动物细胞内的能量通货atpatp形成过程中能量来源有哪些

ATP中能量来源于光能或化学能,为什么错了_高中生物吧_百度贴吧
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ATP中能量来源于光能或化学能,为什么错了
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生物体内的ATP直接来源于质子动势推动ATP合酶运转从而形成ATP.
什么来源直接来源?根本来源?
什么跟什么啊 我没学过这个
这是大学知识,高中不会这么解释吧。
根本是来自太阳能!
难道说得准确点?来自于光能或稳定的化学能?
光反应合成ATP,细胞呼吸作用也产生ATP。
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4.下列有关生物体内的直接能源物质—ATP的叙述,正确的一项 是(
)A.蛙红细胞中线粒体可以进行有氧呼吸,形成的ATP可以为蛙的各项生命活动直接供能B.植物叶肉细胞内形成ATP的场所只有线粒体和细胞质基质C.线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所D.在光合作用和呼吸作用过程中,ATP中的能量可以来源于光能和化学能,也可以转化为光能和化学能解析:A项:要注意区分哺乳动物成熟红细胞和蛙的红细胞;B项:植物叶肉细胞内形成ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体; C项:蓝藻是原核生物只有唯一的细胞器核糖体;D项:光合作用过程中能量的转换是光能
活跃的化学能
有机物中稳定的化学能,呼吸作用是将有机物分解,释放的能量大部分以热能形式散失,少部分贮存在ATP中,为各项生命活动供能。
我也不明白.
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@ funny06667
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为兴趣而生,贴吧更懂你。或  报道& 我们的所有细胞都需要ATP?这一在线粒体中生成的小分子涵盖了细胞代谢、动力学和生长所需的能量。而在较低的程度上,尤其是在癌细胞中,葡萄糖降解过程中获得的能量也能让细胞质中生成ATP。这些ATP来源足以满足正常条件下细胞的能量需求。然而,响应压力诱导的外部信号或广泛的DNA损伤,细胞需要整体重编程它们的基因表达模式,这一过程要求广泛重塑染色质以获取编码在DNA中的调控信息。
细胞核中的DNA被包装成染色质,以这种形式阻止获取遗传信息。整体重编程基因表达以应对应激状况和高水平的DNA损伤要求解开DNA与染色质蛋白之间的相互作用。染色质蛋白修饰会消耗大量的能量。为了满足这些特殊需求,因此细胞需要额外的能量,因此一个新信号通路被激活以便获得更多可用的ATP。
在发表于6月3日《科学》(Science)杂志上的一篇论文中,基因组调控中心(CRG)的Miguel Beato领导研究人员与庞培法布拉大学、巴塞罗纳生物医学研究所及罗维拉-威尔吉利大学合作,第一次描述了在细胞核中为重塑染色质和重编程基因表达生成能量的一条信号通路。他们还确定了参与这一过程每一步的一些酶的功能,以及它们响应压力信号激活的机制。他们的结果将有助于理解染色质重塑的潜在机制,它与DNA损伤及癌症之间的关系。
“一些特殊情况要求采取特别的措施。当细胞需要应付基因表达整体重编程时,它们要求在细胞核中获得大量的能量。在这些情况下,细胞会阻止线粒体和细胞质中的ATP生成,将焦点放在细胞核中的主要任务上,”Miguel Beato说。
研究人员发现,染色质解压缩和DNA损伤修复中的一个主要作用因子poly-ADP-ribose (PAR)是核ATP合成的基础。核酶NUDIX5利用了它的ADP-ribose构件来生成ATP。阻断NUDIX5活性可阻止染色质重塑、基因表达重编程及细胞适应压力或DNA损伤。
“我们的研究结果指出NUDIX5是合成核ATP实现染色质重塑的一个关键作用因子。由于NUDIX5在各种类型的癌症中过表达,因此这一基础发现有可能促成靶向性癌症药物。NUDIX5可作为癌症分层的一个生物标记物和未来癌症治疗的一个新潜在靶点,”论文的第一作者、CRC博士后Roni Wright说。
