌肉中儲藏著多種能源物質,主要有三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)、肌糖原和脂肪等。

生理功能

體育運動加速體內能源物質的消耗,促進體內物質的分解與合成,使組織細胞得到比原有水平更多的營養補充,有機體獲得更加旺盛的活動能力,從而使 身體不斷發展、完善,這就是體育鍛鍊促進身體健康發展的基本道理。體育運動消耗體內的能源物質,經過一段時間休息後,體內能源物質可以恢復甚至超過原有水平,這種變化稱為超量恢復。出現超量恢復的程度和時間的早晚取決於運動量的大小。在一定範圍內運動量越大,體內能源物質消耗越多,超量恢復的幅度也越大,但所需的時間也長,在身體出現超量恢復階段,進行第二次適宜的運動與休息,可以逐步提高人體的能量供應水平,從而不斷提高人體運動能力。長時間的運動是在有氧代謝的條件下進行的,要靠脂肪的代謝提供能量,因此,有氧運動是消耗脂肪達到減肥目的的有效方法。無氧代謝能力是速度素質的重要基礎。體育課發展無氧代謝能力的方法,一般採用間歇性練習和持續性練習。間歇練習主要發展ATP—CP系統的供能能力。一般每次練習在30秒以內,進行1~3分的積極性休息,再進行適宜練習,可以提高速度素質。持續練習主要發展乳酸系統的供能力。一般每次練習在30秒以上,每次休息時間較短,可以提高速度耐力。有氧代謝能力是人體長時間進行有氧運動的能力。發展有氧代謝能力關鍵在於有充足的氧供應,即人體單位時間內吸收、利用氧的最大數值——最大耗氧量。最大耗氧量與單位時間內血液循環攜帶、運輸氧有密切的關係。因此,心肺功能的好壞,直接影響到最大耗氧量。採用較低或中等運動強度、持續時間較長的練習,由於機體可以得到充足的氧供應,進行有氧氧化供能,所以,可以提高有氧代謝能力,從而提高心肺功能。運動中機體供能的方式可分兩類:一類是無氧供能,即在無氧或氧供應相對不足的情況下,主要靠ATP、CP分解供能和糖元無氧酵解供能(即糖元無氧的情況下分解成為乳酸同時供給機體能量)。這類運動只能持續很短的時間(約 l一3分鐘)。800米以下的全力跑、短距離衝刺都屬於無氧供能的運動。另一類為有氧供能,即運動時能量主要來自糖元(脂肪、蛋白質)的有氧氧化。由於運動中供氧充分,糖元可以完全分解,釋放大量能量,因而能持續較長的時間。這類運動如5000米以上的跑步,1500米以上的游泳、慢跑、散步、迪斯科、交誼舞、腳踏車、太極拳等都屬於這類運動。由此,我們可以得到一個簡單的啟示:即大強度的運動不可能持續很長時間,總的能量消耗較少,因而不是理想的減肥運動方式;而強度較低的運動由於供氧充分,持續時間長,總的能量消耗多,更有利於減肥。減肥的最終目的是消耗體內過多的脂肪,而不是減少水分或其它成分。
三磷酸腺苷三磷酸腺苷

代謝

無氧代謝

劇烈運動時,體內處於暫時缺氧狀態, 在缺氧狀態下體內能源物質的代謝過程,稱為無氧代謝。它包括以下兩個供能系統。 ①非乳酸能(ATP—CP)系統—一般可維持10秒肌肉活動 無氧代謝 ②乳酸能系統—一般可維持1~3分的肌肉活動 非乳酸能(ATP—CP)系統和乳酸能系統是從事短時間、 劇烈運動肌肉供能的主要方式。ATP釋放能量供肌肉收縮的時間僅為1~3秒, 要靠CP分解提供能量,但肌肉中PC的含量也只能夠供ATP合成後 分解的能量維持6~8秒肌肉收縮的時間。因此, 進行10秒以內的快速活動主要靠ATP—CP系統供給肌肉收縮時的能量。 乳酸能系統是持續進行劇烈運動時,肌肉內的肌糖元在缺氧狀態下進行酵解, 經過一系列化學反應,最終在體內產生乳酸,同時釋放能量供肌肉收縮。 這一代謝過程,可供1~3分左右肌肉收縮的時間。
腺嘌呤核苷三磷酸

有氧代謝

是在氧充足的條件下,肝糖元或脂肪徹底氧化分解,最終生成大量二氧化碳(CO2)和水(H2O), 同時釋放能量並生成ATP,稱為有氧氧化系統

人體中的ATP

人體內約有50.7gATP,只能維持劇烈運動0.3秒,ATP與ADP可迅速轉化,保持一種平衡。ADP轉化成ATP過程,需要能量。
ADP轉化為ATP是所需要的能量的主要來源ADP轉化為ATP是所需要的能量的主要來源
當ADP與磷酸基結合併獲得8千卡能量,可形成ATP。
對於動物、人、真菌和大多數細菌來說,均來自細胞進行呼吸作用時有機物分解所釋放的能量。對於綠色植物來說,除了依賴呼吸作用所釋放的能量外,在葉綠體內進行光合作用時,ADP轉化為ATP還利用了光能。
ATP發生水解時,形成ADP並釋放一個磷酸根,同時釋放能量。這些能量在細胞中就會被利用,肌肉收縮產生的運動,神經細胞的活動,生物體內的其他一切活動利用的都是ATP水解時產生的能量。

再生與轉化

ATP在細胞中易於再生,所以是源源不斷的能源。這種通過ATP的水解和合成而使放能反應所釋放的能量用於吸能反應的過程稱為ATP循環。因為ATP是細胞中普遍套用的能量的載體,所以常稱之為細胞中的能量通貨。
ATP連線了光合、代謝和遺傳ATP連線了光合、代謝和遺傳
細胞內ATP與ADP相互轉化的能量供應機制,是生物界的共性。從生物能量學的角度來看,ATP是生化系統的核心,即各種生化循環(如卡爾文循環、糖酵解和三羧酸循環等)均與ATP相耦聯,或者說將ATP—ADP與各種代謝(合成與分解)相耦聯。ATP是光能轉化為化學能的唯一產物,而遺傳系統是生化系統的一部分,因此,ATP被認為在遺傳密碼子的起源中起到了關鍵作用。

配位原理

(1)由於在咪唑環和苯環上存在N元素,還有苯環上的氨基上的N元素,他們都存在著孤對電子,在溶液中加入金屬離子,就有可能發生配位反應。
(2)在酸性溶液中氫離子與金屬離子間存在競爭(金屬離子有可能被質子化)即氫離子濃度過大。
(3)苯環,咪唑環以及氨基上的N元素的配位能力不一樣,配位能力越強的越容易與金屬離子發生配位反應。

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