三磷酸腺苷(ATP adenosine triphosphate)是由腺嘌呤、核糖和 3 個磷酸基團連接在壹起,水解後釋放出更多的能量,是生物體內最直接的能量來源。
基本介紹 中文名稱:三磷酸腺苷 中文別名:三磷酸腺苷:腺苷-5'-三磷酸、三磷酸腺苷 英文縮寫:ATP CAS No:C10H16N5O13P3 物質信息、分子式、能量物質、生理功能、新陳代謝、無氧代謝、有氧代謝、人體內的 ATP、再生和轉化、配位原理、物質信息 別名:三磷酸腺苷 英文名稱:Adenosine Triphosphate5'-腺苷酸三磷酸; 腺苷酸 5'-triphosphate 腺苷酸 5'-triphosphate; [(2R,3S,4R,5R)-5-(6-氨基嘌呤-9-基)-3,4-二羥基氧雜戊環-2-基]甲基(羥基膦酰氧基磷酰)磷酸氫二酯; ATP 分子式 ATP 的元素組成為:C、H、O、N、N、N、N、N、N:C、H、O、N、P,分子簡式為 A-P~P~P,其中 A 代表腺苷,T 代表三(英文三倍體的開頭字母 T),P 代表磷酸基團,"-"代表普通的磷酸鍵,"~"代表壹種特殊的化學鍵,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 個高能磷酸鍵和 1 個普通磷酸鍵。對於動物、人類、真菌和大多數細菌來說,合成 ATP 的能量來自細胞進行呼吸作用時釋放的能量;對於綠色植物來說,除了呼吸作用外,在光合作用過程中,從 ADP 合成 ATP 還需要利用光能。在ATP水解酶的作用下,ATP與A(腺苷)的距離最遠,"~"(高能磷酸鍵)斷裂,ATP水解為ADP+Pi(遊離磷酸基團)+能量。當ATP分子水解時,實際上指的是ATP分子中的高能磷酸鍵水解。在水解高能磷酸鍵的過程中會釋放出高達 30.54kJ/mol 的能量,因此 ATP 被稱為細胞中的高能磷酸化合物。ATP 是壹種高能磷酸化合物,在細胞內,它可以與 ADP 相互轉化,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供應。產生ATP的途徑主要有兩種:壹種是植物體內含葉綠體的細胞,在光合作用的光反應階段產生ATP;另壹種是所有生物細胞都能通過細胞呼吸產生ATP。能量物質 肌肉儲存著多種能量物質,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 體育鍛煉能加速體內能量物質的消耗,促進體內物質的分解和合成,使組織細胞獲得比原來水平更多的營養物質,機體獲得更旺盛的活動力,從而使機體不斷發展和提高,這是體育鍛煉促進機體健康發展的根本原因。體育鍛煉會消耗體內的能量物質,經過壹段時間的休息,體內的能量物質可以恢復甚至超過原來的水平,這種變化稱為過量恢復。恢復的程度和時間取決於運動量的大小。在壹定範圍內,運動量越大,體內消耗的能量物質就越多,過量恢復的幅度也就越大,但所需的時間也就越長,在機體過量恢復階段,進行第二次適當的運動和休息,可以逐步提高機體的供能水平,從而不斷提高人體的運動能力。長時間的運動是在有氧代謝的條件下進行的,要依靠脂肪的代謝來提供能量,因此,有氧運動是消耗脂肪達到減肥目的的有效途徑。無氧代謝能力是速度素質的重要基礎。體育課上發展無氧代謝能力的方法壹般采用間歇練習和連續練習。間歇練習主要發展 ATP-CP 系統的供能能力。壹般每次練習時間在30秒以內,主動休息1~3分鐘,再進行適當練習,可提高速度素質。連續運動主要是發展乳酸系統的供能能力。壹般每次運動30秒以上,每次休息時間較短,可提高速度耐力。有氧代謝能力是指人體長時間進行有氧運動的能力。發展有氧代謝能力的關鍵是要有充足的氧氣供應,即人體在單位時間內吸收和利用氧氣的最大值--最大耗氧量。最大耗氧量與血液循環在單位時間內攜帶、運輸氧氣有著密切的關系。因此,心肺功能的好壞,直接影響最大耗氧量。