众所周知,癌细胞是贪婪的能源消费者,它们贪吃大量的葡萄糖。最近,经验丰富的癌症代谢研究员Deepak Nagrath带领的课题组,对他们一项最新的癌症研究结果感到非常惊讶:他在莱斯大学的实验室通过实验表明,某些癌细胞通过进食它们邻近细胞的“言语”,而获得30%到60 %的燃料。相关研究结果发表在2016年的《eLife》杂志上( )。
快速生长的肿瘤,非常依赖营养物质的高效转运。GLUT是一种重要的转运蛋白,负责将糖类运入细胞。瑞典Karolinska研究所的研究人员首次解析了GLUT转运蛋白的工作机制,文章发表在2013年的Nature Structural & Molecular Biology杂志上。他们希望这一研究能够为抗癌新药物的开发提供基础()。
斯克里普斯研究所(TSRI)的生物化学家们发现一条遗传序列可以改变宿主基因对细胞能量水平的反应。科学家们发现在细菌中这一特殊的能量感应开关可以成为新的一类强有力抗生素的靶点。这一发现为我们理解生物学中最重要的一个过程――细胞如何感应并处理能量水平提供了新层面。研究结果发表2012年的Nature Chemical Biology杂志上( )。
(:何嫱)
推荐原文索引:
ADP-riboseCderived nuclear ATP synthesis by NUDIX5 is required for chromatin remodeling
Key nuclear processes in eukaryotes, including DNA replication, repair, and gene regulation, require extensive chromatin remodeling catalyzed by energy-consuming enzymes. It remains unclear how the ATP demands of such processes are met in response to rapid stimuli. We analyzed this question in the context of the massive gene regulation changes induced by progestins in breast cancer cells and found that ATP is generated in the cell nucleus via the hydrolysis of poly(ADP-ribose) to ADP-ribose. In the presence of pyrophosphate, ADP-ribose is used by the pyrophosphatase NUDIX5 to generate nuclear ATP. The nuclear source of ATP is essential for hormone-induced chromatin remodeling, transcriptional regulation, and cell proliferation.(/)版权所有,未经书面许可,不得转载
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联系信箱:ATP 水解后的能量是以什么形式进行利用和转化的?
看到各种书上都说ATP水解放出大量的能量。从而提供细胞活动的动力,但是作为一个生物盲,不明白这里面所指的大量的能量是以什么形式存在的? 或者说这种能量将如何转化为细胞所需要的能量,比如肌肉收缩这种机械能。而且ATP据说是生物体泛用的能源,不知道这种能源到底能够用到哪些方面?
高中时,这个问题也困惑了我很久,直到大学我把这个问题给忘了#¥~%现在做的课题刚好是myosin,看过一些文献,多少能回答一下这个问题。------------------------------------------------------------------------------------------细胞利用能量的一个重要方式是将ATP中储存的化学能转为机械能。细胞内有很多这样的分子,我们称之为motor proteins(不单指分子马达),如下图:
(Hajin Kim and Taekjip Ha,2013)
(Hajin Kim and Taekjip Ha,2013)(a)是分子马达 kinesin运载货物囊泡的示意图 (b)ATP合成酶 (这个是利用H+势能合成ATP)(c)代表多种能沿着核算分子行走的motor,像DNA/RNA聚合酶,核糖体。这些分子将ATP的化学能转化为机械能的方式概括的讲就是结合ATP引起构象改变(conformational change)→水解ATP,释放ADP和Pi→恢复原构象。来看个具体的例子:myosin II(没错,我们肌肉收缩就是靠他)下边简写为M首先要知道一点,myosin具有ATP酶活性,能水解ATP,利用其化学能。在不结合ATP的状态,myosin紧密结合肌丝(actin filament)myosin结合ATP,引起构象改变,myosin从actin上解离myosin水解ATP,生成ADP+Pi,并且引起myosin颈部(neck or lever arm)构象改变,这时myosin处于高能量状态,有人称之为“构象子”(conformons),M-ADP-Pi又结合到actin上。myosin释放ADP和Pi,又引起构象改变,颈部回归原来位置,旋转大概60-70度角,肌肉的收缩就在这时发生。(H. Lee Sweeney and Anne Houdusse,Annu. Rev,2010)(H. Lee Sweeney and Anne Houdusse,Annu. Rev,2010)---------------------------------------------------------------------------------------再来看看myosin的三维结构:
(From Geeves and Holmes, Annu. Rev. Biochem,1999)
(From Geeves and Holmes, Annu. Rev. Biochem,1999)N端是myosin的头部,是myosin水解ATP,结合actin的部分;C端包括neck region和cargo binding region,上图只有neck region,其中neck结合了其调控作用的轻链,主要是钙调蛋白(calmodulin)。我们仔细看N端,红色部分和绿色部分中间形成的pocket就是结合ATP的地方,红色部分和灰色部分的裂缝(cleft)则是结合actin的部位,当myosin结合ATP时,247位的精氨酸(Arg)和470位的谷氨酸(Glu)形成盐桥,引起构像改变使结合actin的cleft变宽,从而,myosin对actin的结合能力变弱,使得myosin从actin上解离。当ATP被水解后,celft又恢复原来构象。看下图(C图中R236和E177形成盐桥,是因为两幅图用的不是同一个物种的myosin)(Carolyn Cohen, 2004,PNAS)
(From Geeves and Holmes, Annu. Rev. Biochem,1999)
(From Geeves and Holmes, Annu. Rev. Biochem,1999)----------------------------------------------------------------------------对于kinesin来说,它的头部(N端)要比myosin小得多,而且他们的氨基酸序列相似性也极低,似乎这样看来,kinesin利用ATP的方式应该与myosin不同。但是我们看其头部结合ATP的核心部位的二级结构和三级结构都与myosin惊人的一致。并且这两种motor protein在进化上也是极其保守,我们有理由相信上述利用ATP的方式在细胞中普遍存在的。另一大类蛋白 G protein,它们也需要结合GTP(多谢
提醒)是自身活化进而激活下游蛋白,有趣的是,这些G protein结合GTP的核心部位的三维结构与myosin、kinesin也是非常相似的。-------------------------重要更新--------------------------------------------其实,之前的回答只是把ATP如何引起myosin motor domain的构象变化解释清楚了,并没有说清楚motor domain的构象变化如何引起lever arm的移动,进而产生一个powerstroke(大概是一个步幅的意思)。前几天和一个做myosin的师兄交流一下,并且看了一些paper,大致理解了powerstroke的产生过程:未完待续(H. Lee Sweeney and Anne Houdusse,Annu. Rev,2010)(H. Lee Sweeney and Anne Houdusse,Annu. Rev,2010)---------------------------------------------------------------------