采用較低或中等運動強度、較長持續時間的運動,可以改善有氧代謝,從而改善心肺功能,因為機體可以獲得充足的氧氣供應,進行有氧氧化供能。運動中的供能方式可分為兩類:壹類是無氧供能,即在無氧或氧供相對不足的情況下,主要靠ATP、CP分解供能和糖原無氧發酵供能(即糖原無氧分解成乳酸的同時為機體供能)。這種運動只能持續很短的時間(約 1-3 分鐘)。800 米以內的全力奔跑、短距離沖刺都屬於無氧供能運動。另壹類是有氧供能,即運動時能量的主要來源是糖原(脂肪、蛋白質)的有氧氧化。由於運動中氧氣供應充足,糖原可以完全分解,釋放出大量能量,因而可以持續較長時間。這類運動,如跑步 5000 米以上、遊泳 1500 米以上、慢跑、散步、迪斯科、交誼舞、自行車、太極拳等都屬於這類運動。由此,我們可以得到壹個簡單的啟示:那就是高強度運動不可能持續很長時間,總能量消耗較少,因而不是理想的減肥方式;而低強度運動由於氧氣供應充足,持續時間長,總能量消耗少,更有利於減肥。減肥的最終目的是燃燒體內多余的脂肪,而不是減少水分或其他成分。三磷酸腺苷代謝無氧代謝劇烈運動時,機體處於暫時缺氧狀態,在缺氧狀態下***能量物質的代謝過程,稱為無氧代謝。它包括以下兩種供能系統。非乳酸供能(ATP-CP)系統--壹般可維持 10 秒鐘的肌肉活動無氧代謝②乳酸供能系統--壹般可維持 1~3 分鐘的肌肉活動非乳酸供能(ATP-CP)系統和乳酸供能系統是在短時間內從事無氧代謝的供能系統,非乳酸供能(ATP-CP)系統和乳酸供能系統是從事短時間劇烈運動的肌肉的主要供能方式。ATP為肌肉收縮釋放能量的時間只有1-3秒,需要依靠CP分解來提供能量,但肌肉中的PC量僅能為ATP合成和分解提供能量,維持肌肉收縮6-8秒的時間。因此,在 10 秒鐘以內的快速活動中,ATP-CP 系統是肌肉收縮的主要能量來源。乳酸能量系統是指連續劇烈運動時,肌糖原在缺氧的情況下進行發酵,通過壹系列化學反應,最終在體內產生乳酸,同時釋放能量用於肌肉收縮。這個代謝過程大約需要 1~3 分鐘的肌肉收縮時間。 有氧代謝是肝糖原或脂肪在充足的氧氣存在下完全氧化分解,最終生成大量二氧化碳(CO 2 )和水(H 2 O ),同時釋放能量,生成 ATP,稱為有氧氧化系統。 人體內的 ATP 人體內約有 50.7 克的 ATP,只能維持 0.3 秒鐘的劇烈運動,ATP 和 ADP 可以迅速轉化,保持平衡。ADP 轉化為 ATP 的過程,需要能量。ADP轉化為ATP是所需能量的主要來源當ADP與磷酸基團結合並獲得8千卡能量時,即可形成ATP。對於動物、人類、真菌和大多數細菌來說,這來自細胞呼吸時分解有機物釋放的能量。對於綠色植物來說,除了依靠呼吸釋放的能量外,在葉綠體中進行光合作用時,ADP 到 ATP 的轉化還需要利用光能。當 ATP 發生水解時,ADP 形成,同時釋放出磷酸和能量。這種能量隨後被細胞利用;肌肉收縮產生的運動、神經細胞的活動以及生物體內的所有其他活動都利用了 ATP 水解過程中產生的能量。 再生和轉化 ATP 在細胞內很容易再生,因此是壹種恒定的能量來源。通過水解和合成 ATP,將放能反應釋放的能量用於吸能反應的過程稱為 ATP 循環。由於 ATP 是細胞中常用的能量載體,因此常被稱為細胞中的能量貨幣。 ATP連接著光合作用、新陳代謝和遺傳 ATP和ADP在細胞中相互轉化的供能機制在生物學上****cal。從生物能學的角度來看,ATP 是生化系統的核心,即各種生化循環(如卡爾文循環、糖酵解循環等)、ATP是光能轉化為化學能的唯壹產物,而遺傳系統是生化系統的壹部分,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) 由於咪唑環和苯環上存在 N 元素,苯環上的氨基上也有孤對電子,因此在溶液中加入金屬離子有可能發生配位反應。(2)在酸性溶液中,氫離子和金屬離子之間存在競爭(金屬離子很可能被質子化),即氫離子濃度過大。(3)苯環、咪唑環和氨基上的 N 元素的配位能力不同,配位能力越強,越容易與金屬離子發生配位反應。