这个问题大家都有很好的回答,特别是
从具体的 Myosin 出发,回答得非常好。还有很多朋友从 ATP 水解的生化过程出发进行了解释,我只对此补充一点。试想,如果一个分子只是在溶液中无规扩散,那么如果它也在水解 ATP,那么它无非就是扩散得再快一点,要有真正意义上的「利用」和「转化」,那么同时就必然会伴随着某种极性,例如 RNA 聚合酶作为一种马达在 DNA 上行走,那么 DNA 作为模板本身的 3’ 到 5’ 方向就提供了这种极性,也因此才有了「定向」的运动。持续不断地利用 ATP 的过程,通常都伴随着某种定向的过程。那么这就显得有些奇怪了,如果说 ATP 转化到 ADP,化学能转化为机械能这还好理解,可是如果这种「机械能」的转化是有一个确定的方向的,这就显得有些奇怪了。我们燃烧一些燃料加热一壶水,化学能转化为分子的动能,但我们很难想象那一壶水有可能因此朝着某个方向在运动。万能的费曼曾经想到一种奇特的构造,关于这一构造的介绍可以参考《》以及知友 @ 的博文《》 等文章来了解,此外, 知友 还是这方面的专家。不过即使大家对相关的做功能力的问题或者做功过程的结构生物学基础没有太多的兴趣,看下面一个图,也应该能大致了解生物分子是怎样从 ATP 中获得定向运动的能力的。起初,如下面第一幅图片所示,许多的粒子(马达、各种 ATP 水解酶等等)都在「坑」里,接下来,它们水解 ATP,从中获取了能量,这时候,原本的势能面对它们来说变得不再重要了,因此它们的运动就像在第二幅图片所示的平地上运动,这时它们可以随意扩散,而且向左和向右扩散的概率是相同的。虽然当它们能量提高之后可以向左和向右以几乎相等的概率扩散,但是等粒子们通过水解 ATP 所获取的能量「技能冷却」之后,它们会再次发现那个不对称的能量面,于是,粒子朝着某个方向运动的概率就会大大高于反转的概率,从而马达朝着某个方向运动的技能就达成了。从结构生物学的角度来看,实现这种「定向」不但需要「轨道」(DNA,微管、微丝)提供某种不对称性,马达分子本身的结构也是很重要的,尤其是在水解过程完成之后可以恢复(且是快速恢复)到其初始构象的能力。当然,这一过程也可能受到许多其它蛋白的调控,例如在微管上的 tau 蛋白就可以起到路障的作用,转录时候的 GreA 和 GreB 又可以解除 RNA 聚合酶的停滞状态等等。有兴趣的朋友还可以参考: 的视频以及这本书了解更多的有关情况。图片来源:
的回答具体地解释了一下ATP水解的化学能如何转化为机械能,涉及很具体的机制。不过我觉得这个回答可能对题主来说过于具体了…… (还是
?)貌似就是题主本人?你查阅资料以后总结的答案不太对,ATP并不是先水解然后用水解产物的动能(热能)来激活反应底物的总的答案是:ATP大多数时候不是“提供”能量,而是提供磷酸基和“释放”能量----------------------------------------------具体回答的分割线----------------------------------------------ATP在生物化学反应中其实不是按“水解释放能量-释放出的能量被其它分子吸收-吸收了其它能量的分子进行需要能量的化学反应”这个过程进行的磷酸基(通常记做一个带圈的P或者Pi)是一个很有意思的化学基团,它容易被从“母体”分子上水解下来变成一个磷酸根离子同时放出大量热量,而ATP上有3个串联的磷酸基,其中第2个和第3个磷酸基尤其容易被水解(机制复杂按下不表,反正知道磷酸基串联越多后面的越不稳定越容易被水解就行了)ATP的第3个磷酸基因为很不稳定所以时不时会被转移到其它分子上去,产生一个ADP和一个被“磷酸化”了的分子。ATP为生物化学反应“提供”能量的机制,跟这个磷酸化过程关系非常密切另外ATP的第1、第2个磷酸基之间的化学键在水解后会产生AMP和焦磷酸(记做PPi),焦磷酸则可以进一步水解成两个磷酸根离子并放热1、磷酸化使分子稳定在其高能构象上典型的例子是很多种酶的激活对很多酶来说,刚被合成出来未经修饰的蛋白质是没有活性的,因为它自发地折叠成了势能最低的那种空间结构,这种结构无法与反应底物结合。通过磷酸化蛋白质上的某些氨基酸残基上的羟基(-OH),蛋白质局部的电荷分布和基团空间占位情况会发生变化,进而导致其空间结构变化成有活性的构象。这个磷酸化的激活过程导致蛋白质分子从势能最低的构象转变成势能不那么低的构象,所需的能量实质上是由ATP提供的——ATP的化学能通过磷酸化作用部分转移到了蛋白质分子上从而提高了这个蛋白质分子的势能如果你要问为什么不让所有的蛋白质合成出来就有活性……一来有的空间结构势能确实太高蛋白质确实无法自然折叠成那样,二来具有“磷酸化激活-水解磷酸基失活”的酶就像装了开关一样,可以更容易地调节2、焦磷酸(PPi)水解导致耗能反应不可逆典型的例子是C4植物(如玉米)的碳固定过程里丙酮酸被磷酸化成磷酸烯醇式丙酮酸的过程磷酸烯醇式丙酮酸本身是一个高能分子,用来作为跟CO2反应的前体。为了将化学能较低的丙酮酸变成化学能很高的磷酸烯醇式丙酮酸,催化这个反应的酶从环境里抓来一个磷酸根离子结合到丙酮酸上,同时水解一个ATP变成AMP+PPi,然后PPi再立刻被水解成两个磷酸根离子……折腾了一大圈,一个低能分子从环境中吸收能量(热能)变成了一个高能分子,ATP则被水解并释放出热能“还给”环境3、磷酸化提供后续反应所需的活性化学基团(或者保护不希望参与反应的化学基团)典型的例子是光合作用中卡尔文循环里磷酸核酮糖磷酸化成为1,5-二磷酸核酮糖的步骤磷酸核酮糖被进一步磷酸化后,1-碳上不再有羟基,确保2-碳羧化后形成的不稳定中间产物必然从2-碳和3-碳之间断裂,从而确保了反应的正确(当然这个磷酸基在后续的反应步骤里还发挥其它作用)这个过程可以笼统地理解为ATP提供了能量用于保护某个化学基团,剩余的能量最终会在磷酸基水解的时候以热的形式释放出来4、磷酸基维持了某些高能态分子的稳定性例子又要举回去了,就是2里面提到的磷酸烯醇式丙酮酸酮是可以在酮式R1-CO-R2和烯醇式R1'=COH-R2之间转化的,其中后者是高能态,反应活性强但是不稳定。将烯醇式分子中的羟基磷酸化可以阻止烯醇式分子跌落回酮式并放热的自发过程,即ATP的化学能变成了磷酸烯醇式分子的化学能,用来推动下游反应,剩余能量也会在磷酸基水解时以热能的形式释放到环境里以上就是ATP为生物“提供能量”的四种主要途径了
難得碰到一個正在學的內容,以下回答的內容都基於:
LEHNINGER PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY FIFTH EDITION 一書。要明白ATP怎麼供能給細胞,首先要明白細胞怎麼使用能量。biocean 先生已經闡述了其怎麼提供機械能,我就來講一下我理解的ATP怎麼為化學反應供能吧。首先,吉布斯自由能是一種勢能。在生化中,我們是通過吉布斯自由能變化()來決定一個反應的方向和其在平衡中的位置的。 包含的因素有兩個,一個是焓變(),一個是熵變()。在生物進程中:。(T 是溫度)如果一個反應要大規模的製造出正反應產物,也就是說平衡傾向右邊,那麼其delta G的數值必須是負的,負的delta G代表了這個反應向外界釋放出自由能。這裡引入自由能的一個很重要的性質,它是可以在多個反應間疊加的,這使得為正的反應也有進行的可能,也是ATP或類似物質供能的方法,coupled reaction(不知道中文是什麼)。打個比方,glycolysis 的第一步,在葡萄糖的6碳上加個磷酸,這原本是一個吸能反應(+),正常情況下是不會發生的,那怎麼辦呢,就couple 一個ATP轉化為ADP+磷酸的反應,使得整個反應變成“把ATP上的Pi轉移到葡萄糖上去” 這麼一個過程。由於ATP轉化為ADP+磷酸有一個很負的,這個哪怕加上原來葡萄糖磷酸化的之後依然是負的,這就使得原本一個吸能的反應變成一個放能的反應,使其得以進行。而酶在這裡所扮演的角色,就是在其active site 上提供一個適合上述反應進行的環境。釋放出的自由能總要有來源,對於進行光合作用的細胞,這些能量是來自於從太陽,再通過光合作用轉化并固定在各種高能分子內。而對於不進行光合作用的細胞,這些能量則是通過消耗上文中光合作用的產物而的來的。這些光合作用產物,因為其本身所含有的能量太高,而很多生物反應中其實並不需要釋放出那麼多自由能就能達成我們所期望的目的,而剩餘的能量只會作為熱能釋放到細胞中,這不僅是浪費,更是有害的。所以細胞選擇了ATP這個中介物質,由於其本身的性質,它具有的能量適中,在有氧的環境中,消耗一個完整的葡萄糖可以大約造出30來個ATP,而同時一般一個ATP就足夠為一個反應供能了,所以才有了ATP是生物體內能源貨幣的說法。題主可以這麼理解,我們身體裡的多糖就相當于金條,而單糖相當于百元大鈔,而自然界很操蛋是不設找贖的,所以沒理由直接把金條或者百元大鈔花出去。那麼我們就通過代謝來把大鈔換成購買力很強的零鈔ATP。第一次寫長答案,我知道自己的答案中英混雜而且行文比較混亂,我對寫作實在不擅長而且很多東西不知道中文怎麼說,但希望還是能幫到題主。有什麼問題可以在評論中提出。________________________________________________________________________________補充以下我對生物反應中 的理解,有不當之處請指出。G 是一種勢能,對於勢能,我們一般是不怎麼關心他的實際量的,因為其實際量很大程度上取決於參考的零點。可以和重力勢能(mgh)做個類比,我們一般不怎麼關心一個物體究竟有多少重力勢能,而是更關心,它的高度變化後,其重力勢能發生了多少變化()并轉化成了多少動能。同理,起碼在生化中,我們一般不關心G的絕對數值,而關心G的變化以及這個變化所指出的:在化學平衡中的位置。這裡引入另一條我之前沒有寫的公式( 是一個標準量,數值是-RT ln(Keq), 這個標準量主要是為了使動態平衡狀態下的=0 ) 。這條公式可以寫成這樣( Q=[product]/[reactant], Keq可以視作特殊情況下的Q)數值越大,就說明這個反應當前狀態偏離平衡越遠,就說明其越容易發生,正反應或負反應。
我认为学键的断裂都是消耗能量的,根本不可能放出能量。实际上ATP的能量表现为一种氧化性,通常我们不把氧气看成能源物质,但大家都知道氧气实际上也是必须的。ATP实际上就是一种高级的氧气,当一种氧化物的氧化性高于氧气时,我们同样也可以认为这种物质具有能量,因为他能比氧气燃烧释放更多能量,ATP就是这种物质
很多很多:ATP水解是一个deltaG&0的过程(exergonic),一些其他的化学细胞内的化学反应在本质上deltaG&0(endergonic),为了让这些自由能变大的反应发生(比如把一个氨基酸分子加到tRNA上,核糖体(ribosome)向3'端移动一个密码子的长度,这些是翻译mRNA必要的反应),ATP水解可以使整个过程的deltaG&0,所以反应可以自发发生。如果没有ATP的水解,那么这些过程就不会自发发生,我就不会在这里打字了lol
高能磷酸键可以断裂,将磷酸根转移给其它生物分子,使其它分子磷酸化,而许多分子的磷酸化状态是高能活泼的,可以进行许多代谢反应。简单讲,就是通过磷酸化其它物质实现将能量提供给其它物质。合成是通过质子梯度驱动的F0F1-ATP合酶来实现。
根据目前比较主流的Ratchet Motion的理论(假使理论确实是正确的),那么真正推动分子马达做定向运动(或者说做功)的并不是源于ATP水解所释放的能量,而是源于环境中的大量布朗运动所产生的随机的,无序的作用力,而ATP水解所释放出来的能量主要是改变蛋白质的构象,特别是改变其电子分布,从而使得其与同样带有电荷的微管,或者肌丝蛋白之间的作用力发生周期性变化,时而受其影响,时而又不受其影响,而决定受不受其影响的则是取决于分子马达与ATP的结合状态,以及由此所导致的分子马达头部的电荷特性,如果呈现中性状态,那么整个头部就与微观脱钩,呈现出可以自由运动的状态。形象一点说,分子马达就像是一艘小船,时刻受到各种来自东西南北乱吹的风的影响,而如果在绝大多数都刮东风的时候竖起风帆,而其余之后则把帆降下来,那么小船整体上就会做定向运动,但这里真正推动小船的主要能量来源还是“东风”(来自周围的布朗热噪音),而ATP的能量主要还是用于每次把帆给升起来,至于如何使得刮东风时升帆,那则来源于一套被称为“棘轮”的整流机制。
建议题主有时间的话可以看看这篇文章《》,不仅讲了ATP到底是如何供能的,更重要的是把探寻这一生化反应的过程娓娓道来。相当精彩。
感谢回答,第一次在知乎上提问,不知道知乎的大牛们都对什么感兴趣,不过从 那里得到了明确的回答,我还是很高兴的。虽然回答十分简练,但是我从中已经了解到了我所需要的信息。那就是ATP释放能量就是化学键断裂释放的能量。这个结论对于知乎上的大牛来说似乎是一个常识性的知识。就好比水往低处流和地球绕着太阳转一样明显。不过我想知道的其实是ATP释放出的化学能是以什么样的形式或者能量传递给细胞内需要能量的器官进行运作的。比如蛋白质的合成、肌肉的收缩。我想知道这之中的能量转化到底是一个什么过程。为此,我在 答案的启发下,重新进行了资料的收集和知识检索。我的流程如下1、ATP释放能量就是化学键断裂释放的能量这个结论在目前是一个常识性的知识,因此应当存在大量的关于化学键的知识,通过网络就能够搜索到2、利用百度百科、维基百科以及各种知识论坛,我学习了化学键的知识。在这个过程中,以前化学课、生物课学习的知识一下子又都回来了。最终我了解到,化学键实际是两个粒子之间的作用力。3、网上的资料显示,通常而言形成化学键之后所具有的能量会低于没有化学键时的能量。也就是形成化学键前粒子之间的势能高于形成化学键之后的势能。所以通常的化学键断裂并不会释放能量,而是吸收能量。但是对于ATP这种高能磷酸键而言却不相同。具体原理并不清楚,但是大概是在催化酶的作用下,形成了这种高能磷酸键。同时这种化学键在断裂时其释放的能量多余吸收的能量,所以这种化学键断裂将释放出大量的能量。4、不过即使知道ATP中高能磷酸键断裂能够释放能量,还是不清楚到底释放了什么形式的能量。而且我也没有能力真正的进行一次试验。不过网上的一种说法启发了我。那就是化学键断裂的时候会发热。因此从一定程度上说,化学键断裂的能量转化为了热能。5、进一步的热能是什么呢?幸亏我还学过经典物理学。按照经典物理学的解释,热能实际就是物体内部粒子无规则热运动的宏观体现。所以放到微观层面上热能实际就微观粒子运动的动能而已。那化学键产生的能量为什么会转换为动能呢?看不到分子的我只能给出我觉得合理的猜想。既然化学键是两个粒子之间的作用力,那么化学键的断裂实际就是作用力的消失。既然两个粒子原先需要通过力才能够结合在一起,那就是说这两个粒子具有互相分离的趋势,也就是势能。所以当化学键断裂的时候,两个粒子所具有的势能转化为了动能。说白了就是约束两个粒子之间的力一旦消失,两个粒子就分别向两边飞去了。6、明白了化学键断裂可以产生热能之后,也就是微观粒子的动能后,我重新理解了关于以前化学课上说得,温度越高化学反应越快的结论。由于化学反应实际上是大量微观粒子之间碰撞冲突,当突破粒子之间的能量门槛,就会产生新的粒子结构也就是化合物,反之,能量不够的粒子就无法形成化合物。热能的提高实际就是微观粒子动能的提高。那么将有更多的粒子具有突破能量门槛的能力,最终形成更多的化合物。但是随着更多的粒子形成化合物,原始粒子之间再次相遇的机会大量降低,整个化学过程也就趋于停止了。所以,无论是什么反应都无法做到100%的全部反应,只能够得到部分的化合物和部分原始粒子的混合物。7、知道了化学过程实际就是粒子间碰撞的结果,也知道了ATP高能磷酸键的断裂可以让ATP的内部分裂并产生具有巨大的动能粒子。那么我就能够还原出在细胞内部一个需要能量的化学反应地区的能量转换过程了。首先ATP水解,产生具有巨大动能的粒子(简称A粒子),但是在粒子的周围存在着其他的粒子(简称O粒子)。当A粒子碰撞到O粒子的时候,在没有化学反应的情况下,会将部分动能传递给O粒子。随着ATP的持续水解,A粒子不断释放,O粒子们得到的动能也就越来越大。整体宏观表现为温度升高。但是在这个细胞内部需要化学反应的地区存在着高浓度的需要化学反应的原粒子简称(T粒子),这些T粒子实际也是O粒子中的一员。随着O粒子们的动能的提高,T粒子们的动能也相应提高了。当能量超过了粒子之间进行化合作用的门槛时,化合作用也就自然而然的发生了。蛋白质合成是这样,同样肌肉收缩也是这样,都是靠细胞内部的化学作用进而引发之后一系列反应。具体内容可以去查看百度百科或者维基百科的相关资料。8、所以我的问题也就解开了。ATP实际是一种细胞内的加热器,他帮助细胞内的某个区域的化学物质进行加热,使其化学反应可以发生,并最终体现在细胞的功能上。这样,细胞能够通过控制ATP的浓度来控制内部指定区域的化学反应程度,这种精细程度,恐怕不是现在化工厂可以媲美的。同时ATP本身也成为一种能量传输媒介,这种媒介具有将脂肪,糖类等分解的能量进行分立保存,并最终向着目标地点输出的功能。以上就是我所理解的ATP水解后的能量利用方式,感觉细胞还真的是一个复杂的机构啊。
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